寶萊車的CAN總線特點(diǎn)分析

隨著人們對(duì)汽車動(dòng)力性、操縱穩(wěn)定性、安全性和舒適性的不斷追求，現(xiàn)代汽車上安裝了很多電子控制設(shè)備、電子部件、專用傳感器和功能各異的執(zhí)行裝置。為了解決汽車電子系統(tǒng)控制中，許多動(dòng)態(tài)信息資源共享、信息處理的實(shí)時(shí)性等問題，大多數(shù)中、高檔汽車上都采用了CAN總線技術(shù)作為控制器聯(lián)網(wǎng)手段。寶萊車的CAN總線具有高可靠性全面提高了寶萊車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和安全性。

一、寶萊車CAN總線的組成與結(jié)構(gòu)

寶萊車采用兩條CAN總線，即驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)CAN總線和車身系統(tǒng)CAN總線，這兩總線完全能夠滿足ISO的定義。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)CAN總線，其通信速率為500kbps，被稱為高速CAN，其連接對(duì)象為汽車動(dòng)力和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制單元等。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元、自動(dòng)變速器控制單元、ABS控制單元、安全氣囊控制單元等。車身系統(tǒng)CAN總線，其通信速率為100kbps，被稱為低速CAN或舒適系統(tǒng)CAN，其連接對(duì)象為中央控制器，4個(gè)門控制器等。此外寶萊車還有一個(gè)重要特征，便是在車身系統(tǒng)的CAN中引入了網(wǎng)絡(luò)管理的概念。這對(duì)于事件觸發(fā)性質(zhì)的數(shù)據(jù)通信來說是非常合適的。

用于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的高速CAN和用于車身系統(tǒng)的低速CAN是兩個(gè)相互獨(dú)立的總線，但從資源共享的角度來看，它們之間最好有座連接橋梁，以使車身系統(tǒng)也能獲得驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的信息。當(dāng)然，從傳統(tǒng)思路來考慮，只要增加幾根導(dǎo)線似乎就能解決問題。但從實(shí)際開發(fā)時(shí)，即在現(xiàn)有的控制器硬件上，要增加哪怕一個(gè)信號(hào)引出腳都將導(dǎo)致硬件的重新設(shè)計(jì)，往往成本和進(jìn)度都不允許這么做。為了獲得對(duì)方系統(tǒng)的信息，而又不涉及到硬件上的任何改動(dòng)，寶萊車使用了網(wǎng)關(guān)—J533完成了此任務(wù)，寶萊車的網(wǎng)關(guān)是“寄生”在組合儀表內(nèi)的如圖1所示。

二、寶萊車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)CAN總線

寶萊汽車上典型的與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有關(guān)的控制單元有電控燃油噴射系統(tǒng)、自動(dòng)變速器系統(tǒng)、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）、安全氣囊系統(tǒng)等。

由于每個(gè)控制單元對(duì)實(shí)時(shí)性的要求是因數(shù)據(jù)的更新速率和控制周期不同而不同的，為了滿足各子系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求，與對(duì)公共數(shù)據(jù)實(shí)行共享，如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、車輪轉(zhuǎn)速、油門踏板位置等，如寶萊車的4缸汽油機(jī)運(yùn)行在4000r/min，則電控單元控制兩次噴射的時(shí)間間隔為6ms，其中噴射持續(xù)時(shí)間為30度的曲軸轉(zhuǎn)角（1ms），在剩余的5ms內(nèi)須完成轉(zhuǎn)速測(cè)量、油量測(cè)量、A/D轉(zhuǎn)換、工況計(jì)算、執(zhí)行器的控制等一系列過程。這就意味著數(shù)據(jù)發(fā)送與接收必須在1ms內(nèi)完成，才能達(dá)到汽油機(jī)電控的實(shí)時(shí)性要求。這就要求其數(shù)據(jù)交換網(wǎng)是基于優(yōu)先權(quán)競(jìng)爭(zhēng)的模式，且本身具有極高的通信速率，寶萊車采用了CAN總線正是為滿足這些要求而設(shè)計(jì)的。

寶萊汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)CAN的主要連接對(duì)象如圖2所示。顯然，將以上控制器歸并到一根總線上是非常合理的。因?yàn)樗鼈兯邆涞幕咎卣魇且恢碌?，所控制的?duì)象是與汽車的行駛直接有關(guān)的系統(tǒng)，它們之間存在著較多的信息交流，而且很多都是連續(xù)的和高速的。這樣可提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性能。

二、寶萊車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)CAN總線

寶萊汽車上典型的與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有關(guān)的控制單元有電控燃油噴射系統(tǒng)、自動(dòng)變速器系統(tǒng)、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）、安全氣囊系統(tǒng)等。

由于每個(gè)控制單元對(duì)實(shí)時(shí)性的要求是因數(shù)據(jù)的更新速率和控制周期不同而不同的，為了滿足各子系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求，與對(duì)公共數(shù)據(jù)實(shí)行共享，如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、車輪轉(zhuǎn)速、油門踏板位置等，如寶萊車的4缸汽油機(jī)運(yùn)行在4000r/min，則電控單元控制兩次噴射的時(shí)間間隔為6ms，其中噴射持續(xù)時(shí)間為30度的曲軸轉(zhuǎn)角（1ms），在剩余的5ms內(nèi)須完成轉(zhuǎn)速測(cè)量、油量測(cè)量、A/D轉(zhuǎn)換、工況計(jì)算、執(zhí)行器的控制等一系列過程。這就意味著數(shù)據(jù)發(fā)送與接收必須在1ms內(nèi)完成，才能達(dá)到汽油機(jī)電控的實(shí)時(shí)性要求。這就要求其數(shù)據(jù)交換網(wǎng)是基于優(yōu)先權(quán)競(jìng)爭(zhēng)的模式，且本身具有極高的通信速率，寶萊車采用了CAN總線正是為滿足這些要求而設(shè)計(jì)的。