中央协调器在汽车电器网络中的应用研究

刘迪，章皓，赵俊杰，李艳波，郭晓博



中央协调器在汽车电器网络中的应用研究

刘迪，章皓，赵俊杰，李艳波，郭晓博

（洛阳拖拉机研究所有限公司，河南 洛阳 471039）

在汽车电器网络中应用中央协调器能够避免由于单一电器故障而引发的汽车运行停止的问题，有着较强的使用优势。传统的汽车电器系统已经无法满足现阶段汽车电器系统的实际要求。随着现场总线技术的发展，基于中央协调式的汽车电器网络由于系统复杂程度较低，而受到了更多的关注。基于此，文章阐述了基于基本功能协调、智能化与故障协调、电源管理协调的三级串联中央协调在汽车电器网络中的应用。利用复数的中央协调器设计了基于冗余备份的中央协调器，并对其运行过程进行了阐述。应用结果显示，基于冗余备份的中央协调器能够提升驾驶员与乘客的驾乘体验，降低由于单个电器故障引发汽车整体运行停止的概率。

中央协调器；汽车电器网络；三级串联中央协调

前言

近几年来，汽车电气系统迅速发展，汽车中包含的电子电器设备占据了汽车生产总成本的三成以上。在这样的情况下，传统的汽车电器系统已经无法满足现阶段汽车电器系统的实际要求。随着现场总线技术的发展，汽车电器网络更加完善，基于中央协调式的汽车电器网络由于系统复杂程度较低，而受到了更多的关注。使用中央协调器对汽车电器进行协调，能够更好的确保汽车电器之间的独立性。

1 三级串联中央协调在汽车电器网络中的应用

1.1 基本功能协调

在三级串联中央协调的基本功能协调中，主要实现了对汽车电器网络总用开关的控制，同时对驾驶员的直接操作命令进行响应，确保非驾驶员直接控制的智能电器的正常运行。

在法规标准规定的电气间联动互斥中，主要包括车外照明的依赖与排斥关系、车外标志灯的同步关系、车门开闭对应的门泵与照明的控制逻辑等。具体包含着远近光等的互斥关系、远近光灯与小灯的依赖关系、制动塔板与制动灯的同步、各转向标志灯的同步等等。

1.2 智能化与故障协调

汽车电器网络的优越性主要体现在智能化与故障协调中，其能够改善汽车驾驶员与乘客的驾乘体验。在智能化与故障协调中，主要对电控空气悬架、车内照明灯光与车门开闭的自动联动等进行了协调控制。同时能够实现钥匙开关位置与车门开关情况的联动与警告等等。

1.3 电源管理协调

在电源管理协调中，主要实现了汽车电器控制与电器电源管理的协调，降低了由于电源故障造成的汽车抛问题的发生概率[2]。电源管理协调主要实现了汽车电器短路过流的保护关断、蓄电池过度放电的智能协调关断等等。在汽车电器短路过流的保护关断中，利用了电器状态反馈以及智能电源电流监视信息的协调；蓄电池过度放电的智能协调关断使用了分级禁用与关闭车身用电器的方式来实现。

2 基于冗余备份的中央协调器的设计与实现

2.1 结构设计

在汽车电器网络中，使用了全分布式的电器控制结构。在这样的结构支持下，当某一智能电器产生故障时，汽车电器网络中的其他电器运行并不会受到影响，依旧保持正常运行的状态[3]。这意味着，中央协调器是汽车电器网络中唯一具有中央协调功能的集中控制部件。所以，中央协调器的可靠程度直接影响着汽车电器网络的运行稳定。为了进一步提升中央协调器的可靠性，避免由于其功能失效而造成的汽车电器网络停止正常运行的后果，必须要对中央协调器进行在线备份。

2.2 基于冗余备份的中央协调器的实现

在普通模式下，两个中央协调器会以完全独立的方式完成工作；在备份模式下，处于运行状态的协调器会对汽车电器网路上的中央协调指令进行监视。若是汽车电器网络中存在中央协调指令，则备份协调机仅会向主协调器发出“备份协调器具有有效性”的通知，并不会参与实际的中央协调工作。当汽车电器网络上的中央协调指令消失了一段时间后，备份协调其会进入单协调器模式，接管中央协调的工作，同时发送“协调器失效”的警告消息。

3 结论

综上所述，中央协调器在汽车电器网络中有着较好的使用优势。通过基于基本功能协调、智能化与故障协调、电源管理协调的三级串联中央协调，结合基于冗余备份的中央协调器的使用，提升了驾驶员与乘客的驾乘体验，降低了由于单个电器故障引发汽车整体运行停止的概率。

[1] 苗丰,连小珉.汽车电子电器网络的全等双余度中央协调器[J].清华大学学报(自然科学版),2016,56(10):1091-1096.

[2] 范珊珊.轿车智能电器系统网络监控和管理[D].清华大学,2013.

[3] 董雪.发展中的汽车电器控制技术[J].企业导报,2013(11):272.

[4] 徐凌雳.关于汽车电器系统结构的全分布式设计探讨[J].科技风,2017(23):143.

[5] 田光辉.基于分布式车载网络汽车电器系统的设计[J].四川职业技术学院学报,2015,25(05):161-163.

[6] 张新丰,杨殿阁,连小珉.面向多模式操控的汽车电子系统构架及协调控制[J].华南理工大学学报(自然科学版),2012,40(07):107- 112.

Research on Application of Central Coordinator in Automotive Electrical Network

Liu Di, Zhang Hao, Zhao Junjie, Li Yanbo, Guo Xiaobo

（Luoyang tractor research institute co., ltd., Henan Luoyang 471039）

The application of the central coordinator in the automobile electrical network can avoid the problem of stopping the operation of the automobile caused by the failure of a single electrical appliance, and has strong use advantages. The traditional automotive electrical system can no longer meet the actual requirements of the current automotive electrical system. With the development of fieldbus technology, automotive electrical network based on central coordination has received more attention due to its low complexity. Based on this, this paper expounds the application of three-level series central coordination based on basic function coordination, intelligence and fault coordination, and power management coordination in automotive electrical network. A central coordinator based on redundant backup is designed by using complex central coordinators, and its operation process is described. The application results show that the central coordinator based on redundant backup can improve the driving and riding experience of drivers and passengers, and reduce the probability that the overall operation of the car stops due to a single electrical fault.

central coordinator; Automotive electrical network; Three - level series central coordination

U462

A

1671-7988(2019)07-123-02

刘迪（1990-），男 ，初级工程师，就职于洛阳拖拉机研究所有限公司，从事整车电车电气检测研究工作。

U462

A

1671-7988(2019)07-123-02

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.07.041