车辆电子驻车制动系统EPB的软件设计研究-海文库
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车辆电子驻车制动系统EPB的软件设计研究
南京理工大学硕士学位论文车辆电子驻车制动系统（EPB）的软件设计研究姓名：赵育良申请学位级别：硕士专业：车辆工程指导教师：王显会硕士论文车辆电子驻车制动系统（即Ｂ）的软件设计研究摘要ＰａｒｋｉｎｇＢｒａｋｅ）作为线控制动系统的一类，电子驻车制动系统（ＥＰＢ，Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ是为提高驾驶人员的操作方便性以及行车安全性而研制的一种电控设备。本系统对ＣＡＮ总线的数据收发与传输、参数采集节点的数据采集进行了相关实验，并验证了智能控制的正确性，实现了预期的设计功能，验证了课题研制方案的正确、可行性。关键词：线控制动，电子驻车制动，ＣＡＮ总线，辅助坡道起步硕士论文ＡｂｓｔｒａｃｔＡｓａｋｉｎｄｏｆＢｒａｋｅ－ｂｙ－Ｗｉｒｅ，ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＰａｒｋｉｎｇＢｒａｋｅＳｙｓｔｅｍｉｓａＥｌｅｃｔｒｉｃ－Ｃｏｎｔｒｏｌ－Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｅｄｔｏｅｎｈａｎｃｅｏｐｅｒａｔｉｎｇｃｏｎｖｉｅｎｔｉｏｎａｎｄｔｒａｆｆｉｃｓａｆｅｔｙ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｉｅｓｅｘｐｌｏｒｉｎｇｌｙａｎｄｓｏｆｔｗａｒｅｏｆｔｈｅＥＰＢｉｓｒｅｓｅａｒｃｈｅｄａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｅｄａｎｄｒｅｌｅｖａｎｔｔｅｓｔｓａｒｅｆｉｎｉｓｈｅｄ．Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｌｐａｒｋｉｎｇｂｒａｋｅｒｅｌｅｖａｎｔｎａｔｉｏｎａｌｃｏｍｐａｒｅｄ．ＯｎＥＰＢｉｓｔｈｅｂａｓｅｏｆａｎａｌｙｚｉｎｇｓｙｓｔｅｍａｎｄｔｈｅＥＰＢａｒｅｓｔａｎｄａｒｄｓ，ｔｈｅｓｙｓｔｅｍａｔｉｃｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｄｅｓｉｇｎｅｄ，ａｎｄｗｈｏｌｅｓｃｈｅｍｅｏｆｔｈｅｄｅｓｉｇｎｉｓｄｅｓｃｒｉｐｔｅｄｉｎｄｅｔａｉｌ．Ｔｏｔｈｅｄｅｓｉｇｎ，ｉｔｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｕｓｕａｌｐａｒｋｉｎｇｂｒａｋｅ，ＨｉｌｌＳｔａｒｉｎｇＡｉｄ，ａｓｓｉｓｔａｎｔｅｍｅｒｇｅｎｃｙｂｒａｋｅ，ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔａｕｔｏ－ｐａｒｋｉｎｇｂｒａｋｅ，ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔａｕｔｏ－ｕｎｌｏｃｋ－ｐａｒｋｉｎｇｂｒａｋｅａｎｄｏｔｈｅｒｉｎｔｅｌｌｅｎｔｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ，ａｎｄｖａｌｉｄａｔｅｄｂｒａｋｅｐｏｗｅｒｂｙｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏ黟ａｄｉｅｎｔ，ａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｌｙｉｄｅａＥＰＢｗｏｒｋｍａｃｈｉｎｅｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ．Ｍｏｄｕｌａｒｉｚｉｎｇｄｅｓｉｇｎｗｈｉｃｈｉｓｍｏｒｅａｎｔｉ－ｊａｍｍｉｎｇａｎｄｍｏｒｅｓｉｇｎａｌｓｍａｉｎｔａｉｎａｂｌｅｉｓａｐｐｌｉｅｄ，ａｎｄｋｅｙｎｏｄｅｓａｒｅｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎｎｏｄｅｓａｒｅｄｅｓｉｇｎｅｄｒｅｄｕｎｄａｎｔｌｙ．Ｅｉｇｈｔａｎａｌｏｇｓｐｅｅｄｄｅｓｉｇｎｅｄ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ：ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅｎｏｄｅ，ｅｎｇｉｎｅｒｏｔａｔｉｏｎｓｐｅｅｄｎｏｄｅ，ｐａｒｋｉｎｇｇｒａｄｉｅｎｔｎｏｄｅ，ｐａｒｋｉｎｇｅｌｅｅｔｒｉ６ｔｙｎｏｄｅ，ｐａｒｋｉｎｇｐｅｄａｌ，ｃｌｕｔｃｈｐｅｄａｌ，ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒｓｉｇｎａｌｓｂｒａｋｅｔｒａｙｐｒｅｓｓｕｒｅｎｏｄｅ，ｐｅｄａｌ（ｂｒａｋｅｐｅｄａｌ）ｒｏｕｔｉｎｇｌｅｎｇｔｈｎｏｄｅ．Ｂｙｔｈｅｓｅｎｏｄｅｓ，ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅｓｔａｔｅｔｒａｎｓｆｅｒｒｅｄｔｏｔｈｅｒｅｌｅｖａｎｔｔｏＥＰＢａｒｅｃｏｌｌｅｃｔｅｄ，ｐｒｏｃｅｓｓｅｄａｎｄｓｔａｔｅｉｓｃｅｎｔｅｒａｌｃｏｎｔｒｏｌｎｏｄｅａｎｄｔｈｅｗｈｅｅｌｐａｒｋｉｎｇｂｒａｋｅｎｏｄｅ，ａｎｄＰａｒｋｉｎｇｂｒａｋｅｂｕｔｔｏｎ，ｄｏｏｒｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｓａｆｅｔｙｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ．ａｎｄｓｔａｔｅ，ｓｅａｔｏｃｃｕｐａｔｉｏｎａｎｄｏｔｈｅｒｓｗｉｔｃｈｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｒｅｃａｐｔｕｒｅｄｉｎｑｕｉｒｅｄｕｓｉｎｇｔｈｅｃｅｎｔｒａｌｃｏｎｔｒｏｌｎｏｄｅ，ｔｈｅｎｐａｒｋｉｎｇｓａｆｅｔｙａｎｄｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｃｏｎｔｒｏｌｉｓｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｉｔｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｈａｔｉｎｔｅｒｆａｃｅｗｈｅｅｌｐａｒｋｉｎｇｌｏｇｉｃａｎｄｓｏｆｔｗａｒｅｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｃｅｎｔｒａｌｃｏｎｔｒｏｌｎｏｄｅ，ｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｍｏｔｏｒｄｒｉｖｅｒａｒｅｎｅｔｗｏｒｋｂｒａｋｅｎｏｄｅ，ａｌｌｔｈｅｐａｒａｍｅｎｔａｔｔａｉｎｎｏｄｅａｎｄｄｉｒｅｃｔＳｅｒＶＯｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ，ｗｈｉｃｈｐｒｏｓｐｅｃｔｉｖｅａｉｍ．ＴｈｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎＣＡＮＢｕｓｉｓｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ，ａｎｄｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ－ｌｅｖｅｌｐｒｏｔｏｃｏｌｏｆＣＡＮＢｕｓｉｓａｌｅｄｅｆｉｎｅｄ，ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏａｎｄｂｕｓｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓｐｅｅｄｏｆＣＡＮＢｕｓｍａｄｅｓｙｓｔｅｍａｔｉｃｒｅｑｕｅｓｔ．ＴｈｅｐａｒａｍｅｎｔｂｒａｋｅｓｙｓｔｅｍａｒｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｉｎｄｉｃａｔｉｏｎｓｄｕｒｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇａｌｌｔｈｅｐａｒｋｉｎｇｔｒａｎｓｆｅｒｒｅｄｕｓｉｎｇｔｈｅＣＡＮｂｕｓｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋ．Ａｔｌａｓｔ，ａｎｔｉ－ｊａｍｍｉｎｇｍｏｔｈｅｄｓｔｏｔｈｅｓｙｓｔｅｍｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｒｅｌｅｖａｎｔｓｏｆｔｗａｒｅａｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．ｆｉｎｉｓｈｅｄ，ａｎｄｔｈｅｖａｌｉｄｉｔｙｏｆｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅＳｏｍｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓａｂｏｕｔｄａｔａｒｅｃｉｅｖｉｎｇ，ｄｉｓｐａｔｃｈｉｎｇａｎｄｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｏｆＣＡＮｂｕｓ，ｄａｔａｃｏｌｌｅｃｔｉｎｇｏｆｐａｒａｍｅｎｔｎｏｄｅｓａｒｅｃｏｎｔｒｏｌｉｓｖａｌｉｄａｔｅｄ，ａｎｄｔｈｅｐｒｏｓｐｅｃｔｉｖｅｆｕｎｃｔｉｏｎｉｓｉｓｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ，ｔｈｅｎｔｈｅｖａｌｉｄｉｔｙａｎｄｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｗｈｏｌｅｓｃｈｅｍｅＳｔａｒｔｉｎｇＡｉｄｖａｌｉｄａｔｅｄ．