《汽車線控底盤與智能控制》課件匯 1-2 調研分析線控底盤控制技術 -6-2 調研分析線控懸架系統(tǒng)應用場景

能力模塊一底盤線控系統(tǒng)認知任務二調研分析線控底盤控制技術汽車線控底盤與智能控制1任務引入Tasktointroduce目前汽車上幾乎所有操縱控制都可以采用線控技術，線控技術及線控汽車的研究已經成為各國研究的熱點,很多汽車已經采用較多的線控底盤技術。作為一名測試工程師你已經向新員工講述了線控底盤各個系統(tǒng)的組成結構與工作原理,接下來你要幫助他了解線控底盤控制技術。03線控底盤控制技術工作原理與控制02線控底盤控制技術優(yōu)點01底盤控制技術發(fā)展趨勢目錄CONTENTS新

授NewTeaching底盤控制技術發(fā)展趨勢01第一代：四輪轉向系統(tǒng)、制動防抱死系統(tǒng)(ABS)車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)(ESP)以及半主動、主動懸架等汽車底盤控制系統(tǒng)。第二代：線控轉向系統(tǒng)、線控制動系統(tǒng)、線控懸架系統(tǒng)、線控驅動系統(tǒng)。第三代：全方位底盤控制GCC(globalchassiscontrol)系統(tǒng)，也稱為底盤集成控制系統(tǒng)。目前，汽車底盤控制技術的發(fā)展主要分為3個階段：底盤控制技術發(fā)展趨勢01隨著汽車電子技術的快速發(fā)展，汽車的發(fā)展趨勢是集成化、模塊化、機電一體化以及智能化。汽車底盤系統(tǒng)線控化將從部分子系統(tǒng)線控化逐漸演進到全局線控化，多系統(tǒng)多控制器將逐漸被域控制器取代。線控底盤控制技術的發(fā)展趨勢底盤控制技術發(fā)展趨勢01線控底盤控制技術的發(fā)展趨勢線控底盤控制技術優(yōu)點02優(yōu)化原有機械機構，實現更加靈活的功能系統(tǒng)布置A線控底盤控制技術優(yōu)點由于具備電信號控制的執(zhí)行機構，從而為自動駕駛系統(tǒng)的開發(fā)準備了良好的基礎D降低了系統(tǒng)質量，從而降低整車質量，有利于節(jié)能環(huán)保與輕量化B更加易于進行二次開發(fā)，實現更多的定制化功能C線控底盤控制技術工作原理與控制031.轉向控制線控轉向控制有兩個控制策略:路感反饋控制策略和線控轉向執(zhí)行控制策略。方向盤轉角信號轉矩信號等控制指令傳感器ECU執(zhí)行單元（1）路感反饋控制策略根據駕駛意圖、車輛狀況與路況，過濾不必要的振動，實時輸出路感反饋力矩指令。路感反饋力矩估計一般有3種方法:傳感器測量方法。參數擬合方法?；趧恿W模型的方法。03線控底盤控制技術工作原理與控制1.轉向控制（2）線控轉向執(zhí)行控制策略線控轉向執(zhí)行控制根據當前路況和車輛行駛狀態(tài)，提出控制目標和約束條件，并對難以直接測量的狀態(tài)或參數進行觀測和辨識，計算出期望的車輪轉角指令，由轉向電機執(zhí)行。03線控底盤控制技術工作原理與控制1.轉向控制線控轉向控制執(zhí)行分為2個層次:上層控制策略進行車輛運動狀態(tài)控制。下層控制策略準確、快速地實現該車輪轉角。線控底盤控制技術工作原理與控制032.制動控制線控制動系統(tǒng)控制主要包括踏板力模擬控制和制動穩(wěn)定性控制。踏板加速度、位移、踏板力等控制指令傳感器ECU執(zhí)行單元（1）踏板力模擬控制線控制動系統(tǒng)取消了制動踏板與液壓主缸之間的機械連接，因而必須采用特定裝置一一踏板力模擬器來模擬制動踏板力感，保證給駕駛人類似于傳統(tǒng)制動系統(tǒng)的制動踏板感覺。好的制動踏板力感是車輛良好性能的必要條件，是車輛用戶滿意度的一個重要指標。03線控底盤控制技術工作原理與控制2.制動控制（2）制動穩(wěn)定性控制線控制動系統(tǒng)可獨立控制四輪制動力，制動響應迅速、準確?？刂破鹘邮罩苿犹ぐ灏l(fā)出的信號和車輪傳感器信號，識別車輪是否抱死、打滑等，以控制車輪制動力。03線控底盤控制技術工作原理與控制2.制動控制線控底盤控制技術工作原理與控制033.驅動控制線控驅動系統(tǒng)一般由加速踏板總成(由加速踏板，踏板位置傳感器組成)、驅動控制器、驅動執(zhí)行器等組成。踏板位移、開關信號等控制指令傳感器ECU執(zhí)行單元線控底盤控制技術工作原理與控制033.驅動控制對于電動汽車，驅動執(zhí)行器即為驅動電機，其可能是單電機的中央驅動電機，也可是多輪獨立電機。因此，線控驅動系統(tǒng)包括傳統(tǒng)內燃機汽車和多輪獨立驅動電動汽車線控驅動控制。線控底盤控制技術工作原理與控制03（1）傳統(tǒng)內燃機汽車線控驅動控制線控油門主要通過對節(jié)氣門的線控實現汽車動力學和經濟性控制，在裝備ESP的汽車上還有驅動防滑與穩(wěn)定性控制功能。線控油門比傳統(tǒng)節(jié)氣門控制方式精確，發(fā)動機能夠根據汽車的各種行駛信息，精確調節(jié)空燃比，改善發(fā)動機燃燒狀況，從而大大提高汽車動力性和經濟性。驅動防滑控制對于保證汽車驅動性能和行駛安全具有重要意義。驅動控制器綜合各種傳感器信息，判斷汽車驅動輪是否打滑，通過驅動執(zhí)行器控制節(jié)氣門的開度來改變驅動力輸出大小實現驅動防滑。3.驅動控制線控底盤控制技術工作原理與控制03（2）多輪獨立驅動電動汽車線控驅動控制隨著電機技術和車輛動力學的發(fā)展，出現了多個電機獨立驅動多個車輪的電動汽車，即多輪獨立驅動電動汽車。相對于傳統(tǒng)內燃機，電機具有響應速度快、控制精度高、響應特性好等優(yōu)點。由于多輪獨立驅動電動汽車各個驅動車輪的轉矩獨立可控，因此驅動控制系統(tǒng)通過橫擺力矩控制和驅動力分配可以達到改善車輛穩(wěn)定性和經濟性的目的，其中四輪獨立驅動尤其是輪電機電動汽車驅動控制方面已經成為各國研究的熱點。3.驅動控制線控底盤控制技術工作原理與控制034.懸架控制線控懸架系統(tǒng)即通常所說的主動懸架和半主動懸架。其通過電子控制單元不斷調整減振器阻尼和彈簧剛度，突破傳統(tǒng)懸架系統(tǒng)在實際應用中的限制，提高不同行駛工況下的汽車平順性和操縱穩(wěn)定性。路面信息、車身高度、車速信號等控制指令傳感器ECU執(zhí)行單元線控懸架系統(tǒng)主要由傳感器、懸架系統(tǒng)控制器、可調阻尼減振器、彈性元件等組成。傳感器信號包括車身加速度、車身高度、側向加速度、方向盤轉角信號等，通過總線傳遞給懸架系統(tǒng)控制器。控制器對采集信號進行運算處理，判斷車輛行駛狀態(tài)，發(fā)送指令控制懸架剛度和阻尼及車身高度來提高汽車行駛平順性及操縱穩(wěn)定性。03線控底盤控制技術工作原理與控制4.懸架控制線控底盤的綜合控制包括整車VCU(整車控制器)，VCU作為新能源車中央控制單元，是整個控制系統(tǒng)的核心。VCU采集電機及電池狀態(tài)，采集加速踏板信號、制動踏板信號、執(zhí)行器及傳感器信號，根據駕駛員的意圖綜合分析做出相應判定后，監(jiān)控下層的各部件控制器的動作，它負責汽車的正常行駛、制動能量回饋、整車發(fā)動機及動力電池的能量管理、網絡管理、故障診斷及處理.車輛狀態(tài)監(jiān)控等，從而保證整車在較好的動力性、較高經濟性及可靠性狀態(tài)下正常穩(wěn)定的工作。NISSAN公司的NEO-X系統(tǒng)：由主動架、前后輪主動轉向、電控4WD+LSD(限滑差速器)和制動力分配控制組成。大部分的綜合控制系統(tǒng)與NEO-X綜合控制系統(tǒng)相似，可做參考。03線控底盤控制技術工作原理與控制5.綜合控制感謝觀看汽車線控底盤與智能控制能力模塊二CAN總線調試任務一調研分析CAN總線汽車線控底盤與智能控制1任務引入Tasktointroduce在汽車中，從行駛、制動、轉向控制系統(tǒng)到安全系統(tǒng)以及舒適性能系統(tǒng)都使用到CAN總線。線控底盤使用了線(電信號)的形式來取代傳統(tǒng)的機械、液壓或氣動等形式的連接，了解CAN總線是每一名測試工程師的基本功。03CAN總線應用場景02CAN總線特點01CAN總線發(fā)展歷程與定義目錄CONTENTS新

