CAN總線(xiàn)車(chē)輛遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)研討范文

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《無(wú)線(xiàn)互聯(lián)科技雜志》2014年第四期

1can總線(xiàn)遠(yuǎn)程控制總體設(shè)計(jì)

汽車(chē)電子控制技術(shù)包括多種技術(shù)比如：發(fā)動(dòng)機(jī)的電子燃油控制技術(shù)，巡航系統(tǒng)，汽車(chē)的AMT、EPS以及ABS控制器，車(chē)載電話(huà)、電視、音響等技術(shù)，在電控單元之間的數(shù)據(jù)交換技術(shù)，數(shù)據(jù)及時(shí)通信技術(shù)等。CAN總線(xiàn)當(dāng)前有著良好的發(fā)展前景，是電子控制網(wǎng)絡(luò)的主要發(fā)展的方向。電子控制技術(shù)在不斷地應(yīng)用到汽車(chē)制造的過(guò)程中，比如，自動(dòng)變速箱、發(fā)動(dòng)機(jī)電控、主動(dòng)或半主動(dòng)懸架、防抱死、安全氣囊等，這樣就使得汽車(chē)在電子控制上形成網(wǎng)狀的相互聯(lián)系的局面，CAN組建出的局域網(wǎng)如圖1所示：不同的電子控制裝置在數(shù)據(jù)傳輸速率方面的要求是不同的，對(duì)CAN總線(xiàn)的選用標(biāo)準(zhǔn)也是不同的，一些常用的標(biāo)準(zhǔn)如下：⑴動(dòng)力傳動(dòng)子網(wǎng)。對(duì)于動(dòng)力傳動(dòng)子網(wǎng)的的各種裝置如：變速箱、發(fā)動(dòng)機(jī)以及制動(dòng)裝置收集到的是速率較高的傳感器的信號(hào)，這就需要高速的TTCAN和CAN來(lái)將傳感器的信號(hào)來(lái)發(fā)送出去，這種高速的TTCAN和CAN是以J2284、J1939以及ISO11898的標(biāo)準(zhǔn)組建起來(lái)的，只有這樣才能實(shí)現(xiàn)及時(shí)的動(dòng)態(tài)控制。⑵車(chē)身電子子網(wǎng)。在車(chē)身系統(tǒng)中的控制裝置也是比較多的，比如對(duì)座椅的控制、對(duì)轉(zhuǎn)向燈的控制，對(duì)示寬燈的控制、對(duì)剎車(chē)燈的控制、對(duì)車(chē)門(mén)的控制、對(duì)汽車(chē)儀表燈的控制，這些控制裝置需要較多的布線(xiàn)，所以在車(chē)身電子子網(wǎng)中需要利用低速容錯(cuò)的CAN來(lái)增加系統(tǒng)的抗干擾性和不斷地增長(zhǎng)傳輸?shù)木嚯x，所以這就需要在J2284以及ISO11519-2的標(biāo)準(zhǔn)上來(lái)建立低速容錯(cuò)CAN。⑶故障診斷子網(wǎng)。當(dāng)前在診斷故障子網(wǎng)這一模塊上，已經(jīng)出現(xiàn)了可以發(fā)展成為汽車(chē)產(chǎn)業(yè)診斷故障的通用標(biāo)準(zhǔn)的J2480以及ISO/DIS15765的通信協(xié)議。

