总线技术在汽车电气系统中的应用研究

阮夏舟

摘要：随着社会的发展和进步，我国的汽车及其相关的产业也处在快速发展阶段。伴随着汽车的应用和普及，我国私家车的数量也在逐年攀增。社会的不断向前推进促进了人们生活观念的改变，现代社会对于汽车产业提出了更高的要求。传统的汽车制造再也不能满足现代社会发展的需要。汽车也不再是简单的代步工具。汽车设计需求多样化的同时，汽车制造水平也有了质的飞跃。汽车在批量生产制造当中，已经能够实现空间结构的集成化，同时也能够利用总线技术依据环境而改变自身的运行模式。现代汽车已经朝着智能化和网络化的方向发展。本文从总线技术在汽车电气系统中应用的角度出发，旨在根据电气系统的运行模式为其匹配合适的总线技术。

关键词：总线技术;汽车电气系统;应用研究

中图分类号：U463                                        文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）10-0217-02

0  引言

在汽车制造技术当中，总线技术可以实现汽车内部电子信息的传输。总线主要是由汽车内部信号线聚集而成的。除了实现电子信息传输之外，还能实现不同系统之间的通信。正是因为总线技术的存在，汽车内部各子系统之间的通信效率才会增加。就目前汽车发展的趋势来看，缩短汽车各子系统间信息传输所需要的时间，可以显著提升信息传输的质量。在未来汽车的发展将会以总线作为基础，进一步开发和创新汽车电气系统。利用总线技术保证电气系统的工作效率，保障整个汽车工作的稳定性。现阶段汽车内部都会搭载不同样式的小型电脑。车载电脑系统负责整个汽车内部的信息传输和通讯。伴随着社会的进步，人们的社会观念也发生的变化，现代人对于汽车的样式、功能、质量的要求越来越高。为了满足人们对汽车制造要求的不断提升，汽车各部分的系统也在不断升级，以此来满足现代人们的需求。汽车内部系统代表整个汽车的核心技术和运行能力，尤其是汽车内部的电气系统满足人们日常動力与舒适性的需要。利用总线技术可以显著提升汽车电气系统的工作效率。若是人们无法实现汽车内部各子系统之间信息的传输，将会降低汽车的整体性能。若是采用总线技术可以避免这类问题的产生，同时还能促进汽车产业信息化的实现。

1  总线技术在汽车电气系统中的具体应用

伴随着社会的发展和进步，我国的汽车产业正在快速发展。汽车从制造之初发展到现在已经衍生出了许多功能，汽车再也不是传统意义的代步车，如今的汽车产业正在朝着网络化和智能化的方向发展。总线技术在汽车电气系统当中的应用促进了汽车产业的发展。汽车内部已经实现信息化，各系统之间能够通过信息传输进行连接和联动。现阶段的汽车当中都搭载了不同样式的车载电脑。车载电脑控制着整个汽车的系统。如动力、空调、传动等系统都受到车载电脑的控制，车载电脑如今已经成为整个汽车的大脑。车载电脑作为整个汽车内部系统的控制单元通过总线技术实现各子系统之间的联动。像是汽车的传动系统和制动系统可以通过总线技术（CAN）进行连接形成局部的控制网络。汽车车窗的升降系统和车后视镜的转动也可以通过总线技术形成的局部控制系统网络进行控制。目前汽车内部常用的总线技术是LIN、MOST。这两种总线技术目前是车内使用最多的技术。正是因总线技术的使用，而得以控制车内的各个系统。

