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3
技朮交.
Technical Communication
张文斌，王涛，丁万兴，韩庆福，徐成竹
(北京福田戴姆勒汽车有限公司，北京 101400)
摘要：本文以顶层设计、正向开发思路构建福田戴姆勒企业特的重型商用车电子电气架构，包括整车电子电
气功能规划、电源管理系统的设计
、功能模块化设计与分配、整车电气连接的设计等，建立多维度架构模型，为互
联与自动驾驶系统的未来，规划可进行功能拓展的重型商用车电子电气架构平台％关键词：重型汽车；电子电气架构；平台化；模块化中图分类号：U463.6 文献标志码：) 文章编号：1003-8639( 2021 )01-0030-05
Planning of Electronic and Electrical Architecture of Heavy Commercial Vehicle
ZHANG Wen-bin , WANG Tao , DING Wan-xing , HAN Qing-fu , XU Cheng-zhu
(Beijing Foton Daimler Automobile Co., Ltd., Beijing 101400, China )
Abstract ： Based on the top-level design and forward development idea , this paper constructs the electronic and electrical architecture of the heavy commercial vehicle with the characteristics of Foton Daimler , including the functional planning of the whole electric and electronic system , the design of the power management system , the module design and distribution of the vehicle , and the design of the electrical connection of the vehicle. A multi - dimensional architecture model is built to plan for the future development of interconnection and autopilot system.
Key words ： heavy duty vehicle ； electrical and electronic architecture ； platformization ； modularization
随着汽车电子控制技术的发展和人们对车辆安全性、舒 适性及经济性要求的不断提高，中国重型商用车装用的电子 器件越来越多，整车电气系统变得越来越复杂，日趋庞杂的
电气系统对整车的功能扩展、安装空间分配、成本控制及开 发周期等方面都带来了较大的挑战，非系统性设计的整车电 气系统已不能满足企业多车型车辆的使用要求，对车辆整车
电气系统优化的要求日益迫切。为了 来系统中
不断 的
要求 商
行整车电子电气架
构的开发与规划，合理的整车电子电气架构规划是实现共 信息可用 的提。
了满足 不断 的
和 性
等
求 及满足 来 庞杂的规划要求 实 的 用、
及
设计 行系统性的整车电子电气架构的发与规划，已大
趋。
!详细的技术内容1.1 总体思路
设计的 构 企业 的重型商用车电子电气架构 整车电子电气功能规划、 电系统的设计、功能 化设计与分配、整车电气 的设 计 整车系统 求 、 子
的 实 整车
功能 的配 用 化的设计方 功能 求分配
电控
多
架构模型 行架构设
计的 成 展型的整车电子电气架构 设计
及 用 本
企业
化 件
制 整车电气
系统优化 方
能 实 企业重型商用车系
车型的功收稿日期：2020-08-11
能 展 电子电气架构 较 实 整车电气系统的扩大
满足企业 类重型车型对功能分配、成本控制等的不要求，满足客户的种求。基于 的 整车电子电气架构，在实 性 和
基础上，