2CAN總線(xiàn)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及功能分析

(1)控制系統(tǒng)的心臟是中央控制模塊，這一模塊可以控制車(chē)輛的所有系統(tǒng)，它的運(yùn)作原理是由CAN總線(xiàn)將所有系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)量、脈沖量、模擬量等收集起來(lái)通過(guò)處理器集中運(yùn)算，分析處理，最終再由CAN總線(xiàn)來(lái)發(fā)出具體的控制指令，來(lái)對(duì)整個(gè)車(chē)輛的系統(tǒng)進(jìn)行控制。(2)對(duì)點(diǎn)火時(shí)刻進(jìn)行有效控制就要通過(guò)電子點(diǎn)火系統(tǒng)控制模塊，這一模塊的工作原理是利用高精度的曲軸位置、負(fù)荷、排氣含氧、易燃、進(jìn)氣溫度、冷卻水溫等不同的傳感器，通過(guò)專(zhuān)門(mén)的微處理芯片來(lái)對(duì)點(diǎn)火的順序與時(shí)刻進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)點(diǎn)火的有效控制。(3)對(duì)燃油的控制主要是利用制燃油供給系統(tǒng)模塊，這一模塊主要被引用到電子汽油噴射系統(tǒng)和電子石化油系統(tǒng)中，它的工作原理是通過(guò)電子點(diǎn)火系統(tǒng)、氣流量、燃油液位的傳感器來(lái)對(duì)燃油進(jìn)行控制，來(lái)達(dá)到節(jié)約用油、節(jié)約資源、科學(xué)環(huán)保的目的。(4)動(dòng)力終端與開(kāi)關(guān)量控制模塊是用來(lái)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的油壓、油溫、水溫以及傳動(dòng)箱的油壓的測(cè)控，它的工作原理是該模塊對(duì)火焰?zhèn)鞲衅鲗?duì)點(diǎn)火狀態(tài)檢測(cè)時(shí)所形成的數(shù)據(jù)以及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的數(shù)據(jù)，車(chē)門(mén)、車(chē)燈、窗等的信號(hào)所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)在經(jīng)過(guò)PCI18F458單片機(jī)芯片的處理和分析后，最后經(jīng)過(guò)CAN總線(xiàn)的控制器將其送到總線(xiàn)，來(lái)實(shí)現(xiàn)與中央控制模塊的通信。(5)減速和差速的控制上會(huì)運(yùn)用到制動(dòng)防抱死控制模塊，它的工作原理是利用轉(zhuǎn)速傳感器以及高速電磁閥等來(lái)對(duì)車(chē)輛進(jìn)行控制，這樣可以對(duì)車(chē)輛的啟動(dòng)和加速時(shí)車(chē)輪打滑進(jìn)行有效地控制防止在制動(dòng)的過(guò)程中出現(xiàn)車(chē)輪抱死、方向失控、車(chē)輪打滑、甩尾等現(xiàn)象的出現(xiàn)。(6)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模塊主要是利用車(chē)的外部條件來(lái)對(duì)車(chē)的轉(zhuǎn)向助力進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而使得轉(zhuǎn)向功能得到最優(yōu)化。(7)安全氣囊觸發(fā)裝置、氣囊以及氣體發(fā)生器構(gòu)成了安全氣囊系統(tǒng)模塊。安全氣囊的觸發(fā)裝置主要由監(jiān)控裝置、電子控制裝置、傳感器、儲(chǔ)備電源組成。這一模塊的工作原理是由加速傳感器來(lái)發(fā)出信號(hào)，電子控制系統(tǒng)接受信號(hào)并分析處理，如果是發(fā)生事故，則會(huì)對(duì)氣體發(fā)生器發(fā)出吹脹氣囊的命令，整個(gè)過(guò)程的用時(shí)是非常短的。觸發(fā)裝置會(huì)處在一個(gè)監(jiān)控的狀態(tài)來(lái)保障氣囊時(shí)刻處在待工作的狀態(tài)下。(8)懸掛控制系統(tǒng)模塊主要是對(duì)車(chē)輛的懸掛的剛度和阻尼功能進(jìn)行調(diào)節(jié)，具體說(shuō)就是對(duì)監(jiān)控裝置、加速度傳感器、制動(dòng)壓力傳感器、控制裝置、車(chē)身位移傳感器、側(cè)向加速度傳感器、以及高性能液壓組件的調(diào)節(jié)控制。以此來(lái)提高車(chē)輛的車(chē)身狀況，保障行駛時(shí)的穩(wěn)定和乘坐的舒適度。(9)電子自動(dòng)換檔系統(tǒng)模塊就是運(yùn)用電子裝置，使電磁閥和氣動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)充分協(xié)調(diào)工作，從而使車(chē)更加容易的操作，保障車(chē)輛行駛的安全性。(10)汽車(chē)人機(jī)界面模塊就是指人和車(chē)輛之間的互動(dòng)交流，汽車(chē)的相關(guān)信息以及運(yùn)行狀況通過(guò)顯示屏來(lái)顯示出來(lái)，使得車(chē)主可以通過(guò)顯示出的信息對(duì)車(chē)的狀況一目了然，有利于發(fā)現(xiàn)故障，對(duì)車(chē)的某些參數(shù)得到有效方便的限制。(11)儀表指示模塊是通過(guò)各種儀表輸出的信號(hào)對(duì)車(chē)輛的狀態(tài)進(jìn)行控制，比如，水溫、氣壓、里程、速度、油量等儀表會(huì)輸出一些數(shù)據(jù)，通過(guò)這些數(shù)據(jù)就可以很好地對(duì)車(chē)輛進(jìn)行控制。

