檢測(cè)認(rèn)證人脈交流通訊錄
- 一、前言 汽車車身上安裝的電子器件和設(shè)備不斷增多，例如：電動(dòng)座椅、電動(dòng)門窗、可調(diào)式轉(zhuǎn)向盤、空調(diào)系統(tǒng)等；還有各種車燈、雨刮器、電動(dòng)門鎖、除霜器、后視鏡、喇叭、各種指示燈及各種數(shù)字式儀表（轉(zhuǎn)速表、車速表、水溫表、油量表）等。車用電子控制系統(tǒng)、傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電線的數(shù)量也不斷增加。 汽車車身控制系統(tǒng)的功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)車身上各種器件方便靈活地綜合控制。在傳統(tǒng)的車身控制系統(tǒng)中，采用線束通過點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式實(shí)現(xiàn)各種電子器件之間的相互連接和對(duì)其進(jìn)行直接控制。但是隨著器件的增加，使汽車內(nèi)部的線束日益復(fù)雜、車內(nèi)可利用空間變得越來越小，且由于線路復(fù)雜、故障率增加，造成汽車的制造成本提高，設(shè)計(jì)和維護(hù)難度也不斷增加，可靠性卻大大降低。如何對(duì)車身控制系統(tǒng)進(jìn)行改造，解決上述遇到的問題，受到越來越多國(guó)內(nèi)外汽車業(yè)內(nèi)人士的關(guān)注。 二、總線式車身控制系統(tǒng) 傳統(tǒng)的車身控制系統(tǒng)中的線束不僅用來傳遞信號(hào)，而且借助于線束及繼電器和開關(guān)的觸點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)各種器件之間的控制邏輯。由于各種器件分散在車身的各個(gè)部位，因此車身控制系統(tǒng)更適合采用分布式控制系統(tǒng)來構(gòu)建。 新型的車身控制系統(tǒng)采用總線來代替繁雜的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的線束，引入軟硬件相結(jié)合的智能控制節(jié)點(diǎn)來構(gòu)建車身控制系統(tǒng)。其方法是把各種器件連接到分布于車身中的多個(gè)智能控制節(jié)點(diǎn)上，每個(gè)智能控制節(jié)點(diǎn)都是擁有一定計(jì)算和存儲(chǔ)資源的嵌入式處理單元。智能控制節(jié)點(diǎn)通過總線連接在一起，通過智能控制節(jié)點(diǎn)中的軟件來實(shí)現(xiàn)對(duì)各種器件的綜合控制，也即用軟件邏輯取代傳統(tǒng)車身控制系統(tǒng)中的硬件邏輯，具有更好的靈活性和易維護(hù)性。 目前，針對(duì)汽車行業(yè)，使用的總線類型有CAN（控制器局域網(wǎng)）、LIN（局部互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)）、FlexRay及MOST總線等，針對(duì)不同的應(yīng)用系統(tǒng)，會(huì)有不同的總線應(yīng)用，但鑒于成本，系統(tǒng)復(fù)雜度等原因，在車身電子中使用CAN、LIN居多。而FlexRay和MOST總線則應(yīng)用于底盤中與時(shí)間及安全密切相關(guān)的關(guān)鍵功能方面。LIN是一種低成本的串行通信網(wǎng)絡(luò)， LIN的目標(biāo)是為現(xiàn)有汽車網(wǎng)絡(luò)(如CAN總線)提供輔助功能。所以在此，我們以CAN總線的應(yīng)用來描述整個(gè)車身的控制器系統(tǒng)，最具有代表性。 CAN是被廣泛應(yīng)用于汽車中的一種總線技術(shù)，采用CAN總線技術(shù)構(gòu)建車身控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，以串行結(jié)構(gòu)的總線代替并行結(jié)構(gòu)的線束，實(shí)現(xiàn)分布式多路傳輸，可方便地實(shí)現(xiàn)各部件之間的信息交互和共享；同時(shí)集成實(shí)時(shí)診斷、測(cè)試和故障報(bào)警等多種功能；并能通過信息屏直接給出故障位置，便于維護(hù)；任意增減功能而不會(huì)影響其它部分的工作。采用CAN總線技術(shù)構(gòu)建車身控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)是未來的發(fā)展方向。 在此就我公司研制的客車車身控制系統(tǒng)來描述基于CAN總線的分布式系統(tǒng)構(gòu)成如下。 三、客車車身控制系統(tǒng) 3.1 系統(tǒng)構(gòu)成 3.1.1物理連接及軟件協(xié)議 在不同模塊之間的物理連接僅為CAN總線信號(hào)線（CAN+,CAN-）和電源線。 軟件協(xié)議方面，基于CAN總線的物理層及數(shù)據(jù)鏈路層保證了CAN協(xié)議通訊的可靠性，應(yīng)用層協(xié)議遵循SAE J1939協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)模塊間的會(huì)話功能。SAE1939協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介如下： SAE J1939協(xié)議是由SAE J1939協(xié)議是由汽車工程協(xié)會(huì)(SAE)定義的，主要用于商用車輛，但也用于艦船、軌道機(jī)車、農(nóng)業(yè)機(jī)械和大型發(fā)動(dòng)機(jī)。