全新奧迪A8L W12轎車電氣系統技術亮點解讀

全新奧迪A8L W12旗艦車型已于2011年8月18日正式在國內上市。作為第4代奧迪A8車型的頂級版本，全新奧迪A8L W12以其獨特的設計、細致的工藝、充滿科技感的配置、前瞻的理念和尖端的技術為豪華車帶來了新的氣息。

該車型的進氣格柵設計和“W12”的標識顯示了該車的旗艦身份，屬于汽車行業領先的發光二極管前照燈更成為令人矚目的焦點。由76個發光二極管組成的前照燈總能耗僅80W，并且擁有自適應感光功能，不但能盡可能地照顧到駕駛員的照明要求，在會車時還能通過傳感器收集的數據自動調整前照燈的照度，以保證會車安全。

在動力方面，該車型搭載的6.3L缸內直噴發動機，采用了與眾不同的4排3氣缸排列。其優勢在于不但動力表現、質量和散熱方面都比傳統的V8發動機更加出色，也能更完美地匹配奧迪專用的全時四驅系統。

新一代W12發動機，經過全面優化和改進后，最大輸出功率達到了368kW，最大輸出扭矩達到625N·m。這樣的動力性能，可使這輛車身相對龐大的豪華轎車在4.7s內便完成0～100km／h的加速。全時四輪驅動系統，在正常行駛時扭矩感應式中央差速器可將動力以4：6的比例在前后軸之間進行分配，這一強調后輪動力的分配模式可以提高駕駛樂趣。同時根據行駛需要，這套驅動分配系統也可將最大達60％的扭矩傳輸到前軸，或將最大達80％的扭矩傳到后軸。

除了出色的動力性外，更能體現該車型高科技含量的還在于其車載網絡系統和發光二極管前照燈，下面我們重點對這2方面進行簡要的介紹。

一、靈動網(FlexRay)

該車型采用了新型車載網絡——靈動網，該車載網絡是2000年推出的，它以鰩魚作為注冊商標，象征著靈活迅捷的動態性能。靈動網是為了實現汽車控制系統更高的實時控制能力和更強的容錯性能而研發的。采用靈動網后，車輛可以進行行駛狀態下的動態控制，在某種程度上實現自動駕駛，并且為今后控制系統的升級開辟了巨大的空間。靈動網最大數據傳輸速率可達10Mb／s，其結構特征為主動星型拓撲結構。

靈動網的基本工作方式與傳統的控制器局域網有所不同，這種不同之處用比較像索道。索道2端的站點就像是數據總線2端的控制單元，它們配合索道完成乘客(數據)的發送和接收任務。索道的吊車就像數據幀，而乘客就是數據。靈動網中的控制單元通過數據總線發送和接收數據的時間是確定的，就像索道中的每個吊車的發出和達到時刻固定不變一樣。即使控制單元不發送任何數據，總線也會為它預留一定的時長。這就像索道上的吊車，無論是否有乘客，它都在運行。所以，靈動網不像控制器局域網那樣采用廣播方式傳遞數據，而是采用點對點的傳遞模式，這就大大加快了數據傳輸的速度。

靈動網將“空吊車”視作發送數據的控制單元發生了故障，換言之，在正常情況下，控制單元是持續發送數據的，如果沒新數據，則會再次發送舊數據。

1 靈動網協議

在靈動網的數據總線上，數據通過通信周期(圖1)傳輸。通信周期不斷循環，也就是說，通信過程接連不斷。1個通信周期持續5ms，它包括靜態段、動態段和空閑段

(1)靜態段

為了傳輸數據，靜態段被分為62個時隙(圖2)。所有靜態時隙的長度都是42個字節，時隙的順序固定不變。在接連不斷的通信周期中，各個靜態段傳輸不同數據。無論時隙是否承載數據，整個時隙都會被傳輸?？刂茊卧獣掷m發送更新的數據。

(2)動態段

動態段被分成若干最小時隙，動態段是通信周期中為了能夠傳輸事件觸發的數據而預留的位置。

(3)空閑段

空閑段是網絡同步時段。在這段時間內，靈動網數據總線上在傳輸空閑信號。數據總線診斷接口控制單元J533需要這段時間同步靈動網總線上數據傳輸過程。網絡中所有控制單元利用空閑段內的時間使內部時鐘與全球時基同步。

2 網絡結構

該車型靈動網數據總線的拓撲結構可以分為點對點連接的主動星型拓撲結構(支路3)和總線型拓撲結構(支路1、2和4)。數據總線診斷接口控制單元J533用作網關控制單元，其上面有4個支路接口，分別連接4路數據總線。

3 拓撲結構特點

該車型在每條數據總線支路上最多連接2個控制單元?？刂茊卧幱谥纺┒宋恢脮r，其與總線之間為低內阻連接，而處于支路的中間位置時，則與總線之間為高內阻連接。這在故障診斷中要特別注意。

4 功能流程

(1)喚醒

如果靈動網處于休眠模式，那么開始工作時，系統會先通過喚醒過程使其變成待機模式。否則，即使將所有的控制單元都激活，靈動網也無法進行正常的數據通信。喚醒時，喚醒控制單元在靈動網上發送喚醒符號。在發送喚醒符號前，總是要延時確定靈動網上是否真的沒有通信，只有當所有控制單元都處于休眠狀態時才發出。