3系統(tǒng)CAN總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

3.1動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)CAN總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)汽車(chē)在動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)CAN總線(xiàn)控制中包括多方面的內(nèi)容：自動(dòng)防抱死、自動(dòng)變速箱、發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等等，汽車(chē)的動(dòng)力性（最大爬坡度、最高車(chē)速、加速時(shí)間），制動(dòng)性（最小制動(dòng)距離、制動(dòng)減速度、最小制動(dòng)距離、制動(dòng)效能恒定性和制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性），經(jīng)濟(jì)性（百公里燃油消耗量），操作穩(wěn)定性（反應(yīng)時(shí)間，橫擺角速度增益—轉(zhuǎn)向靈敏度；橫擺角速度波動(dòng)的無(wú)阻尼圓頻率）等行駛性都與這些控制系統(tǒng)有一定的關(guān)系，進(jìn)行系統(tǒng)控制時(shí)就要考慮到汽車(chē)的轉(zhuǎn)速，在重新整車(chē)的時(shí)候可以使用高速CAN總線(xiàn)，把各個(gè)控制器與總線(xiàn)相連，從而實(shí)現(xiàn)高速的控制。圖2是CAN總線(xiàn)結(jié)構(gòu)。

3.2車(chē)身控制系統(tǒng)CAN總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)電子控制單元包括座椅、車(chē)門(mén)、車(chē)燈、汽車(chē)儀表等各方面的控制。車(chē)身控制系統(tǒng)具有傳輸距離長(zhǎng)的的特點(diǎn)，CAN/LIN混合網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)從經(jīng)濟(jì)性上可以理解為是對(duì)CAN總線(xiàn)的LIN網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)互補(bǔ)性的網(wǎng)絡(luò)。LIN總線(xiàn)本身是一種電子控制系統(tǒng)，它的傳輸速度比較慢，成本低，它更加適合空間比較大、信號(hào)傳輸率比較低的車(chē)身。因此要將LIN分總線(xiàn)獨(dú)立連接，并使其與CAN總線(xiàn)相連，然后應(yīng)用到整個(gè)汽車(chē)的網(wǎng)絡(luò)之中，使其對(duì)CAN總線(xiàn)形成一個(gè)補(bǔ)充。LIN具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性，因此它在汽車(chē)電子控制中的到有效應(yīng)用，如圖3是使用LIN總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的一般的汽車(chē)車(chē)身總線(xiàn)總體結(jié)構(gòu)圖：

4總結(jié)

本文通過(guò)對(duì)CAN總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的介紹，分析了相關(guān)的技術(shù)規(guī)范和幀結(jié)構(gòu)等相關(guān)內(nèi)容，對(duì)CAN總線(xiàn)的一些優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了詳細(xì)分析從而論證這些優(yōu)勢(shì)對(duì)CAN總線(xiàn)電子網(wǎng)絡(luò)控制的重要性，同時(shí)也論述了CAN總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)總體設(shè)計(jì)對(duì)解決車(chē)身電子控制系統(tǒng)以及汽車(chē)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)問(wèn)題的重要性，從而有利于CAN總線(xiàn)在汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的廣泛應(yīng)用。

作者：張桂銘單位：桂林電子科技大學(xué)