授NewTeachingCAN總線發(fā)展歷程與定義01CAN是控制器局域網絡(ControllerAreaNetwork)的簡稱,是20世紀80年代初德國博世(Bosch)公司為解決現代汽車中眾多控制單元、測試儀器之間的實時數據交換而開發(fā)的一種通信總線。最初CAN總線被設計為汽車環(huán)境中的微控制器之間的通訊工具，可在各個電子控制單元ECU(EIectricControlUnit)節(jié)點之間交換信息，形成汽車電子控制網絡。目前在國際上，CAN總線是在汽車上應用最多、最為普遍的一種總線技術。1.CAN的定義CAN總線發(fā)展歷程與定義011.CAN的歷史時間事件1986年Bosch在汽車工程師協(xié)會（SAE）大會公布CAN通訊協(xié)議1987年英特爾（Intel）和飛利浦（Philips）先后推出CAN控制器芯片1991年Bosch頒布CAN2.0技術規(guī)范，在原基礎上進行了升級1993年ISO（國際標準化組織）頒布CAN國際標準ISO-118981994年SAE頒布基于CAN的J1939標準1995年發(fā)布了經過完全修訂的CANopen通信配置文件，并在短短五年內成為歐洲最重要的標準化嵌入式網絡2012年博世與其他CAN專家合作，預先開發(fā)了CANFD規(guī)范，該規(guī)范于2012年在德國哈姆巴赫城堡舉行的第13屆國際CAN會議上正式推出2018年德國CiA（CANinAutomation）協(xié)會開始開發(fā)第三代基于CAN的數據鏈路層協(xié)議CANXL2020年由于疫情取消了國際CAN會議的執(zhí)行，2020年的國際CAN會議改為線上舉行，主題是CANXL。CANXL速度提升至10Mbps，同時保持CAN協(xié)議的優(yōu)勢以及與CAN和CANFD的兼容性。CAN總線是一種控制器之間數據交換的數據通信協(xié)議，它是一種多主總線(即在網絡上的各個節(jié)點，誰都不是主機，誰都可以主動發(fā)起通信)，通信介質可以是雙絞線、同軸電纜或光纖。通信速率最高可達1Mb/s。02CAN總線特點2.CAN總線特點CAN為多主方式工作,網絡上任意一個節(jié)點均可在任意時刻主動地向網絡上其他節(jié)點發(fā)送信息，而不分主機和從機。CAN節(jié)點只需要通過對報文的標識符濾波即可實現點對點、一點對多點及全局廣播等幾種方式傳送接收數據。02CAN總線特點1.多主控制CAN總線具有無可比擬的優(yōu)越性。它具有以下顯著特點:2.多種方式傳送接收數據CAN的直接通信距離最遠可達10km(速率5kbps以下)。CAN的每信息都有CRC(循環(huán)冗余碼)校驗及其他檢錯措施，具有極好的檢錯效果。02CAN總線特點3.低速CAN的通信距離遠CAN總線具有無可比擬的優(yōu)越性。它具有以下顯著特點:5.具有檢錯措施報文采用短幀結構，傳輸時間短，受干擾概率低，保證了數據出錯率極低。4.采用短幀結構CAN節(jié)點在錯誤嚴重的情況下具有自動關閉輸出功能，以使總線上的其它節(jié)點的操作不受影響。6.節(jié)點錯誤后自關閉CAN總線應用場景03汽車上的網絡連接方式需采用兩條CAN總線：一條用于驅動系統(tǒng)的高速CAN總線，速率達到500kbit/s;另一條用于車身系統(tǒng)的低速CAN總線，速率為10kbit/s。高速CAN總線主要連接發(fā)動機、自動變速器等對通信實時性有較高要求的系統(tǒng);低速CAN總線主要連接燈光、電動車窗、自動空調及信息顯示系統(tǒng)等，多為低速電動機和開關量器件，對實時性要求低而數量眾多。不同速度的CAN網絡之間通過網關連接。1.CAN總線的應用實例CAN總線應用場景03對汽車CAN總線上的信號進行采集時，需要確定所采集的信號處于哪個CAN網絡中，以便于設置合適的CAN通道波特率。如下圖所示。CAN總線應用場景032.CAN總線技術在乘用車上的應用（1）在國產車中：CAN總線技術在長安汽車上的應用長安汽車某車型主要應用兩條CAN總線，按照傳輸速度區(qū)分為高速網絡和中速網絡。高速總線主要用于安全輔助系統(tǒng)單元、發(fā)動機電子控制系統(tǒng)單元、ABS(防抱死制動控制系統(tǒng))控制單元等。中速總線主要用于安全氣囊控制單元、收音機控制單元、導航系統(tǒng)控制單元、顯示單元等。CAN總線應用場景032.CAN總線技術在乘用車上的應用CAN總線技術在長安汽車上的應用CAN總線應用場景032.CAN總線技術在乘用車上的應用（1）在合資車中：CAN總線術在奧汽車上的應用奧迪汽車某車型應用三條CAN總線，按照功能模塊來區(qū)分為驅動總線、舒適總線、顯示(信息娛樂)總線來控制。驅動總線主要用于控制和監(jiān)測發(fā)動機控制單元、自動變速箱控制單元、安全氣囊控制單元等。舒適總線主要用于控制和監(jiān)測空調控制單元、輪胎壓力監(jiān)控控制單元、電動門窗控制單元、電動座椅控制單元等。CAN總線應用場景032.CAN總線技術在乘用車上的應用顯示(信息娛樂)總線主要用于控制和監(jiān)測車載電話控制單元、收音機控制單元、導航系統(tǒng)控制單元等。如圖所示。CAN總線應用場景033.CAN總線技術在電動車上的應用特斯拉電動汽車某車型應用五條CAN總線，分別為ThermalCAN、PTCAN、CHCAN、BodyFTCAN、BodyCAN。ThermalCAN主要用于監(jiān)測和控制汽車空調壓縮機控制單元。PTCAN主要用于監(jiān)測和控制汽車驅動控制單元。CHCAN主要用于監(jiān)測和控制汽車儀表單元于胎壓單元。BodFTCAN主要用于監(jiān)測和控制汽車車內溫度控制單元。BodyCAN主要用于監(jiān)測和控制汽車車身單元。CAN總線應用場景033.CAN總線技術在電動車上的應用CAN總線在特斯拉電動汽車某車型上的應用CAN總線應用場景034.CAN總線技術在某一體化泵車工程車上的應用一體化泵車工程車輛底盤電氣系統(tǒng)主要應用三種CAN總線,分別為：動力CAN總線車身CAN總線上裝CAN總線動力現場總線主要用于控制和監(jiān)測模塊ABS、自動變速箱模塊、發(fā)動機控制模塊等。車身CAN總線主要用于控制和監(jiān)測總線儀表模塊、視頻機模塊、中央控制模塊等。上裝CAN總線如圖主要用于控制和監(jiān)測SYMC模塊。CAN總線應用場景034.CAN總線技術在某一體化泵車工程車上的應用CAN總線在一體化泵車工程車輛上的應用CAN總線應用場景035.CAN總線技術在智能網聯(lián)汽車上的應用傳統(tǒng)的汽車網絡架構主要是由CAN總線組成，車內分布式電控單元ECU按照功能劃分為動力總成、車身控制、輔助駕駛等總線區(qū)域;車窗、車燈、天窗等則通過LIN總線接入CAN網絡。在新一代智能網聯(lián)車的浪潮下，隨著車載ECU的與日倍增以及處理器運算能力和硬件的高速發(fā)展，連接ECU的網絡需要更大的帶寬，這一需求遠超CAN等傳統(tǒng)車載網絡的容量極限。因此,比較明確的趨勢是向CANFD過渡,CANFD提供了64字節(jié)的數據吞吐量以及最高5Mbps的傳輸速率。由于車載以太網具有高帶寬、低延遲、低成本的特性,在新一代整車架構中將替代CAN總線成為優(yōu)選網絡架構。03線控底盤控制技術工作原理與控制如圖所示，以車載以太網作為骨干網絡,將核心域控制器(動力總成、車身、娛樂、ADAS)連接在一起。各個域控制器在實現專用的控制功能的同時，還提供強大的網關功能。在各個域控制器的下方，各部件之間通訊通過CANFD來實現數據共享。新一代智能汽車網絡架構感謝觀看汽車線控底盤與智能控制能力模塊二CAN總線調試任務二連接調試CAN總線汽車線控底盤與智能控制1任務引入TasktointroduceCAN總線相當于汽車的“神經系統(tǒng)”，人的神經系統(tǒng)出了問題，人就會癱瘓。相同的，CAN總線出現問題，汽車就有可能失控。因此，對CAN總線進行正確的連接與調試是必要的，這也是每一位線控底盤測試工程師經常接觸到的一項工作任務。03CAN總線波特率02CAN總線電壓特性01CAN總線線束定義與特點目錄CONTENTS新

