基于CAN總線的客車信息集成系統(tǒng)的設計

1 引言

隨著電子技術的不斷發(fā)展，汽車電子技術也迅速的發(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，連接導線顯著增多，因而提高控制單元間通信的可靠性和降低導線成本已成為迫切需要解決的問題。在20世紀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)絡協(xié)議，它的基礎是無破壞性仲裁機制，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作為標準車載網(wǎng)絡技術，其在汽車網(wǎng)絡化應用的進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)絡控制技術的基礎上，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)?？刂葡到y(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，控制著自動門窗、車燈、空調(diào)、刮水器、音像設備、電子監(jiān)視器、電動后視鏡、車頂窗。

3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計

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，其任務是綜合應用汽車電子控制技術、車載網(wǎng)絡技術和智能控制技術，實現(xiàn)城市客車各ecu的信息共享和關聯(lián)實時控制，以達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)絡的負載，降低了控制信息的實時性。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500kb/s，車身控制子系統(tǒng)采用低速can，信息傳輸速率達100kb/s，兩者之間少量的信息交流通過網(wǎng)關實現(xiàn)。網(wǎng)關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，主要功能是對各種信息進行分析處理，并發(fā)出指令，協(xié)調(diào)汽車各控制單元及電器設備的工作。城市客車信息集成控制系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 城市客車信息集成控制系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)