谈汽车线束多路电子控制系统的现状与发展.pdfVIP

谈汽车线束多路电子控制系统的现状与发 展 刘 洋 蔡国宾 杨 刚 长城汽车股份有限公司 河北 保定071000 摘要：汽车线束是汽车电路的网络主体，没有汽车线束也就不存在汽车电路。汽车线束一般 指低压电线，在整车中的作用是将电气系统的电源信号或数据信号进行传递或交换，实现电 气系统的功能及要求。汽车线束都是铜质多蕊软线，有些软线细如毛发，几条乃至几十条软 铜线包裹在塑料绝缘管（聚氯乙烯）内，柔软而不容易折断。整车主线束一般分成发动机线 束（点火、电喷、发电、起动）、车身线束、仪表线束等部分，有主干线束及分支线束。整 车主线束往往以仪表板为核心部分，前后延伸。 关键词：汽车；线束多路电子控制系统；现状；发展 中图分类号：TB61 文献标识码：A 1 导言 随着汽车技术的不断发展和汽车性能的进一步提高，汽车上的用电设备也在不断增加， 汽车线束越来越繁多，布置越来越复杂，尤其是在没有广泛使用CAN 总线技术的重型卡车和 军车上。一方面，汽车空间的局限给汽车的线束设计及布置带来了很大的困难，线束的可靠 性和维护性要求也越来越高。因此，制定一个符合现代汽车线束设计的规范和流程对汽车电 子电器技术的发展尤为重要。 2 传统的线束布线方式 传统的汽车电路是常规的直流并联电路，通常是电源通过导线用一个保险器和开关控制 一个用电器，并且开关都集中在驾驶室控制，保险器集中安装在电控板上，以便于控制维修 和更换。传统的布线法就是点到点的布线，其供电系统的基本结构如图1 所示。这种传统的 汽车电气线路的特点是： 图1 传统的线束布线方式 2.1 电气设备间均为并联； 2.2 汽车上所有电气设备的正极均用称为“火线”的导线连接，而负极与车身金属相连，即 采用负极“搭铁”； 2.3 采用蓄电池和发电机并接，用双电源向用电器供电； 2.4 各电器设备根据其用途装在车辆大致相同的位置，所以整个电器线路的走向和布局大致 相同。 这种布线方式的缺点是：全车所用导线的长度、根数、接点都与用电器的数量成正比。 如果在一次电力控制回路中再增加继电器二次控制，整个供电系统则更加复杂。据统计：一 辆采用传统布线方法的高档汽车中，其电线长度可达 2km，电气节点高达1500 个，而且该 数字大约每10 年增长一倍。从而加剧了线束与汽车有限空间的矛盾。一般情况下，线束都 装在底盘纵梁下等看不到的地方，一旦线束中出了问题，不仅查线相当麻烦，而且维修也很 困难。另外每种车型的线束都不一样，都要单独设计、制造和检验，从而增加了设计、试制 和检测的工作量与难度。有时需要增加几个电器配件，要相应增加几根线，而无法加到原线 束中去，只能从外面加线，从而使线束更凌乱。所以无论从材料成本还是工作效率看，传统 的布线法已不适应汽车技术的发展，而将电子技术应用于汽车布线的多路总线传输技术能很 好地解决上述矛盾。 3 多路总线传输系统布线方式 多路总线传输技术的核心是采用串行总线，它变传统的并行供电方式为串行供电方式。 多路总线传输系统布线方式的基本结构如图2 所示。它的特点是使用1 根动力线和2 根信号 线，1个主机 （单片机）和1 个从机（单片机）最多可控制8 路用电器。和传统的供电方式 相比较，它有明显的优越性： 图2 多路总线传输系统布线方式 3.1 节省了大量的有色金属，动力线长度至少节省 50%以上； 3.2 线束生产省工省时，动力线和信号线只有3 根，极大地简化了生产工艺，降低了成本； 3.3 扩展方便，线束只有长度和控制软件的差别，对硬件的生产带来了极大的方便，增加用 电器只要把线束延长即可； 3.4 通过组合开关的电流从安培级降到毫安级，从而降低了组合开关的成本，延长了寿命； 3.5 增加了智能化功能，可直接模拟闪光器和时间继电器等硬件的工作。 鉴于该方式的优越性，2000 年 5 月，常客集团和江苏理工大学汽车学院合作进行了汽 车多路总线传输系统的项目研究，并在 1 辆公交车上进行装车试验，使用 1 个主机控制 2 个从机，2 个从机控制8 个用电器（汽车前围的远光灯、近光灯、前位灯、转向灯；汽车后 围的制动灯、后围灯、倒车灯、雾灯），经过3 个月的路试，系统一切正常，可靠性也达到 预定指标。但该系统当时只对开关量信号有效（例如灯具），对模拟信号（例如仪表的传感 器）就无能为力了。最近双方继续合作，研制汽车仪