CAN总线在汽车计算机控制系统中的应用

孙庆

摘要：CAN总线在汽车计算机控制系统中的应用研究具有十分重要的意义。本文对CAN总线在汽车计算机控制系统中的应用这一课题进行了分析，主要介绍了CAN总线技术的主要内容，同时还对CAN总线汽车计算机控制系统设计的主要内容以及研究方法进行了阐述，最后对研究结果进行了分析和探讨。结果表明，CAN总线的应用有利于汽车计算机控制系统的稳定运行和数据信息的有效传输。笔者认为CAN总线技术所构建的汽车计算机控制系统具有较高的可行性，但仍存在一定的问题。

关键词：CAN总线;汽车;计算机;控制系统

中图分类号：TP273.5   文献标识码：A   文章编号：1672-9129（2018）15-0034-02

Abstract： The application research of CAN bus in automotive computer control system is of great significance. This paper analyzes the application of CAN bus in automotive computer control system， mainly introduces the main content of CAN bus technology， and also expounds the main content and research method of CAN bus computer control system design. The research results were analyzed and discussed. The results show that the application of CAN bus is beneficial to the stable operation of the computer control system and the effective transmission of data information. The author believes that the automotive computer control system constructed by CAN bus technology has high feasibility， but there are still certain problems.

Keywords： CAN bus; automobile; computer; control system

1 前言

CAN總线技术是我国汽车电子开发的决定性技术。当下我国汽车行业中应用最多的车载网络包括CAN和LIN两种。而CAN车载网络是我国应用最为广泛的。在汽车计算机控制系统的设计过程中，零部件的生产与CAN总线技术的有效结合至关重要。近年来，我国很多科研单位和企业开始研发各类与CAN总线息息相关的汽车电子产品，从而不断促进汽车电子技术的发展并实现汽车行业的产业化。

本文在国内外相关理论的基础上通过仿真实验的方法对CAN总线在汽车计算机控制系统中的应用这一课题进行了分析和研究。

2 研究水平

CAN总线技术所应用的通信网络相比普通的通信网络来说，其稳定性、简便性和实时性都较好。CAN总线技术可以实现更高的通信速度。CAN总线技术还可以对控制系统进行多元访问，同时，这一技术还可以实现有序的信息传输并进行数据的多点传送。

CAN总线在汽车计算机控制系统中的应用优势主要包括以下几点。首先，CAN总线技术可以实现通信网络节点之间数据的持续传输。其次，CAN总线技术可以有效缩短汽车控制系统的研发周期。CAN总线通过CAN收发器接口芯片82C250的两个输出端CANH和CANL与物理总线相连，而CANH端的状态只能是高电平或悬浮状态，CANL端只能是低电平或悬浮状态。这一技术优势很好地避免了原有通信网络的短路问题。这一优势不但降低了研发难度，而且缩短了开发周期。

3 技术原理

3.1基于CAN总线的汽车控制系统设计。CAN总线在汽车控制系统中的应用主要是为了解决汽车运行中的各种仪器和传感器之间的数据有效传输的问题。发动机控制系统主要是对汽车的点火、运行和废气循环进行控制。当发动机工作时，根据各传感器测得的空气流量、排气管含氧量、进气温度、发动机转速及工作温度等参数，按预先编好的运算程序进行运算，然后和内存中的最佳工况的参数进行比较和判断再调整供油量。

CAN总线汽车控制系统的网络方案包括以下几种。第一种是不需要汽车拖车并保证网络荷载符合标准的情况下，将所有节点设置在同一条CAN总线上。在这种网络方案设计的情况下，所有的网络通信数据的传输均由同一条CAN总线来完。第二种是将汽车控制系统的单元进行多元化处理，这一网络设计方案主要是将汽车内的通信网络进行桥接分割最终实现提升网路传输速率的目的。第三种方案需要拖车系统的辅助，同时也会通过桥接器来实现整个网络数据的有效分流。

3.2 汽车计算机控制系统的建模与仿真。汽车计算机控制系统模型的构建与仿真主要是为了通过实验来提升汽车运行的效率并降低汽车尾气的输出。汽车计算机控制系统模型主要包括发动机和控制器的损失的影响和相关范围。一般来说，汽车计算机控制系统模型的构建中功率损失、转速和输出速率等因素的设定十分重要。通常来说，汽车计算机控系统的模型构建需要对系统的输入参数和输出参数进行设定，然后根据不同的子系统进行转速和运行效率的测试，最后，根据实验结果合理构建计算机控制系统的模型。CAN总线汽车计算机控制系统的建模与仿真需要对发动机的额定电压进行合理选择。同等输出功率的情况下，电压越大，电流越小。可见，电压较高的系统所需要的电流值较低，这一类系统可以在元件选择方面较为简单。相反，电压较低的系统需要较高的电流值，则需要选择承受能力较强的蓄电池作为发电源。而发动机系统的额定电压会因输出功率的增加而不断提升。因此，发动机系统的额定电压与输出功率成正比关系。

4 结果分析与讨论

数据表明，本文提出的应用CAN总线技术所构建的汽车计算机控制系统的循环工况时间、距离、平均速度和最大速度可以满足不同类型的汽车的使用要求。由此可以看出，CAN总线技术的应用对于汽车运行整体性能的提升具有一定的积极促进作用。

节点通信的实验可以对汽车计算机控制系统的有效性进行合理的评估和分析。从仿真实验结果的角度来说，CAN总线汽车计算机控制系统不存在汽车内部环境的干扰。但是，在实际应用过程中，汽车内部环境的干扰是不可避免的。通过实际应用的验证，我们发现CAN总线汽车计算机控制系统在真正的使用过程中所受到的干扰程度较低。这就在很大程度上证明了CAN总线具有较高的数据传输能力并能保证数据传输的稳定性。

5 总结

CAN总线汽车计算机控制系统的研究具有十分重要的意义。在CAN总线汽车计算机控制系统的研究过程中，应用CAN总线技术所构建的汽车计算机控制系统的循环工况时间、距离、平均速度和最大速度可以满足不同类型的汽车的使用要求。由此可以看出，CAN总线技术的应用对于汽车运行整体性能的提升具有一定的积极促进作用。而应用CAN总线技术所构建的汽车计算机控制系统有利于汽车系统的稳定运行。综上所述，笔者认为CAN总线技术所构建的汽车计算机控制系统具有较高的可行性，但仍存在一定的问题。因此，在今后的汽车控制系统设计的过程中，工作人员可以从节点安排和软硬件设计两个方面不断提升汽车控制系统的整体性能。

参考文献：

[1]李志亮， 裴宇. CAN总线及其在汽车计算机控制系统中的应用[J]. 工程技术：文摘版：00310-00310.

[2]刘立峰， 廖力清， 凌玉华. 高、低速CAN总线汽车计算机控制系统[J]. 汽车维修， 2005（12）：9-11.