基于can总线的客车运控系统设计研究

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1、第1章绪论1．1课题研究背景随着计算机技术、网络通讯技术、集成电路技术的飞速发展和在客车上的广泛应用，使得客车电子化程度越来越高。为了满足现代客车有关动力性、经济性、安全性、可靠性、净化性和舒适性等方面的要求，需要越来越多的控制装置，例如电子燃油喷射装置、防抱死制动装置(ABS)、电控自动变速器、安全气囊装置、电控门窗装置和主动悬架等等，但鉴于汽车制造业的特殊性，按功能模块化分工制作，各个厂家生产的产品及其配套的ECU部分，均为独立的控制系统，能够完成单个模块的预定控制功能，但是，各个子系统之间没有联系，ECU之间联动关系几乎没有，信息也不能共享，

2、势必会影响到这些子系统功能的发挥，导致整车性能下降，而以总线形式把它们组成一个有机整体，则是一种新的尝试‘11。CANt2】总线正是为满足这些要求而设计的。本文采用的SAEJ1939[3j就是基于CAN2．0基础之上的。20世纪90年代以来，随着集成电路和单片机在客车上的广泛应用，客车上电控装置越来越多，大部分客车仍采用传统的点到点控制的通信方式，即电线一端与开关相接，另一端与用电设备相通，车上导线急剧增加，安装空间短缺。一辆采用传统布线方法的高档汽车，其导线长度可达2000米，电气节点达1500个，电线的重量可以达到40～60公斤。另外，电控系统

3、的增加虽然提高了客车的安全性、经济性和舒适性，但随之增加的复杂电路也降低了客车的可靠性，增加了维修的难度。加上客车车身长、发动机大多后置的特点，前后灯光线束和发动机与仪表板之间的信息传递也造成线束大幅增加【4】。为了减少线束、提高信号利用率，对客车电子控制系统的设计提出了越来越高的要求，要求实现通信网络化和系统集成化【51，然而用常规的仪表显然不能满足大信息量显示的要求。因此，设计能够实现电器信息集中检测、控制与共享的控制系统和数字仪表，是当前客车工业发展的需要。山东大学硕士论文1．2客车电子控制系统的发展现状及发展趋势1．2．1国内、外客车电子控

4、制系统的发展现状1990年，在汽车上控制系统使用的MCU的平均数量是14个，而2000年，却增加到35个；MCU的类型也逐渐从8位机，16位机发展到今天的32位机。据分析，超过80％的汽车技术革新源于电子系统部分的创新。就成本而言，上世纪70年代，一辆汽车的电子系统的平均成本约为100美元，而到了本世纪初，却上升为1800美元。今天，在一些豪华车型中，电子系统所占整车制造成本已超过23％。更有芯片制造业界预测，汽车电子设备成本将在未来10年内增加到35％。可见，电子系统在车辆上的“份量"是越来越重了【6，7】。当越来越多的电子系统应用于同一台车时，

5、各系统之间也就有了关联性和时序性的要求。目前，广泛应用于汽车上的电子装置，己经实现了局部的网络控制。在国外，CAN(ControllerAreaNetwork)总线技术已广泛应用在客车上，如MAN、奔驰、尼奥普兰、沃尔沃等客车厂家CAN总线技术已经很成熟。在国内，CAN总线技术在我国汽车工业中的应用尚处于试验和起步阶段，绝大部分的客车还没有采用汽车总线的设计。2007年1月1日实施的交通行业标准JT／T325-2006《营运客车类型划分及等级评定》规定：特大型、大型高三和高二等级客车须采用CAN技术，如字通、金龙等客车厂家已成功试装CAN总线，现正

6、处于发展阶段【8l，但对于整车的集成控制，国内还未见报道。因此，如何对这些独立的控制系统实现有效、有序和安全方便的集成控制，综合利用他们的信息己成为客车技术发展迫切需要解决的问题【91。1．2．2目前客车电子控制系统存在的主要问题国内客车电子控制系统中电子控制单元的增多，虽然提高了客车性能，但由于相关配套技术的发展滞后，也带来了一系列急需解决的问题：(1)线束更繁杂。客车线束的组成按传统的办法是每个电器设备都需要以一根或两根(回路)导线与控制开关进行连接。现代客车的电子控制系统种类繁多，导致线束增多，控制线路复杂，进一步引发成本增加、安装不便、检修

7、困难，并引发2第1章绪论安全事故。(2)对驾驶员要求进一步提高。目前，许多客车上采用的是传统的机械式仪表或电子式仪表，功能较少，不便于驾驶员了解客车的各种状态信息。而客车驾驶主要依赖于驾驶员的熟练程度，大量电子控制单元的独立工作，要求驾驶员必须熟练掌握各单元操作方法和操作时序，从而增加了驾驶员的劳动强度和精神负担，误操作概率上升，降低了客车行驶的安全性。(3)信息传递和关联性增强。现代客车的电子控制单元越来越多、越来越复杂，各控制系统之间信息的传递和关联性也越来越重要。充分利用各类信息资源，减少信息冗余，要求大批数据信息能在不同的电控单元中共享：例

8、如客车在行驶过程中，如果驾驶员误操作打开了车门，会对乘客造成严重威胁，很容易发生事故，所以就要考虑到行驶控制系统与电动车门