来车辆的网络化发展和智能化功能扩展，甚至
驶，提供
的整车电子电气环境。
1.2技术方
1.2.1整车电子电气功能规划
整车电子电气功能的 求及 整车电子电气架构设 计的输入和
，3的优劣直关系整个架构设计的
化、 扩展性、坚固性及成本性等。根据汽车智能化方向发 展所涉及的汽车电器系统、汽车电子控制系统、汽车电子信
系统、智能 系统及车辆 网络系统等为前提，结合
整车电子电气系统的结构，依 功能 化的设计 ，展
开发 机及排放相关控制、变速器控制、缓速器控制、制动 系统控制、智能
员
系统控制、车 控制、车辆
传递与 、仪表显示等功能的开发。如图1所示。1.2.2 电 系统设计
电 系统的设计整车电子电气架构中关键的一个 环节，基于整车电气系统的配置情况，保证电能 衡的基础
上，按安全与节能的贝寸，展开电 匹配设计。电 系
统设计主要 起 机匹配设计、发电机匹配设计、蓄电池
匹配设计、中央电气 盒设计及导的匹配与设计等。1） 起动机匹配设计根据发机性及起动机的起参 B 结合起机的起动效率及车辆运行环境等要求，对起动机 行匹配设计
2） 发电机匹配设计逐一统计车辆电器负载的额定功率
《"车电％》2021年第$期
£技朮）*设计
Tech n i c al Com m uni c atio n匸
图1汽车电子控制系统分类
及单车数量&并根据各负载的工作特点&计算出各负载折算后的总功率!折：然后按“发电机功率二折"a”（其中"为发电机容量系数），计算车辆所需发电机功率，并根据发动机怠速值、皮带传动比及发电机特性曲线等：对发电机进行匹配设计。
3）蓄电池匹配设计根据起动机起动参数，计算蓄电池容量：并根据车辆运行环境要求及蓄电池放电曲线等：对蓄电池进行匹配设计。
4）中央电气接线盒设计将电源熔断器按功能进行了协调分配，并通过不同的电源继电器实现车辆电控单元车辆通器KL15电源的：从源：了电源串对各控器的。汽车中央电气接线盒是汽车整车电源分配及信号传输的中枢单元，其通过合继电器、熔断器、及电：实现整车电设电源及控信号的分配：并对各电设及电线进行过载。
5）电源线线的匹配设计整车电源熔断器
分设计，了起动机等功率器件的
扌空：对车辆其电器件进行了合。
设计了数：将各电控单元的数字信号信号回路进行了：了各数字信号可靠性。线：通过各线线点将线并引回蓄电池负：了车辆能：了车辆运行性。
1.2.3功能模块化设计与分配
整车功能的实现是的，为了，我系的角度出发，的设计：通过对各子系进行分：实现功能的合整合
分配。按合性、性、性及性要求：员
电子电气系中的需求，并将整车电子控系功能域进行分，要分为车电子控制、电子控及发动机电子控制域，功能分
况如下。
1）车电子控：车控的各电控单元：功能及行信录、自动空调、音系、电动玻璃升、电动后视镜/加热、遥控钥匙/中控门锁、灯光控、雨刮控制、差速锁控、显示等。的设计念，将功能分配到各单元，如车：灯光控、雨刮控、喇叭控等功能；门控：电动玻璃升降、电动后视镜/加热、遥控钥匙/中控门锁等功能仪表：自定义的显示等功能。
2）电控，各电控单元，功能及自动换挡、坡道辅助起步、车辆辅助动控、摩擦片磨损控、动力分配、
挂车协调控、员辅助系统控等。的设计念，将功能分配到各电控单元，AMT，实现自动换挡、换挡醒等功能；如EBS，实现制动力分配、挂车协调控等功能；驾员辅助系：自应巡航、车道偏预警、自动紧急动、前碰撞预警、坡道辅助控制等功能。
3）发动机电控：发动机及排放相关控单元，功能及发动机转速调整、发动机起动/停机、扭矩控、排气动、车速限、速巡航、车速限、怠速调节、废气再循环控、进气节流阀控、增器力控制、再生控、SCR系控等。的设计念，将功能分配到各电控单元，ECU，实现扭矩控、发动机转速调整、发动机起动/停机、怠速调节等功能SCR，实现排放相关控等功能。
整车电子电气的功能实现情况，见表1。
表1功能模块化分配情况
功能
实现方式
TL TX
整车电子
电气架构仪表组合仪表组合仪表组合仪表危急报警控制
BCU+仪表BCU+仪表
BCU+仪表转向灯控制
前雾灯控制
后雾灯控制
昼行灯控制
BCU
BCU
其他法定灯光控制
开关
工作灯控制
BCU 踏步灯控制
喇叭控制
雨刮喷淋控制
雨刮间歇控制
BCU
雨刮低速控制
开关
雨刮高速控制
开关
差速锁控制BCU开关
智能雨刮-
RLS+BCU 智能灯光-
《"至电器》2021年第$期
3设计）奔〔技朮交.
