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摘要：重型卡车电气系统设计研究中，CAN总线系统的应用得到了广泛应用。因此技术人员结合CAN总线技术概念，以及重型卡车电气控制系统设计要求开展了系统设计研究。
关键词：CAN总线；重型卡车；电气系统；设计
随着我国重工业、建筑业等大型经济产业的不断发展，以及公路网络建设的日益完善，每年重型卡车生产数量也在不断增加。因此重型卡车生产技术研究的开展，也成为了汽车生产技术研究的重要组成部分。其中重电气控制系统研究，是当前重型卡车生产技术研究的重要内容。因此技术人员以CAN总线技术为基层，开展了电气控制系统研究。这一研究的开展对于我国重型卡车生产技术的提升提供技术理论支持。
一、CAN总线技术概念与重型卡车电气控制系统设计要求
（一）CAN总线技术概念
在汽车电气控制系统研究中，CAN总线技术是一种技术含量较高的多主总线系统技术。在实际的汽车控制系统研究中，CAN总线系统具有以下几个优势：一是控制系统信号传输效率较高。与传统的电气控制系统相比较，CAN系统控制信号的传输效率有了较大提高。在实际使用中，CAN系统的信号传输平均速率能够实现1Mb/s，二是传输介质种类较为广泛由于CAN系统采用了差分电压传输模式，因此在实际应用中其信号传输过程可以采用的介质种类较多，如较为常见的光纤维、同轴电缆都可以用于控制信号传输。
在实际的汽车电气控制系统运行中CAN总线控制技术的控制措施包括了以下内容：一是其对电气系统的控制是通过CAN技术链路层与其他物理层功能完。这种控制模式可以有效实现对控制数据的成帧转换与各类零位操作的完成。二是采用了新型的控制协议技术。与传统的控制技术相比较，CAN系统采用了新型的编码控制系统，即在使用中利用数据块完成对编码的控制。这种控制方法在使用中，理论上不存在网络节点数量限制，进而提高了系统控制的效率。三是在实际控制过程中，CAN系统较之传统的控制技术，其通信可靠性与实时性等都有了较大提升。正因CAN总线控制系统在实际应用中具有以上优势，因此成为了当前应用较为广泛的汽车电气控制技术之一，也成为了重型卡车电气控制系统设计的首选。
（二）重型卡车电气控制系统设计要求
在我国重型卡车未来的设计中，驾驶安全、能耗降低、使用舒适以及较高的环保等，都是我们设计的主要要求。单就重型卡车电控系统设计而言，利用功能较强的智能化平台代替传统控制模式，进而提高电气控制的及时行、稳定性与安全性，就成为了电控系统设计的主要要求。正因如此，技术人员结合CAN总线系统技术优势，开展了此次重型卡车电气控制系统设计研究。
二、CAN总线系统整体架构设计
在目前的电气系统控制总线结构设计中，常用的网络拓扑结构一般包括了总线型、星型、环型、树型以及网状型五种主要类型。在此次研究中我们采用了星形拓扑结构用于系统整体架构设计。其设计整体结构包括了前、后、左、右、中，5个ECU节点。在实际的控制过程中，其主要的工作包括了以下几点。（1）分节点的信息采集与输送。在控制过程中，其位于前后左右位置的四个分节点，完成对本节点附近的开关信息的全面收集，之后将收集到的信息转换为一帧报文形式信息数据，最后将信息报送到位于中间位置的总线主节点。（2）主節点信息分析与反馈。在主节点获得传输到的信息后，即根据预定程序开始对信息内容进行判断与分析。之后主节点将分析后的信息与指令反馈到对应的输送节点，用于电气系统的控制工作。（3）对电气系统控制的实现。在总结点发出控制指令后，其与四个节点将总结点发出的指令通过UART总线将指令信息输送到电气系统的各控制模块，完成对汽车电气控制系统的输出控制。