Ｂｒａｋｅ－ｂｙ－Ｗｉｒｅ；Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ―Ｐａｒｋｉｎｇ－Ｂｒａｋｅ；ＣＡＮＢｕｓ；ＨｉｌｌＫｅｙｗｏｒｄｓ：ＴＴ声明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均己在论文中作了明确的说明。研究生签名１年占其“Ｂ学位论文使用授权声明南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅惑上网公布本学位论文的部分或全部内容，可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密论文，按保密的有关规定和程序处理。研究生签名：一刁年多月埔硕士论文车辆电子驻车制动系统（即Ｂ）的软件设计研究１绪论汽车从诞生至今，在人们生活中扮演着越来越重要的角色，已经成为人类生活中不可或缺的组成部分。汽车是重要的运输工具，是科学技术发展水平的标志。汽车的研制、’生产、销售、营运，与国民经济许多部门都是息息相关，对社会经济建设和科学技术发展起着重要的推动作用。近年来，随着我国国民经济的蓬勃发展与社会的不断进步，国内汽车产销量逐年递增，城市车流密度迅速增大，车辆行驶安全性问题也成了令人关注的焦点。与之相适应，作为保证车辆安全的最重要的装置，制动系统也在不断革新和发展，以满足人们越来越严格的安全要求。而作为制动系统的一部分，驻车制动系统也正在经历着重要的变革。驻车制动装置是使汽车在路面（包括斜坡）上停驻时，为防止车辆滑行，以及汽车在坡道上起步时，用以防止车辆后退的装置，而且在行车过程中遇到紧急情况时，可与行车制动系统同时使用，使汽车紧急制动。驻车制动装置有别于行车制动装置，它们各自有相互独立的操纵装置。现在大多数汽车所使用的驻车制动系统属于人力机、械式，其传动装置为机械式传动方式，使用杆系或者拉索的结构类型来完成制动功能；其操纵部分一般采用制动手柄控制。随着汽车电子技术的发展，在汽车控制领域出现了汽车线控技术，进而出现了汽车线控制动技术。汽车电子驻车制动系统（ＥＰＢ，ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＰａｒｋｉｎｇＢｒａｋｅ）便是汽车线控制动技术的一类，是为提高驾驶人员的操作方便性以及行车安全性而研制的一种电控设备。１．１线控技术及其在汽车制动技术中的应用现状及发展趋势１．１．１线控技术简介线控技术（Ｘ～ｂｙ－Ｗｉｒｅ）源于飞机控制系统，飞机控制系统是一种线控系统（Ｆ１ｙ－ｂｙ―ｗｉｒｅ），它将驾驶员的操纵命令转换成电信号，利用机载计算机控制飞机的飞行。这种控制方式引入到汽车驾驶上，就是将驾驶员的操作动作经过传感器转变成电信号，通过网络直接传输到执行机构。卜ｂｙ―Ｗｉｒｅ是一系列汽车底盘综合控制技术的总称，其中Ｘ可以代表Ｓｔｅｅｒｉｎｇ、Ｂｒａｋｉｎｇ、Ｔｈｒｏｔｔｌｅ、Ｃｌｕｔｃｈ或者Ｓｈｉｆｔ等ｎ１。用新型的动态可以实时适应各种复杂情况的电控机构来取代传统的机械结构已经成为了车辆新技术发展的必然潮流和趋势。由于采用了新的Ｘ咱ｙ－Ｗｉｒｅ技术，使得汽车更加的轻便、便宜、安全并且使用更加经济。基于卜ｂｙ＿ｗｉｒｅ技术研发的这些系统可以很轻易的应用到各种车型上去，而１第ｌ章绪论硕士论文不需要做大的修改和调校，并且不会产生对环境和人体有危害的有害液体。在可以预见的将来，通过ｘ＿ｂｙ―ｗｉｒｅ技术进行整合的汽车底盘综合控制系统将极大地提高车辆的安全性、操纵稳定性、燃油经济性等，是将来需要重点发展的汽车新技术。１．１．２线控制动系统简介线控制动系统（Ｂｒａｋｅ＿ｂｙ―Ｗｉｒｅ）是线控系统（Ｘ－ｂｙ―Ｗｉｒｅ）中的一种，指一系列智能制动控制系统的集成，它提供诸如ＡＢＳ、车辆稳定性控制、助力制动、牵引力控制等等现有制动系统的功能，并通过车载有线网络把各个系统有机的结合成一个完整的功能体系。传统制动系统是由机械杆件、油管和阀门组成，使用气体或液体作为力的传递媒介。而线控制动系统则用电线取代部分或全部制动管路。通常汽车线控制动系统由四个主要部分组成：制动踏板和手刹开关，车轮及制动执行机构，传感器，电子控制单元（ＥＣＵ）。此外，还有电源等辅助系统。如图１．３．１所示：当驾驶员踩下制动踏板，踏板行程传感器感知驾驶员的制动意图，把这一信息传给中央电子控制单元――中央ＥＣＵ，中央电子控制单元汇集车速传感器、离合器传感器、节气门传感器、发动机转速传感器等各路信号，根据车辆行驶状态计算出每个车轮所需的制动力，再发出指令给各车轮电子控制单元――车轮ＥＣＵ，车轮电子控制单元控制相应制动器执行制动。同时，中央ＥＣＵ也可以集成其它电子辅助系统功能，如ＡＢＳ，ＴＣＳ（ＴｒａｃｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍ，牵引力控制系统），ＥＳＰ等，从而保证最佳的减速度和行驶稳定性‘２删嘲。图１．３．１汽车线控系统组成示意图（１）线控制动的优点２硕士论文车辆电子驻车制动系统（ＥＰＢ）的软件设计研究线控制动目前处于向汽车领域应用的研究和改进阶段，随着技术进步，各种问题会逐步得到解决，线控制动系统最终会取代传统的以液压为主的制动控制系统以及电液复合制动系统。线控制动是未来制动系统发展的方向。线控制动具有传统制动系统无法比拟的优点。ａ．结构简单，系统质量比传统制动系统减少很多，从而减少了整车质量。ｂ．制动响应时间短，提高了制动性能，缩短了制动距离。ｃ．系统不需要制动液，维护容易、简单，采用电线连接，系统的耐久性能良好。ｄ．系统总成的制造、装配、调试、标定更快，易于采用模块化结构。ｅ．已经开发出具有容错功能的适用于汽车的网络通讯协议，如ＴＴＰ／Ｃ，ＦｌｅｘＲａｙ等通讯协议可以应用到线控制动系统中。ｆ．易于进行改进和增加功能，可以并入汽车ＣＡＮ通讯网络进行集中管理和共享信息。（２）线控制动需要面对的问题线控制动技术为将来的智能化车辆提供了条件。基于现在的技术条件，要全面应用线控制动，还有很多问题需要面对。ａ．驱动能源问题。采用线控制动需要较多的电能，目前１２Ｖ的汽车电源无法提供足够大的能量，未来的汽车电源系统需采用高压电源（如４２Ｖ电源系统），加大能源供应，以满足各系统能量的需求，同时需解决好高压电源的安全问题。ｂ．设计制动系统时必须考虑制动系统的失效问题。不论是ＥＣＵ、传感器、制动器本身、线束失效，都应能使制动系统保证制动的基本性能，除了ＥＣＵ可以采用冗余设计外，实现线控制动的一个关键技术是制动系统失效时的信息通讯协议，如ＣＡＮ、ＴＴＰ／Ｃ等的研究应用。ｃ．实现线控制动系统和汽车底盘其他控制系统的集成，仍有待研究。ｄ．成本比原有液压制动系统高，提高线控制动系统的性价比也是需要解决的问题。（３）线控制动的应用随着技术的进步，上述的各种问题会逐步得到解决。戴姆勒一克莱斯勒汽车公司已经把一种线控制动系统――测控一体化制动系统安装在奔驰乘用车上，它是一种功能强大的机电一体化的系统。在汽车运行中，系统感知制动踏板的动作，并把相关信’息传递给控制单元，控制单元发出指令给执行器，执行器控制各个车轮的制动，它可以根据制动踏板的加速度来识别是否是紧急制动，并做出迅速反应，缩短制动距离，这种系统会增加驾驶员的安全感和舒适感，使停车过程平顺。不久的将来会有更多的线控制动系统得到应用，很多汽车和零部件厂商都进行了线控制动系统的研究和推广，博世、西门子、特维斯等公司已经研制出一些试验成果，线控制动系统必将取代３第１章绪论硕士论文传统制动系统，汽车底盘进一步一体化、集成化，制动系统性能也会发生质的飞跃。在２００１年日内瓦汽车展上亮相的Ｂｅｒｔｏｎｅ－ＳＫＦＦｉｌｏ概念车采用的线控制动系统就是由ＳＫＦ与意大利著名制动系统生产商Ｂｒｅｍｂｏ合作完成的。该车使用了驾驶员操作系统ＧＵＩＤＡ，并进行了部分改进。当需要制动时，驾驶员只需双手挤压ＧＵＩＤＡ的手柄。一个数字化的命令通过导线传递给每个车轮上的ＳＫＦ智能机电执行器单元，执行器将电信号转换成动作，对制动蹄片施加制动力，完成车辆制动。在ＳＫＦ线控制动系统中，每个车轮的制动是独立的，并且都有备用系统。１．１．３线控制动系统发展现状及趋势美国通用公司在２００３年研制的Ｈｙ―Ｗｉｒｅ概念车和２００５年研制的Ｓｅｑｕｅｌ概念车上都采用了线控转向和线控制动技术。Ｈｙ啃ｉｒｅ概念车是世界上首辆可驾驶的采用线控技术的氢燃料电池车。这辆车没有离合、制动和油门踏板，全部通过一个名为Ｘ－ｄｒｉｖｅ的装置来控制汽车，Ｘ－ｄｒｉｖｅ可以控制转向、制动或是车辆其他的系统，利用Ｘ－ｄｒｉｖｅ你可以随意选择用左手或是右手来控制加速或者制动。扭动左边或右边的手柄可以加速，按下制动促进器可以制动，要控制方向可以上移或下移手柄。在欧洲，Ｄａｉｍｌｅｒ－Ｃｈｒｙｓｌｅｒ，Ｆｉａｔ，ＦｏｒｄＥｕｒｏｐｅ和Ｖｏｌｖｏ等汽车公司，Ｂｏｓｃｈ等电子公司以及Ｃｈａｌｍｅｒｓ，Ｖｉｅｎｎａ等大学联合发起了“Ｂｒｉｔｅ－ＥｕＲａｍ‘Ｘ―ｂｙ－Ｗｉｒｅ计划’’’进行线控系统的实现以及安全性和可靠性方面的研究。Ｄａｉｍｌｅｒ―Ｃｈｒｙｓｌｅｒ已经开发出线控概念车“Ｒ１２９’’，它取消了转向盘、加速踏板和制动踏板，完全采用操纵杆控制，实现了ｘ＿ｂｙ－ｗｉｒｅ技术璐ｍ１。目前，ＨＯＮＤＡ在新一代雅阁Ｖ６轿车上采用线控油门技术。全电线控制动系统仍然处于研制阶段，没有批量生产的汽车投入市场。在国内，除了同济大学研究完成的线控转向系统外，由北京理工大学完成的“一种电动车辆动力系统关键技术产品及其应用＂获得了２００４年度国家技术发明奖。其中的一项技术就是利用线控同步换档和行星传动技术，取消了主离合器，简化了换档机构，研制了一种结构简单、性能匹配优良的线控行星变速器。国内的一些高校也正在进行线控技术的研究。线控技术研究的难点在于高性能控制器的研制，要求在整个系统中有精确高速的通讯协议网络，使控制中心和执行器之间能完全协调、匹配工作；而且需要高效的容错技术，使得系统出现故障时能够保障一定的安全，即系统有好的可靠性。目前线控技术在汽车中的应用还不成熟。但随着汽车各系统的电子化、集成化的发展需要，线控技术发展迅速，作为一种汽车高新电子技术，线控技术必将得到广泛的应用。但电子化不可能完全取代机械化，机械系统的损坏通常都是有过程的，而线４硕士论文车辆电子驻车制动系统（ＥＰＢ）的软件设计研究控制系统的失效是瞬间的。