基于RMA方法的汽车车身CAN总线优化设计

基于CAN总线技术的轿车车窗智能控制系统的方案设计作者：张军来源：《时代汽车》2019年第05期摘要：在对关于CAN总线在车辆电子控制系统中的实践运用和电动自动升降车窗防夹功能的研究基础上，探索出一种基于CAN总线控制技术的汽车车窗智能控制系统的设计方案，实现车窗在工作正常状态下的防夹控制功能和泊车后车窗关闭状态自检并自动关闭未关车窗。

关键词：CAN总线;防夹;智能控制;优化方案伴随着微型计算机控制器的汽车电子技术在车辆控制系统中应用，汽车控制技术正不断的从过去的电机控制系统转变为分布网络为基础的智能化系统。

汽车的智能化、数字网络化、节能化成了汽车发展的大方向。

汽车总线是实现数字网络化的基础，常用的汽车四大总线：CAN、LIN、Flexray、MOST总线;其中CAN总线是一种支持分布式和实时控制的串行通信网络，以其高性能和高可靠性在自动控制领域广泛应用。

1 控制系统分析1.1 功能及技术指标要求基于CAN总线的轿车车窗智能控制的基本要求：设计一个主模块、一个分模块的硬件和软件，系统整体由1个主控模块3个分模块组成，利用CAN总线的技术实行模块之间的网络通信传输，主控模块设在驾驶座，当司机泊车后主模块通过CAN协议检测到车窗的状态，主模块再将关闭车窗的信号发送到各个节点的分模块，实现泊车后车窗关闭状态自检并自动关闭未关车窗。

车窗玻璃升降电机驱动限流设计的基本要求：设计一个驱动直流电动机正反转的电路，给单片机编译程序来控制电机过流反转，实现车窗防夹功能。

1.2 设计内容按设计技术指标进行车窗防夹、泊车后车窗关闭状态自检并自动关闭未关车窗的设计的思路。

1.3 设计思路及关键技术主模块：基于CAN总线技术的轿车车窗智能控制系统通过CAN协议将车窗控制的4个模块作为4个节点挂在CAN总线上形成一个网络，通过这个网络确保模块之间顺利的沟通，该设计的硬件有CAN 控制器SJA10001块、CAN总线的收发器CM1050T1快、单片机STC12C5A16AD1快、12M晶振1快、16M晶振1块、30pf电容2个，22pf电容2个、1k电阻若干等组成。

2006年(第28卷)第3期汽　车　工　程A uto m o tive Eng ineering2006(V o.l 28)N o .32006048基于CAN 总线的电动汽车控制系统设计 原稿收到日期为2005年7月8日,修改稿收到日期为2005年10月14日。

冉振亚,韩兆运(重庆大学机械工程学院,重庆　400030)[摘要]　进行基于CAN 总线的电动汽车控制系统设计,通过引入通用扩展单元简化了硬件系统设计。

提出了基于CAN 总线的电动汽车电池管理控制单元的设计方案。

最后还对系统可靠性进行了设计。

关键词:电动汽车,CAN 总线,通用扩展单元,电池管理单元Desi gn of CAN Bus -based Contro l Syste m i n E lectric V ehicleR an Zhenya ＆Han ZhaoyunColle g e ofM ec han i ca lEng i n e ering ,Chongqing Un i ver sity ,Chongqi ng 400030[Abstract ]　A CAN bus -based con trol syste m for e lec tric vehicle (E V )is desi g ned .The desi g n of har dw are is si m p lified by introducing un ive rsa l deve l o ped un it (UDU ).A design sche m e of C AN bus -based battery m anage -m en t un it for E V is pr oposed w ith considera tion on syst e m reliabilit y given .K eyw ords :E lectric veh i c le ,CAN bus ,Universal deve loped unit ,Battery m anage m ent unit1　前言CAN 总线是德国B OSCH 公司在20世纪80年代初为解决汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种通信协议。

《装备制造技术》２０１２年第８期随着汽车功能的增加与电子控制技术的普遍应用，汽车电气件越来越多，电线也会越来越多，汽车上的电路数量与用电量显著增加，线束也就变得越粗越重。