2  控制器局域网络总线技术

汽车内部子系统所使用的总线技术属于一种局域网络控制技术。CAN总线技术是最先兴起的。其最早是由德国某家公司利用了很长时间，研制期间投入了大量的人力物力。德国这家公司最早的理念是实现汽车各个模块之间的信息传输。由于在汽车制造早期，汽车各模块之间的信息传输是非常困难。为了更好的实现汽车各模块之间的数据信息转换和通信问题。德国这家公司开始了研制能够将汽车当中各个模块连接在一起的新技术。传统总线技术在模块信息传递上面具有局限性，CAN总线技术突破了传统总线技术的控制。其在保证汽车内部各模块之间能保持正常通信的基础上，对汽车内部复杂的线路和系统进行了优化升级。经过的CAN总线技术优化后的汽车结构能够大幅度减少连接各模块线路的长度。同时还能简化原有的线路数量。从这点上看，CAN总线技术的出现和在汽车内部电气系统当中的应用改变了整个汽车行业发展的结构。使用CAN总线技术的汽车不光安全性和整洁性有了明显的提升，就连汽车的整体结构也有了很大程度上的升级。传统总线技术是基于点对点的工作原理实现汽车内部各模块的联动。虽然从理论上看，点对点的原理可以解决汽车内部各模块信息传输和通信的问题，但是却让整个汽车内部的电路系统变的更加复杂。复杂的汽车系统不利于后期故障的查找，同时也限制了汽车结构的设计。CAN总线技术的出现还具有划时代的意义，将此技术应用到汽车模块的控制当中，汽车复杂的线路变得简单，同时也减少了汽车当中不必要的插件。传统总线技术的升级和优化改变了汽车通信线路的长度，同时也满足了汽车内部各模块对于通信的需要。通过CAN总线技术建立起的汽车内部局域网络可以实现对于汽车内部各元器件的控制，同时也能够支持汽车实现信息化发展，利用CAV总线技术还能保证各模块而数据通信的质量。

3  局域互联网络总线技术

在研制出CAN总线技术之后，为了促进产业的发展和满足人们的各项需求。人们又开始着手研制新的总线技术。LIN总线技术便是在CAN总线技术之后新研制的技术。由于其在CAN总线技术的基础上，能够进一步降低导线成本和汽车装备成本而得到了广泛应用。与此同时，为了进一步降低LIN总线技术的运行成本，部分厂商其中包括摩托罗拉、沃尔沃等开始携手研制出一种新型的串行通信协议。这种新型的通信协议比传统的通信协议更能提高汽车内部系统的通信与连接。过去传统总线技术的信息传输速度较低，但当使用了LIN总线技术之后汽车导线的传输速度有了显著提升，虽然目前为止汽车导线的信息传输速度只有20kb/s，但是汽车导线本身却具备了一定的抗干扰能力。伴随着总线技术的发展，汽车内部的导线数量越来越少，汽车电脑本身的负担也越来越低。正因LIN总线技术具备诸多的优点受到了各大厂商的青睐，但是由于LIN总线技术对精度方面的性能较差，其只能使用在对精度要求不高的结构功能当中，像是雨刮器、车窗控制等。

4  MOST总线技术

伴随着总线技术的成熟，总线技术逐渐被应用于社会的各个领域当中。以光纤为基础的MOST的总线技术提高了对汽车多媒体和相关硬件结构的控制。为了降低汽车多媒体运行当中网络流量的消耗，保证整个汽车系统的正常运行。为了达成这个目的，需要相关人员加强对MOST总线技术的研发，通过进一步完善MOST总线技术。经过MOST总线技术的发展，汽车多媒体能够稳定运行，其所需要的网络流量和传输速度都能达到目标标准，这样可以高效的保障汽车内部的通信质量。如今的MOST技术已经被广泛应用于各个汽车内部之中。

5  对汽车电气系统中CAN总线技术的分析研究

CAN总线技术被应用在整个汽车系统当中。作为一种可靠的汽车计算机网络总线技术。CAN技术从研发之初就因其具有良好的特性而得到人们的青睐。汽车电气系统可以利用CAN技术实现各单元系统的信息传递。并且能够达到简化汽车内部导线、内部感应器的作用。此外，CAN总线技术的使用避免了汽车内部出现串线的情况。其可以有效避免功能的重復。使用CAN总线技术提高了汽车内部各系统之间的信息传递效率，降低了汽车系统的运行成本，其能够更好的来控制汽车内部的各个模块，保证汽车的正常运行。由于CAN总线技术所具有的特点，CAN总线技术也已经成为现代汽车维修人员所必须掌握的基础知识。汽车维修人员只有了解CAN总线技术的控制原理和技术组成，才能灵活的运用CAN技术解决汽车电气系统出现的各种故障。

