基于CAN總線的客車信息集成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1 引言

隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，汽車電子技術(shù)也迅速的發(fā)展了起來，汽車上各種電子控制單元的數(shù)目也不斷地增加，連接導(dǎo)線顯著增多，因而提高控制單元間通信的可靠性和降低導(dǎo)線成本已成為迫切需要解決的問題。在20世紀(jì)80年代，以研發(fā)和生產(chǎn)汽車電子產(chǎn)品著稱的德國bosch 公司針對此問題開發(fā)了can總線協(xié)議，這種多主網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，它的基礎(chǔ)是無破壞性仲裁機(jī)制，使得總線能以最高優(yōu)先權(quán)訪問報文而沒有任何延時。can作為標(biāo)準(zhǔn)車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，其在汽車網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用的進(jìn)程中起著橋梁和紐帶的作用，將城市客車信息集成采集提高到一個新的層次。

2 城市客車信息集成控制系統(tǒng)概述

城市客車信息集成控制系統(tǒng)是建立在汽車網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的基礎(chǔ)上，從控制對象分，可以將城市客車信息集成控制系統(tǒng)分成動力傳動電子系統(tǒng)、安全與底盤電子系統(tǒng)和車身電子系統(tǒng)。控制系統(tǒng)框圖用圖1表示。

圖1 城市客車信息集成控制框圖

動力傳動電子系統(tǒng)由eec(engine electronic control發(fā)動機(jī)電子控制)、ect(electronic control transmission電子控制變速器)、電子控制動力轉(zhuǎn)向等組成;儀表顯示的信息來源于動力傳動電子系統(tǒng)，將駕駛信息集中顯示于儀表盤，顯示駕駛過程中與客車行駛有關(guān)的信息量，如車速、轉(zhuǎn)速、里程、油量、水溫、故障報警等;安全與底盤電子系統(tǒng)包括abs(anti-lock brake system 防抱死制動控制)、asr(anti-slide retractor驅(qū)動防滑控制)、sab(safety air bag安全氣囊控制)、ccs(cruise control system巡航控制)、緩速器、懸架系統(tǒng)控制等;信號控制與車身電子系統(tǒng)組成單元有關(guān)，控制著自動門窗、車燈、空調(diào)、刮水器、音像設(shè)備、電子監(jiān)視器、電動后視鏡、車頂窗。

3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1 信息集成控制系統(tǒng)

信息集成控制系統(tǒng)是整個城市客車信息集成控制系統(tǒng)的核心，其任務(wù)是綜合應(yīng)用汽車電子控制技術(shù)、車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和智能控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)城市客車各ecu的信息共享和關(guān)聯(lián)實(shí)時控制，以達(dá)到整體提高城市客車安全性、舒適性的目的，減少對駕駛員技能的依賴度。

從信息交流角度看，城市客車信息集成控制系統(tǒng)分成動力總成控制子系統(tǒng)和車身控制子系統(tǒng)。動力總成控制子系統(tǒng)包括發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)、底盤控制系統(tǒng)。車身控制子系統(tǒng)包括車身電子系統(tǒng)和儀表盤控制系統(tǒng)。動力總成控制子系統(tǒng)內(nèi)部信息交流頻繁，對控制信息的實(shí)時性要求極高;而車身控制子系統(tǒng)信息的交流相對于動力總成控制子系統(tǒng)，實(shí)時性要求相對較低。動力總成控制子系統(tǒng)和車身控制子系統(tǒng)之間也存在信息交流。如果采用單總線結(jié)構(gòu)，即所有ecu都連接在同一can總線上，兩個子系統(tǒng)的信息傳輸疊加，必然會增加網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載，降低了控制信息的實(shí)時性。我們采用雙總線結(jié)構(gòu)，動力總成控制子系統(tǒng)采用高速can，信息傳輸速率達(dá)500kb/s，車身控制子系統(tǒng)采用低速can，信息傳輸速率達(dá)100kb/s，兩者之間少量的信息交流通過網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)。網(wǎng)關(guān)是城市客車信息集成控制系統(tǒng)的核心，也是綜合控制的基礎(chǔ)，主要功能是對各種信息進(jìn)行分析處理，并發(fā)出指令，協(xié)調(diào)汽車各控制單元及電器設(shè)備的工作。城市客車信息集成控制系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 城市客車信息集成控制系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)