授NewTeachingCAN總線線束定義與特點01CAN總線線束是由一條CAN_H線與一條CAN_L組成的數據傳輸總線。1.CAN總線線束的定義CAN總線線束定義與特點01線纜由最開始昂貴的同軸電纜逐步變化到技術上容易實現、造價低廉的雙絞型電纜。在總線線束上，理論上線束的節(jié)點數無限制并且線束應該對環(huán)境電磁輻射有一定抑制能力。線纜能夠最大限度的滿足CAN網絡5Kbps~1Mbps的傳輸速率。目前，采用雙絞線的CAN總線分布式系統(tǒng)已得到廣泛應用，如汽車電子、電梯控制、電力系統(tǒng)、遠程傳輸等。2.CAN總線線束的特點使用非屏蔽雙絞線作為物理層，只需要有2根線纜作為信號線(CAN_H、CAN_L)傳輸除需要2根信號線的連接以外，還要注意在同一網段中的屏蔽層單點接地問題。確保不要在干擾源附近布置CAN總線。如果不得不這樣做，應該使用屏蔽電纜。支線必須短，使用適當的電纜類型，必須確定電纜的電壓衰減大小，使用電壓衰減較小的線纜。線束由導線、端子、護套、卡扣、包覆材料等組成。01CAN總線線束定義與特點3.CAN總線線束的選擇1）導線導線按標準分類基本上分為國標QVR，日標AVX，AVSS，德標FLRY，美標GPT等幾類，其中AVX為汽車用耐熱低壓電纜，AVSS為汽車用薄壁絕緣低壓電纜。常用導線如圖所示。CAN總線線束定義與特點012）護套護套主要起到兩個線束對接或者線束和用電器直接連接的作用，并且對端子起到保護、防水的作用。常用護套如圖所示。CAN總線線束定義與特點013）卡扣雖然線束卡扣在線束中比重不大，但是作用很關鍵。作為一個柔性的材料，線束自身無法控制它的形狀，裝車完成后如果沒有卡扣來進行固定，極易和周邊零部件發(fā)生干涉等問題。卡扣一般情況下為圓形卡扣，根據適配的孔徑大小、板材厚度分為不同的型號。常用卡扣如圖所示。CAN總線線束定義與特點014）包裹材料線束的包覆材料起到耐磨、阻燃、防腐燭、防止干擾、降低噪聲和美觀的作用。一般分為膠帶PVC管，波紋管和布基膠帶。常用包裹材料如圖所示。CAN總線線束定義與特點01CAN總線電壓特性021.CAN_H線和CAN_L線在高速CAN時，當報文進行傳輸時，CAN_H由2.5V變換到3.5V,CAN_L由2.5V變化到15V。在低速容錯CAN時,當報文進行傳輸時,CAN_H由OV變換到3.5V，CAN_L由5V變化到1.5V。（1）CAN總線在沒有節(jié)點傳輸報文時是一直處于隱性狀態(tài)。當有節(jié)點傳輸報文時顯性覆蓋隱性，由于CAN總線是一種串行總線，也就是說報文是一位一位的傳輸的，而且是數字信號(0和1).1代表隱性，0代表顯性。在傳送報文的過程中是顯隱交替的，就像二進制數字0101001等，這樣就能把信息發(fā)送出去，而總線空閑的時候是一直處于隱性的。(2)在隱性狀態(tài)時，這兩條導線上作用有相同預先設定值，該值稱為靜電平。對于CAN驅動數據總線來說，這個值大約為2.5V，即CAN_H線和CAN_L線上的電壓都大約為2.5V。靜電平也稱為隱性狀態(tài)，因為連接的所有控制單元均可修改它。02CAN總線電壓特性2.CAN總線的電壓變化CAN總線電壓特性022.CAN總線的電壓變化(3)在顯性狀態(tài)時，CAN_H線上的電壓值會升高一個預定值(對CAN驅動數據總線來說這個值至少1V)。而CAN_L線上的電壓值會降低一個同樣值(對CAN驅動數據總線來說，這個值至少為1V)。于是在CAN驅動數據總線上，CAN_H線就處于激活狀態(tài)，其電壓不低于3.5(2.5V+1V=3.5V)，而CAN_L線上的電壓值最多可降至1.5V(2.5V-1V=1.5V)。因此在隱性狀態(tài)時，CAN_H線與CAN_L線上的電壓差為0V，在顯性狀態(tài)時該差值最低為2V。CAN總線波特率03波特率(Baud)表示單位時間內傳送的碼元的數目。CAN總線波特率的多少就代表著該CAN總線的數據傳輸速度的快慢。想要讓兩個CAN總線設備連接并通信的話，它們的波特率數值必須致，否則無法正常通訊。一條CAN總線系統(tǒng)，它的波特率數值大小還會受通訊距離遠近的影響，距離越遠波特率數值一般越小。1.CAN總線波特率定義CAN總線波特率032.常見的數制關系（1）數與數制進位計數制是一種計數的方法。在日常生活中，人們使用各種進位計數制。例如，六十進制(1h=60min，1min=60s)，十二進制(1英尺=12英寸，1年=12月)等。在計算機中，二進制計數得到了廣泛使用。為便于人們閱讀及書寫，八進制計數和十六進制計數常用來表示二進制計數。任意一個十進制數可以用位權表示，位權就是某個固定位置上的計數單位。（2）不同數制之間的轉換將十進制整數轉換為二進制整數、十六進制整數時，分別用基數2、16連續(xù)去除該十進制數，直至商等于“0”為止，然后逆序排列得到的余數，即為轉換結果。如圖所示，將十進制轉化成二進制。CAN總線波特率032.常見的數制關系CAN總線波特率032.常見的數制關系將二進制數轉換為十六進制數時，先從小數點開始分別向左和向右將每4位二分成1組，最后不足位數的補0，然后每組用1位十六進制數表示即可得到結果。如圖所示，將二進制轉化成十六進制。（1）位(bit)位是計算機所能表示的最基本、最小的數據單元。計算機采用二進制數，所以位就是一個二進制位，它有兩種狀態(tài)“0”和“1”。不同的二進制位組合就可以表示不同的數據、字符等信息。(2)字(Word)和字長字是計算機內部進行數據處理的基本單位，通常它與計算機內部的寄存器、算術邏輯單元、數據總線寬度一致。計算機的每一個字所包含的二進制位數稱為字長。03CAN總線波特率3.計算機中常用術語CAN總線波特率033.計算機中常用術語3.字節(jié)(Byte)把相鄰的8位二進制數稱為字節(jié)。字節(jié)長度是固定的，但不同計算機的字長是不同的。8位微計算機的字長等于1個字節(jié)，而16位微計算機的字長等于2個字節(jié)，32位微計算機的字長等于4個字節(jié)。目前為了表示方便，常把一個字節(jié)定為8位，把一個字定為16位，把一個雙字定為32位。位與字節(jié)的關系如圖所示。感謝觀看汽車線控底盤與智能控制能力模塊二CAN總線調試任務三解析調試CAN信號汽車線控底盤與智能控制1任務引入Tasktointroduce連接與調試CAN總線后的下一項工作就是解析與調試CAN信號，作為一名測試工程師，你準備給新員工講述CAN總線報文的格式，并協(xié)助他調試CAN信號03Intel與Motorola編碼格式02CAN總線報文信號發(fā)送01CAN總線報文格式解析目錄CONTENTS新

授NewTeachingCAN總線報文格式解析01報文(message)是網絡中交換與傳輸的數據單元，即站點一次性要發(fā)送的數據塊。報文包含了將要發(fā)送的完整的數據信息，其長短很不一致，長度不限且可變。報文是CAN總線上設備之間互相交流的語言，他們有固定的溝通規(guī)則，也就是CAN總線上發(fā)送的數據串。1.CAN總線報文CAN總線報文格式解析011.CAN總線報文如圖為CAN總線標準幀與擴展幀報文。CAN總線標識符一共有兩種，CAN總線的ID是指標識符。也就是一個CAN節(jié)點的地址或者說名字。網絡中識別某一節(jié)點的信息。標識符就是確定報文發(fā)送優(yōu)先級的，CAN總線是一種串行總線，總線上一次只能傳輸一則報文信息，如果同時有多個節(jié)點需要在總線上發(fā)送報文，通過標識符決定哪個先發(fā)送。01CAN總線報文格式解析（1）CAN總線標識符（2）標識符作用2.CAN總線標識符CAN總線報文格式解析013.CAN總線數據段CAN總線數據段可由數據長度碼與數據部分顯示：其中數據長度碼能夠顯示報文傳輸中報文數據的大小，數據部分能夠攜帶數據進行傳送，但數據內容最多能夠攜帶8個字節(jié)。數據與數據長度對應表如下：數據長度數據0001字節(jié)0

