Med integrationen av högpresterande fordonsteknologi i olika typer av fordon inom transportsektorn och övergången till elektriska fordon når traditionella decentraliserade elektriska systemarkitekturer sina gränser. Komplexiteten och höghastighetsegenskaperna som krävs för avancerad informationsunderhållning, säkerhetssystem, autonom körning och kommunikationsnätverk för infrastrukturer kräver nya designstrategier och kontakter för att möta dessa utmaningar.
Fordonselektriskt system: Distribuerad, domän och regional arkitektur
Den traditionella decentraliserade fordonsarkitekturen består av upp till 100 kontrollenheter, var och en tilldelade en definierad funktion, såsom kontroll av motorstyrenheten (ECU), airbags, etc ABS/ESP, sätesjusteringssystem eller klimatkontroll. Varje styrenhet arbetar autonomt och kommunicerar med andra kontrollenheter genom en gateway. Med tillägg eller förbättring av fordonsfunktioner läggs en styrenhet för varje ny funktion. Under de senaste åren har det skett betydande förändringar i alla typer av fordon, från skåpflottor till bussar och sedan till bilar. Ökningen i antalet funktioner har ökat kablarnas ledningar och samtrafikinnehållet kraftigt.
Kontrollenheterna i domänarkitekturen är indelade i olika funktionella områden, var och en ansvarig för ett specifikt område i fordonet, såsom drivsystemet, infotainment -systemet eller säkerhetsfunktionerna. En oberoende högpresterande dator (HPC) utför den primära kontrollen av domänen och koordinerar kontrollenheterna inom dess domän. Till exempel är säkerhetsdomänen ansvarig för att övervaka kontrollenheterna för förarassistentsystem, ABS/ESP och styrsystem. Domänarkitektur minskar antalet kontrollenheter och jämfört med traditionell decentraliserad arkitektur minskar det nödvändiga lednings- och installationsarbetet, vilket effektivt minskar vikten och kostnaden. Ytterligare funktioner kan enkelt integreras i uppgraderingar eller nya mönster.
I regional arkitektur är konstruktionen inte baserad på domäner utan på lokala regioner. Till exempel är flera funktioner bundna i ett område inuti fordonet. Funktionerna för transmissionssystem och informationsunderhållningssystem kan kombineras och behandlas i en regional styrenhet. Den centrala HPC utför primär kontroll av olika regionala styrenheter, vilket minskar antalet kontrollenheter och den resulterande ledningen med 50%.
Krav med hög tillförlitlighet och prestanda
HPC och dess motsvarande sammankopplingsmoduler måste utformas enligt de högsta prestandakraven. Exempelvis kräver bearbetning av avbildning och sensordata i autonoma körsäkerhetssystem säkra höghastighetsdataöverföringshastigheter och kortare latenstider. Samtidigt får signalöverföring inte misslyckas under några omständigheter. Högpresterande, hastighet och särskilt tillförlitliga dataöverföringshastigheter - ibland under hårda miljöförhållanden - är kraven för anslutningar i dessa system.
"Läsbarhet" hos en signal kan illustreras med ett ögondiagram, som visar om den överförda signalen i mottagaren kan tilldelas unikt till det digitala tillståndet 1 eller 0. För detta ändamål registreras, överlagras signalen och visas med ett oscilloskop genom en definierad transmissionsväg. På detta sätt kan signalvägar kartläggas för att överlappa varandra. Enligt teorin är övergången av logiska tillstånd oändligt brant och signallinjer är helt överlagrade. De yttre interferensfaktorerna och den interna skadan på signalparet får signalen att stiga och plattas, medan amplitudnivån förändras.
Elektromagnetiskt inflytande kan äventyra överföringen av höghastighetssignaler. Kontakter, särskilt i högpresterande fordonsapplikationer, utsätts för extrema miljöförhållanden som vibration och påverkan. Kontakten måste vara särskilt robust för att säkerställa oavbruten signalöverföring även i hårda miljöer. I detta fall är de viktigaste avgörande faktorerna kontaktdesign, kontaktsystem och avslutande teknik.
Multi -kontaktdesign säkerställer tillförlitlighet i hårda miljöer
Det traditionella tvådelade kontakten har en manlig kontakt och en kvinnlig kontakt. Under stark påverkan kan emellertid den manliga kontakten lossna från det kvinnliga kontakten. För att förhindra sådana kontaktavbrott kan ett dubbelsidigt kvinnligt kontakt användas för att ge redundans och förbättra kontaktens tillförlitlighet, eftersom den andra kvinnliga kontakten säkerställer att signalen alltid överförs genom minst en kontakt
Kontakter som använder ett "könsneutralt" terminalsystem är mer robust. Den speciella funktionen här är att den geometriska formen på kontakterna mellan kontakten och pluggen och uttaget är detsamma. Därför har båda både kvinnliga och manliga beröringspunkter. Därför kontaktas varje stift av två kvinnliga kontakter, och pluggen och uttaget är låst samman och kan inte lyftas upp från varandra. Den dubbelsidiga kvinnliga kontakten säkerställer alltid minst en kontakt när den utsätts för mekaniska belastningar, medan den låsande geometrien i det neutrala kontaktsystemet säkerställer att signalöverföring alltid sker genom två kontakter. Därför uppnår denna höga grad av redundans maximal kontakt pålitlighet
Det är just på grund av denna förskjutning mot centraliserad databehandling genom HPC att deras roll har blivit allt viktigare. Tillförlitligheten för signalöverföring har aldrig varit viktigare än nu.