如果线控制系统失效那一刻汽车的速度行驶过高，造成的后果就可能非常严重。电子控制要完全取代机械操作还需要时间。１．１．４电子驻车制动系统发展现状及趋势作为线控系统的一类，电子驻车制动技术就是利用线控技术将行车过程中的临时性制动和停车后的长时性制动功能整合在一起，并且由电子控制方式实现停车制动的技术。从技术升级上看，比长期使用的传统型手驻车制动模式推进了一大步。目前，国内关于电子驻车制动技术的研究成果较少，还处于实验阶段。国际上已经起步，几乎所有大型汽车制造商都在研制开发此类线控技术的相关产品。ＥＰＢ与传统的驻车制动系统有着极大的差别，其执行和控制机构需要完全的重新设计。其执行机构需要能够把电动机的转动平稳转化为制动蹄块的平动、需要能够减速增矩、需要能够自动补偿由于长期工作而产生的制动间隙等，而且由于体积的限制其结构也必须巧妙和紧凑，是整个ＥＰＢ系统中非常重要的组成部分；其控制部分也要求能精确控制电动机的转速和转角从而快速响应驾驶员意图。最近几年，一些国际大型汽车零配件厂商和汽车厂进行了一些关于ＥＰＢ制动系统的研究工作，也申请了一部分专利，主要参与竞争的公司有：ＣｏｎｔｉｎｅｎｔａｌＳｉｅｍｅｎｓ、Ｂｏｓｃｈ、Ｅａｔｏｎ、ＡｌｌｉｅｄＳｉｇｎａｌ、Ｄｅｌｐｈｉ、ＶａｒｉｔｙＴｅｖｅｓ、Ｌｕｃａｓ、Ｈａｙｅｓ等等，而国内在此项目上的研究基本为空白，仅有二汽、清华大学和南京航空航天大学进行了一些相关的研究工作。如前所述的各家公司都取得了各自的研究成果并成功申请了部分专利保护。从这些专利成果来看，ＥＰＢ驻车制动系统从节省能量的角度来说可以分为两个大类，其一是电动机直接带动机械执行机构然后作用到制动盘上，其典型是ＣｏｎｔｉｎｅｎｔａｌＴｅｖｅｓ公司研制的制动器；第二类是电动机通过一个自增力机构，间接作用到制动盘上，可以大大降低系统所消耗的能量。ＧｅｒｍａｎＡｅｒｏｓｐａｃｅＣｅｎｔｅｒ（ＤＬＲ）内部资料显示其公司研制的ＥＰＢ制动系统ｅ－Ｂｒａｋｅ比第一类结构节省了约８３％的能量。第一种结构形式的制动器特点是控制简单，制动过程稳定；但是由于电机提供所有推动制动块所需的推力，使得所需的驱动电机的功率很大，从而造成电机的尺寸、重量和能耗都较大。第二种结构形式的制动器由于间接利用了汽车的动能作为制动自增力，驱动电机所需功率可大幅下降，只需要约３％的其它替代方案的能耗，其体积、尺寸和重量也必然比第一种结构形式的制动器小，不过目前这种形式的制动器控制难度大，制动稳定性也不如前者。５第１章绪论硕士论文１．２论文研究的意义和主要内容１．２．１研究电子驻车系统的背景及意义１．２．１．１传统驻车制动系统传统驻车制动装置口埘一般包括手刹车控制、传动、制动器三个部分。手刹车控制部分由手刹车操纵杆、按扭、棘爪、棘轮组成，其作用是将手操纵力按一定的传动比传到钥索上，传动部件为钢索。（见图２．１．３驻车制动系统结构示意图）１．手刹车操纵杆２．按钮３．棘爪４．棘轮５．滑轮６．钢索７．制动蹄８．驻车制动摇臂９．轮缸１０．自调机构１１．制动蹄图２．１．３驻车制动系统结构示意图钢索两端分别与左右后轮的制动器中的驻车制动摇臂相连，钢索中间部分通过滑轮与手刹车操纵杆相连，手刹车操纵力通过钢索传到制动器内部，使制动器进人工作状态。制动器包括制动蹄、自调机构、轮缸、驻车制动摇臂等几个重要组成部分。它将钢索传过来的拉力转变成驻车制动力矩，该力矩通过车轮使车辆稳定停驻在所需坡度上。当施行驻车制动时，拉动手刹车操纵杆，拉紧与之相连的钢索，通过钢索将拉力传到后制动器内部的驻车制动摇臂上，该摇臂一端同一制动蹄相连，中间通过自调机构同另一制动蹄相连，另一端与钢索相连。拉紧钢索时，通过摇臂和自调机构（在驻车时起到传力撑杆的作用）将拉力传到两制动蹄上，使制动蹄张开紧紧压在制动鼓上，制动器便进人工作状态，当达到所需的制动效能时，手刹车操纵杆中的棘爪与棘轮就起到了制动作用，使整个驻车制动系统可靠的锁紧在制动位置上，保证驻车的可靠性。要解除驻车制动时，需将手刹车操纵杆扳起少许，再压下操纵杆头上的按扭，通过操纵杆内的推杆使棘爪离开棘轮，然后将操纵杆向下推到解除制动的位置，此时钢索放松，制动蹄在各自回位弹簧作用下，恢复到原来状况，驻车制动解除。１．２．１．２传统驻车制动系统存在的问题。．目前汽车驻车制动装置绝大多数仍为手动驻车制动装置，手动驻车制动装置存在６硕士论文车辆电子驻车制动系统（ＥＰＢ）的软件设计研究有如下不足之处：（１）每次工作需要驾驶员手动操作，操作繁琐，在汽车坡道起步时，操作过于复杂，一些新手经常因难以控制而导致汽车溜坡，存在安全隐患：（２）在大角度的坡面上驻车时，操作费力，驻车比较困难，同时经常难以获得足够大的制动力来确保汽车可靠驻车，存在安全隐患；（３）不论平地还是坡道，驾驶员习惯把驻车制动操纵杆拉至较大行程，确保汽车可靠驻车，这样，在平地驻车制动的情况下，也就是说在大的使用条件下，增大了制动器、制动拉索等汽车制动机械零部件的磨损与变形；（４）手动制动装置经过长时间使用，制动拉索中的钢索会变形伸长，钢索变长会影响其使用性，装置可能因此难以获得足够的制动力而存在安全隐患；（５）手动驻车制动装置操纵机构庞大，占用了较大的车室空间，影响了驾乘的舒适性。１．２．１．３研究电子驻车系统的意义作为线控制动系统的一种，ＥＰＢ是ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＰａｒｋＢｒａｋｅ的缩写，即电子驻车制动系统，指将行车过程中的Ｊ临时性制动和停车后的长时性制动功能整合在一起，并且由电子控制方式实现停车制动的技术。ＥＰＢ系统由电子按钮手动操作，并兼备自动控制功能。电子驻车制动系统由装有行星减速机构和电机的左、右后制动钳和电控单元组成，该系统电控单元与整车控制器局域网（ＣＡＮ）通讯，对左右后卡钳上的电机进行控制。当需要驻车制动时，ＥＰＢ按钮被按下，按钮操作信号反馈给电控单元，由电控单元控制电机和行星减速齿轮机构工作，对左右后制动钳实施制动。ＥＰＢ比传统的手驻车制动模式前进了一大步，而与后制动钳一体化ＥＰＢ更是一种高端技术。这种一体化的ＥＰＢ大大提高了驾驶与操纵的舒适性与方便性。不同驾驶员的力量大小有别，用传统的手拉杆进行驻车制动，可能对制动力的实际作用不同。ＥＰＢ以一个触手可及的电子按钮由于取代了手动驻车制动杆。按下ＥＰＢ按钮，停车、制动、起步、驶离，均在ＥＰＢ系统直接指示下进行。驾驶员不必费力拉手驻车制动杆，简单省力。尤其值得指出的是，一体化ＥＰＢ技术的安全性也高于手拉杆驻车制动。ＥＰＢ系统的制动力量是系统智能运算的，不会因人而异，出现偏差。不会溜车，总能施加适当驻车夹紧力。并且在汽车处于行驶状态时，后轮具有防抱死制动功能。与后制动钳一体化ＥＰＢ为美国ＴＲＷ汽车集团（ＴＲＷＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅ）独家首创嫡１，最早于２００１年在菲亚特高档轿车Ｌａｎｃｉａ上使用，现在许多北美和欧洲车型包括宾利、奥迪Ａ８，Ａ６，新帕萨特Ｂ６等都配备了ＴＲＷ的ＥＰＢ。去年，ＴＲＷ宣布一体化ＥＰＢ技术将在中国实现本土化，由其廊坊合资企业为国内市场提供这项先进技术。从目前的发展来看，短时间内不可能完全取代传统的机械手刹，特别是在一些汽７第１章绪论硕士论文车电子技术装备较少的车辆上，一方面，因为从它的工作原理上看，ＥＰＢ系统电控单元需要与整车控制器局域网（ＣＡＮ）通讯，目前在很多低端车型上并没有采用局域网控制，主要是成本和可靠性问题。但随着汽车电子技术进一步普及，ＥＰＢ会将以其优越的性能得到广泛的研究与应用。１．２．２研究的主要目标和内容本课题对电子驻车制动系统控制策略及软件进行了探索性的研究与开发。文中在介绍电子驻车制动系统原理及ＣＡＮ总线原理的的基础上，对电子驻车系统总体设计方案进行了分析描述，重点介绍了在系统硬件基础上电子驻车系统的安全及控制策略，中央控制节点、驻车制动节点及各参数采集节点的软件设计，通过软件编程实现一个安全可靠的驻车制动功能，搭建了ＣＡＮ网络进行数据传输，研究分析基于ＣＡＮ协议的电子制动系统内部数据通讯，根据电子驻车制动系统的功能提出一套ＣＡＮ通讯实施方案。本课题研究的主要内容有：（１）汽车线控技术、线控制动技术及其发展趋势；（２）电子驻车制动系统及ＣＡＮ总线相关原理，包括线控制动系统原理及分类、电子驻车制动系统的关键技术及技术相关要求、汽车ＣＡＮ总线原理研究等内容；（３）电子驻车系统的总体设计方案，包括功能分析及设计、系统参量采集分析、现场总线选择及软硬件的总体设计；．（４）电子驻车制动安全及控制策略研究，包括常规驻车制动功能及扩展驻车制动功能实现策略；（５）电子驻车制动系统的软件设计，。包括软件总体结构、相关采集节点软件设计、ＣＡＮ总线通讯软件设计等内容；（６）系统的防干扰措施。（７）系统实验及结果硕士论文车辆电子驻车制动系统（ＥＰＢ）的软件设计研究２电子驻车系统及汽车ＣＡＮ总线原理研究基于电子驻车系统的特点，其涉及的理论基础主要有两部分，首先是线控制动技术，其次是用于通讯的现场总线技术。本章分别对这两部分理论进行必要的论述，并对电子驻车制动系统的关键技术、设计要求及安全相关性能要求进行了分析。２．１线控制动系统原理线控制动系统一般可采用的车轮压力系统有两种：其中一种为电子液压制动系统（ＥＨＢ，Ｅｌｅｃｔｒｏ－ＨｙｄｒａｕｌｉｃＥｌｅｃｔｒｏ－ＩＷ【ｅｃｈａｎｉｃａｌＢｒａｋｅ），另一种为电子机械制动系统（ＥＭＢ，Ｂｒａｋｅ），如图２．１．１所示。ＥＨＢ是在传统的液压制动器基础上发展起来的，电子与液压系统相结合所形成的多用途、多形式的制动系统，它由电子系统提供柔性控制，液压系统提供动力；而ＥＭＢ则将传统制动系统中的液压油或空气等传力介质完全由电制动取代，是未来制动控制系统的发展方向。此两类线控制动系统的共同特点是：均采用踏板转角与踏板力按比例调控的电子踏板；具有控制制动力矩与踏板转角相对应的程序控制单元；程序控制单元可基于其它传感器或控制器的输入信号实现主动制动及其它功能。图２．１．１线控制动系统的分类２．１．１电子液压制动系统（Ｅ船）电子液压制动系统是将电子与液压系统相结合所形成的制动系统。ＥＨＢ由电子系统提供柔性控制，液压系统提供动力。结合电子元件提供的电子控制系统，以及中央控制器ＥｃＵ对各个信号进行计算，再发出指令给执行机构产生制动力，同时控制制动力大小，使车辆有效制动。