(2)起動階段

只有當網絡被喚醒后，才會有真正意義上的數據通信。啟動是指網絡的啟動，它只能由冷態啟動控制單元來完成。第1個向靈動網數據總線發送數據的冷態啟動控制單元發起網絡啟動。該車型的冷態啟動控制單元包括數據總線診斷接口控制單元J533、防抱死制動系統控制單元J104和電子傳感器控制單元J849。

(3)信號狀態

靈動網的數據總線由2條信號線構成，分別是正線和負線。2條信號線上的信號電壓在1.5V、2.5V和3.5V之間變換(圖3)，由此產生3種信號狀態：空閑——2根信號線的電壓都為2.5V；0——正線為1.5V，負線為3.5V；1——正線為3.5V，負線為1.5V。

(4)初始化階段

引導啟動過程的冷態啟動控制單元1以其自身未經修正的時基開始傳輸數據。冷態啟動控制單元2與冷態啟動控制單元1的數據流建立同步。僅當2個以上冷態啟動控制單元開始通信后，非冷態啟動控制單元才與靈動網數據總線建立通信關系。

(5)字節

1個字節占100ns的時長，數據傳輸時間與信號線長度及總線驅動器的傳輸用時有關。

(6)診斷

數據總線診斷接口控制單元J533可以識別網絡中的故障，并使沒有故障的區域繼續工作。在實際運行中，故障可能僅出現在某一部分網絡內，但是也有可能涉及整個網絡。

靈動網故障可以通過故障診斷儀(地址碼19－數據總線診斷接口)進行診斷。例如當1條信號線對搭鐵短路時，數據總線診斷接口控制單元將識別到1個持續不變的電壓信號，這時它將關閉這條總線支路。

二、發光二極管(LED)前照燈

發光二極管屬于半導體光源，它在民用電致發光的光源中，是到目前為止最先進的技術。發光二極管照明與白熾燈照明和氣體放電發光照明相比，具有革命性的進展，是未來照明工業的發展趨勢。全新奧迪轎車能夠將發光二極管在汽車前照燈上應用，這意味著照明技術的革命性突破首先在汽車上得以實現。

發光二極管前照燈具有能耗低、照度強、壽命長、工作溫度低和易于控制等多項優點。由于其光照度隨電流的變化幾乎沒有延遲，所以可以保證在行車過程中，實時對車輛的前照燈進行控制，對夜間的安全行駛起到了重要作用。由于發光二極管前照燈無需像傳統燈具一樣，要進行聚光和透光，因此不會隨著時間的延長而變得老化。其光源部分的壽命長于車輛的全壽命周期，所以如果沒有外力損傷，是不必進行更換的。另外，由于發光二極管前照燈在工作中產生的熱量極小，所以可將所有的燈具都集成在一個總成內。

該車的前照燈總成由日間行車燈、近光燈、遠光燈、轉向信號燈、高度公路照明燈、隨動轉向燈、全天候照明燈以及適應當地道路通行習慣的臨時照明燈組成。

1 日間行車燈

日間行車燈由22個白色發光二極管組成，其照度可以隨環境亮度自動調整(圖4)。

2 近光燈

近光燈由10個獨立驅動器組成(圖5)，每個驅動器驅動1個或2個發光二極管發光。

3 遠光燈

遠光照明功能由2個反光格組成(圖6)，每格中有1片集成4個發光二極管的發光片。

4 轉向信號燈

轉向信號燈由22個黃色發光二極管與日間行車燈置于同一結構空間內(圖7)。在發出轉向信號期間，日間行車燈自動關閉。

5 高速公路照明燈

高度公路照明燈在近光燈的基礎上，再添加了1個集成4個發光二極管的發光片的獨立燈格(圖8)。當車速長時間超過110km／h時，高度公路照明燈將亮起：當車速超過140km／h時，高度公路照明燈就會立即亮起。

6 隨動轉向燈

實現隨動轉向照明功能，除了需要打開近光燈外，還要打開日間行車燈下方一塊集成4個發光二極管(圖9)的發光中這塊發光片在反射罩中央，照亮轉彎區域。隨動轉向燈亮起的必要條件是打開轉向信號燈，且車速低于40km／h或在車速低于70km／h時，駕駛員大幅度轉動轉向盤。

7 全天候照明燈

全天候照明燈功能通過車燈開關旁邊的按鍵打開。全天候照明功能使用的照明用具與隨動轉向照明燈的一樣，但是在使用全天候照明功能時，隨動轉向照明上方的個發光二極管關閉(圖10)。

8 適應當地道路通行習慣的臨時照明燈

臨時照明燈是為了防止當汽車在通行習慣與原來國家不同的地方時對迎面駛來的駕駛員造成眩目。為此，使用近光燈時上面3個發光二極管關閉(圖11)。

9 發光二極管前照燈零件

除了燈罩、維修接片、螺栓和排氣裝置外，發光二極管前照燈上還有其專用的可更換零件。

10 前照燈控制

前照燈的控制由車身控制單元J519來執行，前照燈電源單元是車身控制單元的分控制單元，它們之間通過本地互聯網來連接。