中央協調器在汽車電器網絡中的應用研究

劉迪，章皓，趙俊杰，李艷波，郭曉博

?

中央協調器在汽車電器網絡中的應用研究

劉迪，章皓，趙俊杰，李艷波，郭曉博

（洛陽拖拉機研究所有限公司，河南 洛陽 471039）

在汽車電器網絡中應用中央協調器能夠避免由于單一電器故障而引發的汽車運行停止的問題，有著較強的使用優勢。傳統的汽車電器系統已經無法滿足現階段汽車電器系統的實際要求。隨著現場總線技術的發展，基于中央協調式的汽車電器網絡由于系統復雜程度較低，而受到了更多的關注。基于此，文章闡述了基于基本功能協調、智能化與故障協調、電源管理協調的三級串聯中央協調在汽車電器網絡中的應用。利用復數的中央協調器設計了基于冗余備份的中央協調器，并對其運行過程進行了闡述。應用結果顯示，基于冗余備份的中央協調器能夠提升駕駛員與乘客的駕乘體驗，降低由于單個電器故障引發汽車整體運行停止的概率。

中央協調器；汽車電器網絡；三級串聯中央協調

前言

近幾年來，汽車電氣系統迅速發展，汽車中包含的電子電器設備占據了汽車生產總成本的三成以上。在這樣的情況下，傳統的汽車電器系統已經無法滿足現階段汽車電器系統的實際要求。隨著現場總線技術的發展，汽車電器網絡更加完善，基于中央協調式的汽車電器網絡由于系統復雜程度較低，而受到了更多的關注。使用中央協調器對汽車電器進行協調，能夠更好的確保汽車電器之間的獨立性。

1 三級串聯中央協調在汽車電器網絡中的應用

1.1 基本功能協調

在三級串聯中央協調的基本功能協調中，主要實現了對汽車電器網絡總用開關的控制，同時對駕駛員的直接操作命令進行響應，確保非駕駛員直接控制的智能電器的正常運行。

在法規標準規定的電氣間聯動互斥中，主要包括車外照明的依賴與排斥關系、車外標志燈的同步關系、車門開閉對應的門泵與照明的控制邏輯等。具體包含著遠近光等的互斥關系、遠近光燈與小燈的依賴關系、制動塔板與制動燈的同步、各轉向標志燈的同步等等。

1.2 智能化與故障協調

汽車電器網絡的優越性主要體現在智能化與故障協調中，其能夠改善汽車駕駛員與乘客的駕乘體驗。在智能化與故障協調中，主要對電控空氣懸架、車內照明燈光與車門開閉的自動聯動等進行了協調控制。同時能夠實現鑰匙開關位置與車門開關情況的聯動與警告等等。

1.3 電源管理協調

在電源管理協調中，主要實現了汽車電器控制與電器電源管理的協調，降低了由于電源故障造成的汽車拋問題的發生概率[2]。電源管理協調主要實現了汽車電器短路過流的保護關斷、蓄電池過度放電的智能協調關斷等等。在汽車電器短路過流的保護關斷中，利用了電器狀態反饋以及智能電源電流監視信息的協調；蓄電池過度放電的智能協調關斷使用了分級禁用與關閉車身用電器的方式來實現。

2 基于冗余備份的中央協調器的設計與實現

2.1 結構設計

在汽車電器網絡中，使用了全分布式的電器控制結構。在這樣的結構支持下，當某一智能電器產生故障時，汽車電器網絡中的其他電器運行并不會受到影響，依舊保持正常運行的狀態[3]。這意味著，中央協調器是汽車電器網絡中唯一具有中央協調功能的集中控制部件。所以，中央協調器的可靠程度直接影響著汽車電器網絡的運行穩定。為了進一步提升中央協調器的可靠性，避免由于其功能失效而造成的汽車電器網絡停止正常運行的后果，必須要對中央協調器進行在線備份。

2.2 基于冗余備份的中央協調器的實現

在普通模式下，兩個中央協調器會以完全獨立的方式完成工作；在備份模式下，處于運行狀態的協調器會對汽車電器網路上的中央協調指令進行監視。若是汽車電器網絡中存在中央協調指令，則備份協調機僅會向主協調器發出“備份協調器具有有效性”的通知，并不會參與實際的中央協調工作。當汽車電器網絡上的中央協調指令消失了一段時間后，備份協調其會進入單協調器模式，接管中央協調的工作，同時發送“協調器失效”的警告消息。

3 結論

綜上所述，中央協調器在汽車電器網絡中有著較好的使用優勢。通過基于基本功能協調、智能化與故障協調、電源管理協調的三級串聯中央協調，結合基于冗余備份的中央協調器的使用，提升了駕駛員與乘客的駕乘體驗，降低了由于單個電器故障引發汽車整體運行停止的概率。

[1] 苗豐,連小珉.汽車電子電器網絡的全等雙余度中央協調器[J].清華大學學報(自然科學版),2016,56(10):1091-1096.

[2] 范珊珊.轎車智能電器系統網絡監控和管理[D].清華大學,2013.

[3] 董雪.發展中的汽車電器控制技術[J].企業導報,2013(11):272.

[4] 徐凌靂.關于汽車電器系統結構的全分布式設計探討[J].科技風,2017(23):143.

[5] 田光輝.基于分布式車載網絡汽車電器系統的設計[J].四川職業技術學院學報,2015,25(05):161-163.

[6] 張新豐,楊殿閣,連小珉.面向多模式操控的汽車電子系統構架及協調控制[J].華南理工大學學報(自然科學版),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

劉迪（1990-），男 ，初級工程師，就職于洛陽拖拉機研究所有限公司，從事整車電車電氣檢測研究工作。

U462

A

1671-7988(2019)07-123-02

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.07.041