在这一传输过程中，负责控制的单片机在信息数据的逻辑运算与输出的顺序控制起着非常重要的作用。在重型卡车电气控制中，CAN总线系统主要作用包括了以下两点。一是为电气系统控制信息输送建设一个高速有效的运行平台。这一信息平台可以通过通信网络实现控制信息高速有效的传输与处理。二是实现控制信息的共享。在重型卡车电气系统控制运行中会产生大量数据信息。较之传统的控制系统，CAN总线系统可以实现控制系统中电子单元之间数据信息的共享，实现了对控制信息有效传输与控制，同时有效的提高了电控系统信息利用率。
三、ECU节点技术连接与控制应用
（一）系统的连接技术
在CAN系统控制过程中，ECU节点是总线系统核心的组成部分，主要包括了通信与功率输出等几个组成部分。因此在总线控制系统软件设计过程中，技术人员应对ECU节点的功能与各节点位置开展细化研究，之后针对性地开展ECU控制程序软件开发。ECU系统在使用中具有较好的移植性能，保证了其对电气系统的有效控制。在实际的电气控制系统设计应用中，ECU节点主要有以下的几个主要连接端口：一是系统功率负载输出连接驱动端口。其作用是实现对系统负载进行驱动，使用中的最高输出电流大约为30A。在实际应用中负载输出连接驱动端口作用是完成电气系统的安全控制。二是系统开关量输出连接端口。其作用是实现对系统开关量对应信息输出，保证不同开关状态情况下各输出口电平差异。三是系统通信连接端口。其主要作用是为电气控制系统运行提供充足有效的通信线路保证，进而提高系统外围接口稳定性。四是系统电源输入端口。其作用是为总线系统提供正常稳定的电能供应，保证系统的正常运行。
（二）ECU在控制中的应用
在总线系统控制过程中，系统各分节点会保送部分类型报文信息。因此ECU主节点系统通信处理系统对这些信息进行检测与过滤，筛除其中对系统存在不良影响信息，，进而将其中有用信息通过各分节点传输到对应控制模块中。信息传输完成后控制信息经常会出现中断情况，但是系统会将收集到的有效信息，之后通信线路将信息传输到单片机中对应处理器读取，最后由系统接收缓冲区对信息信号进行释放处理。在这一过程中，系统对控制报文信息进行了有效的处理与筛选，以及信息格式的转换与处理，最终利用UART总线输出有效的控制信息。在控制信息输送过程中，系统还需要对报送的信息数据顺序进行排列，进而确保信息输送对各控制部件功率输出的高效控制。特别是在开关信息采集过程中，检测系统可以通过控制系统对收集到的开关状态的反复检侧过程，并将系统检侧到的信息输送至系统中央处理器。处理器在发现检测到开关状态存在异常状态的情况下，就需要系统将对应信息传输到ECU总结点，之后向各控制节点传输与发送，进而实现对电气系统开关状态的有效控制。
四、系统软件架构建设
基于CAN系统的电气控制系统的软件架构主要包括了以下三个层次部分，即驱动、转换与通信处理三个部分。各层次的主要功能如下：（1）驱动层。其主要功能是实现控制信息的输入与输出驱动功能；（2）转换层的功能与也驱动层基本相同；（3）通信层。其主要功能是实现系统通信工作。在实际的系统运行中，其各层通信驱动控制全部为独立完成。，而其通信信息内容包括了以下三种：一是状态信息，即软件系统驱动层与转换层间的通信信息；二是接口消息，即转换层输入与输出状态之间通信信息；三是器件消息，即处理通信层与转换层的信息。同时在软件设计中，其根据驱动系统其功能差异其开发功能也存在一定区别。如系统驱动层输入驱动程序，为了保证输入引脚电平的高效转换与调整进而确保信息正常转换与传输；而输出驱动功能则与之相反。
参考文献
[1]王玮，初洪超.汽车CAN总线拓扑结构设计[J].汽车实用技术.2016（05）
[2]杨秀枚，秦启武.汽车CAN总线及其故障检修[J].内江科技.2013（04）
