寶萊車的CAN總線特點分析
寶萊汽車驅(qū)動系統(tǒng)CAN的主要連接對象如圖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。因為它們所具備的基本特征是一致的,所控制的對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)動機的動力性、經(jīng)濟性和排放性能。
寶萊車的司機座椅左下側(cè)有幾個按鈕,當駕駛者坐在該坐椅上,按動這些按鈕就可以調(diào)節(jié)坐椅的縱向距離、前部高度、后部高度及靠背的傾斜度。在車門上還有后視鏡電動調(diào)節(jié)按鈕,駕駛者在車內(nèi)就能把后視鏡調(diào)節(jié)到最佳角度。當把以上操作完成后,再按動座椅左下側(cè)的記憶按鈕,該車就記住了這位駕駛者個人設(shè)定。當下次該駕駛者要駕車時,只要按一下記憶鍵,座椅就會自動調(diào)到最佳位置,使駕駛者有一個舒適、安全的駕駛環(huán)境。
當駕駛者離車時,把車鑰匙插入門鎖向左轉(zhuǎn)90度,保持片刻,司機側(cè)中央門鎖給司機一側(cè)車門控制單元J386一個信號,司機側(cè)車門控制單元J386此時就向CAN總線發(fā)出一個鎖門信號,連在該總線上的副司機一側(cè)車門控制單元J387、左后車門控制單元J388、右后車門控制單元J389收到該信號,馬上執(zhí)行鎖門操作,同時將車門玻璃升起。連在該總線上的舒適系統(tǒng)中央控制單元將車內(nèi)燈關(guān)閉。同時激活該車的防盜系統(tǒng)。
駕駛者要上車時,可在遠處通過車鑰匙遙控該車,當防盜系統(tǒng)通過無線電接收器收到開門信號時,控制單元向CAN總線發(fā)出一個解鎖信號,連在該總線上的各車門控制單元收到該信號后,同時開鎖,并且防盜系統(tǒng)自動停止工作。司機可直接開門入車,而不必把車鑰匙插入門鎖內(nèi),這種功能運用在夜間是非常方便、快捷的。
當汽車發(fā)生撞車事件后,撞車監(jiān)測系統(tǒng)即發(fā)出信息給中央控制系統(tǒng)。中央控制系統(tǒng)能依據(jù)事件的類別,如前撞、后撞或側(cè)撞來激活緊急制動系統(tǒng)、安全氣囊系統(tǒng)、自動報警系統(tǒng)以及轎車門鎖集控系統(tǒng)動作。由于安全氣囊系統(tǒng)與車門鎖集控系統(tǒng)之間存在著一定的關(guān)聯(lián)性和時序性,因此在撞車事件發(fā)生時,可通過CAN網(wǎng)絡(luò)的無損仲裁消解沖突,使車門鎖集控系統(tǒng)滯后動作,在安全氣囊系統(tǒng)解除后才能動作,從而避免車門被撞開造成人員被拋出車外的情況。而且在撞車后保證門鎖處于打開狀態(tài),使車內(nèi)乘員能順利出來,提高了汽車的安全性。
寶萊車中央控制器除承擔遙控系統(tǒng)的信號接受和處理功能外,更重要的是扮演了系統(tǒng)診斷接口的角色,也就是說4個門控制器均不帶診斷接口。所有診斷信息均按這樣的路徑傳輸:診斷測試儀—中央控制器—門控制器。寶萊車身系統(tǒng)CAN在這層意義建立了傳輸通道,保證診斷信息的正常流通;另外車身CAN能單線工作和在系統(tǒng)中實施網(wǎng)絡(luò)管理也是寶萊車的特色之一。
從上可以看出車身CAN的通訊速率比驅(qū)動系統(tǒng)的低,但其實時傳輸控制數(shù)據(jù)、檢測數(shù)據(jù)、以及保證機構(gòu)工作的準確性、可靠性方面的要求并不底,故其技術(shù)含量卻比驅(qū)動系統(tǒng)高。
四、寶萊車CAN總線可靠性分析
寶萊車的CAN總線在采用雙絞線作為通信介質(zhì)以及在電路設(shè)計合理和軟件滿足需求的情況下,充分利用了CAN協(xié)議的可靠性機制,從基于優(yōu)先權(quán)的無破壞仲裁、錯誤監(jiān)測機制、暫時性故障節(jié)點和永久性故障節(jié)點等幾方面入手,節(jié)點變化圖4已表示出來,解決了CAN協(xié)議中低優(yōu)先權(quán)的幀可能長時間得不到發(fā)送的問題,提高了整個系統(tǒng)的容錯能力。
寶萊車上的CAN收發(fā)器采用了TJA1054芯片一方面大幅度地電磁輻射干擾,同時又一直在跟蹤監(jiān)測CAN總線的CANH和CANL兩根線的運行狀態(tài),調(diào)整了CANH和CANL參數(shù)的匹配關(guān)系;另外在CANH和CANL信號線與地線之間加裝了兩個并聯(lián)電容,即冗余結(jié)構(gòu),全面地提高了寶萊車CAN總線的工作穩(wěn)定性與可靠性。
寶萊車的CAN總線有故障自診斷系統(tǒng)。通過組合儀表內(nèi)的數(shù)據(jù)總線自診斷接口—J533(網(wǎng)關(guān)),數(shù)據(jù)總線與自診斷K線可實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。
自診斷接口—J533有一個自診斷地址,專門的查詢故障存儲器、清除故障存儲器和故障表,及時解決汽車運行時出現(xiàn)的故障。
五、結(jié)束語
由于CAN總線的可靠性高、實時性強,設(shè)計獨特,目前已廣泛應(yīng)用于國外汽車的電控系統(tǒng)中。CAN總線在寶萊車上應(yīng)用后,使得該車各個電控單元能夠通過CAN總線共享所有信息和資源,減少了布線和傳感器的重復,增強了控制功能,汽車的動力性、經(jīng)濟性、操縱穩(wěn)定性、安全性都得到了提高。
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