0010字節(jié)0字節(jié)1

0011字節(jié)0字節(jié)1字節(jié)2

0100字節(jié)0字節(jié)1字節(jié)2字節(jié)3

0101字節(jié)0字節(jié)1字節(jié)2字節(jié)3字節(jié)4

0110字節(jié)0字節(jié)1字節(jié)2字節(jié)3字節(jié)4字節(jié)5

0111字節(jié)0字節(jié)1字節(jié)2字節(jié)3字節(jié)4字節(jié)5字節(jié)6

1000字節(jié)0字節(jié)1字節(jié)2字節(jié)3字節(jié)4字節(jié)5字節(jié)6字節(jié)7包括校驗位和界定符，校驗位包含15個位，界定符用于表示循環(huán)校驗的結束。校驗過程是通過循計算幾余校驗碼的方式實現的，CAN總線控制器內部循環(huán)校驗的實現是基于多項式發(fā)生器和一個15位寄存器，其作用在于保證傳輸數據的正確性。01CAN總線報文格式解析（1）循環(huán)校驗段（2）循環(huán)校驗位的作用4.CAN總線循環(huán)校驗段CAN總線報文信號發(fā)送02發(fā)送事件報文：通?；谡埱笾?，車輛上的各個ECU向CAN總線發(fā)送報文。發(fā)送周期報文：基于事件型的總線通訊，一般也支持周期性發(fā)送。車輛上的各個ECU周期性的向CAN總線發(fā)送報文，周期型觸發(fā)通常用于發(fā)送狀態(tài)，發(fā)送周期通常為20ms、50ms、100ms、200ms等。1.總線事件報文與周期報文CAN總線報文信號發(fā)送022.CAN總線傳輸報文內容發(fā)送端：我們需要對發(fā)送端進行設定，明確我們發(fā)送的是汽車哪一個ECU。消息標識符：寫出消息標識符的ID，以便能夠進行通信與仲裁機制的進行。跟其他總線一樣.CAN總線的通信也是通過一種類似于“會議”的機制實現的，只不過會議的過程并不是由一方(節(jié)點)主導，而是，每一個會議參加人員都可以自由的提出會議議題(多主通信模式)，二者對應關系如下表。會議局域網參會人員節(jié)點會議人員身份ID會議議題報文會議人員發(fā)言順序裁定仲裁CAN總線報文信號發(fā)送022.CAN總線傳輸報文內容接上，工作原理對比如下圖所示：02CAN總線報文信號發(fā)送2.CAN總線傳輸報文內容信號名稱：一個報文能夠攜帶多種信號，例如安全氣囊控制器狀態(tài)反饋監(jiān)測信號、剩余油量低報警信號、車速信號、安全帶信號等。編輯信號的名稱，以便系統(tǒng)對信號進行辨別。報文還包含其他必要信息：需要我們對報文中的內容進行了解與設定。主要包含信息如表所示：發(fā)送端IPK（汽車儀表）消息標識符0X26D固定周期100ms信號名稱IPK-SpeedIPK-OilIPK-SafetyBeltIPK-Conditioner信號長度（bit）3454信號描述車輛車速顯示車輛油量顯示安全帶信號顯示空調設備顯示Intel與Motorola編碼格式03在進行CAN總線通信設計或者測試過程中,經?？吹紺AN總線信號的編碼格式有兩種格式：Intel格式與Motorola格式。在編碼優(yōu)缺點上，Motorola格式與Intel格式并沒有優(yōu)劣之分，只不過根據設計者的習慣，由用戶自主選擇罷了。但是，對于使用者來講，在進行解析之前，就必須要知道編碼的格式是哪一種.否則，就不能保證正確地解析信號的含義。CAN總線報文的發(fā)送順序為首先發(fā)送sb，最后發(fā)送ms的方式為前提，介紹Intel格式與Motorola格式這兩種編碼方式的不同之處。1.CAN總線通信編碼傳輸規(guī)則03Intel與Motorola編碼格式1.Intel編碼格式當一個信號的數據長度不超過1個字節(jié)(8位)并且信號在一個字節(jié)內實現(即，該信號沒有跨字節(jié)實現)時，該信號的高位(msb)將被放在該字節(jié)的高位，信號的低位(lsb)將被放在該字節(jié)的低位。這樣，信號的起始位就是該字節(jié)的低位。如圖所示為以4位數據長度的信號為例進行了說明。03Intel與Motorola編碼格式1.Intel編碼格式如圖所示為以8位數據長度的信號為例進行了說明。03Intel與Motorola編碼格式1.Intel編碼格式當一個信號的數據長度超過1個字節(jié)(8位)或者數據長度不超過一個字節(jié)但是采用跨字節(jié)方式實現時，該信號的高位(msb)將被放在高字節(jié)的高位，信號的低位(lsb)將被放在低字節(jié)的低位。這樣，信號的起始位就是低字節(jié)的低位。如圖所示為以12位數據長度的信號為例進行了說明。03Intel與Motorola編碼格式1.Intel編碼格式如圖所示為以16位數據長度的信號為例進行了說明。03Intel與Motorola編碼格式3.Motorola編碼格式當一個信號的數據長度不超過1個字節(jié)(8位)并且信號在一個字節(jié)內實現(即，該信號沒有跨字節(jié)實現)時，該信號的高位(msb)將被放在該字節(jié)的高位，信號的低位(lsb)將被放在該字節(jié)的低位。這樣，信號的起始位就是該字節(jié)的低位。如圖所示為以4位數據長度的信號為例進行了說明。03Intel與Motorola編碼格式3.Motorola編碼格式如圖所示為以8位數據長度的信號為例進行了說明。03Intel與Motorola編碼格式3.Motorola編碼格式當一個信號的數據長度超過1個字節(jié)(8位)或者數據長度不超過一個字節(jié)但是采用跨字節(jié)方式實現時，該信號的高位(msb)將被放在低字節(jié)的高位，信號的低位(lsb)將被放在高字節(jié)的低位。這樣，信號的起始位就是高字節(jié)的低位。如圖所示為以12位數據長度的信號為例進行了說明。03Intel與Motorola編碼格式3.Motorola編碼格式如圖所示為以16位數據長度的信號為例進行了說明。感謝觀看汽車線控底盤與智能控制能力模塊三線控轉向系統(tǒng)調試任務一調研分析線控轉向系統(tǒng)汽車線控底盤與智能控制1任務引入Tasktointroduce在汽車中，從行駛、制動、轉向控制系統(tǒng)到安全系統(tǒng)以及舒適性能系統(tǒng)都使用到CAN總線。線控底盤使用了線(電信號)的形式來取代傳統(tǒng)的機械、液壓或氣動等形式的連接，了解CAN總線是每一名測試工程師的基本功。04線控轉向系統(tǒng)技術參數02線控轉向系統(tǒng)構造01線控轉向系統(tǒng)發(fā)展歷程與定義目錄CONTENTS05線控轉向系統(tǒng)特點03線控轉向系統(tǒng)工作原理新

授NewTeaching線控轉向系統(tǒng)發(fā)展歷程與定義011902年，英國人FrederickW.Lanchester首次發(fā)明了機械液壓助力轉向系統(tǒng)。1954年，通用汽車公司首次將液壓助力轉向系統(tǒng)應用于汽車上。經過一系列的技術革新,80年代早期出現了電子液壓助力轉向系統(tǒng)。1988年,日本鈴木汽車公司首先在其小型轎車Cervo上裝備了電動助力轉向系統(tǒng)。傳統(tǒng)的轉向系統(tǒng)受制于自身設計形式和機械連接的限制，傳動比固定或者可變范圍很小，導致其不能兼顧不同轉向盤轉角和不同車速下的轉向性能，增加了駕駛員的操作負擔。隨著汽車技術和電子控制技術的發(fā)展，線控技術開始應用在智能網聯(lián)汽車上。1.發(fā)展歷程線控轉向系統(tǒng)發(fā)展歷程與定義011.發(fā)展歷程線控轉向系統(tǒng)發(fā)展史線控轉向就是把依靠轉向管柱連接轉向機構來實現轉向的傳統(tǒng)方式，轉換成為通過傳感器檢測轉向盤角度信號，并通過計算機控制伺服電動機來實現驅動轉向的轉向系統(tǒng)。駕駛員對轉向盤的操作僅僅只是在驅動一個轉角傳感器，并由轉向盤電動機提供轉動阻尼和回饋，由于轉向盤與前軸轉向機構之間沒有任何剛性連接，是斷開的，通過總線傳輸必要的信息，故該系統(tǒng)也稱作柔性轉向系統(tǒng)。01線控轉向系統(tǒng)發(fā)展歷程與定義2.定義02線控轉向系統(tǒng)構造汽車線控轉向系統(tǒng)結構如下圖所示，其主要由轉向盤模塊、轉向控制模塊以及轉向執(zhí)行模塊組成。結構圖