[3]邓遵义，宁祎.CAN总线在汽车控制系统中的应用研究[J].机电产品开发与创新.2010（04）
关键词：CAN总线；重型卡车；电气系统；设计
随着我国重工业、建筑业等大型经济产业的不断发展，以及公路网络建设的日益完善，每年重型卡车生产数量也在不断增加。因此重型卡车生产技术研究的开展，也成为了汽车生产技术研究的重要组成部分。其中重电气控制系统研究，是当前重型卡车生产技术研究的重要内容。因此技术人员以CAN总线技术为基层，开展了电气控制系统研究。这一研究的开展对于我国重型卡车生产技术的提升提供技术理论支持。
一、CAN总线技术概念与重型卡车电气控制系统设计要求
（一）CAN总线技术概念
在汽车电气控制系统研究中，CAN总线技术是一种技术含量较高的多主总线系统技术。在实际的汽车控制系统研究中，CAN总线系统具有以下几个优势：一是控制系统信号传输效率较高。与传统的电气控制系统相比较，CAN系统控制信号的传输效率有了较大提高。在实际使用中，CAN系统的信号传输平均速率能够实现1Mb/s，二是传输介质种类较为广泛由于CAN系统采用了差分电压传输模式，因此在实际应用中其信号传输过程可以采用的介质种类较多，如较为常见的光纤维、同轴电缆都可以用于控制信号传输。
在实际的汽车电气控制系统运行中CAN总线控制技术的控制措施包括了以下内容：一是其对电气系统的控制是通过CAN技术链路层与其他物理层功能完。这种控制模式可以有效实现对控制数据的成帧转换与各类零位操作的完成。二是采用了新型的控制协议技术。与传统的控制技术相比较，CAN系统采用了新型的编码控制系统，即在使用中利用数据块完成对编码的控制。这种控制方法在使用中，理论上不存在网络节点数量限制，进而提高了系统控制的效率。三是在实际控制过程中，CAN系统较之传统的控制技术，其通信可靠性与实时性等都有了较大提升。正因CAN总线控制系统在实际应用中具有以上优势，因此成为了当前应用较为广泛的汽车电气控制技术之一，也成为了重型卡车电气控制系统设计的首选。
（二）重型卡车电气控制系统设计要求
在我国重型卡车未来的设计中，驾驶安全、能耗降低、使用舒适以及较高的环保等，都是我们设计的主要要求。单就重型卡车电控系统设计而言，利用功能较强的智能化平台代替传统控制模式，进而提高电气控制的及时行、稳定性与安全性，就成为了电控系统设计的主要要求。正因如此，技术人员结合CAN总线系统技术优势，开展了此次重型卡车电气控制系统设计研究。
二、CAN总线系统整体架构设计
在目前的电气系统控制总线结构设计中，常用的网络拓扑结构一般包括了总线型、星型、环型、树型以及网状型五种主要类型。在此次研究中我们采用了星形拓扑结构用于系统整体架构设计。其设计整体结构包括了前、后、左、右、中，5个ECU节点。在实际的控制过程中，其主要的工作包括了以下几点。（1）分节点的信息采集与输送。在控制过程中，其位于前后左右位置的四个分节点，完成对本节点附近的开关信息的全面收集，之后将收集到的信息转换为一帧报文形式信息数据，最后将信息报送到位于中间位置的总线主节点。（2）主節点信息分析与反馈。在主节点获得传输到的信息后，即根据预定程序开始对信息内容进行判断与分析。之后主节点将分析后的信息与指令反馈到对应的输送节点，用于电气系统的控制工作。（3）对电气系统控制的实现。在总结点发出控制指令后，其与四个节点将总结点发出的指令通过UART总线将指令信息输送到电气系统的各控制模块，完成对汽车电气控制系统的输出控制。