（１）电子液压制动系统Ｅ邶的结构原理传统车辆制动系统的工作过程是，驾驶员通过制动主缸在轮缸上建立制动压力。而电子液压制动系统是通过蓄能器提供制动压力。蓄能器压力由柱塞泵产生。电子液压制动的控制系统由传感器、ＥＣＵ（电子控制单元）及执行器（液压控制单元）９第２章电子驻车系统及ＣＡＮ总线原理研究硕士论文等构成嘲刚１０ｍ¨，如图２。１．２所示。制动踏板与制动器间无直接动力传递。制动时，制动力由ＥＣＵ和执行器控制，踏板行程传感器将信息传给ＥＣＵ，ＥＣＵ汇集轮速传感器、转向传感器等各路信号，根据车辆行驶状态计算出每个车轮的最大制动力，并发出指令给执行器的蓄能器来执行各车轮的制动。高压蓄能器能快速而精确的提供轮缸所需的制动压力。图２．１．２ＥＨＢ系统结构原理框图控制系统还可接受其他电子系统（例如ＡＢＳ、ＥＳＰ等）的传感器信号，从而保证最佳的减速度和行驶稳定性。与ＥＭＢ不同，ＥＨＢ不需要车轮制动器附近的额外空间，也不会增加额外的重量。为降低能耗，经过良好设计的１４ｖ电源能充分满足要求。在紧急情况下，制动主缸的压力还可直接施加给两个前轮。因此，就目前而言ＥＩ－ＩＢ是实现ＢＢＷ的第一步。（２）ＥＨＢ的优点与不足与传统液压制动器相比，ＥＨＢ有了显著进步：结构紧凑，改善了制动效能；控制方便可靠，制动噪声显著减小；不需要真空装置，有效减轻了制动踏板的打脚，提供了更好的踏板感觉；由于模块化程度的提高，使得车辆的设计更加灵活；减少了制动系统的零部件数量，节省了车内空间。但是ＥＨＢ还是有其局限性，整个系统仍然需要液压部件，离不开制动液。２．１．２电子机械制动系统（Ｅ临）新型的电动制动器是整个电制动系统中的关键部件，也是系统的执行元件。该制动器采用电力制动、电子控制，有两个输入：即控制电信号输入和供能电流输入，制动控制器ＥＣＵ根据制动踏板上传感器传来的信息控制制动器伺服电机的输出力矩和旋转方向。（１）电子机械制动系统的结构和原理ＥＭＢ最早应用在飞机上，后来才开始在汽车上应用。ＥＭＢ与传统的制动系统有着极大的差别，其执行和控制机构都需要重新设计。Ｉｎ硕士论文车辆电子驻车制动系统（ＥＰＢ）的软件设计研究执行机构应能具有将电动机的转动平稳地转换为制动蹄块的平动、够减速增矩、自动补偿由于长期工作而产生的制动间隙等功能。由于体积的限制，其结构必须巧妙和紧凑，减小电控制动系统体积是整个ＥＭＢ系统设计中非常重要的内容。对于制动控制部分，则要求能精确控制电动机的转速和转角，从而防止制动抱死。小型车辆的ＥＭＢ主要包含以下部分圆嘲‘姗ｍ１：◆◆电制动器：制动动力来自电动机并施加给盘式或鼓式制动盘。制动控制单元（ＥＣＵ）：接收制动踏板发出的信号，控制制动器制动；接收驻车制动信号，控制驻车制动；接收车轮传感器信号，识别车轮是否抱死、打滑等；控制车轮制动力，实现制动防抱死和驱动防滑等功能。?◆制动力传感器：监测电制动器的制动力输出，并将制动器输出力信息传给电制动控制单元。◆轮速传感器：准确、可靠、及时地获得车轮的速度信息。◆电源：为整个电制动系统提供能源，与其它系统共用。结构简单，省去大量管路及相关部件；，电子机械式线控制动系统的主要优点是：◆◆制动响应时间短，提高了制动性能；◆制造、装配、测试简单快捷，采用模块化结构，维护方便；◆采用电线连接，系统耐久性能良好；◆易于改进，略加变化即可实现其他的电控功能。（２）ＥＭＢ所面临的问题电子机械制动系统是一个全新的系统，目前尚有很多问题有待解决：◆控制系统失效问题，如果系统或者电源出现故障，如何保证制动系统的有效工作？由于线控制动系统不存在独立的主动备用制动系统，因此需要一个备用系统保证制动安全；◆汽车高速制动时会产生大量的热量，因此需要反复验证驱动电机和其他部件在高温条件下的工作稳定性；◆汽车上有大量较强的电磁干扰，因此，要求线控制动系统的电子电路良好的抗电磁干扰能力；◆◆制动电机需消耗大量的电能，这是对目前车辆使用的１２Ｖ电源的一个考验；由于线控制动系统采用了大量的传感器、控制芯片和新的技术，使得电制动系统的成本比现有的液压制动系统高，因此降低系统的制造成本是当前需要解决的重要问题之一。（４）ＥＭＢ的未来研究方向目前ＥＭＢ制动系统的技术还不成熟，需要解决的技术问题还很多，国外将电子机１１第２章电子驻车系统及ＣＡＮ总线原理研究硕士论文械式线控制动系统的研究重点集中在以下几个方面。◆耐高温电子元器件的研究对耐高温电子元器件的研究主要涉及到２个方面：一是在电子元器件本身上下工夫，提高其对高温的承受能力和在高温下的工作稳定性；二就是改良制动盘的材料和提高其散热能力，通过优化设计提高整个制动器的散热性能，为电子元器件提供良好的工作环境。◆机械电子执行机构对于机械电子执行机构的研究已经有几家公司提出了设计方案并申请了专利，目前的执行机构中机械零件还比较多，结构也很复杂。◆可自适应调节的控制算法目前车辆制动器在控制算法上主要采用３种：滑模控制、逻辑门限值控制和最优控制算法。以后为了适应ＥＭＢ的发展还可以采用新的控制算法。◆灵敏度高而又价廉的传感器现使用的传感器功能比较单一，灵敏度也有待提高。为了保证ＥＭＢ系统能正常可靠地工作，需要研发灵敏度高、功能集成、质优价廉的新型传感器。◆系统容错控制电控制动系统的容错性牵涉到制动系统的安全性和可靠性，因此是一个至关重要的研究方向。有些学者用实验的方法检测和评估ＥＭＢ对制动请求的响应，通过一定的算法来忽略瞬间的错误信号，借以实现系统的容错控制；有的是在分布式的线控制动系统中加入一个中央控制芯片，这是一个专门进行容错控制的冗余设计，并配以专门编写的软件来进行容错控制处理；最新的研究是：在系统中引入一个监控器，用以检测可能导致系统错误和失效的信号，然后产生错误检测代码，根据代码来处理失效和提高安全性。车辆线控系统的容错控制是一个牵涉到计算机硬件、软件、通信协议等多方面的比较难以解决的问题，也是线控制动系统里非常核心的问题。◆高可靠性的电线和连接件在新的ＥＭＢ制动系统中，电线和连接件取代了原来．的制动管路及相关零部件，因此要求必须可靠，这将直接影响到整个系统的安全性和可靠性。◆力矩电机的设计ＥＭＢ的一个极大优势就是制动响应快，所以要求电动机必须响应迅速。此外也要求电动机功耗小、输出的力矩大。在制动过程中，电机处在“堵转’’的恶劣环境下工作，因此对电机的可靠性要求高，而且必须结构小巧紧凑、便于安装、能在各种恶劣环境下可靠工作。本课题研究的电予驻车制动系统作属于ＥＭＢ系统，作为一种新型的机电一体化系统，解决了传统汽车驻车制动系统存在的制动线路长、操作舒适性差、反应慢、安全性差等问题，与传统驻车制动系统相比具有很多优点：它用电子元件取代部分机械元件，并通过电线来替代部分或全部制动线路和传动机构，缩短了驻车制动响应时间，提高了驻车制动性能；节省了空间，质量轻；安装测试更简单快捷（模块结构）。１２硕士论文车辆电子驻车制动系统（啪）的软件设计研究电子驻车制动系统采用全新的电子制动器对汽车实施制动、集中控制的电子控制单元（ＥＣＵ）通过车载网络对车辆参数进行采集后，根据预设的安全控制策略进行系统的整体控制，每个驻车制动器都有各自的控制单元，可以根据驻车环境自动给每个车轮施加最佳的驻车制动力。２．２电子驻车制动系统的关键技术由于电子驻车车系统取消了传统的气动、液压及机械连接，取而代之的是传感器、ＥＣＵ、电磁的执行机构，因而传感器的精度，ＥＣＵ硬件的可靠性、抗干扰性，控制算法的可靠性、容错性，执行机构的快速性、可靠性及不同系统ＥＣＵ之间通信的实时性，总线的容错性和仲裁能力及动力电源等都制约着线控技术的广泛应用。制约电子驻车制动系统的关键技术包括以下几方面。（１）传感器技术传感器是组成电子驻车系统的基本且重要末端单元，其中央ＥＣＵ正是通过采集传感器相关信息判断并实施相应的驻车动作，例如压力传感器、车速传感器、驻车坡度传感器、线性位移传感器等，它们提供了电子驻车制动系统所需的主要信息。汽车电子驻车制动系统的控制效果紧紧依赖于传感器的信息采集和反馈精度，因而传感器的科技含量直接影响整个电子驻车制动系统的性能。如何制造出体积小、成本底、可靠性高而且测量精度高的传感器就成为线控系统的关键技术之一。（２）总线技术国际上众多知名汽车公司早在２０世纪８０年代就积极致力于汽车总线技术的研究与开发。随着汽车总线技术的发展，将会有多种不同的总线技术用于汽车中，尤其是具有高速实时传输特性的一些总线标准和协议，如：ＣＡＮ、Ｔ１ＩＰ、Ｂｙｔｅｆｌｉｇｈｔ和ＦｌｅｘＲａｙ。ＣＡＮ总线网络用于各电控单元ＥＣＵ之间的信息交换，车载故障诊断等，应用最广泛。ＣＡＮ网根据传输速率的不同分为低速ＣＡＮ网和高速ＣＡＮ网。低速ＣＡＮ网运行在１２５Ｋｂｐｓ以下，连接座椅、天窗、车灯等无实时要求的控制模块。高速ＣＡＮ网一般为５００Ｋｂｐｓ，用于满足实时性高的重要控制。如发动机控制、线控转向、线控制动等。尽管高速ＣＡＮ网的波特率最大可达到１Ｍｂｐｓ，但是ＣＡＮ网高速运行时双绞线电缆中产生很大的电磁辐射，当传输速率超过５００Ｋｂｐｓ时，其能量的损失会迅速增大ｎ羽。ＴＴＰ（时间触发协议）是一个应用于分布式实时控制系统的完整的通信协议，能够支持多种容错策略，具有节点的恢复和再整合功能；ＢＭＷ公司的Ｂｙｔｅｆｌｉｇｈｔ可用于汽车线控系统的网络通信，其特点是既能满足某些高优先级消息的时间触发，以保证确定延迟的要求，又能满足某些消息需要事件触发和需要中断处理的要求；而其他汽车制造商目前计划采用ＦｌｅｘＲａｙ，这是一种特别适合下一代汽车应用的网络通信系统，具有容错功能和确定的消息传输时间，能够满足汽车控制系统的高速率通信要求。目前ＦｌｅｘＲａｙ标准１３第２章电子驻车系统及ＣＡＮ总线原理研究硕士论文的物理层标准己经由Ｐｈｉｌｉｐｓ公司开发完成，通讯协议正在研发中。该标准的出台不仅提高了信息传输的一致性、可靠性，而且还简化了信息开发和使用过程，并降低了成本．从现在的发展来看，由于ＦｌｅｘＲａｙ是基于时间和事件的触发协议，要优于１．１’Ｐ。基于总线技术的线控制动系统将传统的机械系统变成通过高速容错通信总线相连的电气系统，实现系统的自动化、智能化、网络化与信息化。（３）动力电源技术而在电子驻车制动系统中，由于制动力矩直接由电机提供，使得所需电源功率增大，而提高电压是增大功率的好方法，所以传统的１４Ｖ系统不再能很好地满足要求。如何提供足够的电能保证系统的稳定运行成为解决问题的关键，４２Ｖ电压系统的研究和电动汽车的深入研究为此技术的解决提供了平台，为驻车制动系统的广泛应用打下了基础‘１幻㈣叫。．