實物圖線控轉向系統(tǒng)構造02轉向盤模塊包括轉向盤、轉矩傳感器、轉向角傳感器、轉矩反饋電動機和機械傳動裝置。轉向盤模塊的主要作用是：接收駕駛員輸入的轉向盤轉角或者力矩信號，并通過傳感器將信號轉為電信號傳遞給轉向控制模塊，由轉向控制模塊根據控制策略產生相應的信號傳遞給轉向執(zhí)行模塊:同時轉矩反饋電動機根據轉向控制模塊發(fā)出的控制信號，產生相應的回正力矩，給駕駛員提供不同工況下的路感信息。1.轉向盤模塊（1）轉矩傳感器轉矩傳感器又名為扭矩傳感器，主要安裝在方向盤下方的方向柱最下面，用來測量駕駛員作用在方向盤上力矩的大小和方向，并將其轉換為電信號，動力轉向ECU(電子控制單元)接收此信號及車速信號，決定輔助動力的方向和大小，從而在低速行駛時控制轉向力矩變小。在高速行駛時控制轉向力矩適度增大。如圖為非接觸式扭矩傳感器。線控轉向系統(tǒng)構造021.轉向盤模塊（1）轉向角傳感器轉向角傳感器是車輛穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的一個組成部分，主要安裝在方向盤下方的方向柱內，一般通過CAN總線和PCM相連，可以分為模擬式方向盤轉角傳感器和數字式方向盤轉角傳感器。線控轉向系統(tǒng)構造021.轉向盤模塊線控轉向系統(tǒng)構造02轉向控制模塊包括車速傳感器和電子控制單元，也可以增加橫擺角速度傳感器、加速度傳感器。轉向控制模塊是線控轉向系統(tǒng)的控制中心和決策中心，是線控轉向系統(tǒng)最為核心的部分。它通過采集傳感器信號，對駕駛員意圖和當前汽車狀態(tài)進行判斷，根據提前設定好的控制策略做出合理決策轉向控制模塊方面控制轉向執(zhí)行模塊，保證汽車能夠準確實現駕駛人輸入的轉向指令，并保證汽車的穩(wěn)定性;另一方面控制轉矩反饋電動機，保證其能夠給駕駛員提供舒適良好的路感。2.轉向控制模塊（1）車速傳感器車速傳感器大多數安裝在驅動橋的橋殼內，還有安裝在變速箱殼體內。這一傳感器是為儀表盤的車速表供給數據的。并且車速傳感器的信號也必須反饋給ECU，ECU根據這一信號來調整變速箱擋位，調節(jié)變速箱變扭器的鎖止，調節(jié)發(fā)動機怠速，調節(jié)冷卻風扇的開啟和關閉，調節(jié)定速巡航等。線控轉向系統(tǒng)構造022.轉向控制模塊線控轉向系統(tǒng)構造022.轉向控制模塊（2）ECUECU控制單元(通過收集來著各輪胎附著力、滑移量、方向盤轉向角度、節(jié)氣門開度等各傳感器信息，并高速測算出理想轉向角度、車輛功率輸出、監(jiān)測車輛動態(tài)滑移率，驅動ABS總成、電子節(jié)氣門等實時做出反應，修正車輛運動狀態(tài))。線控轉向系統(tǒng)構造02轉向執(zhí)行模塊包括角位移傳感器、轉向電動機、齒輪齒條轉向機構和其他機械轉向裝置等，其功能主要是：接收轉向控制模塊發(fā)出的轉向指令，并由轉向電動機產生合適的轉矩和轉角，控制車輪轉向；同時前輪角位移傳感器實時監(jiān)測前輪轉角及其變化，并接收路面信息，將其轉換為電信號反饋給轉向控制模塊，作為路感模擬的輸入信號。3.轉向執(zhí)行模塊（1）角位移傳感器它是一種位移傳感器的一種類別，它采用了非接觸式的設計，與別的角位移測量儀等相比，有效地提高了角位移傳感器的長期可靠性。線控轉向系統(tǒng)構造023.轉向執(zhí)行模塊（2）轉向電動機轉向電動機一般所用電機為永磁有刷直流電機(如圖)。有刷電機的定子上安裝有固定的主磁極和電刷，轉子上安裝有電樞繞組和換向器。直流電源的電能通過電刷和換向器進入電樞繞組，產生電樞電流，電樞電流產生的磁場與主磁場相互作用產生電磁轉矩，使電機旋轉帶動負載。線控轉向系統(tǒng)構造023.轉向執(zhí)行模塊（3）齒輪齒條轉向機構齒輪齒條式轉向結構由與轉向軸做成一體的轉向齒輪和常與轉向橫拉桿做成一體的齒條組成。其基本結構是一對相互嚙合的小齒輪和齒條。轉向軸帶動小齒輪旋轉時，齒條便做直線運動。有時，靠齒條來直接帶動橫拉桿，就可使轉向輪轉向。除此之外，故障容錯系統(tǒng)是線控轉向系統(tǒng)不可或缺的重要部分，它時刻監(jiān)測著線控轉向系統(tǒng)各個部分的反饋狀態(tài)和工作情況，針對不同的故障形式采取不同的處理措施，在部分硬件或軟件出現故障時，保證汽車仍具有基本的轉向能力。線控轉向系統(tǒng)采用嚴密的故障檢測和處理邏輯，以最大限度地提高汽車安全性能。02線控轉向系統(tǒng)構造3.轉向執(zhí)行模塊線控轉向系統(tǒng)工作原理03汽車線控轉向系統(tǒng)的工作原理如圖所示：線控轉向系統(tǒng)工作原理03汽車線控轉向系統(tǒng)的工作原理：駕駛員進行轉向操作時，通過轉向盤輸入轉向的角度、轉向角速度以及轉向力矩，轉向盤模塊中的傳感器采集一系列信號并傳遞到轉向控制模塊轉向控制模塊處理這些信號并根據自身車輛的速度以及其他信號進行傳動比的計算，給出所需的前輪轉角，然后控制轉向執(zhí)行模塊的轉向電動機帶動前輪轉到目標轉角，實現轉向意圖。與此同時，轉向控制模塊根據車輛的前輪轉角信號、一系列輪胎力信號以及駕駛員意圖通過路感模擬決策發(fā)出指令控制轉矩反饋電動機輸出力矩反饋路面情況。線控轉向系統(tǒng)技術參數04轉向系統(tǒng)的主要參數有轉向系的效率、轉向系的角傳動比、轉向器傳動副傳動間隙特性、轉向盤的總轉動圈數、轉向盤自由轉動量、轉向盤轉向力。各參數介紹如表所示。參數定義單位范圍符號轉向系的效率轉向器輸出功率與輸入功率之比，分為正效率η+和逆效率η-。

正效率越高越好η0轉向系的角傳動比轉向盤轉角的增量與同側轉向節(jié)轉角的相應增量之比

轎車iw=10.2～24.2貨車iw=13.6～35.2iw線控轉向系統(tǒng)技術參數04接上一頁表格。參數定義單位范圍符號轉向器傳動副傳動間隙指各種轉向器中各傳動副（如齒輪齒條式轉向器的齒輪與齒條傳動副；循環(huán)球式轉向器的齒扇與齒條傳動副）之間的間隙。mm在轉向盤處于中間及其附近位置時（一般是10°～15°）要極小Δt轉向盤的總轉動圈數轉向盤從一個極端位置轉到另一個極端位置時所轉過的圈數稱為轉向盤的總轉動圈數。圈（一圈為360°）轎車≤3圈貨車≤6圈n轉向盤自由轉動量最大自由轉動量即原地不動情況下，方向盤可以自由轉動的最大角度。角度（°）車速≥100km/h，φ≤10°車速＞100km/h，φ≤15°農用三輪，φ≤22.5°φ轉向盤轉向力指在一定行駛條件下作用在轉向盤外緣的最大切向力。它可以由轉向參數測量儀或轉向測量儀檢測。牛頓（N）根據測量儀的測量范圍F（1）能夠改善路感應用汽車線控轉向控制技術，能夠消除路面不平對方向造成的影響，駕駛員可根據需求來自由設計，滿足了個性化的駕駛需求。（2）助于底盤的集成控制借助車載總線，能夠實現電動助力轉向系統(tǒng)(EPS)、防抱死制動系統(tǒng)(ABS)、直接橫擺力矩控制(DYC)等系統(tǒng)的集成，實現信息的共享利用，提高汽車的整體性能。05線控轉向系統(tǒng)特點1.汽車線控轉向系統(tǒng)的優(yōu)點（3）提高了操控性能汽車線控轉向擺脫了機械連接，讓汽車在低速行駛時，有更好的靈敏度，高速行駛時，轉向更為平穩(wěn)，降低駕駛員的體力消耗。（4）節(jié)省空間由于原本轉向系統(tǒng)中的轉向軸和轉向管等機械部分被取消掉，增加了駕駛人的活動空間，并方便了車內布置的設計。05線控轉向系統(tǒng)特點1.汽車線控轉向系統(tǒng)的優(yōu)點（5）提高了被動安全性因為機械部件的減少，降低了轉向系統(tǒng)強度，使其在碰撞中更易變形，在汽車發(fā)生事故時，減少了轉向系統(tǒng)對駕駛人的傷害。（6）提高轉向效率，降低能源消耗線控轉向不依賴于機械傳遞，縮短了響應時間，轉向效率提高。同時機械傳動減少，傳動效率提高，整車質量減小，降低了燃油消耗，更加節(jié)能環(huán)保。05線控轉向系統(tǒng)特點1.汽車線控轉向系統(tǒng)的優(yōu)點線控轉向系統(tǒng)特點05需要較高功率的力反饋電機和轉向執(zhí)行電機。需要復雜的力反饋電機和轉向執(zhí)行電機的算法實現。冗余設備導致額外增加成本和重量。對性能車和跑車這種強調駕駛樂趣的車型來說路感不足，駕駛樂趣差。由于使用純電子信號作為執(zhí)行數據傳輸，所以系統(tǒng)在一定程度具有被黑客攻擊的潛在危險性。2.汽車線控轉向系統(tǒng)的缺點感謝觀看汽車線控底盤與智能控制能力模塊三線控轉向系統(tǒng)調試任務二標定測試線控轉向系統(tǒng)汽車線控底盤與智能控制1任務引入Tasktointroduce不同汽車都有不同的風格，我們可以把這個風格稱為駕駛性，駕駛性會影響著車輛的用途，是來做商務接待，還是跑貨拉拉。這個駕駛性，其實簡單點說，就是汽車設置的一些關于動力的參數，讓車輛有如此性能的表現。轉向系統(tǒng)的標定會使車輛在低速行駛中轉向輕便，在高速行駛中轉向穩(wěn)定。作為一名測試工程師，你準備帶領新人完成線控轉向系統(tǒng)的標定與測試。03轉向系統(tǒng)標定方法02轉向系統(tǒng)標定參數選擇01轉向系統(tǒng)標定意義目錄CONTENTS04轉向系統(tǒng)標定過程新