5.1 汽车CAN总线系统的故障分类

汽车电源系统引起的故障。电气系统是整个汽车的核心。现代汽车已经走在了信息化的道路上。如今整个汽车的中枢便是电控ECU。ECU成为了整个汽车正常运行的关键点。汽车ECU的运行需要有稳定的电压的条件，一般0.5-15伏的电压是保证ECU系统正常运行的关键。若是汽车电压低于ECU正常工作的标准值，将会出现ECU暂停工作的情况发生，这将会严重的影响整个汽车电气系统的正常运行。

线路故障。汽车内部不同模块之间的信息传递由汽车线路连接实现。CAN总线技术决定着不同系统之间信息的传递。当CAN总线技术发生故障后，通信环节便会发生错误，错误或者失真的通信信号将会让整个电控单元陷入瘫痪。最终导致汽车电控系统无法正常工作。

节点故障。每个节点就代表一个电控模块，一旦节点发生故障也就意味着汽车的电控模块发生故障。节点故障的主要是由于汽车内部的传输协议与某个软件程序不兼容而导致汽车局部控制网络瘫痪，导致整个电气系统无法正常工作。一般节点故障并不是单个出现的，而是多个节点故障一起出现，这种情况会造成芯片短路。为避免这类情况的发生，汽车内部的电气系统应当禁用版本低的汽车控制器区域网。

5.2 汽车CAN总线系统常见故障检修方法

自诊断和数据流。现代汽车维修人员经常会利用CAN总线技术对汽车故障的原因进行排查。CAN总线技术本身就具备自检的功能。其自检的故障类型可以分成三类，其分别是主动错误、被动错误、总线关闭等三种类型。当汽车CAN总线处于关闭状态时，无法完成各系统间的信息传输。这时各系统的控制模块会根据故障的类型形成不同的故障代码。若只是控制模块本身通信效果不良时，CAN总线技术就无法执行自检功能，系统相应的也不会产生任何故障代码。但是由于电气各系统间的关联性，其他系统的控制模块会产生通信故障代码。最后一种见到的情形是控制模块本身无法发送某些数据，但却可以接受CAN总线数据。这时汽车自检功能会产生故障代码。故障代码是现代汽车行业检修的依据。同时汽车的故障代码要根据汽车不同系统之间的关系进行逻辑判断。此外，人们还能根据相关的数据流信息判断控制模块的故障，分析是电控模块的哪一部分出现了问题。

6  结语

总的来说，汽车总线技术的发展推动了整个汽车行业的发展和进步。总线技术的不断改良和更新，促进了汽车朝着信息化和网络的方向发展。总线技术在未来的发展当中，汽车行业的通信效率也有了显著的提升。总线技术在汽车制造当中的广泛应用。不仅降低了汽车运行所耗费的资金，也简化了汽车内部的机身构造。通过总线技术的发展和创新，能够进一步促进汽车电气系统的发展和繁荣。

参考文献：

[1]汪文忠.总线技术在汽车电气系统中的应用研究[J].汽车维修，2018（4）.

[2]郁潮海.总线技术在汽车电气系统中的应用研究[J].时代汽车，2018（11）.

[3]刘贤.总线技术在汽车电气系统中的应用研究[J].时代汽车，2018（5）.

[4]于晨斯，王翠.总线技术在汽车电气系统中的应用研究[J].科技风，2018（12）.

[5]于晨斯，王翠.总线技术在汽车电气系统中的应用研究[J].科技风，2017（22）.

[6]庞伟飞.总线技术在汽车电气系统中的应用[J].山东工业技术，2016（20）.

[7]钱慧君.总线技术在汽车电气系统中的应用研究[J].电子制作，2015（7Z）.

[8]马齐成，李销.浅谈ISO11898汽车CAN总线电压测试[J].汽车实用技术，2019（17）.