（４）容错控制技术为了满足汽车驻车可靠性与安全性要求，线控制动系统必须采用容错控制技术，容错控制设计方法有硬件冗余方法和解析冗余方法２种。硬件冗余方法主要是通过对重要部件及易发生故障部件提供备份，以提高系统的容错性能；解析冗余方法主要是通过设计控制器的软件来提高整个系统的冗余度，从而改善系统的容错性能。在ＥＰＢ系统中，相对于ＥＣＵ来说，传感器和执行机构更易发生故障，一些传感器和执行机构间存在着冗余，冗余是实现容错控制的基础，一旦某部件发生故障，利用冗余关系可用其他部件代替故障部件，以消除故障。相对传感器和执行机构来说，ＥＣＵ的可靠性较高，但一旦ＥＣＵ出现故障时，后果更为严重，系统不能进行任何操作。基于容错控制技术的ＳＢＷ系统，在不影响系统控制功能的情况下，容错控制技术提高了转向系统的可靠性，保证了车辆的正常行驶及安全性。而可靠性和安全性是制约ＥＰＢ系统应用的主要瓶颈之一。当ＥＰＢ系统的可靠性和安全性能够达到普通动力转向系统水平时，其产业化也就指日可待了。２．３电子驻车制动系统设计要求及安全相关的性能要求２．３．１驻车制动系统设计要求制动系统的结构和性能直接关系着车辆和人员的安全，是汽车重要的安全件，受到普遍重视。在国家强制性标准ＧＢｌ２７６―１９９９《汽车制动系统结构、性能和试验方法》以及ＧＢ７２５８―２００４《机动车运行安全条件》中，对制动系统的结构和性能都做出了严格的规定。具体设计要求如下：（１）具有良好的冷态制动效能，能产生足够的制动力，使汽车的行车制动、驻车制动以及应急制动符合国家强制性标准的要求。１４硕士论文车辆电子驻车制动系统（ＥＰＢ）的软件设计研究（２）具有良好的制动效能恒定性，由于摩擦热的影响或摩擦表面浸水使制动效能降低的程度应尽可能的小并能够恢复。（３）具有良好的制动方向稳定性，应使制动力在车轴之间良好分配，并在同一车轴的左、右车轮之间对称分配。（４）控制轻便，控制装置的位置应便于操作，控制力和行程应适当。（５）工作可靠，行车制动系传能装置必须至少采用双回路，反映时间应短；动力制动系必须具有至少两个储能装置。，，（６）制动衬片（块）磨损小，制动间隙的检查、调整和制动衬片（块）的更换应方便。（７）各部件特别是车轮制动器的尺寸和质量应尽可能小。２．３．２驻车制动系统安全相关的性能要求前面介绍了线控驻车制动系统关键技术，线控制动系统是一种精密的车载控制系统，它的制动控制理论和传统制动系统一样，建立在车辆制动动力学的基础上，由于制动系统是车辆行驶最重要的安全保证，而线控系统又是一项有待进一步完善的新技术，所以在设计线控系统时必须考虑安全因素。线控制动系统最具特色的地方是它使用了关键的安全装置，因此它有着许多方面的安全要求。通常我们期望当系统发生故障时不会危及乘员及路人的人身和财产安全。因此，要求线控制动系统应具有自检测功能，即将检测到的故障以编码的方式存到系统自带的存储器中，并及时调用应急处理方案。如果系统某个节点发生错误，系统要能有容错功能，并且保证车辆在行驶过程中不丧失制动能力，或者是能够低速行驶到修理点进行修理。所以制动系统必须能在这段有限的时间内提供有效的安全操作功能，这意味着整个制动系统必须对假设的错误都具有容错功能。除此之外，子系统还有着更严格的安全要求，在子系统中出现的错误不能影响到整个制动系统，每一个子系统的数据输入、工作进程、数据输出都必须能容错。如果某个子系统检测出错误，适当的减少和关闭它的功能都是允许的，但前提是这样不能影响到车内乘员、车外行人和车辆的安全。系统在探测到错误之后应立即采取相应的安全保障措施，这些措施在运行的同时不能终止制动系统功能。此外，系统应尽可能地修复那些可以自修复的错误，例如节点时基错误等。线控制动车辆应该具有车载自诊断系统ＯＢＤ（Ｏｎ－ＢｏａｒｄＤｉａｇｎｏｓｉｓＳｙｓｔｅｍ），以便系统对检测到的任何错误有所反应。当错误发生时，自诊断系统在恢复错误时必须保持系统按照安全制动策略运行。自诊断系统ＯＢＤ将错误按照严重程度和是否可以恢复进行分类。当系统发生严重故障时，如丧失制动能力，自诊断系统在启动紧急防护措施的同时与发动机管理系统进行通讯，以限制汽车的行驶速度，便于车辆能缓慢行１５第２章电子驻车系统及ＣＡＮ总线原理研究硕士论文驶到修理地点。当系统间断地发生一些故障时，自诊断系统调用应急功能并发出警示信号，同时将故障代码存入故障代码存储器中，便于修理时读取。此外，自诊断系统能向外输出制动系统的内部参数，例如车轮的载荷、制动器电机电流等等。系统发生安全故障或者错误的频率应该有限制，一般来说每个节点单元连续发生两次故障的时间间隔不能超过２×１０９小时，自诊断系统自始至终都将错误或者故障记录下来，用来判断系统的工作状态是否良好。２．４汽车ＣＡＮ总线原理研究ＣＡＮ总线是由德国ＢＯＳＣＨ公司开发的一种有效支持分布式实时控制的串行通信网络，主要用于嵌入式控制器的通信系统及智能装置的开放通信系统。ＣＡＮ总线作为一种现场总线在具有现场总线的开放式、数字化、多点通信等特点的同时，还具有可靠性高、纠错能力强等优点。由于电子设备在汽车上应用的普及，车上电控单元（ＥＣＵ）不断增加，ＣＡＮ总线的提出从很大程度上解决了车上电控单元间的信息交换问题。ＣＡＮ总线被汽车行业广泛应用，逐渐形成了ＣＡＮＩ．０、ＣＡＮ２．ＯＡ和ＣＡＮ２．０Ｂ等国际标准，同时也成为了ＩＳＯ和ＳＡＥ的标准。随着ＣＡＮ总线的飞速发展，其应用范围已经不再局限于汽车行业，已经扩展到了机械工业、纺织工业、数控机床、医疗器械以及家用电器等领域。ＣＡＮ总线已经发展成国际上应用最普遍的现场总线之一，并且被公认为最有发展前景的现场总线。２．４．１ＣＡＮ总线的性能特点ＡｒｅａＣＡＮ，全称为“ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＮｅｔｗｏｒｋ＂，即控制器局域网，是国际上应用最广泛的现场总线之一。最初为解决现代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串行数据协议，被设计作为汽车环境中的微控制器通讯，在车载各电子控制装置ＥＣＵ之间交换信息，形成汽车电子控制网络。目前己成为国际标准化组织ＩＳ０１１８９８标准，它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络，ＣＡＮ的应用范围遍及从高速网络到低成本的多线路网络。在自动化电子领域、发动机控制部件、传感器、防滑系统等应用中，ＣＡＮ的位速率可高达１Ｍｂｐｓ。同时，它可以廉价地应用于交通运载的电气系统中，例如：灯光聚束、电气窗口等等，以替代所需要的硬件连接。ＣＡＮ总线广泛的应用与其良好的性能密切相关，其特点如下ｎ引：（１）ＣＡＮ可实现全分布式多机系统，且无主、从之分，网络上任意一个节点均可在任意时刻，主动地向其它节点发送信息，通讯方式灵活，利用这一特点，可以方便地构成多机备份系统。（２）ＣＡＮ网络上的节点信息分成不同的优先级，可满足不同的实事要求，高优先级的数据最多可在１３４ｐＳ内得到传输。１６硕士论文车辆电子驻车制动系统（口Ｂ）的软件设计研究（３）ＣＡＮ采用非破坏性总线优先级仲裁技术，当两个节点同时向网络上发送消息时，优先级低的节点主动停止发送数据，而优先级高的节点可以不受影响地继续发送信息，从而大大节省了总线冲突仲裁时间。尤其是在网络负载很重的情况下也不会出现网络瘫痪情况。（４）ＣＡＮ只需通过报文滤波即可实现点对点、一点对多点及全局广播等几种方式传送接收数据，无需专门的“调度＂。（５）ＣＡＮ的直接通信距离最远可达ｌＯｋｍ（速率５ｋｂｐｓ）；通信速率最高可达１Ｍｂｐｓ（此时通信距离最长为４０ｍ）。（６）ＣＡＮ上的节点数主要取决于总线驱动电路，目前可达１１０个；报文标示符，可达２０３２种（ＣＡＮ２．ＯＡ）。（７）采用短帧结构，传输时间短，受干扰概率低，具有极好的检错效果。’（８）ＣＡＮ的每帧信息都有ＣＲＣ校验及其他检错措施，保证了数据出错率极低。（９）ＣＡＮ的通信介质可为双绞线、同轴电缆或光纤，选择灵活。（１０）ＣＡＮ节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功能，以使总线上其他节点的操作不受影响。２．４．２ＣＡＮ总线应用设计ＣＡＮ网络结构２．４．２．１网络结构对系统的特性有很大影响，ＣＡＮ网络采用的是总线形结构，但又有多种具体的连接方式。在特定的应用环境下，ＣＡＮ网络结构选择的一般原则是：在同样的硬件参数下，尽量提高网络的电磁兼容性。ＣＡＮ网络基本结构如图２．４．１所示。其中ＲＴ为端点匹配电阻，阻值为１２０欧姆。这种网络结构简单易实现，因而应用范围也最广泛。ＲＴＲＴ图２．４．１ＣＡＮ网络基本结构２．４．２．２ＣＡＮ节点结构节点是网络信息的接收和发送站，ＣＡＮ总线网络中有两种类型的节点：使用独立ＣＡＮ控制器的节点和使用集成ＣＡＮ控制器的节点，两种节点结构如图２．４．２所示。使用独立ＣＡＮ控制器的节点可用于多种ＣＰＵ，为一个系统开发的软件也适用于其它系统，即使是对于ＣＰＵ不同的系统；而为集成ＣＡＮ控制器的节点开发的软件就很难应用于其它网络。但使用集成ＣＡＮ控制器的节点的读写访问速度快，器件成本低。１７第２章电子驻车系统及ＣＡＮ总线原理研究硕士论文ｃ篙！旦楼雾霸舔器习’量餐雾霸蔷剥壁控制器ａ）独立ＣＡＮ控制器节点结构微控制器ＣＡＮ―Ｈ，＊Ｉ－－－－－Ｉ状态与控制信号ｃ掣：毫酬习渊¨旧着姿鋈ＣＡＮ―Ｌａ）集成ＣＡＮ控制器节点结构图２．４．２两种ＣＡＮ节点结构２．４．２．３撅飘周ｌ：蝴…．．幽ＣＡＮ控制器结构ＣＡＮ控制器包括ＣＡＮ协议的控制电路、ＣＰＵ接口、接收／发送缓冲器和Ｉ硬件接收过滤电路，如图２．４．３所示。其中协议控制器是ＣＡＮ控制器的核心，具有数据解包、帧编码、错误检测、错误信令、应答、位编码以及同步等一系列功能。硬件接收过滤电路完成对接收到的信息进行甄别的功能，使用硬件过滤电路可以大大地减轻ＣＰＵ进行过滤处理的运算负担。接收和发送信息缓冲器负责ＣＰＵ与ＣＡＮ控制器之间数据传输速度的匹配。状态与控制信号剁：；；；ｔ洲一一一一洲Ｎ善据爝发送信息缓冲器接收过滤器ｌ’ｌ缓冲器图２．４．３ＣＡＮ控制器结构硬件Ｌ◆ｌ接收信息滋？。霉，’，霭锄＋，ａ．一Ｈ卜ＣＰＵ２．４．３ＣＡＮ总线技术规范由于ＣＡＮ技术应用的普遍推广，导致要求通讯协议的标准化。为此，１９９１年９月Ｂｏｓｃｈ公司制定并发布了ＣＡＮ技术规范（Ｖｅｒｓｉｏｎ２．Ｏ）［１７］ｏ该技术规范包含Ａ和Ｂ两部分。