Technical Communication
表1（续）
功能
实现方式
TL TX
整车电子
电气架构
挡位计算
机油液位/温度显示
发动机转速调整
发动机起动/停机
排气制动VCU VCU
最大车速限制
EMS
定速巡航
扭矩控制
最高车速设定
进气预热功能EMS EMS EMS
火焰预热-
怠速调节EMS EMS EMS
暖机功能
风扇控制
发动机取力
废气再循环控制-
进气节流阀控制-
增压器压力控制-
再生控制-
颗粒累计计算-
SCR系统控制SCR SCR SCR 自动换挡AMT AMT AMT
变速器取力VCU开关VCU
坡道辅助起步EBS+AMT EBS+AMT EBS+AMT 车辆辅助制动控制
摩擦片磨损控制
EBS EBS
制动力分配
主挂车协调控制EBS ABS
ABS/EBS ABS/EBS
ASR
ESC EBS EBS
车架高度记忆功能
驾驶过程车架
高度自动调整
不同的车架高度调节ECAS ECAS
ECAS 驱动辅助
悬架阻尼自动设置
轴荷检测ECAS/ALM
ACC
ACC/AEB ACC/AEB AEB ACC/AEB
LDW LDW LDW LDW
表1（续）
功能
实现方式
TL TX
整车电子
电气架构Retarder Retarder Retarder Retarder
TPMS-TPMS
BTS-
ECAM-
预见性驾驶-eHorizon+VCU 电子防盗-VATS+VCU
换挡提醒-Shift reminder 驾驶疲劳监控-DFMS
第二显示屏-SDU
上装控制发动机起停
上装控制发动机扭矩
上装调整发动机转速BBM BBM BBM 上装控制变
速器取力器
电控转向系统-EPS
安全气囊-
行驶信息记录TCO/终端TCO/终端TCO/终端
首响系统MP5MP5MP5
手机蓝牙连接-MP5自动空调HVAC HVAC HVAC
辅助暖风独立暖风独立暖风独立暖风
电动玻璃升降
电动后视镜、加热
DCM+PCM DCM+PCM DCM 中控门锁
遥控开闭锁
无钥匙进入
及一键启动
PS PS 360影像AVM AVM 驾驶员行为分析
驾驶员疲劳驾驶预警
好司机在线培训
智慧司机生活圈
车辆位置服务
车辆运行数据监控
车辆行车导航
车辆一键保修、
服务站导航
Superfleet Superfleet
远程故障诊断
和维修指导
车辆保养提示
车辆金融销贷服务Superfleet 车辆上线统计、
区域分布统计
智能配货-
主流电子物
流平台接口-
运单管理-
运输绩效考核Superfleet Superfleet
车队内信息推送-
专用运输管理-
货主互动-
运输燃油管理Superfleet Superfleet
注:-无此功能，口不确定
《"车电％》202#年第$期
K
技朮交* ]设计
Tech n i c al Com muni c ati o n 匸
1.2.4 整车电气连接的设计
设计的车辆通信网络架构实现整个系统的功能逻辑，结 合车辆各模块的控制功能要求等因素，将整车电子电气通信 网络架构主要划分为3个功能域p 车身电子控制域、底盘电 子控制域、发动机电子控制域，各功能域的信息交互是由网 关实现的，网关控制器是整车电子电气架构中的核心部件， 其作为整车网络的数据交互枢纽，可将CAN 、LIN 、MOST 等 网络数据在不同网络中进行路由。
采用分布式网关控制系统，即将网关功能集成在某些个 控制器中，除具备车辆控制的 关功能， 不同网络信息的 交互。由于集成网关功能的控制器软件 由 主机 主成，因，整车电子电气架构的设计可以根据 需求优化调整，整车厂可以通过它来 整车 结构的可
、整车的 以整车网络数据的 等 划
的整车电子电气架构的网络 2
I TESTER ^
Gateway
-d EMS D
—
—|Switch|
DlCUC |-4 RLS I
I AMT I —I ECAS | —I EPS |
—I LDffS |
I ESCL | | PS —
Shift reminder
I FM }——| DCM |
I RM 丨…
I TM }——| HVAC H~ACCP~|
L?AS_I' |tpms | —
I TCC |—•••〔 EPB |
I SDU |■—
I dfms P -| ALM [•-V^C]'
| ACC/AEBS |
Retarder
•••I BBM
DAS |I SCR I C TESTERl
-| NOX |
-I VCU I
—车身CAN 250kb/s 一 BCU-LIN
—动力CAN 250kb/s PS-私有LIN —底盘CAN 250kb/s — HVAC-私有LIN —诊断CAN 250kb/s — EBS 私有CAN
—互联CAN 250kb/s
H SWS |
图2整车电子电气网络拓扑规划图
2与国际同类产品的比较
车 中 发 划 ，能 车 能网 车成为来车的 发， 能网车将 能 车 成为中 车 车进 的 行业动Y 进行 用车电子电气架构的 划，为当车辆 以 将来的 动 的整车电子电气 Y 为车辆的能化网络化发 路。
数 车 系统 进行整车电