通過SAE J1939能夠傳輸測(cè)量值和控制數(shù)據(jù)并配置元件。還能夠讀或刪除單個(gè)元件診斷數(shù)據(jù)，并對(duì)單個(gè)控制進(jìn)行校準(zhǔn)。對(duì)于商用車方面的所有相關(guān)變量都要在SAE J1939中定義值域、分辨率、識(shí)別數(shù)等等。在J1939協(xié)議中，不僅僅指定了傳輸類型、報(bào)文結(jié)構(gòu)及其分段、流量檢查等，而且報(bào)文內(nèi)容本身也做了精確的定義。另外，針對(duì)每一個(gè)車輛系統(tǒng)，由于需求不同，協(xié)議本身很難能夠全面兼顧，都有可能需要重新定義一些新的數(shù)據(jù)包（PGN），來適應(yīng)新增加的控制節(jié)點(diǎn)。比如車輛內(nèi)部的燈光控制，還有電視的控制等等，以便很好的完成實(shí)際的應(yīng)用。 3.1.2現(xiàn)就最簡(jiǎn)潔的實(shí)現(xiàn)方法來構(gòu)建車身系統(tǒng):見下圖 3.1.3模塊分類: ◆ 開關(guān)量模塊： 功能： 完成所有輸入操作。如：燈光、暖氣等控制，將操作信號(hào)變成數(shù)字信息在CAN總線網(wǎng)絡(luò)上廣播。 另可將所有故障信息顯示在監(jiān)視器上。 ◆ 前控模塊 功能： 接收CAN總線上的信息，完成前門控制、側(cè)窗升降控制、前部暖風(fēng)機(jī)控制、除霜控制等控制功能，另可接普通記錄儀。 ◆ 后控模塊 功能： 接收CAN總線上的信息，完成后門控制、后部暖風(fēng)機(jī)控制等，監(jiān)測(cè)行李倉(cāng)開關(guān)、衛(wèi)生間有人、凈水箱及污水箱報(bào)警等開關(guān)量信號(hào)，有效信息發(fā)送到CAN總線網(wǎng)絡(luò)上。 ◆ 頂控模塊 功能： 接收CAN總線上的信息，完成遮陽傘控制、示廓燈控制、電視控制、夜間燈控制、換氣扇控制、日光燈控制、閱讀燈控制等控制功能，監(jiān)測(cè)閱讀燈信號(hào)及請(qǐng)求服務(wù)信號(hào)等開關(guān)量信號(hào)，將有效信息發(fā)送到CAN總線網(wǎng)絡(luò)上。 ◆ 前燈模塊 功能： 接收CAN總線上的信息，完成遠(yuǎn)光燈控制、加強(qiáng)燈控制、近光燈控制、前霧燈控制、前位燈控制、前轉(zhuǎn)向燈控制等控制功能。 ◆ 后燈模塊 功能： 接收CAN總線上的信息，完成后霧燈控制、倒車燈控制、增壓風(fēng)扇控制、后位燈控制、牌照燈控制、倒車蜂鳴器控制、后轉(zhuǎn)向燈控制、行李倉(cāng)照明控制等控制功能。 備注：在此系統(tǒng)中，底盤系統(tǒng)及車身系統(tǒng)共用一條總線，因?yàn)檐嚿砟K的數(shù)據(jù)通訊量很小。不會(huì)對(duì)底盤的發(fā)動(dòng)機(jī)及ABS通訊數(shù)據(jù)造成阻塞。實(shí)際應(yīng)用中從安全方面考慮將底盤和車身分成兩條總線，增加了一個(gè)橋接模塊作為這兩條總線的聯(lián)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。 3.2安裝原則： 模塊的安裝位置參見上圖中所示。作為分布式系統(tǒng)中的所有模塊應(yīng)遵循：就近安裝、就近處理的原則，在靠近傳感器或需要控制的位置安裝。 四、車身CAN總線系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì) ◆ 簡(jiǎn)化整車的供電系統(tǒng),方便電氣布線 改變了控制方式并使用了電子開關(guān)，取消了大部分繼電器和熔斷絲。整車線束減少30％以上。 ◆ 性能安全可靠 模塊內(nèi)采用智能電子開關(guān)取代繼電器，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)無觸點(diǎn)化，減少電磁干擾，延長(zhǎng)使用壽命。 模塊內(nèi)采用自恢復(fù)保險(xiǎn)絲，取代熔斷絲，具有過載保護(hù)和自動(dòng)恢復(fù)的功能。 可進(jìn)行故障診斷、報(bào)警和記錄。既保證整車電氣的可靠性，又增強(qiáng)可維護(hù)性。如：燈絲燒斷后會(huì)提醒司機(jī)更換。 開關(guān)向主控模塊發(fā)送信號(hào)，通過開關(guān)的電流很低，大大延長(zhǎng)了開關(guān)的使用壽命。 ◆ 智能化控制 可以做到邏輯軟件化，在不添加硬件的基礎(chǔ)上，通過設(shè)定程序即可實(shí)現(xiàn)很多新的功能。 ◆ 很強(qiáng)的可擴(kuò)展性 每增加一項(xiàng)新電器，汽車線束都要重新開發(fā)。采用CAN總線后，新電器可以方便地掛接在系統(tǒng)上，只需要改動(dòng)少量線束。 ◆ 簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝，減少生產(chǎn)成本 由于總線系統(tǒng)配置靈活、易于擴(kuò)展，當(dāng)增加電器或車輛改型時(shí)只需改動(dòng)少量軟件和線束。甚至在開發(fā)新車型時(shí)，也只要做少量改動(dòng)。 ◆ 較低的維護(hù)、維修費(fèi)用 由于總線系統(tǒng)自帶故障檢測(cè)、報(bào)警和記錄功能，所以對(duì)整車電氣系統(tǒng)的維護(hù)和維修非常方便。整車廠可以減少維修人員培訓(xùn)和購(gòu)買設(shè)備等的費(fèi)用。
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