１９９３年１１月ＩＳＯ正式颁布了道路交通运载工具一数字交换一高速通讯控制器局部网（ＣＡＮ）国际标准（ＩＳＯ１１８９８），为控制器局部网标准化、规范化的推广铺平了道路。２．４．３．１ＣＡＮ通讯协议ＣＡＮ通讯协议主要描述设备之间的信息传递方式。ＣＡＮ通讯层的定义与开放系统１８硕士论文车辆电子驻车制动系统（耻Ｂ）的软件设计研究互连模型ＯＳＩ（ＯｐｅｎＳｙｓｔｅｍｓｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）一致。每一层与另一设备上相同的那一层通讯。实际的通讯发生在每一设备上相邻的两层，而设备只通过模型物理层的物理介质互连。ＣＡＮ的规范定义了模型的最下面两层ｎ帕：数据链路层（包括逻辑链路控制子层ＬＬＣ和媒体访问控制子层ＭＡｃ）和物理层，ＣＡＮ的分层结构和功能如图２．４．４所示。数据链路层逻辑链路子屡。嚣警薹蒜ＬＬＯ怒载通知恢复管理媒体访问控翻子屡数据封袭／拆装帧编码（曩充懈赡囊宪）媒体访问管理监控墨故障界定篁墨鉴銎ＭＡＣ出错标定应答串行化／解除串行化特惠层位编码／解码位定时同步（疆动ｌＩ／攮较■特性）总线故障管理图２．４．４ＣＡＮ的分层结构和功能ＬＬＣ子层的主要功能是：为数据传送和远程数据请求提供服务，确认由ＬＬＣ子层接收的报文实际已被接收，并为恢复管理和通知超载提供信息。在定义目标处理时，存在许多灵活性。ＭＡＣ子层的功能主要是传送规则，亦即控制帧结构、执行仲裁、错误检测、出错标定和故障界定。ＭＡＣ子层也要确定，为开始一次新的发送，总线是否开放或者是否马上开始接收。位定时特性也是ＭＡＣ子层的一部分。ＭＡＣ子层特性不存在修改的灵活性。在物理层，ＣＡＮ能够使用很多物理介质，例如双绞线、光纤等。只要物理驱动器是在“开集电极’’，而且每个节点都能够监听到它自己以及其他所有节点，那么ＣＡＮ就能够工作。最常用的就是双绞线，一个信号能够使用差分电压传送，ＣＡＮ驱动器能够因此而避免噪声和容错，这两条信号线被称为“ＣＡＮ＿Ｈ＂和“ＣＡＮ―Ｌ＂，静态时是２．５Ｖ。用ＣＡＮ―Ｈ比ＣＡＮ―Ｌ高表示的逻辑“０＂，被称为“显形位＂；而用ＣＡＮ＿Ｌ比ＣＡＮ―Ｈ高表示的逻辑“１”，叫做“隐性位”。差分的电压令ＣＡＮ网络即使在一条信号线断开或者在噪声极大的环境中也能够工作。只需要一对双绞线，差分的ＣＡＮ输入就能够很有效地抵偿噪音。总线位的数值表示如图２．４．５所示：１９第２章电子驻车系统及ＣＡＮ总线原理研究硕士论文＆５平均电Ｚ５压１．５下‘―ｔ．稳性位‘卜鼬ｒ―稳性位ｔ（最巾Ｅ位时闻图２．４．５ＣＡＮ总线位的数值表示图２．４．６ＣＡＮ通讯层概念在建立一个实际运行的ＣＡＮ―ｂｕｓ通讯网络时，由ＣＡＮ底层硬件来实现对物理层、数据链路层的控制。ＣＡＮ２．０协议规定的通讯检错机制已足够保证ＣＡＮ―ｂｕｓ通讯网络具有非常高的可靠性。但对于用户协议层仍然需要制定或选择合适的通讯协议对网络上的通讯数据流进行解析与管理。图２．４．６为ＣＡＮ－ｂｕｓ通讯层的概念：对于普通的ＣＡＮ－ｂｕｓ应用领域，采用通常的“命令一响应”模式通讯协议即可以实现非常可靠的“主一从＂通讯网络。对于需要进行大量数据交换，或者通讯方式灵活的ＣＡＮ－ｂｕｓ网络，也可以采用一些标准的多主通讯协议，比如ＨｉｌｏｎＢ协议，或者采用ＣＡＮ２．０协议中远程帧定义。在汽车电子产品领域，通常可参考或直接采用ＳＡＥＪｌ９３９等一系列国际标准规范。在电力通讯设计领域，ＤｅｖｉｃｅＮＥＴＶ２．０规范已被采纳为中国国家标准，是未来数年中电力通讯产品的通讯规约领导者。在智能楼宇通讯领域，可以使用Ｍｏｄｂｕｓ协议或沿用ＲＳ４８５模式等“主一从”协议以保持产品的可持续发展并可以节省开发人力资源。２０硕士论文车辆电子驻车制动系统（即Ｂ）的软件设计研究２．４．３．２ＣＡＮ数据交换原理ＣＡＮ是一种基于广播的通讯机制，广播通讯依靠报文（Ｍｅｓｓａｇｅ）的传送机制来实现，因此。ＣＡＮ并未定义站及站地址，而仅仅定义了报文，这些报文依靠报文确认区（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）来进行识别，一个消息报文确认区在一个网络中必须是惟一的，它不但描述了某一报文的意义，而且还定义了报文的优先级，当很多站都在访问总线时，优先级是很重要的。ＣＡＮ使用地址访问的方法，使网络的配置变得非常灵活，用户可以很容易的增加一个新的站到一个已经存在ＣＡＮ的网络里，而不用对已经存在的站进行任何硬件或软件上的修改，但必须此新的站为完全的接受者，这样它将不会对网络上各结点的通讯产生影响ｎ羽。图２．４．７为ＣＡＮ－ｂｕｓ数据交换原理图：＜｝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝吲＞图２．４．７ＣＡＮ－ｂｕｓ数据交换原理图２．４．３．３ＣＡＮ实时数据传输在实时处理系统中，通过网络交换紧急报文存在很大的不同，一个迅速改变的值，如驻车制动盘压力必须频繁的进行传送且要求延迟比其它的值要小。ＣＳＭＡ／ＣＤ是“载波侦听多路访问／冲突检测＂（ＣａｒｒｉｅｒｗｉｔｈＣｏｌｌｉｓｉｏｎＳｅｎｓｅＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓＤｅｔｅｃｔ）的缩写。利用ＣＳＭＡ访问总线，可对总线上信号进行检测，只有当总线处于空闲状态时，才允许发送。利用这种方法，可以允许多个节点挂接到同一网络上。当检测到一个冲突位时，所有节点重新回到“监听＂总线状态，直到该冲突时间过后，才开始发送。在总线超载的情况下，这种技术可能会造成发送信号经过许多延迟。为了避免发送时延，可利用ＣＳＭＡ／ＣＤ方式访问总线。当总线上有两个节点同时进行发送时，必须通过“无损的逐位仲裁＂方法来使有最高优先权的的报文优先发送。在ＣＡＮ总线上发送的每一条报文都具有唯一的一个１１位或２９位数字的ＩＤ。ＩＤ号越小，则该报文拥有越高的优先权，因此一个为全“０”标志符的报文具有总线上的最高级优先权。可用另外的方法来解释：在消息冲突的位置，第一个节点发送０而另外的节点发送ｌ，那么发送０的节点将取得总线的控制权，并且能够成功的发送２１第２章电子驻车系统及ＣＡＮ总线原理研究硕士论文出它的信息。发送请求在整个系统中按报文的重要性来排序处理，当总线负荷较重的时候这会带来很多好处，因为总线访问的优先权是基于报文本身的，因此可以节约很多总线时间，在实时系统中降低了传送的延迟。２．４．３．４ＣＡＮ报文的帧类型在ＣＡＮ中报文是以帧为单位进行传送的，只有一帧数据所有位都没有出错，报文才算正确传送，否则报文无效，必须重新发送和接收。在ＣＡＮ技术规范中，规定了总线上传输的四种帧类型：◆◆远程帧――用于网络请求其它节点发送具有相同标识符的数据帧；数据帧一携带数据由发送器至接收器：◆出错帧――由总线上各节点通过检测到错误后的响应组成；◆超载帧――用于提供当前的和后续的数据帧和远程帧之间的附加延迟。数据帧如表２．４．１所示，由７个不同的位场组成：即帧起始、仲裁场、控制场、ＣＲＣ场、应答场（ＡＣＫ场）、数据场和帧结束。表２．４．１数据帧组成ｌ侦起始Ｉ仲裁场Ｉ控制场ｌ数据场ＣＲＣ场Ｉ应答场Ｉ帧结束ＩＣＡＮ协议支持两种报文帧格式，它们只是在确认区存在差异，一种被成为ＣＡＮ标准帧，在ＣＡＮ２．０协议的ＰａｒｔＡ进行定义，标准帧支持ｌｌｂｉｔ的确认区长度；另一种称为ＣＡＮ扩展帧，在ＣＡＮ２．０协议的ＰａｒｔＢ进行定义，支持２９ｂｉｔ的确认区。ＣＡＮ标准帧格式以被称为“ＳｔａｒｔｏｆＦｒａｍｅ（ＳＯＦ）＂的起始位开始，接下来是“仲裁区（Ａｒｂｉｔｒａｔｉｏｎｆｉｌｅｄ）”，仲裁区由确认区和“远程发送传送请求（ＲＴＲ）”组成，ＲＩＲ位用于区分数据帧和被称为“远程帧’’的数据请求帧。接下来的“控制区（Ｃｏｎｔｒ０１ｆｉｅｌｄ）’’包含了确认扩展位（ＩＤＥ），用于区别ＣＡＮ标准帧和ＣＡＮ扩展帧。同样，“数据长度代码（ＤＬＣ）＂用于表示接下去的“数据区（Ｄａｔａｆｉｅｌｄ）”中的字节数，如果报文用于远程帧，ＤＬＣ就包含所请求数据的字节数。“数据区＂可长达８字节。报文的完整性由接下来的“循环冗余校验码（ＣＲＣ）”来保证。而“应答区（ＡＣＫ）＂则有应答槽（ＡＣＫｓｌｏｔ）和ＡＣＫ界定符（ＡＣＫｄｅｌｉｍｉｔｅｒ），应答槽中的位会被接受到站填充并发送到总线上，接收者不需要判断报文的有效性便可以应答正确的报文，即无论是否与自己有关的报文，接受者都会填充应答槽并进行发送。报文结束于“帧结束（ＥＯＦ）”位，“帧间隔（ＩＦＳ）定义了一个两个数据之间的最小元数，一般不小于３ｂｉｔ。如果没有任何站企图对总线进行访问，则总线会一直保持空闲状态。标准帧格式如图２．４．８所示：硕士论文车辆电子驻车制动系统（ＥＰＢ）的软件设计研究ｒ＇仲裁场控制场数据场ＯＲＣ场ｏ天结束场场旦为口口－４ｏ６ｏ刃翌召５∞写ｏ广萎墨ｔ，鬟嬲弱懑雾瀚鬈Ｏ㈨囊鬈稠鬈剿蚕黼篡口ｍ润翳霾谶霸羽霸澜’ｌ＿！！篁堡．堡．堡一一．一１．名墨鑫一卜三篁堡垒墼．４ｌ图２．４．８ＣＡＮ标准帧格式ＣＡＮ扩展帧的报文与标准帧相似，不同之处仅是所使用的确认区长度，确认区由已存在的ｌｌｂｉｔ确认区（称为基本确认区）和１８ｂｉｔ扩展区（称为标识扩展区）组成，标准帧与扩展帧的不同来自于对ＩＤＥ位的使用。当ＩＤＥ为显性时，则报文为标准帧来发送，当ＩＤＥ位为隐性时报文作为扩展帧来发送。当两种格式报文同时出现在总线上，并且具有相同的确认区或基本确认区，那判断报文优先级的方法通常为：标准帧的报文总是比扩展帧的报文优先级高。扩展帧格式如图２．４．９所示：数据场ＣＲ媚●仲裁场控制场实结束场场驰枢∞ｌ刀’Ｉｑ宣｜ｆＰ霉翁貉弱黼ａｏｌ刀翌裔８８ｍｋ上墅型叫Ｌｒｍ塑堡划ｖ！闽霾溺溺溺糊霾獭ｌ霸猢魏锈戮溉ｌ∞捌淼鹪戳蚕墨豢荔矧图２．４．９ＣＡＮ扩展帧格式作为某数据接受器的站，通过发送远程帧（ＲｅｍｏｔｅＦｒａｍｅ）可以启动其资源结点传送它们各自的数据。远程帧也有标准格式和扩展格式。过载帧（ＯｖｅｒｌｏａｄＦｒａｍｅ）包括两个位域：过载标志和过载界定符。有三种情况会引发过载标志的传送，即：?接受器的内部原因，它需要延迟下一个数据帧或远程帧。?在间歇（Ｉｎｔｅｒｍｉｓｓｉｏｎ）的第一位和第二位检测到一个显性位。?如果ＣＡＮ结点在错误界定符或过载界定符的第８位采样到一个显性位，结点会发送一个过载。２．４．３．５ＣＡＮ错误检测ＣＡＮ协议有五种错误检测的方法，三个是报文级的，而两个是位级的。