气系统电子电气架构的 Y 其主机 通过采 关部件，以 的 式实现 整车电气系统的 集成，因此，关于车辆的很逻辑功能控制则需要依靠零部件 商来 成， 限制 车 整车电气系统开发的灵活
MAN-TGX 车型、奔驰的ACTROS 车型2及规划的整车电
子电气架构平台电气网络进行对比，见表2。
MAN-TGX 车型整车电气系统电子电气架构平台将网关 功能分布到车辆管理控制器VCU *车身控制器BCU *仪表上 装控制器BBM 中，由上述控制器实现 关信息的传 交互。
奔驰的ACTROS 车 整车电气网络架构既 集成式网关 Gateway ，又 网关功能的车辆管理控制器、仪表BBM ，上述控制器协同实现信息的传 交互。
为 障通信信息可用可靠，总线负率 设计在30%〜
50%之，当然果物理连接能保证屏蔽线等措施，理论 上通信负载率可达到85%〜90%。因此，要对各网段的控制
器进行合理分，以证网络的通畅。为了处理当前或来
用车不断增加的数据处理要求， 戴 直进行整车电子电气架构的 发 应用。基于开发的整车电子电 气架构台进行车型电气系统的开发，将有效缩短开发 周、降低开发成本、提高产品性能与品质，为企业的发展
市场竞争力。
3架构规划的意义
1） 对车辆通信网络的系统分析 划，以 协调现
发动机电子控制系统、动变速器电子控制系统、电子制动车身稳系统等的信息交互，实现车动力综合管理,
车操纵响应能力对车辆进行持续控制，另可满足近 车辆预见 的需求，又为车辆实现自动驾等做了远景规划设计，为车辆的 能化发 功能 提
汽车取力器的信息共享网络基础。
2） 可与智能信息平台进行信息父互，实现车辆所有者
对车辆位的实 控，实 当车速、行 、运 行 等信息， 可对车辆 行 进行电子围设 , 车辆 者对车辆 行进行实 、 合理、 效 的管理, 车辆的 行
3） 可 戴 车 网 数据 进行 对接, 实 现车辆行数据的实采集 总，将车辆数据能入到
的大数据中，依托大数据运算，实现对 员 习 惯的评 反，优化驾驶员 习惯，以减少车辆燃油消耗。
《"车电％》202#年第$期
3
设计）拜I技朮交.
Technical Communication
表2MAN、ACTROS与规划电气网络架构拓扑分布比较
总线MAN ACTROS规划架构
内部总线
I-CAN-1仪表、SWM
Gateway、仪表、SWM、DCM、
PCM>A/C、ZHE、SRS
I-CAN-2BCU、仪表、TCO、Telematics BCU、仪表、DCM、PCM BCU>仪表、PS、RLS等TP-CAN Gateway>Telematics Gateway
DCM-CAN DCM、PCM-DCM
底盘总线
P-CAN
VCU、BCU、AT、ECAS、Retarder、
BBM及EBS等
Gateway、VCU、仪表、ECAS>
Retarder>EBM及EBS等
VCU、AMT、ECAS、Retarder、
BBM及EBS等
T-CAN VCU、AT
FM-CAN Gateway>FM、BTS
RM-CAN Gateway>RM
BBM-CAN BBM、BM BBM、BM BBM、DAS
ESC-CAN EBS、ESC、AM、SAS EBS、ESC、AM、SAS EBS、ESC、AM、SAS
动力总线E-CAN VCU、EMS、SCR、NOX VCU、EMS、SCR、NOX、FLA VCU、EMS、SCR、NOX等
4)可与移动网络进行互联互通，以基于电子地图及GPS等对车辆前方地理信息进行预=车辆=能车辆的 理及速控制等，能应对各种行驶工=有效降低车辆燃消率。
4总结
本目打造件=制车电系统的解决方案，的车电子电
=可以业产线各类产对能与成本等的不要，可以业用车系车，因产业前。作为国内拥有能的高车
车电子电=有的产权。该项目
地提高了产效率车电子的应用水=贞内行业空白，对动内车电子行业的有
的作用，对车辆的智能驶动驶的发展具有的促进。
参考文献：
[1]张文，，，等.汽车电子电气
构的主开发及应用[J].汽车电器,2017(10)：14-18.
(编辑杨景)
(上接第29页)
图11线束检验流程设计图
HMES系统中在总装配流水线的作业模式、监控顺序、监控内容更应该灵活应用=要让MES软件服务于生产制造=绝对不能因为HMES应用而制约线束制造过程的改善。提高生产效率、降低制造成本是应用HMES软件的最终目的。
参考文献：
[1]张震华，张玉平，李帅强，等.汽车线束制造数字化与
智能化的应用研究[J].汽车电器，2017(9)：46-52. [2]李冬梅，王嵩.离散制造车间MES下人员管理系统设计
[J].电子技术与软件工程，2018(11)：206-207. [3]刘艳.线束生产工序MES追溯构建与实践[J].建筑工程
技术与设计，2017(20)：3923-3923.
[4]张震华，刘振超，李林锋，等.谈HMES中看板的排产
设计[C]//2018第十五届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集.2018(11)：275-277.
[5]天海集团海昌公HMES系统[Z].(编辑凌波)
《"车电器》2021年第$期
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