路燕

摘 要：隨著汽車行業(yè)的高速發(fā)展，其電氣控制系統(tǒng)的發(fā)展也在逐漸加快，各種控制系統(tǒng)的更新?lián)Q代促進了我國汽車行業(yè)的發(fā)展。在該文中介紹的是CAN總線為基礎的汽車電氣控制系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)的應用能夠將企業(yè)的控制信號轉變?yōu)樾畔⒘?，然后通過分布式的控制模式來對汽車的電氣控制系統(tǒng)進行更加高效的控制，這種控制模式打破了傳統(tǒng)的汽車電氣控制系統(tǒng)單一線束限制，保證了汽車電氣控制系統(tǒng)在使用的過程中具有更高的利用率。

關鍵詞：CAN總線 汽車 電氣控制系統(tǒng)

中圖分類號：U463 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）01（b）-0032-02

在當前，電子信息技術的發(fā)展越來越成熟，其在各行各業(yè)中的應用也越來越廣泛，而其在汽車領域中的應用結束了汽車電氣控制系統(tǒng)的單束運營模式，這為汽車行業(yè)的發(fā)展迎來了新的發(fā)展高潮。通過CAN總線作為汽車電氣控制系統(tǒng)的基礎，其實現了對電氣控制系統(tǒng)的有效構建，這對我國的汽車行業(yè)發(fā)展具有非常大的促進作用，通過CAN總線技術的應用，汽車的控制信號傳輸速率更快，準確度更高，這為高質量的汽車產品提供了良好的技術支持，該文對汽車電氣控制系統(tǒng)的設計進行了簡單的研究。

1 CAN總線介紹

當前的總線技術種類較多，而CAN總線則是其中技術含量較高的技術類型之一，其屬于多主總線系統(tǒng)，對汽車運行過程中的信號傳輸效率進行了較大程度的提高，平均信號傳輸速率可以達到1 Mb/s，對于CAN總線技術，過去比較常見的形式為差分電壓，而其在進行信號傳輸的過程中采用的介質種類也非常多，比較常見的有光導纖維和同軸電纜等。

對于CAN總線控制技術，其能夠通過汽車電氣控制系統(tǒng)的控制來對CAN技術中的鏈路層以及其他的物理層功能進行實現，這樣能夠實現對數據的成幀轉換以及零位的各種操作。對于CAN協(xié)議來說，其同傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)之間區(qū)別在于編碼控制系統(tǒng)的不同，對于CAN總線技術，其采用的是數據塊來對編碼進行控制，而理論上的網絡節(jié)點沒有個數的限制，對于數據塊來說，其主要是通過二進制計數方法來對標識碼進行控制。另外，在采用CAN總線技術時，其通信的可靠性以及實時性等都得到了有效的提高，是當前最具有發(fā)展前景的控制技術之一。

2 整體架構設計

在此次研究中，主要是對當前比較常見的一些汽車產品進行研究，其系統(tǒng)的整體結構分為前、后、左、右等5個ECU節(jié)點，而在進行CAN總線技術的應用時，首先需要選擇一個星形的拓撲結構，而其中的前后左右4個位置處的節(jié)點，其主要的功能就是對每個節(jié)點附近的開關信息進行全面的收集，并將其形成一幀報文形式的信息，并將其向著CAN總線的主節(jié)點進行輸送。而主節(jié)點在得到信息之后會對其進行判斷和分析，從而在此結果的基礎上將其反饋到對應的輸送節(jié)點。而4個節(jié)點在接收到信息之后通過UART總線來將結果傳輸到對應的控制模塊中，對汽車的電氣控制系統(tǒng)進行輸出功率的控制。在該傳輸模式中，單片機起著重要的作用，能夠對得到的信息進行邏輯運算并對其進行輸出的順序進行控制。對于汽車電氣控制系統(tǒng)來說，CAN總線技術主要的作用是為其信息的傳遞提供一個高效運行的平臺，該平臺通過通信介質來將傳輸和處理的信息進行高效的傳輸，而對于汽車在行進過程中產生的大量數據信息，通過CAN總線技術能夠實現汽車不同的電子單元之間的的共享，從而保證信息的高效傳輸，這對汽車的運行過程中的信息利用率來說是一種非常大的促進作用。

