汽車車身電子網絡控制系統(tǒng)

CAN（Controller Area Network）總線是一種有效支持分布式控制和實時控制的串行通訊網絡。目前已經在國外汽車的電器網絡中得到了廣泛的應用。為了滿足國產汽車車身控制總線的迫切需求，我們設計了一種基于CAN總線的整車管理系統(tǒng)的硬件方案。本方案重點對系統(tǒng)的總體結構、車身控制系統(tǒng)CAN總線的節(jié)點設置、節(jié)點及中央控制與CAN總線的接口電路進行了設計。

隨著汽車電子技術的發(fā)展及汽車性能的不斷提高，汽車上的電子裝置越來越多。傳統(tǒng)的電器系統(tǒng)大多采用點對點的單一通信方式，相互之間很少有聯系，這樣必然造成龐大的布線系統(tǒng)。目前，國外許多整車制造廠和汽車電器制造廠家在整車管理系統(tǒng)中采用了網絡技術，如CAN和LIN、SAEJ1850等。其中，CAN的使用較為廣泛。CAN總線是德國BOSCH公司于20世紀80年代初提出的，它將汽車上各種信號的接線只用2根簡潔的電纜線取代塑料工業(yè)網，汽車上的各種電子裝置通過CAN控制器掛到這2根電纜上，設備之間利用電纜進行數據通訊和數據共享，從而大大減少了汽車上的線束。CAN總線結構獨特，性能可靠，被公認為是最有前途的現場控制總線之一。

由于客觀條件的限制，目前我國的整車制造廠和汽車電子電器廠幾乎沒有涉及到汽車電器網絡化設計的領域。但隨著我國汽車工業(yè)和電子工業(yè)的發(fā)展，進行汽車電器的網絡化研究與開發(fā)已經成為十分重要的課題。

1、整車管理系統(tǒng)總體結構設計
汽車上各種電器對網絡信息傳輸延遲的敏感性差別很大，發(fā)動機控制器、自動變速器控制器、ABS控制器、安全氣囊控制器等之間的協(xié)調關系所要求的實時性很強，而前后車燈的開關、車門開閉、座位調節(jié)等簡單事件對信息傳輸延遲的要求要寬松得多（傳輸延遲允10ms-100ms），如果將這些功能簡單的節(jié)點都掛在高速總線上，勢必會提高對節(jié)點的技術要求和成本，故有必要進行多路總線設計?？紤]到與國際上標準的一致性這里采用2條CAN總線。

汽車驅動系統(tǒng)中采用高速CAN，信息傳輸速度達500K－1M bps，其主要連接對象是：發(fā)動機、自動變速器、ABS/ASR、安全氣囊、主動懸架、巡航系統(tǒng)、電動轉向系統(tǒng)及組合儀表信號的采集系統(tǒng)等。驅動系統(tǒng)CAN的控制對象都是與汽車行駛控制直接相關的系統(tǒng)工業(yè)自動化網，對信號的傳輸要求有很強的實時性，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。

車身系統(tǒng)中采用低速CAN，信息傳輸速率為100Kpbs，主要連接對象是：前后車燈控制開關、電動坐椅控制開關、中央門鎖與防盜控制開關、電動后視鏡控制開關、電動車窗升降開關、氣候（空調）控制開關、故障診斷系統(tǒng)、組合開關及駕駛員操縱信號采集系統(tǒng)、儀表顯示器等。車身系統(tǒng)CAN的控制對象主要是低速電機、電磁閥和開關器件，它們對信息傳輸的實時性要求不高，但數量較多，將這些電控單元與汽車驅動系統(tǒng)分開有利于保證驅動系統(tǒng)的實時性；采用低速CAN總線還能增加總線的傳輸距離，提高抗干擾能力，降低硬件成本。

兩條CAN總線相互獨立,通過網關服務器進行數據交換和資源共享。中央控制器是整車管理系統(tǒng)的控制核心，也是整車綜合控制的基礎，主要功能是對各種信息進行分析處理，并發(fā)出指令，協(xié)調汽車各控制單元及電器設備的工作。同時MMSonline.com.cn，中央控制器也是高速CAN總線和低速CAN總線的網關服務器。

2、節(jié)點的設置
本設計以低速CAN總線為基礎的車身控制系統(tǒng)為重點，為了將汽車上各類原始信號轉換為可在CAN總線上進行傳輸的數字量信號，同時也為了提高系統(tǒng)的可靠性，在低速總線上設置了節(jié)點。節(jié)點的功能是：接收傳感器輸出的模擬信號、數字信號或開關信號，經ECU進行處理，轉換為可在CAN總線上通訊的數據報文格式，經ECU內的CAN控制器發(fā)送到CAN總線上,同時將從CAN總線上接收到的數據信息轉換成能夠驅動執(zhí)行器或照明燈的模擬信號或數字信號.節(jié)點的設置原則僅僅考慮各電器元件在汽車上的物理位置。

節(jié)點1： 主要控制前部車燈和汽車喇叭，位于駕駛室前部。

節(jié)點2： 采集組合開關及其他位于儀表板附近的操縱開關的信號，位于儀表板附近。

節(jié)點3： 將需要在儀表上顯示的內容處理后，輸出并顯示，位于儀表板內部。

節(jié)點4：采集空調、中央門鎖、駕駛室翻轉等開關的狀態(tài)信號，控制空調、防盜與遙控門鎖、刮雨器等的動作，位于駕駛室內手套箱附近。

節(jié)點5： 駕駛員車門控制節(jié)點，采集各開關信號金屬加工網，控制駕駛員一側的門鎖、車窗和電動后視鏡的動作，位于駕駛員車門上。

節(jié)點6： 乘客側車門控制節(jié)點，位于乘客側車門上。