现场总线在汽车CAN设计中的应用及技术

2023-11-22 理论教育版权反馈

【摘要】：目前，动力系统CAN之间的资源共享，并将各个数据总线的信息反馈到仪表盘上。汽车计算机控制系统中的所有这些子控制系统通过CAN总线构成一个实时控制系统网络，各控制单元的指令发出去之后，必须保证在一定时间内得到响应，否则就有可能发生重大事故，这就要求汽车上的CAN通信网络有较高的波特率和可靠性。图4-65 汽车CAN网络拓扑结构

目前汽车上的网络连接方式主要采用两条CAN，一条用于动力系统的高速CAN，传输速率达到500 kbit/s；另一条用于车身系统的低速CAN，速率是100 kbit/s。动力系统CAN主要连接对象是发动机电控单元（ECU）、变速箱、ABS控制器和安全气囊控制器等，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主要连接和控制汽车内外部照明、灯光信号、空调、组合仪表及其他辅助电器等。目前，动力系统CAN之间的资源共享，并将各个数据总线的信息反馈到仪表盘上。驾车者只要看仪表板，就可以知道各个电控装置是否正常工作。

汽车计算机控制已经涉及动力性、经济性、安全性、可靠性、净化性和舒适性等诸多方面，具体包括发动机控制、变速器控制、巡航控制、制动控制、照明控制、空调控制、雨刷控制和仪表管理系统等，而且各种控制系统的电控单元（ECU）相互联系紧密，需要随时进行实时数据通信。CAN总线作为一种极具应用潜力的控制器局域网总线，近年来在汽车计算机控制系统中得到越来越广泛的应用，并已成为欧洲汽车制造业主体行业标准，代表着汽车电子控制网络的主流发展趋势。

汽车计算机控制系统中的所有这些子控制系统通过CAN总线构成一个实时控制系统网络，各控制单元的指令发出去之后，必须保证在一定时间内得到响应，否则就有可能发生重大事故，这就要求汽车上的CAN通信网络有较高的波特率和可靠性。而且，汽车在实际运行过程中，众多节点之间需要进行大量的实时数据交换。若整辆汽车的所有节点都挂在一个CAN网络上，这么多节点通过一条CAN总线进行通信，信息管理配置稍有不当，就很容易出现总线负荷过大，将导致系统实时响应速度下降，这在实时系统中是不允许的。因此在对汽车上各节点的实时性进行分析之后，根据各节点对实时性的要求，设计了高、低两个传输速率不同的CAN通信网络。将实时性要求严格、可靠性要求高的节点组成高速CAN通信网络，将其他实时性要求相对较低的节点组成低速CAN通信网络，并架设网关将这两个传输速率不同的CAN通信网络连接起来，实现全部节点之间的数据共享。汽车CAN网络拓扑结构如图4-65所示。(www.chuimin.cn)

图4-65 汽车CAN网络拓扑结构

现场总线在汽车CAN设计中的应用及技术

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