如何使大量线束在有限的汽车空间中，更有效合理地布置，使汽车线束发挥更大的功能，已成为汽车制造业面临的问题。

ＣＡＮ总线技术的开发，对于汽车电子控制系统的应用无疑是一个突破，并将得到更大的发展。

１ＣＡＮ总线概述ＣＡＮ（ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ的缩写），即控制器局域网络。

ＣＡＮ总线是由德国ＢＯＳＣＨ公司于１９８６年进行开发，并随后通过国标ＩＳＯ１１８９８及ＩＳＯ１１５１９，如今已经成为国际上被最为广泛应用的工业现场总线之一。

尤其在欧洲和北美地区，ＣＡＮ协议已经是汽车网络的标准协议，成为汽车计算机控制系统和控制局域网的标准总线。

在目前的汽车产业中，为了满足对于汽车安全性、便捷性、舒适度、低成本等多种要求，各种不同的电子控制系统不断被开发，并应用于汽车产业中。

但是由于这些电子系统之间通信时所需要的数据类型及要求有不同之处，所以，就要由很多条总线构成，并且不同的地方越多，电气件也越多，电线也就越多，线束也就变得越粗越重。

而与一般的总线相较，ＣＡＮ总线在数据通信的应用中，拥有十分突出的实时性、可靠性和灵活性等优势，其性能良好、设计独特，与传统线束比较，多路传输装置大大减少了导线及联插件数目，使布线更为简易，因此，越来越受到人们的重视和青睐，并且被广泛应用在汽车领域。

因此，为了适应“减少线束的数量”等要求，先进的汽车就引入了ＣＡＮ总线配置，采用多路传输系统。

如世界上著名的汽车制造商ＢＭＷ（宝马）、ＢＥＮＺ（奔驰）、ＲＯＬＬＳ－ＲＯＹＣＥ（劳斯莱斯）等等都采用了ＣＡＮ总线，作为控制总线，用来实现汽车内部的系统控制和检测执行机构之间的数据通信。

２智能汽车和智能汽车系统智能汽车具有自动驾驶的功能，并且集计算机、信息处理和控制、通讯和传感器等多种高端技术于一身。

随着现代汽车的快速发展，汽车电子设备不断增加，传统的接线方式已远远不能满足汽车愈加复杂的控制系统要求，汽车控制局域网CAN总线应运而生，它广泛应甩于汽车电子控制系统中，也是唯一一个成为国际标准的汽车局域网。

目前，由于环境污染和能源危机问题日益严重，电动汽车的发展开始得到各国的高度重视，成为未来汽车发展的主流方向。

电动汽车主要具有三大关键技术：驱动控制系统、电池电源、整车电子控制系统。

整车电子控制系统必须满足纯电动汽车的设计理念，使之既节能又简单可靠。

在目前电池技术水平下，解决两大关键技术，有助于电动汽车在中国首先市场化，其经济意义不言而喻。

电动汽车动力系统结构复杂多样，部件类型繁多。

先进高效的控制体系结构，可以使电动汽车各动力系统之间的数据交换满足简单迅速、可靠性高、抗干扰能力强、实时性好、系统错误检测和隔离能力强等要求。

本文设计了一种基于CAN总线的电动汽车整车电子控制系统，本系统采用短帧的报文结构，数据传输时间短，具有很强的抗干扰性，具有高效的非破坏总线仲裁，出错检测和故障自动关闭等优点。

1 控制系统整体结构电动车控制系统由电池管理、充电机、电动机和整车控制等模块组成。

本系统总体结构如图1所示。

由图1知，CAN通信网络上共有4个通信节点。

整车控制器接收BMS、CCS、电机控制器的报文提供的各种参数；充电机接收BMS发送的控制信息并根据报文数据的电压电流设置来工作；电机控制器接收BMS发送的电池状态信息设置来工作，同时电机控制器接收由整车控制器发送的控制信息并根据报文数据的转矩设置来工作。

2 CAN总线节点的硬件电路设计CAN是ControllerAreaNetwork的缩写，是ISO国际标准化的串行通信协议。

在当前的汽车产业中，出于对安全性、舒适性、方便性、低公害、低成本的要求，各种各样的电子控制系统被开发了出来。

由于这些系统之间通信所用的数据类型及对可靠性的要求不尽相同，由多条总线构成的情况很多，线束的数量也随之增加。