在这一传输过程中，负责控制的单片机在信息数据的逻辑运算与输出的顺序控制起着非常重要的作用。在重型卡车电气控制中，CAN总线系统主要作用包括了以下两点。一是为电气系统控制信息输送建设一个高速有效的运行平台。这一信息平台可以通过通信网络实现控制信息高速有效的传输与处理。二是实现控制信息的共享。在重型卡车电气系统控制运行中会产生大量数据信息。较之传统的控制系统，CAN总线系统可以实现控制系统中电子单元之间数据信息的共享，实现了对控制信息有效传输与控制，同时有效的提高了电控系统信息利用率。
三、ECU节点技术连接与控制应用
（一）系统的连接技术
在CAN系统控制过程中，ECU节点是总线系统核心的组成部分，主要包括了通信与功率输出等几个组成部分。因此在总线控制系统软件设计过程中，技术人员应对ECU节点的功能与各节点位置开展细化研究，之后针对性地开展ECU控制程序软件开发。ECU系统在使用中具有较好的移植性能，保证了其对电气系统的有效控制。在实际的电气控制系统设计应用中，ECU节点主要有以下的几个主要连接端口：一是系统功率负载输出连接驱动端口。其作用是实现对系统负载进行驱动，使用中的最高输出电流大约为30A。在实际应用中负载输出连接驱动端口作用是完成电气系统的安全控制。二是系统开关量输出连接端口。其作用是实现对系统开关量对应信息输出，保证不同开关状态情况下各输出口电平差异。三是系统通信连接端口。其主要作用是为电气控制系统运行提供充足有效的通信线路保证，进而提高系统外围接口稳定性。四是系统电源输入端口。其作用是为总线系统提供正常稳定的电能供应，保证系统的正常运行。
（二）ECU在控制中的应用
在总线系统控制过程中，系统各分节点会保送部分类型报文信息。因此ECU主节点系统通信处理系统对这些信息进行检测与过滤，筛除其中对系统存在不良影响信息，，进而将其中有用信息通过各分节点传输到对应控制模块中。信息传输完成后控制信息经常会出现中断情况，但是系统会将收集到的有效信息，之后通信线路将信息传输到单片机中对应处理器读取，最后由系统接收缓冲区对信息信号进行释放处理。在这一过程中，系统对控制报文信息进行了有效的处理与筛选，以及信息格式的转换与处理，最终利用UART总线输出有效的控制信息。在控制信息输送过程中，系统还需要对报送的信息数据顺序进行排列，进而确保信息输送对各控制部件功率输出的高效控制。特别是在开关信息采集过程中，检测系统可以通过控制系统对收集到的开关状态的反复检侧过程，并将系统检侧到的信息输送至系统中央处理器。处理器在发现检测到开关状态存在异常状态的情况下，就需要系统将对应信息传输到ECU总结点，之后向各控制节点传输与发送，进而实现对电气系统开关状态的有效控制。
四、系统软件架构建设
基于CAN系统的电气控制系统的软件架构主要包括了以下三个层次部分，即驱动、转换与通信处理三个部分。各层次的主要功能如下：（1）驱动层。其主要功能是实现控制信息的输入与输出驱动功能；（2）转换层的功能与也驱动层基本相同；（3）通信层。其主要功能是实现系统通信工作。在实际的系统运行中，其各层通信驱动控制全部为独立完成。，而其通信信息内容包括了以下三种：一是状态信息，即软件系统驱动层与转换层间的通信信息；二是接口消息，即转换层输入与输出状态之间通信信息；三是器件消息，即处理通信层与转换层的信息。同时在软件设计中，其根据驱动系统其功能差异其开发功能也存在一定区别。如系统驱动层输入驱动程序，为了保证输入引脚电平的高效转换与调整进而确保信息正常转换与传输；而输出驱动功能则与之相反。
参考文献
[1]王玮，初洪超.汽车CAN总线拓扑结构设计[J].汽车实用技术.2016（05）
[2]杨秀枚，秦启武.汽车CAN总线及其故障检修[J].内江科技.2013（04）
[3]邓遵义，宁祎.CAN总线在汽车控制系统中的应用研究[J].机电产品开发与创新.2010（04）