3 ECU節(jié)點

通過研究可以得知，ECU是當前汽車的控制系統(tǒng)中最為重要的組成部分之一，其組成包括CAN通信以及功率的輸出等，而在對汽車電氣控制系統(tǒng)的控制軟件進行設計時，需要對不同ECU節(jié)點的作用和位置進行研究和了解，然后針對性地進行相關控制程序的應用，而在對ECU進行使用的過程中，其體現了強大的移植性。對于當前汽車電氣控制系統(tǒng)來說，其ECU節(jié)點存在著幾種不同的端口，首先是對功率的負載進行輸出的驅動口，這一端口能夠實現對所有負載的驅動，而最高的輸出電流可以達到將近30 A，這一端口的應用保證了汽車使用過程中的安全控制。然后是開關量的輸出端口，這一端口主要是為了對開關量的相關信息進行有效的輸出，且不同的開關狀態(tài)對應的輸出口電平不同。然后是CAN通信接口，這是為汽車的整個運行系統(tǒng)提供充足的通信線，從而保證外圍接口的穩(wěn)定性。最后則是電源的輸入口，這是為控制系統(tǒng)的正常運行提供有效的電能供應。

假如在CAN總線中具有一些相關的報文信息，該系統(tǒng)則會通過相關的通信部分來對這些信息進行有效的檢查和過濾，將其中存在著影響的信息過濾掉，剩下有用的信息傳輸到對應的控制模塊中。而在這一工作完成之后，其往往便會出現中斷，但對于這些收集的信息，其能夠通過傳輸線路將其輸送到對應的處理器中對其進行讀取，然后則是對接收緩沖區(qū)進行信號的釋放處理，通過這種控制模式能夠對報文信息進行充分的處理和篩選，然后通過信息的格式轉換來對信息進行處理，最后通過UART總線來實現對信息的輸出，在輸出的過程中，需要對得到的信息進行順序的排列，這樣才能保證信息傳輸對功率輸出的有效控制。而對于開關信息的采集，其能夠通過控制系統(tǒng)來對收集到的開關狀態(tài)進行反復檢測，同時將檢測到的開關狀態(tài)信息傳輸到主處理器中，這樣在發(fā)現其開關的狀態(tài)和應有的狀態(tài)信息之間存在著不同時，需要通過對應的信息傳輸方式將其向著CAN總線上進行傳輸和發(fā)送，然后通過CAN總線系統(tǒng)來實現對開關狀態(tài)的有效控制。

4 軟件的架構

根據汽車的電氣控制系統(tǒng)功能研究可以得知，整個的控制系統(tǒng)的軟件架構可以分為3個層次，分別是驅動、轉換和通信處理，對于不同的軟件架構，其功能之間存在著較大的差別，像驅動層，其主要是為了實現對信息的輸入和輸出驅動，而轉換層的功能也是這兩個方面。不同層之間的通信沒有影響，因此，每一層的通信驅動控制都是單獨完成的。而對于每一層之間的通信，信息的內容主要分為3種，第一種是狀態(tài)信息，指的是在運行過程中驅動層和轉換層之間的有效通信；然后是接口消息，這一消息是為了保證轉換層輸入和輸出兩種不同狀態(tài)之間的有效通信；最后則是器件消息，這一消息針對的則是處理通信層和轉換層。

此外，對于不同的驅動系統(tǒng)，其所具有的功能也存在著較大的區(qū)別，像驅動層中的輸入驅動，其在使用時主要是為了能夠對輸入引腳的電平進行轉換和調整，保證信息的正常轉換和傳輸，而對于輸入驅動，其和輸入驅動的功能則是相反的功能。

5 結語

綜合上述所說，在進行CAN總線為基礎的汽車電氣控制系統(tǒng)設計時，需要將實驗平臺分為兩個不同的節(jié)點，而在整個實驗的過程中，需要對整體的5個ECU節(jié)點進行研究，保證企業(yè)電氣控制系統(tǒng)能夠對汽車的正常運行進行有效的控制，保證汽車電氣控制系統(tǒng)的合理性和科學性。

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