如果一个报文出错，那么错误检测的任何一个方法使节点不接收这个报文，并产生一个出错帧，使所有的帧都忽略它并使发送节点重新发送这个报文。在报文级检查中，有ＣＲＣ检查和应答隙。ＣＲＣ检查是一个１５位ＣＲＣ，其生成多项式为：第２章电子驻车系统及ＣＡＮ总线原理研究硕士论文ｘ１５＋Ｘ１４＋Ｘ１０＋Ｘ８＋Ｘ７＋工４＋Ｘ３＋１它计算描述符场和数据字节的ＣＲＣ，应答场有两位，包括一个应答位和一个应答界定符。这个发送器将会把一个隐性位放在应答场。任何一个正确接收报文的节点在应答场写一个显性位。如果发送器在应答场没有读回一个显形位，它将产生一个出错帧并重新传送报文。最后，在报文级还有一个形式检查。它检查那些总是隐性位的报文场。如果检测到显形位，就会产生错误。它检查：帧起始、帧结束、应答界定符以及ＣＲＣ界定符位。在位级检查中，每一个位都由发送器监控。如果一个位被写进总线但读到的是它的反，错误就会产生。只有标识符场用于仲裁和应答隙是除外的，它要求显性位覆盖隐性位。最后的一种错误检测方法是通过位填充规则。当一个报文没有被填充，即如果在逻辑电平相同的连续５位后，下一位不是前面的反，则产生一个错误。活动错误帧包括六个显形位，它们违背了位填充规则，所有的ＣＡＮ节点都认为它是一个错误并产生自己的错误帧，所以错误帧的长度可以在６位和１２位之间。错误帧后是８位隐性位界定符场，而总线在重发被破坏的报文前是空闲的。要注意报文在被成功接收之前仍要争取仲裁。２．５本章小结本章介绍了线控制动系统的原理，在此基础上论述了电子驻车系统的关键技术、设计要求及安全相关的性能要求；最后讨论了本项目将用到的汽车ＣＡＮ总线原理。硕士论文车辆电子驻车制动系统（口Ｂ）的软件设计研究３系统总体设计方案本系统借鉴目前国内外类似产品的设计思想、设计特点及技术经验，采用先进的现场总线技术和微控制器技术进行设计开发。整个总体设计方案是和另一位课题组成员共同完成的。３．１国家标准分析及系统功能设计基于对传统驻车制动系统的缺陷分析，在应用传统驻车制动系统的车辆上，驾驶员驻车后忘记拉手刹而离开或驻车制动力不足，车辆溜滑造成交通事故的情况并不少见；同样，也有驾驶员忘记松开手刹驾驶车辆行驶，造成驻车制动系统严重损坏或彻底报废；同一辆车驻车时，不同驾驶员的力量大小有别，手驻车制动杆的驻车制动可能由此对制动力的实际作用不同。驻车制动系统存在的这些问题，正是未来新形式的驻车制动系统所要满足的需求。电子驻车制动系统作为驻车制动系统的一种新形式，首先要具备传统驻车制动系统的功能。驻车制动系统作为保证车辆安全的一种机构，在ＧＢ７２５８―１９８７、ＧＢ７２５８―１９９７、ＧＢｌ２６７６－－１９９９、ＧＢ７２５８－－２００５渊等《机动车运行安全技术条件》强制性标准中都规定了车辆驻车制动系统必须要具备的制动力，车辆空载（乘坐一名驾驶员）使用驻车制动装置时，驻车制动力的总和应不小于该车在测试状态下整车质量的４０％以上。驻车制动系统正是需要依据此强制标准进行设计和生产嘲胁１。ＧＢ７２５８－－２００５《机动车运行安全技术条件》中规定：驻车制动应能使机动车即使在没有驾驶员的情况下，也能停在上、下坡道上。驾驶员必须在座位上就可以实现驻车制动。对于汽车列车和轮式拖拉机运输机组，若挂车与牵引车脱离，挂车（由轮式拖拉机牵引的装载质量３０００ｋｇ以上的挂车除外）应能产生驻车制动。挂车的驻车制动装置应能够由站在地面上的人实施操纵；驻车制动应通过纯机械装置把工作部件锁止，并且驾驶员施加于操纵装置上的力：手操纵时，乘用车不应大于４００Ｎ，其它机动车不应大于６００Ｎ，脚操纵时，乘用车不应大于５００Ｎ，其它机动车不应大于７００Ｎ；驻车制动的控制装置的安装位置应适当，其操纵装置应有足够的储备行程（开关类操作装置除外），一般应在操纵装置全行程的三分之二以内产生规定的制动效能；驻车制动机构装有自动调节装置时允许在全行程的四分之三以内达到规定的制动效能。棘轮式制动操纵装置应保证在达到规定驻车制动效能时，操纵杆往复拉动的次数不允许超过三次。。条款规定在满载状态下，驻车制动器装置应能保证车辆在坡度为２０％、轮胎在路面间的附着系数不小于Ｏ．７的坡道上，正反两个方向保持固定不动，其时间不小于第３章系统总体设计方案硕士论文５ｍｉｎ，操纵力按５．２．７．３８定。基于传统驻车制动系统的功能需求和ＧＢ７２５８的要求，电子驻车制动系统需要实现的功能有：（１）能够提供足够的保证车辆驻车安全的制动力；（２）能够在驾驶舱内实施操纵；（３）在仪表台上具有驻车制动状态的显示；（４）具有机械装置在驻车制动系统达到极限位置锁止功能；（５）执行机构夹紧力自动调节功能。针对传统手动驻车制动系统的缺点及不足，基于降低驾驶难度，提高驾驶与操纵的舒适性与方便性的考虑，综合驻车制动系统安全策略，电子驻车制动系统还应拓展的功能有：（１）坡道辅助起步功能；（２）根据路况（坡度大小），准确控制制动系统与地面坡度相适应的制动力；（３）能够实时探测施加制动力的大小，保证制动装置获得足够制动力，确保可靠驻车；（４）系统在确认在驾驶员未实施驻车操作而有离车意图时，自动驻车；（５）在驾驶员未实施解除驻车操作而有驶离意图时的自动解除驻车功能；（６）当行车制动失效，紧急情况下的辅助应急制动功能。这样，采用电子驻车制动系统后，由于车厢内取消了驻车制动杆，取而代之的是一个停车制动电子按钮，驾驶员不必费力拉手驻车制动杆，简单省力。同时为车厢内留出更多的空间，可用来安装装饰部件及便利的设施等，原来中间传动轴手制动装置的区域空间可以自由分配其他设备。而对于ＥＰＢ，制动力量是固定的，不会因入而异，出现偏差。考虑到系统的安全可靠性，系统还设置故障自诊断功能，同时，当汽车蓄电池处于亏电状态，或者当电子驻车制动装置自身存在故障，导致制动器不能正常工作时，可能会出现当汽车处于驻车制动的状态，操作驻车制动按钮不能正常解除装置制动状态的情况，考虑到这种特殊情况，电子驻车制动应高有解除组件，即可通过紧急解除组件解除装置的制动状态，则可避免因制动状态不能解除而带来的极大的不愈和安全隐患。基于上述电子驻车制动系统应实现的功能，电子驻车制动系统各功能定义如下：一（１）驻车按钮“按下”，且车辆处于停驶状态：实施驻车制动，极限位置锁止后，驻车指示灯＠“亮”；（２）驻车按钮“抬起＂，车辆处于停驶状态，且车辆处于正常运转状态：解除驻车制动，极限位置锁止后，驻车指示灯＠“灭＂；２６硕士论文车辆电子驻车制动系统（船Ｂ）的软件设计研究（３）驻车按钮在“按下＂状态，如驻车自动解除的话，极限位置锁止后，驻车指示灯＠“闪亮＂；蜂鸣器告警，抬起后复位，指示灯＠“灭＂，蜂鸣器停止告警；（４）驻车按钮“抬起＂，如驻车制动系统自动制动时，驻车指示灯＠“亮刀３０秒后“灭＂，蜂鸣器告警；（５）电子驻车系统发生故障，驻车指示灯＠“闪烁”，蜂鸣器告警，提示请速进汽车维修站检修。３．２系统需要采集的参量基于上述根据系统设计要求，系统需要采集的参量见下表：表３．２．１．系统采集参量表参量名称驻车制动按钮状态汽车车速油门踏板位置离合器踏板位置驾驶员座椅占用车门开关制动踏板位置信号驻车制动器极限位置发动机转速倾角传感器（驻车坡度）驻车制动压力驻车电流信号形式开关量信号标准脉冲信号模拟电压信号模拟电压信号开关量信号开关量信号开关量信号开关量信号标准脉冲信号串行数字信号模拟量信号模拟量信号作用判断驾驶员操作意图辅助判断车辆当前行驶状态（行驶、停驶）发动机是否处于启动状态辅助判断坡道起步辅助判断驾驶员是否离开辅助判断驾驶员是否离开辅助判断紧急制动时机辅助判断驻车制动系统状态辅助判断车辆状态用于测量驻车坡度用于测定驻车压力用于测定驻车电流３．３系统解决方案的选择电子驻车制动系统代替了传统的驻车制动器或脚踏驻车制动器，是一个自动的舒适型驻车制动系统，驾驶者只需要通过按压按钮即可使驻车制动器接合或松开嘲。在传统驻车制动器的基础上，要实现上述功能，本系统在设计过程中考虑了２种实现方案。３．３．１系统实现方案一本方案中电子驻车制动系统使用先进的机电一体化自动控制系统取代现有的人力机械式驻车制动系统，驾驶者只需要通过按压按钮即可使驻车制动器接合或松开，就可以为驾驶人员提供更好的操作方便性和更多的安全性。电子驻车系统有以下几个基本组成部件：①驻车制动按钮；②电子控制单元ＥＣＵ；③电机驱动电路；④直流伺服电机（驻车制动电机）；⑤减速装置；⑥采用丝杠螺母第３章系统总体设计方案硕士论文传动方式的传动机构；⑦从传动机构连接到制动器的拉索。其结构如图３．３．１所示。按钮车一辆一运一行一坚ｔ制动力掣剥鲨酬鲨矧量望酬篓墨鼓式绢动器图３．３．１系统实现方案一的组成框图直线运动驻车制动按钮作为电子驻车制动系统的人机界面，接收驾驶者的制动或缓解命令；电子控制单元ＥＣＵ根据驾驶者的命令及车辆的运行状态产生相应的制动力控制信号，由电动机驱动接口电路进行指令判断和功率放大后，驱动伺服电机转动；减速机构包括减速皮带和减速器，传动比分别设计为ｌ：３和１：５０。通过减速装置，把高转速、小力矩的输出功率转换成执行机构的低转速、大力矩的功率输出。伺服电机的转动带动皮带的传动，而皮带的传动使减速器转动。减速器上连有蜗轮蜗杆，蜗轮蜗杆上套有丝杠，从而丝杠螺母传动机构将伺服电机经由减速机构输出的旋转运动转换为直线运动，带动拉索，通过制动器（双向自增力式制动鼓）以实现制动或缓解的动作。采用丝杠螺母传动机构的原因是：此种传动机构具有自锁的功能，即：当制动器制动后，不需要提供能量使制动器保持制动状态，传动机构的自锁功能即可维持其制动状态可满足车辆实际电子驻车制动系统的硬件设计应用的需要。综合来讲，这种方案里的电子驻车系统的基本功能是：当车速为零时，按下手刹按钮，制动电机正转开始制动，电机的转动转化为丝杠的平动，从而丝杠推动刹车片直至锁死；当抬起手刹按钮，制动电机反转取消制动。３．３．２系统实现方案二本方案中的电子驻车制动系统的结构较方案一中的结构更为紧凑，执行部件采用了一体化的设想，控制部件依托于ＣＡＮ总线网络，系统反应更为迅速。方案二中的电子驻车制动系统主要由以下几个基本组成部件：①驻车制动按钮；②参数采集节点；③中央电子控制单元ＥＣＵ节点；④左、右车轮电子控制单元ＥＣＵ节点；⑤电机驱动电路节点；⑥左、右一体化驻车制动执行器节点。其结构图如图３．３．２所示。硕士论文车辆电子驻车制动系统（ＥＰＢ）的软件设计研究图３．３．２系统实现方案二的组成框图它有两套驻车制动执行机构，每一套执行机构都包括内置的力矩电机、减速行星轮系、丝杠螺母、制动器外壳和制动钳块。