授NewTeaching轉向系統(tǒng)標定意義01對轉向系統(tǒng)進行標定主要是為了檢測轉向系統(tǒng)方向盤出現的角度偏差，并對出現的偏差通過定的步驟進行標定調節(jié)，使駕駛員各種操作自如，提高行車安全。現代汽車上的控制器越來越多.為使控制器工作在最佳狀態(tài)，需要根據被控系統(tǒng)的參數來對控制器進行標定。而標定是指根據汽車發(fā)動機性能、整車性能、經濟性、安全性等多項指標對汽車電控系統(tǒng)軟件的運行參數進行調整和優(yōu)化。意義轉向系統(tǒng)標定參數選擇02(1)方向盤自由間隙(又叫自由轉角或行程):指轉向輪不發(fā)生偏轉的情況下，方向盤所能轉過的角度。它是整個轉向系統(tǒng)和轉向輪之間綜合間隙的疊加。(2)方向盤自由間隙參數的影響合適的方向盤自由間隙對緩和路面沖擊，使轉向柔和以及減輕駕駛員的疲勞是有利的。當方向盤自由間隙過大時會影響轉向的靈敏度和產生車輪擺振，影響行車安全。1.方向盤自由間隙(1)汽車轉向角汽車轉向角是指汽車前輪向左或者向右轉到極限位置與前輪不發(fā)生偏轉時中心線所形成的角度。轉向系統(tǒng)是影響操穩(wěn)性的最主要系統(tǒng)之一，所以轉向系統(tǒng)的設計始終是研究汽車操穩(wěn)性的重要內容。汽車轉向角如圖所示。02轉向系統(tǒng)標定參數選擇2.汽車轉向角(2)汽車轉向角參數的影響操縱穩(wěn)定性(操穩(wěn)性)良好的汽車不僅能夠較好的遵從駕駛員的意愿行駛，而且能夠保持安全穩(wěn)定的行駛狀態(tài)。其性能的好壞能直接影響低速行駛時的穩(wěn)定性和舒適性，也影響了汽車高速行駛時的安全性。當轉向角參數不合理將會造成汽車的諸多不良狀況發(fā)生進而導致交通事故，比如說轉向沉重、方向盤發(fā)抖、不容易回正或者輪胎不正常磨損等問題。02轉向系統(tǒng)標定參數選擇2.汽車轉向角轉向系統(tǒng)標定方法031.CAN總線標定實物連接圖(1)通過CAN總線進行標定時，電腦PC端通過CAN卡連接到整車上面，實物連接圖如下圖所示：轉向系統(tǒng)標定方法031.CAN總線標定實物連接圖原理連接圖如下圖所示：轉向系統(tǒng)標定方法031.CAN總線標定實物連接圖(2)上位機：上位機是指可以直接發(fā)出操控命令的計算機，一般是指PC(個人電腦)如下圖所示。上位機是控制部分，發(fā)出指令，和接收反饋信息。在本文上位機是指電腦端。轉向系統(tǒng)標定方法031.CAN總線標定實物連接圖(3)下位機:下位機是直接控制設備獲取設備狀況的計算機，一般是指執(zhí)行端的控制器，位機就是接受上位機發(fā)出的指令并執(zhí)行，同時把信息發(fā)送給上位機。在本文下位機是指整車中的各個ECU控制器。03轉向系統(tǒng)標定方法（4）CAN卡CAN卡的CAN總線數據收發(fā)由CAN控制器和CAN收發(fā)器完成。這種接口的卡在汽車行業(yè)中應用廣泛，而且在工業(yè)控制、機器人、醫(yī)療器械、傳感器等領域發(fā)展迅速。為了擴展CAN總線的功能，與計算機相連，可設計具有CAN接口和PC接口的CAN適配卡，用來收集CAN總線上各個節(jié)點的信息，轉發(fā)給PC機，并可將PC機的命令和數據轉發(fā)給各個節(jié)點以及完成對CAN總線上的用戶系統(tǒng)的部分監(jiān)控和管理工作。如圖所示。1.CAN總線標定實物連接圖03結構圖

實物圖轉向系統(tǒng)標定方法2.CAN總線標定通信原理(1)ASAM組織(StandardizationofApplication/CalibrationSystemtaskforce)是由奧迪、寶馬等知名汽車生產廠商聯(lián)合建立的，創(chuàng)建ASAM組織的初衷就是要形成一套統(tǒng)一的汽車開發(fā)標準，使其可以應用于汽車ECU的測試、診斷與標定等方面，實現設備的模塊化與自動化。(2)XCP全稱UniversalCalibrationProtocol，是由ASAM組織在2003年提出的可在不同的通信總線上進行標定的新型標定協(xié)議。03XCP的應用場景:上傳ECU數據,實現對ECU內部變量進行觀測，在線對ECU內部變量進行標定,刷寫ECU程序或數據。數據仿真，周期性下載數據至ECU，其中通常使用的是對變量的觀測、標定以及刷寫ECU。XCP協(xié)議具有多個優(yōu)點:能夠對總線中所有ECU進行統(tǒng)一測量與校準。能夠在ECU運行時同步進行測量。能夠在校準過程中對控制進行同步測量操作。轉向系統(tǒng)標定方法2.CAN總線標定通信原理03轉向系統(tǒng)標定方法(3)DAO通訊模式：在標定與校驗功能部分采用一次請求多次應答的通訊模式，上位機需要進行標定操作時，將修改后的標定值通過標定請求報文發(fā)出后，下位機接到標定請求報文，對報文進行解析并對下位機ECU的相應變量進行數值修改，并將修改后的數值通過周期型報文的形式發(fā)送給上位機，一幀請求報文即對應多幀反饋報文。如圖為標定及校驗功能業(yè)務流程示意圖所示。2.CAN總線標定通信原理03轉向系統(tǒng)標定方法(4)當上位機與下位機上電后，下位機即周期性的將監(jiān)測反饋報文發(fā)送給上位機，報文中包含很多下位機ECU的狀態(tài)變量，供上位機監(jiān)測以實時了解下位機ECU狀態(tài)。如圖為監(jiān)測功能業(yè)務流程示意圖。2.CAN總線標定通信原理03轉向系統(tǒng)標定方法3.XCP報文格式如圖展示了XCP協(xié)議中標定過程所使用到的報文格式。報文的第一個字節(jié)是被稱為“PID的標識符，是被用來區(qū)分是怎樣的報文。當上位機需要進行標定時，會先向下位機發(fā)送標定請求報文1，其中包含待標定變量在下位機ECU中的內存地址，之后下位機ECU發(fā)送反饋報文，如果成功，則上位機發(fā)送標定請求報文2，其中包含標定變量的字節(jié)數和數值。轉向系統(tǒng)標定過程041.進行現場實物連接進行實物連接，使用上位機PC端連接CAN卡，通過CAN卡連接到車輛的轉向控制ECU端。如圖所示。轉向系統(tǒng)標定過程042.進行報文傳輸（1）首先運用上位機PC端通過CAN總線發(fā)送標定請求報文。其中PID位為轉向角標定標識符，后面數據位為轉向系統(tǒng)ECU地址，通過上位機PC端發(fā)送請求標定報文，如圖所示。轉向系統(tǒng)標定過程042.進行報文傳輸（2）等待轉向角系統(tǒng)ECU反饋報文給上位機PC端示意發(fā)送成功。（3）上位機PC端向轉向系統(tǒng)ECU發(fā)送包含轉向角標定變量的字節(jié)數和數值，如圖所示。（4）重復以上步驟，進行多次標定，通過篩選數據得到更準確的標定值。感謝觀看汽車線控底盤與智能控制能力模塊四線控驅動系統(tǒng)調試任務一調研分析線控驅動系統(tǒng)汽車線控底盤與智能控制1任務引入Tasktointroduce全球第一大汽車技術供應商博世公司2016年宣布研發(fā)出一種能夠提供觸覺反饋的智能油門踏板，它能夠通過觸覺反饋的方式(敲擊、按壓、震動)較好的適應于經驗不足的駕駛員控制油門，并且能夠與汽車智能系統(tǒng)相連接獲取達到提高燃油效率和避免危險事故發(fā)生的目的。作為一名測試工程師，你準備向新入職的員工講述線控驅動系統(tǒng)的結構、工作原理與發(fā)展趨勢。03線控驅動系統(tǒng)控制策略02線控驅動系統(tǒng)組成與工作原理01線控驅動系統(tǒng)發(fā)展歷程與定義目錄CONTENTS04線控驅動系優(yōu)缺點新

