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汽车CAN总线车身控制系统

供稿:工控网 2014/7/7 8:32:00

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一、 CAN总线简介

     CAN总线是德国Bosch公司为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种串行数据通信协议。它是一种多主总线,通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维,通信速率可达1Mbps,距离可达10km。CAN协议的一个最大特点是废除了传统的站地址编码,而代之以对通信数据块进行编码,使网络内的节点个数在理论上不受限制。由于CAN总线具有较强的纠错能力,支持差分收发,因而适合高干扰环境,并具有较远的传输距离。因此,CAN协议对于许多领域的分布式测控很有吸引力。

  随着集成电路和单片机在汽车上的广泛应用,汽车上电子控制单元越来越多,汽车总线已经成为汽车电气的一个必然的趋势。使用汽车总线不但可以简化线束,更主要的是可以增加各种智能化的功能。如故障检测和语音报警等。

  二、 汽车上的CAN总线应用

  目前汽车上的网络连接方式主要采用2条CAN,一条用于驱动系统的高速CAN,速率达到500kb/s;另一条用于车身系统的低速CAN,速率是100kb/s。

  驱动系统CAN主要连接对象是发动机控制器(ECU)、ABS控制器、安全气囊控制器、组合仪表等等,它们的基本特征相同,都是控制与汽车行驶直接相关的系统。

  车身系统CAN主要连接和控制的汽车内外部照明、灯光信号、雨刮电机等电器。

  目前,驱动系统CAN和车身系统CAN这两条独立的总线之间设计有"网关",以实现在各个CAN之间的资源共享,并将各个数据总线的信息反馈到仪表板上。驾车者只要看看仪表板,就可以知道各个电控装置是否正常工作了。

  三、 上海同济同捷科技股份有限公司汽车CAN总线车身控制系统

  同捷公司的汽车CAN总线车身控制系统通过CAN总线来控制车身电器,如汽车外部照明、灯光信号、雨刮电机、洗涤电机、喇叭、启动电机、后除霜加热器、后备箱锁执行器,油箱盖锁执行器、车窗、后视镜等器件。

  整套控制系统可以采用集中与分散相结合的控制方式。由一个主控模块、几个从控制模块以及语音中控模块组成。从控制模块的具体数量由控制量的多少决定。一般来说可以分成前控制模块、后控制模块、玻璃升降器控制模块、电动后视镜控制模块、电动天窗控制模块和电动座椅控制模块。

  除前后盒主控模块外,其它几个模块自成系统并通过LIN总线与主控模块通讯以实现各种控制功能,例如语音中控模块可以通过LIN总线从主控模块读取各种故障信息以语音的方式向驾驶员报告,并将锁车设防信息送到主控模块供玻璃升降器和电动天窗读取,在锁车时实现玻璃的自动升降和天窗的自动关闭,还可以将电动后视镜和车窗的集控开关的信号通过LIN总线传递给各控制器以实现相应的控制。

  各个模块的具体功率执行器件可以采用继电器或智能功率器件,采用智能功率器件可以减小控制盒体积,且具有过流,短路保护和断线反馈等功能。系统中融入故障检测和语音报警功能以及遥控、防盗功能,并提升了整车控制的智能化、人性化,简化整车线束、提高电气系统的可靠性。

  基础框架:整个系统的基础框架由主控模块、车前模块、车后模块共3个部分组成。其控制了大部分车身电器,参见基础框架功能示意图。

四、 上海同济同捷科技股份有限公司车身CAN总线系统的优势

  (一)简化整车的供电系统,方便电气布线

  由于改变了控制方式并使用了电子开关,取消了大部分继电器和熔断丝。整车线束减少20%~40%(发动机线基本保持不变,前围线减少20%~30%,底板线减少30%~40%)。

  (二)性能安全可靠

  模块内采用智能电子开关取代继电器,实现驱动无触点化,减少电磁干扰,延长使用寿命。模块内采用自恢复保险丝,取代熔断丝,具有过载保护和自动恢复的功能。

  可进行故障诊断、报警和记录。既保证了整车电气的可靠性,又增强了可维护性。如:灯丝烧断后会提醒司机更换。

  开关向主控模块发送信号,通过开关的电流很低(mA级),大大延长了开关的使用寿命。

  (三)智能化控制

     在尽可能少的添加硬件的情况下可以实现很多智能化的功能。例如可以通过软件实现大灯延时关断功能,对不具备自动关断的后除霜执行器增加延时关断功能,还有可以检测蓄电池电压做到低电压报警并自动关断大功率用电器的功能。添加一只光传感器可以实现大灯自动控制功能。

  (四)很强的可扩展性

  每增加一项新电器,汽车线束都要重新开发。采用CAN总线后,新电器可以方便地挂接在系统上,只需要改动少量线束。

  (五)简化生产工艺,减少生产成本

  由于总线系统配置灵活、易于扩展,当增加电器或车辆改型时只需改动少量软件和线束。甚至在开发新车型时,也只要做少量改动。

  (六)较低的维护、维修费用

  由于总线系统自带故障检测、报警和记录功能,所以对整车电气系统的维护和维修非常方便。整车厂可以减少维修人员培训和购买设备等的费用。

  五、开发现状与前景展望

  在国外,汽车总线技术已经基本形成了统一的标准,硬件接口也已统一,芯片也已定型、量产。目前国内许多汽车电子厂商都在开发CAN总线系统,各个产品正在陆续推出。就中国而言,汽车总线更是一项朝阳产业,有着无限的前景;相信总线系统在中国的普及应用为期不远

                   信息来源于:造汽车网

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