它们作为一个整体将驻车制动力施加在制动盘上。每一个制动执行机构都有自己的动力控制单元（车轮ＥｃＵ），而动力控制单元所需的控制信号，如驻车制动执行机构应该产生的力矩，由各自的车轮控制模块（车轮ＥＣＵ）来提供。．为了提高系统可靠性及可维修性，系统采用模块化设计，除了上述车轮驻车控制ＥＣＵ外，还分别设置中央控制单元ＥＣＵ模块及车辆驻车坡度采集、车速采集、驻车制动力采集、驻车电流采集、踏板行程采集等节点。各控制单元与采集节点通过ＣＡＮ总线实现实时通讯，而中央控制ＥＣＵ是整个系统的控制中枢，通过对不同采集节点传送的参数实时分析，准确判定驾驶员意图，并根据协议确定特定的控制指令，传送给驻车制动控制单元ＥＣＵ，驱动驻车电机带动相应执行机构工作。在这种模块化结构下，可以做到当其中某一套驻车制动线路失灵或出现故障时，另外一套线路可以照常工作，保证制动的安全性；同时某个采集节点出现故障只需对该模块进行维修或更换，使得装置更人性化、智能化，更加符合驾驶的使用要求，便于驾驶员实际操作，同时也更节能、更经济、实用。３．３．３系统解决方案的对比与选择在系统解决方案一的结构形式中，取消了传统驻车制动机构的驻车手柄，通过驻车制动控制单元采集相关信息，判断驾驶员意图，通过输出的指令控制直流伺服电机正转或者反转，减速传动系减速增扭，绞紧或者放松拉索，实现后轮驻车制动鼓的涨紧和释放。该解决方案中利用驻车制动按钮代替了车厢内的驻车手柄，而车辆两后制动轮中的制动执行机构较传统驻车制动机构基本没有变化，因此，该电子驻车制动系第３章系统总体设计方案硕士论文统在安装与调试可以比较简单，车辆在由传统驻车制动系统升级为电子驻车制动系统也可以比较便捷，对传统驻车制动执行单元的车辆配件生产企业的冲击也会比较小，能够使装车的传统驻车制动系统迅速向电子驻车制动系统过渡。在系统解决方案二种的结构形式中，电子驻车中央控制单元采集控制各种信息，判断驾驶员意图，形成２路驻车指令信号，通过驻车制动系统内的ＣＡＮ总线分别传输给各车轮驻车制动控制单元，各自车轮驻车控制单元根据中央控制单元的指令，控制电机驱动电路输出驱动电流，驱动一体化执行机构实施驻车夹紧力。执行机构中的驱动电机当工作堵转状态下时，各自车轮ＥＣＵ通过回输的电机电枢中电流的大小及制动钳块和制动盘的触点压力大小，估算驻车执行机构提供的驻车制动力。当执行机构达到符合相关技术条件要求的最大夹紧力后，通过制动执行机构中的丝杠螺母传动机构实施自锁。对比两种解决方案，第一种系统解决方案通过一个ＥＣＵ采集信息，控制执行机构，执行机构还可以沿用以前的驻车执行机构。系统各组成部件比较分散，系统部件中一旦故障，整个驻车制动系统就会失效，可以说，这样一种电子驻车制动系统是对传统驻车制动系统的改良。第二种系统解决方案中，一个驻车制动系统的中央控制单元与两个单独的车轮驻车控制单元通过ＣＡＮ总线建立驻车制动系统网络，传递驻车制动与解除指令等信息，使得两个车轮分别进行驻车制动。当某一套驻车制动线路失灵或出现故障时，另外一套线路可以照常工作，保证驻车制动的安全性。而且，驻车制动执行机构采用一体化设计，内置的刹车电机和减速轮系，减少了机械传动的部件数量，结构紧凑，体积小巧，安装于调试也非常简便，符合系统线控制动系统的发展趋势，可以方便的融入以后的电子机械制动系统（Ｅ船）、融合防抱死制动系统（ＡＢＳ）。可以说，这样一套电子驻车制动系统是对传统驻车制动系统的革新。通过以上分析，可以确定第二种系统解决方案是电子驻车制动系统的发展方向，因此本项目中开发的电子驻车制动系统就采取第二种系统解决方案的形式，以电子驻车制动系统的中央制动单元和各车轮驻车制动控制单元的硬件电路，及驻车制动系统ＣＡＮ网络的搭建、直流伺服电机驱动电路的开发为主进行系统硬件方案的设计。３．４现场总线的选用目前世界上出现多种现场总线的企业、集团或国家标准。较流行的现场总线主要有ＬＯＮＷＯＲＫＳ，ＰＲＯＦＩＢＵＳ，ＨＡＲＴ，ＦＦ，ＣＡＮ等。分别从控制系统的性能、安全性、标准化、可操作性、成本等几个方面进行综合比较，发现ＦＦ（现场总线基金会）现场总线与ＣＡＮ（控制器局域网络）具有较大的技术优越性。由于ＣＡＮ总线是最早运用在汽车上的总线，技术上比较成熟。目前许多知名的汽车公司均采用此标准。考虑到本系统也是应用在汽车上，为了提高产品的兼容性，３０硕士论文车辆电子驻车制动系统（ＥＰＢ）的软件设计研究最终决定选用ＣＡＮ总线作为本系统的现场总线。３．５系统硬件总体设计方案３．５．１硬件总体组成根据选定系统的总体设计方案，对通过ＣＡＮ总线通讯的参数采集节点、驻车制动中央控制节点及左、右控制节点进行了硬件电路设计。具体的系统硬件结构框图如３．３．２所示。ｊ＋。：组成系统共有五大部分，各部分完成的功能如下：（１）参数采集节点采集车辆当前状态的相关信息，主要包括：当前车速、发动机转速、油门踏板位置、制动踏板位置、驻车电流、制动盘压力传感器信号。选取合适的传感器，设计切合实际的安装位置，保证数据的实时、准确是本节点设计工作的重点。（２）中央ＥＣＵ节点系统的核心节点，控制着ＣＡＮ总线上的信息传输及对车轮ＥＣＵ指令的传输，负责查询开关状态及更新缓冲区内的参数信息。当驻车按钮有驻车或解除驻车动作时，或者根据各参数信息综合判断出需要驻车、解除驻车状态时，将相应的参数信息及驻车或解除驻车命令发送给车轮ＥＣＵ节点。并接收回传信号综合诊断系统工作状态。（３）左、右车轮ＥｃＵ节点接收到ＣＡＮ总线上传输过来的驻车或解除驻车指令及相关参数信息后，按照驻车的智能控制策略，输出驻车制动电流或解车驻车制动电流。（４）左、右电机驱动电路对车轮ＥＣＵ输出的驻车制动电流进行功率放大，以驱动一体化驻车制动执行器，并设置自保护电路，以避免过载引起的硬件受损。（５）左、右一体化执行机构’根据输入的驱动电流产生动作，完成制动块与制动盘之间的加紧与放松，实现驻车制动或解除驻车。执行机构节点在工作过程中能够将执行机构当前状态实时回输给各自的车轮ＥＣＵ。各节点具体的硬件电路及接口设计方法将在第５章中详细介绍。３．５．２微控制器及ＣＡＮ接口电路设计ＣＡＮ总线通讯电路设计时，ＣＡＮ控制器使用ＳＪＡｌ０００、ＣＡＮ收发器使用由广州致远电子有限公司出品的ＣＴＭｌ０５０Ｔ，微控制器使用ＡＴ８９Ｓ５２。ＣＴＭｌ０５０Ｔ是高速隔离ＣＡＮ收发器（如图３．５．１所示），内部集成了所有必需的电气元件，包括隔离电路、ＣＡＮ收发器、总线保护、电源电路，这些都被集成在小于３３ｌ第３章系统总体设计方案碰±论文平方厘米的模块中。Ｃ３＂Ｍ１０５０Ｔ的主要功能是将ＣＡＮ控制器的逻辑电平转换为ＣＡＮ总线的差分电平，并且具有（Ｉ）Ｃ２５００Ｖ）隔离功能、ＥＳＤ保护功能及ＴＶＳ管防总线过压。显然．ＣＴＭｌ０５０Ｔ将传统方案设计中所需要的Ｄｃ―Ｄｃ电源模块、高速光藕、ＴＪＡｌ０５０收发器等关键器件都整合到一体，体现了显著的优势㈨。●器―ｒ刁Ｌ．．▲．．－一图３５１ＣｒＭｌ０５０Ｔ外形图硬件电路设计时，根据ＡＴ８９Ｓ５２｛”ｌ数据手册中的推荐方式配置其最小电路，将ＡＴ８９Ｓ５２的数据地址口与ＳＪＡｌ０００的数据地址口相连（用ＡＴ８９Ｓ５２的Ｐ２．７口来控制ＳＪＡｌ０００的片选引脚ｃｓ），ＡＴ８９Ｓ５２的地址锁存允许引脚、片外数据存储读引脚、片外数据存储写引脚与ＳＪＡｉ０００的地址锁存允许引脚、片外数据存储读引脚、片外数据存储写引脚相连，并将ＳＪＭ０００㈣的中断引脚ＩＮ＇Ｉ＂与ＡＴ８９Ｓ５２的ＩＮＴＯ相连，微控制器ＡＴ８９Ｓ５２部分的电路配置完毕。根据ＳＪＡｉ０００数据手册中的推荐方式配置其墩小电路，由于与微控制器的电路部分已经配置完毕，只需再将ＲＸＯ、ＴＸＯ引脚与ＣＡＮ收发器Ｃ３＂Ｍ１０５０Ｔ的ＲＸＤ、ＴＸＩ）相连即可。撮后，配置ＣＡＮ收发器ＣＴＭｌ０５０ＴＣＡＮ收发器．只需在ＶＣＣ（ｉ）脚加上＋５Ｖ电源，ＧＮＤ（２）脚接地即可。ＣＡＮ总线的通讯电路的基础电路配置完毕。如图３５．２为系统微控制器及总线接口硬件原理图。露蒸瓣堡蓠：霹蒸静图３５２系统微控制器及ＣＡＮ总线接口硬件原理图３．６系统软件总体设计方案系统软件的设计应该以高稳定性、易操作性、强可读性为设计目标．并在设计中硕士论文车辆电子驻车制动系统（ＥＰＢ）的软件设计研究严格遵守软件设计的需求分析、充分考虑到软件设计的技术要求和实际应用情况。考虑到需要采集信号的特点，本系统采用的微控制器是８９Ｓ５２，由于８９Ｓ５２程序存储空间及运行速度的限制，应该保证软件在编写时尽可能简洁精炼，以确保经过编译后的目标代码能够高效运行。另外软件的编写应该采用模块化的设计思想，尽量符合“高耦合，低内聚”的原则。将软件的各部分功能尽可能的分离，相互之间提供通用接口，增强软件代码的可读性，以确保能够清晰地进行软件后期调试及维护工作。系统软件设计主要包括电子驻车制动系统的控制及安全策略及其实现（常规驻车制动功能、坡道辅助起步功能及相关扩展功能）、ＣＡＮ总线通讯协议的软件设计、ＣＡＮ总线应用层协议的设计、中央控制节点的软件设计、参数采集及制动系统控制节点的软件设计。除此之外，还应确定系统中ＣＡＮ总线上的通讯机制及ＣＡＮ总线的传输速率。本节仅讲解系统ＣＡＮ总线上的通讯机制与ＣＡＮ总线的传输速率。其他部分的软件设计将在第５章中详细介绍。（１）通讯机制中央控制节点是系统的核心节点，控制着ＣＡＮ总线上的信息传输。中央控制节点定时读取参数采集节点的结果数据，并将接收到的信息存储到相应的缓冲区内。同时，利用外部中断扩展捕获驻车制动开关的抬起或按下状态转换及车门开关状态时，将它所需的环境参数（车速、发动机转速、倾角传感器信号等）信息从缓冲区中调出通过相关控制策略逻辑判定当前的工作模式，通过ＣＡＮ总线给相应的左右车轮驻车节点ＥＣＵ发送控制指令及相关参数报文，驻车节点ＥＣＵ驱动电机正转或反转，完成驻车制动或解锁。通讯机制如图３．６．１所示。ＣＡＮ总线Ｉ◆定时采集ｌ毒驻车制动节点ｌＩ中央控制节点Ｉ参数采集节点Ｉ◆Ｉ丫ｌＩｌ中断捕获ｆ｜开关量信号ｌ图３．６．１系统通讯机制示意图参数采集节点则实时地进行数据的采集工作。每次采集完毕后，将采集结果存储到本节点的缓冲区内。当接收到中央控制节点发送的“读取参数信息＂命令时，参数采集节点将各自缓冲区内的参数信息回传给中央控制节点。（２）传输速率确定目前，汽车中的网络连接主要采用两条ＣＡＮ总线，一条是驱动系统的高速ＣＡＮ总线，速率达５００Ｋｂｐｓ，另一条是车身系统的低速ＣＡＮ总线，速率是１００Ｋｂｐｓ㈨嘲。３}