摘 要

汽车底盘是动力传输系统的重要组成部分，当使用优化机械结构的方法来提高汽车底盘性能已经举步维艰时，汽车电控技术出现和发展成为解决这一难题的唯一途径，导致微控制器、智能传感器和执行器开始在汽车上大规模应用，因此出现了控制器局域网CAN总线和基于CAN总线的主流应用层协议SAEJ1939、CANopen和DeviceNet。本文简述了汽车底盘控制系统总线的种类和其各自的技术特点，详细介绍了市场使用率最高的汽车控制现场总线CAN局域网控制器的发展起源、基本特点、基本结构组成、数据传输、检测与诊断及应用现状等，特别针对CAN总线论述了基于CAN总线的SAE J1939、CANopen和DeviceNet3种主流应用层协议。还介绍了最具发展潜力的线控技术X-by-wire的FlexRay协议的特点和发展现状，最后探讨了汽车底盘控制技术的发展趋势和我国汽车车载网络的现状和趋势，随着线控技术X-by-wire的不断成熟和性价比的提高，它在汽车车载网络中会不断普及，由于其高效通信效率和高速容错性能，它或许会替代CAN作为下一代汽车主干网络。

关键词：底盘 控制系统 CAN总线 线控技术

Abstract

Motorcar chassis is a vital part of power transmission. When it's diffcult to use optimization of methods to improve the mechanical structure of the chassis , automotive electronic control technologies become the only way to solve this problem. It leads the large-scale applications of micro-controllers, smart sensors and actuators in the car. So it results in a controller area network CAN bus and CAN bus which based on the mainstream of application layer protocols SAEJ1939、CANopen and DeviceNet. The classification and characteristic of vehicle chassis control system bus are briefly discussed .This paper detailed introduces the improvement, characteristics, the basic structures, the transmission of the datum, diagnosis and the application of the controller area network, which occupies the highest market shares. Especially investigate the 3 kinds of main-stream application layer protocols based on CAN bus and the most potential technology X-by-wire with its characteristics and actual state, which used protocol FlexRay. Finally, the current trend of vehicle chassis control system and the domestic vehicle network development are presented. With X-by-wire technology becoming mature and cost-performance, it will spread widely in automotive vehicle network. Because of its high efficiency and high-speed fault-tolerant communication performance, it may replace CAN as the next generation car trunk network.

Key Words：chassis, control system, CAN bus, X-by-wire

目录

摘 要

目录

第一章 绪论

第二章 CAN总线

2.1 CAN总线起源和内容

2.2 CAN总线的基本特点

2.3 CAN的基本结构组成

2.4 CAN总线数据传递过程

2.5 CAN系统诊断与检测

2.6 TTCAN

2.7 汽车CAN总线底盘布置拓扑结构和应用现状

第三章 SAEJ1939协议

3.1 SAEJ1939协议的起源和概述

3.2 SAEJ1939协议的数据传输

3.4 SAEJ1939数据传输过程

3.5 SAEJ1939的故障诊断和检测

第四章 CANopen协议

4.1 CANopen的概述

4.2 CANopen的设备模型和通信传输

4.3 CANopen的网络结构和实际应用

第五章 DeviceNet协议

5.1 DeviceNet协议的发展简述

5.2 DeviceNet协议的数据传输

5.3 DeviceNet协议的应用现状

第六章 FlexRay协议

6.1 FlexRay协议的内容和发展

6.2 FlexRay协议的特点和通信过程

6.3 基于FlexRay的线控技术应用

第七章 总结

7.1 汽车底盘控制技术的现状和发展趋势

7.2 对我国车载网络发展和应用的思考

致 谢

参考文献

第一章 绪论

汽车底盘是动力传输系统的重要组成部分，是实现驾驶员对汽车操纵意图的主要执行机构，其品质和性能的好坏将直接影响到操纵的稳定性和乘坐舒适性。在使用优化方法，以提高底盘性能的机械结构已经很难，汽车电子控制技术的出现，成为唯一的方式来解决这个问题，导致微控制器，智能传感器和执行器，在开始大规模应用车。这些系统使汽车电器连接线迅速扩大，越来越多的汽车的设计，装配和维修带来很多问题。在车用电气连接迅速扩大到汽车的设计，装配和维修线路越来越多带来很多问题。为了解决这些问题的基础上，与一个平行替代传统的点对点网络结构的信息传输到串行点对点连接成为一个必然选择,因此出现了控制器局域网CAN总线和基于CAN总线的主流应用层协议SAEJ1939、CANopen和DeviceNet。CAN总线现在是全球范围内使用最广泛的系统总线，大多数汽车一般都应用了4种CAN总线：动力总线，车身总线，娱乐总线，舒适总线。SAEJ1939协议主要应用于大型客车、商用汽车和农业机械，它是基于CAN总线的一种传输率较高的C类通信协议控制网络。CANopen是一种较为灵活配置的标准嵌入式网络，在欧洲，CANopen被认为是基于CAN的工业系统中占主导地位的标准协议，主要应用在汽车、客车、船舶等控制网络中。Devicenet现已被列为欧洲标准，作为一种高性能协议在亚洲和美国有广泛应用，目前广泛应用于工业控制，比较适合应用在传感器设备、微型执行器设备等设备。

由于线控技术（X-by-wire）高效便捷异军突起，使它成为汽车网络总线最具发展潜力的总线控制系统，它所采用的FlexRay协议可靠性高、数据传输速率高、通信时间延迟小还具有容错功能。