授NewTeaching線控驅動系統(tǒng)發(fā)展歷程與定義01線控驅動系統(tǒng)(DriveByWire，DBW)，是智能網聯(lián)汽車實現的必要關鍵技術，為智能網聯(lián)汽車實現自主行駛提供了良好的硬件基礎，也稱為線控節(jié)氣門或者電控節(jié)氣門(ThrottlebyWire)。傳統(tǒng)汽車上的節(jié)氣門主要是通過杠桿或者節(jié)氣門拉索直接控制發(fā)電機的節(jié)氣門開度，屬于機械節(jié)氣門控制，如下圖所示。定義節(jié)氣門是發(fā)電機進氣總管上面的一個閥門，節(jié)氣門開度決定了進氣量的多少。“加油門”使得節(jié)氣門開度變大，進入氣缸的空氣流量增加，化油器在空氣流的帶動下噴油，節(jié)氣門開度增大，供油量就會增加，發(fā)動機轉速提高，反之，則轉速下降。這里我們稱它為機械節(jié)氣門，系統(tǒng)結構如圖所示。01線控驅動系統(tǒng)發(fā)展歷程與定義傳統(tǒng)驅動系統(tǒng)的這種控制方式簡單粗暴，在機械參數(即杠桿比）設定好的情況下，油門踩下多少，節(jié)氣門就打開多少，響應速度非?？?。但是，在日常駕駛時會遇到一些新手或駕駛不熟練的人由于操作不當，或者有些過于激進的駕駛員，會將油門踏板突然踩到底。這時節(jié)氣門突然打開.發(fā)動機進入最大負荷狀態(tài)，全負荷會造成發(fā)動機燃燒不充分，同時噴油器也會加大噴油，造成燃油的浪費:同時發(fā)動機的負荷增大，縮短了發(fā)動機的使用壽命。為了精確控制進氣量，以獲得最佳的空燃比，線控節(jié)氣門就隨之產生。它放棄了過去油門踏板使用鋼絲繩或杠桿機構對發(fā)動機節(jié)氣門閥片的機械連接，通過使用精確的傳感器和電子控制電源,完成精確的控制節(jié)氣門開度控制。線控節(jié)氣門可保證發(fā)動機扭矩控制和空燃比控制的精確控制，有利于提高整車行駛的經濟性、機動性、平穩(wěn)性、以及降低排放污染氣體，具有優(yōu)秀的息速、加減速等工作情況過渡屬性。01線控驅動系統(tǒng)發(fā)展歷程與定義燃油汽車和混合動力汽車線控驅動系統(tǒng)主要由油門踏板、踏板位移傳感器、控制單元(ECU)、數據總線、伺服電動機和節(jié)氣門執(zhí)行機構組成。如圖所示，為燃油汽車和混合動力汽車線控驅動系統(tǒng)組成結構圖。02線控驅動系統(tǒng)組成與工作原理1.燃油汽車和混合動力汽車線控驅動系統(tǒng)線控驅動系統(tǒng)組成與工作原理02（1）純電動汽車線控驅動系統(tǒng)的結構汽車線控驅動系統(tǒng)在結構上主要分為電池包、電池管理系統(tǒng)BMS、電機控制器、變速箱、電機以及加速踏板。電池包在僅裝備蓄電池的純電動汽車中，蓄電池的作用是汽車驅動系統(tǒng)的唯一動力源。而在裝備傳統(tǒng)發(fā)動機(或燃料電池)與蓄電池的混合動力汽車中，蓄電池既可扮演汽車驅動系統(tǒng)主要動力源的角色，也可充當輔助動力源的角色。在低速和啟動時，蓄電池扮演的是汽車驅動系統(tǒng)主要動力源的角色:在全負荷加速時，充當的是輔助動力源的角色:在正常行駛或減速、制動時充當的是儲存能量的角色。2.純電動汽車線控驅動系統(tǒng)線控驅動系統(tǒng)組成與工作原理02電池系統(tǒng)(BMS)電池管理系統(tǒng)BMS俗稱電池保姆或電池管家，不論車輛是在充電還是在正常運行使用，BMS都需要準確可靠的完成對各單體電池的電流、電壓、溫度等狀態(tài)進行實時檢測和診斷。主要就是為了智能化管理及維護各個電池單元，防止電池出現過充電和過放電，延長電池的使用壽命，為新能源車輛的使用安全提供保障。電機控制器在電動車輛中，的功能是根據檔位、油門、剎車等指令，將動力電池所存儲的電能轉化為驅動電機所需的電能，來控制電動車輛的啟動運行、進退速度、爬坡力度等行駛狀態(tài)，或者將幫助電動車輛剎車，并將部分剎車能量存儲到動力電池中。2.純電動汽車線控驅動系統(tǒng)線控驅動系統(tǒng)組成與工作原理02變速箱汽車行駛中，為適應不同的工況，需要汽車的驅動力和車速在一定的范圍內變化，而現有發(fā)動機的轉矩和速度變化范圍無法達到這一要求，因此而設置變速箱。變速箱位于離合器與中央傳動之間，是變更傳動比和運動方向的齒輪箱。其主要功用如下表所示：2.純電動汽車線控驅動系統(tǒng)功能內容換檔在發(fā)動機轉速和扭矩不變情況下，改變車輛的驅動力和行駛速度換向使車輛可以倒退行駛空檔發(fā)動機可以不熄火停車線控驅動系統(tǒng)組成與工作原理02電動機電源為電動汽車的驅動電動機提供電能，電動汽車電機將電源的電能轉化為機械能，通過傳動裝置或直接驅動車輪。加速踏板加速踏板又稱油門踏板，主要作用是控制發(fā)動機節(jié)氣門的開度，從而控制發(fā)動機的動力輸出。對于純電動汽車而言，它沒有發(fā)動機只有電源系統(tǒng)作為動力系統(tǒng)，這時加速踏板控制的是電機的扭矩，它和整車控制器、電機控制器等一同實現車輛的加速。2.純電動汽車線控驅動系統(tǒng)（2）單踏板駕駛模式單踏板就是一種集成了加速和制動功能的踏板，以控制車輛的加、減速。其工作原理是：一旦松開加速踏板，再生制動系統(tǒng)就會介人工作，通過回收動能降低車速;即它可以依靠單個踏板實現汽車的起步、加速、穩(wěn)態(tài)、減速和停車全過程，并在減速過程中同時實現能量回收，改變了傳統(tǒng)的加、減速雙踏板布置形式。02線控驅動系統(tǒng)組成與工作原理2.純電動汽車線控驅動系統(tǒng)02線控驅動系統(tǒng)組成與工作原理2.純電動汽車線控驅動系統(tǒng)目前采用“單踏板駕駛模式”的車型有:寶馬3（如下圖左）、雪佛蘭BoltEV、特斯拉Model長安EV460、名爵EZS和日產Leaf（如下圖右）等。線控驅動系統(tǒng)控制策略03傳統(tǒng)油門的節(jié)氣門開度完全取決于駕駛員的操作意圖。線控節(jié)氣門系統(tǒng)的節(jié)氣門開度并不完全由加速踏板位置決定，而是控制單元根據當前行駛狀況下整車對發(fā)動機的全部扭矩需求，計算出節(jié)氣門的最佳開度，從而控制電機驅動節(jié)氣門到達相應的開度。因此，節(jié)氣門的實際開度并不完全與駕駛員的操作意圖一致?？刂茊卧鶕嚺ぞ匦枨螳@得所需的理論扭矩，而實際扭矩通過發(fā)動機轉速、點火提前角和發(fā)動機負荷信號求得。在發(fā)動機扭矩調節(jié)過程中，控制單元首先將實際扭矩與理論扭矩進行對比，如果兩者有偏差，發(fā)動機電控系統(tǒng)將通過適當的調節(jié)作用使實際扭矩值和理論扭矩值一致。1.基于發(fā)動機扭矩需求的節(jié)氣門控制線控驅動系統(tǒng)控制策略032.工作模式選擇根據不同的行車條件，駕駛員通過模式開關選擇不同的工作模式，一般有正常模式、動力模式和雪地模式三種，三種模式的區(qū)別在于節(jié)氣門對加速踏板的響應速度不同。各模式的功能如下表所示：模式功能正常模式節(jié)氣門對加速踏板的響應速度適合于大多數行駛工況。動力模式節(jié)氣門加快對加速踏板的響應速度，發(fā)動機能提供額外的動力。雪地模式節(jié)氣門對加速踏板的響應降低，發(fā)動機輸出的功率比正常情況下小，使車輪不易打滑，保持車輛穩(wěn)定行駛。線控驅動系統(tǒng)控制策略03在海拔較高的地區(qū)，大氣壓下降，空氣稀薄，氧氣含量下降，會導致發(fā)動機輸出動力下降。此時線控驅動系統(tǒng)可按照大氣壓強和海拔高度的函數關系對節(jié)氣門開度進行補償，保證發(fā)動機輸出動力和加速踏板位置的關系保持穩(wěn)定。3.海拔高度補償線控驅動系統(tǒng)控制策略034.控制功能擴展及其原理現代線控節(jié)氣門則獨立成一個系統(tǒng)，可實現多種控制功能，既提高行駛可靠性，又使結構簡化，成本降低。主要控制功能如下表所示。模式功能牽引力控制(ASR)牽引力控制系統(tǒng)又稱驅動防滑系統(tǒng)。它的作用是當汽車加速時將滑移率控制在一定的范圍內，從而防止驅動輪快速滑動。(Ccs)巡航控制巡航控制系統(tǒng)又稱為速度控制系統(tǒng)，它是一種減輕駕車者疲勞的裝置。當駕駛員開啟該系統(tǒng)時，車速將被固定下來，駕駛員不必長時間踩踏加速踏板。線控驅動系統(tǒng)控制策略034.控制功能擴展及其原理接上一頁模式功能怠速控制(ISC)線控節(jié)氣門系統(tǒng)取消了怠速調節(jié)閥，而是直接由控制單元調節(jié)節(jié)氣門開度來實現車輛的怠速控制。減少換檔沖擊控制根據當前車速、節(jié)氣門開度以及發(fā)動機轉速等信號，控制單元選擇合適的傳動比，實現自動換檔。線控驅動系優(yōu)缺點04(1)舒適性和經濟性好線控驅動系統(tǒng)中，節(jié)氣門可根據駕駛人踩下踏板的動作幅度判斷駕駛人意圖，綜合車況精確合理控制節(jié)氣門開度，以實現不同負荷和工況下發(fā)動機的空燃比都能接近于最佳理論狀態(tài)14:7:1，使燃油經濟性和駕駛舒適性同時達到最佳狀態(tài)。(2)穩(wěn)定性高且不易熄火線控驅動系統(tǒng)中，節(jié)氣門系統(tǒng)在收到踏板信號后會進行分析判斷再給節(jié)氣門執(zhí)行機構發(fā)送合適指令，保證車輛穩(wěn)定行駛。1.線控驅動系統(tǒng)的優(yōu)點(1)工作原理相對較為復雜，成本提高線控節(jié)氣門在硬件上需要添加加速踏板位置位移傳感器、伺服電動機、驅動器和執(zhí)行機構，并且增加ECU接線:在軟件上，需要開發(fā)能分析位置傳感器信號且能綜合車況給出最優(yōu)控制指令的算法，并且集成在車載ECU上，增加開發(fā)成本。(2)有延遲效果駕駛員不能直接控制節(jié)氣門開度也就無法直接控制發(fā)動機動力大小，而是需要經由ECU分析給出汽車舒適性較好、較為省油的節(jié)氣門控制指令，所以相對于直接控制式的機械節(jié)氣門會有稍許延遲感。04線控驅動系優(yōu)缺點2.線控驅動系統(tǒng)的缺點(3)可靠性不如機械節(jié)氣門好汽車行駛中會遇到各種車況，并且汽車內部存在高頻電磁干擾(如電動機和點火線圈會產生電磁干擾)，電子器件可能會在這些工況下發(fā)生故障或松動；復雜的分析處理算法也可能會導致程序跑飛等故障情況出現，而駕駛人又無法直接控制發(fā)動機的動力大小，一旦這種情況發(fā)生將產生不可預知的后果。04線控驅動系優(yōu)缺點2.線控驅動系統(tǒng)的缺點感謝觀看汽車線控底盤與智能控制能力模塊四線控驅動系統(tǒng)調試任務二標定測試線控驅動系統(tǒng)汽車線控底盤與智能控制1任務引入Tasktointroduce很多消費者在購買汽車時，會最先被亮麗的外觀所吸引，進而觀察一下內飾做工,了解發(fā)動機排量相關數據等等。汽車動力系統(tǒng)作為汽車的心臟，很多人對相關參數要求很高，甚至進行汽車改裝或發(fā)動機改裝，最大程度增強發(fā)揮發(fā)動機本身的強勁動力。作為一名測試工程師，你準備向新人講述線控驅動系統(tǒng)的參數是如何測量及標定的。03驅動系統(tǒng)標定方法02驅動系統(tǒng)標定參數選擇01驅動系統(tǒng)標定意義目錄CONTENTS04驅動系統(tǒng)標定過程新

授NewTeaching驅動系統(tǒng)標定意義01驅動系統(tǒng)為車輛提供動力來源，將發(fā)動機發(fā)出的動力傳送給汽車上的驅動車輪，從而產生驅動力，讓汽車能夠正常行駛。擋位、加速踏板開度、制動踏板開度等反映駕駛員意愿的信息通過CAN總線輸送給整車控制器，整車控制器向驅動申機發(fā)出控制指令，驅動電機控制器調整電壓、申流并根據驅動電機的轉子位置控制驅動電機，驅動汽車行駛，對驅動系統(tǒng)的標定能夠更好地掌握車輛的動力，以及更好的操控車輛。意義(1)發(fā)動機最大功率用來描述汽車的動力性能，是指一臺發(fā)動機所能實現的最大動力輸出。如圖所示為汽車發(fā)動機。01驅動系統(tǒng)標定意義1.發(fā)動機最大功率(2)功率就是表示物體做功快慢的物理量，汽車功率是指汽車在單位時間內所做的功。隨著發(fā)動機轉速的增加，發(fā)動機的功率也相應提高。到達一定轉速后，功率就不會再增加了，而會成下降趨勢，所以最大功率的標定會同時標注相應的發(fā)動機轉速。01驅動系統(tǒng)標定意義1.發(fā)動機最大功率(1)最高車速指在水平良好的路面(混凝土或瀝青)上汽車能達到的最高行駛車速，是汽車在平坦路面無風條件下，行駛阻力和驅動力平衡時的車速，它是汽車動力性的三個評價指標之一。01驅動系統(tǒng)標定意義2.最高速度(2)影響汽車最高車速的因素比較多比如汽車發(fā)動機的功率、發(fā)動機最大轉矩、最大轉矩時的轉速、傳動系的傳動比、行駛阻力等。最高車速是在平坦無風路面上、加速度為零時求得的。01驅動系統(tǒng)標定意義2.最高速度驅動系統(tǒng)標定方法02CAN總線標定原理連接，如圖所示。驅動系統(tǒng)標定方法021.進行現場實物連接進行實物連接，使用上位機PC端連接CAN卡，通過CAN卡連接到車輛的驅動系統(tǒng)ECU端。驅動系統(tǒng)標定方法022.進行報文傳輸(1)首先運用上位機PC端通過CAN總線發(fā)送標定請求報文。其中PID位為發(fā)動機最大功率標定標識符，后面數據位為驅動系統(tǒng)ECU地址，通過上位機PC端發(fā)送請求標定報文，如圖所示。驅動系統(tǒng)標定方法022.進行報文傳輸(2)等待驅動系統(tǒng)ECU反饋報文給上位機PC端示意發(fā)送成功。(3)上位機PC端向驅動系統(tǒng)ECU發(fā)送包含發(fā)動機最大輸出功率標定變量的字節(jié)數和數值如下圖所示。驅動系統(tǒng)標定方法022.進行報文傳輸(4)重復以上步驟，進行多次標定，通過篩選數據得到更準確的標定值。感謝觀看汽車線控底盤與智能控制能力模塊五線控制動系統(tǒng)調試任務一調研分析線控制動系統(tǒng)汽車線控底盤與智能控制1任務引入Tasktointroduce2000年12月，德國Continental集團證明,一輛以100km/h速度行駛的緊湊型轎車在30m的距離內停下來是可能的，而當時采用傳統(tǒng)制動系統(tǒng)車輛最好的成績是37~42m。2001年秋，一輛概念車在接近現實的情況下獲得了成功，它應用了多種當時正處于研發(fā)階段的技術，比如線控制動技術中的電子液壓制動系統(tǒng)EHB(EIctro-HvdraulicBrake)。隨著制動行業(yè)的進步，線控制動技術正在引領汽車線控技術的發(fā)展，率先大批量多車型應用于新能源汽車領域。作為一名測試工程師，你準備向新入職的員工講述線控制動系統(tǒng)的結構、工作原理與發(fā)展趨勢。03線控制動系統(tǒng)技術參數02線控制動系統(tǒng)分類與工作原理01線控制動系統(tǒng)發(fā)展歷程與定義目錄CONTENTS04線控制動系統(tǒng)優(yōu)缺點新

授NewTeaching線控制動系統(tǒng)發(fā)展歷程與定義01汽車制動技術的發(fā)展歷程主要為：摩擦片制動鼓式以及盤式制動機械以及電子ABS制動線控制動系統(tǒng)(BrakebyWire，BBW)發(fā)展歷程汽車線控制動技術，作為一種新型的制動技術，能夠將駕駛員的操作轉變?yōu)殡娦盘?，并通過傳感器、電纜等設施，將信號直接傳送給執(zhí)行結構，最終實施操作。在系統(tǒng)結構上，制動踏板僅僅只連接一個制動踏板模擬器，踏板與制動系統(tǒng)之間沒有任何剛性連接或液壓連接。線控制動系統(tǒng)如圖所示。01線控制動系統(tǒng)發(fā)展歷程與定義發(fā)展歷程01線控制動系統(tǒng)發(fā)展歷程與定義汽車線控系統(tǒng)最早出現于20世紀90年代末期,這一系統(tǒng)結合了機車電子技術和網絡信息技術，它的應用推動了汽車全自動化水平的提升。此后多家公司對線控制動技術進行了研究，如下表為各公司的線控制動系統(tǒng)產品。年份公司產品應用車型1997愛德克斯ECB豐田Prius2001博世SBC奔馳CLS跑車、SL跑車和E級車2009天合SBC福特的Fusion和MercuryMilan2013博世iBooster特斯拉全系2014布雷博BremboBBWF1賽車2016大陸集團MKC1阿爾法羅密歐Giulia線控制動系統(tǒng)發(fā)展歷程與定義01其中，2013年德國博世公司成功開發(fā)出Booster系統(tǒng)，集成多種主動安全配置，提升了車輛安全性，是目前市場占有率最高的線控制動產品。下圖左是第1代產品，完成度不高，在國內也沒有使用；下圖右是第2代產品，體積大幅縮小，控制精度也有所提高。發(fā)展歷程德國大陸集團的電子液壓制動系統(tǒng)MKC1，可實現100%的制動能量回收。2016年，在法蘭克福工廠實現量產，主要面向歐洲市