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浅谈汽车车载网络论文

导语：随着汽车工业日新月异的发展，现代汽车上使用了大量的电子控制装。下面是我为大家整理的浅谈汽车车载网络论文，欢迎阅读。

摘 要： 车载网络是现代汽车电子技术发展的必然趋势，本文就车载网络形成的必要性及其应用进行了系统地分析，以便更好地理解新一代汽车电子控制系统。

关键词： 车载网络 车身系统 动力传动系统 安全系统 信息系统

一、引言

随着汽车工业日新月异的发展，现代汽车上使用了大量的电子控制装置，许多中高档轿车上采用了十几个甚至二十几个电控单元，而每一个电控单元都需要与相关的多个传感器和执行器发生通讯，并且各控制单元间也需要进行信息交换，如果每项信息都通过各自独立的数据线进行传输，这样会导致电控单元针脚数增加，整个电控系统的线束和插接件也会增加，故障率也会增加等诸多问题。

为了简化线路，提高各电控单元之间的通信速度，降低故障频率，一种新型的数据网络CAN数据总线应运而生。CAN总线具有实时性强、传输距离较远、抗电磁干扰能力强;在自动化电子领域的汽车发动机控制部件、传感器、抗滑系统等应用中，CAN的位速率可高达1Mbps。同时，它可以廉价地用于交通运载工具电气系统中。

二、CAN总线简介

CAN，全称为“Controller Area Network”，即控制器局域网，是由ISO定义的串行通讯总线，主要用来实现车载各电控单元之间的信息交换，形成车载网络系统， CAN数据总线又称为CAN—BUS总线。它具有信息共享，减少了导线数量，大大减轻配线束的重量，控制单元和控制单元插脚最小化，提高可靠性和可维修性等优点。

CAN被设计作为汽车环境中的微控制器通信，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。其工作采用单片机作为直接控制单元，用于对传感器和执行部件的直接控制。每个单片机都是控制网络上的一个节点，一辆汽车不管有多少块电控单元，不管信息容量有多大，每块电控单元都只需引出两条导线共同接在节点上，这两条导线就称作数据总线（Bus）。CAN数据总线中数据传递就像一个电话会议，一个电话用户就相当于控制单元，它将数据“讲入”网络中，其他用户通过网络“接听”数据，对这组数据感兴趣的用户就会利用数据，不感兴趣的用户可以忽略该数据。

一个由CAN总线构成的单一网络中，理论上可以挂接无数个节点，但实际应用中，所挂接的节点数目会受到网络硬件的电气特性或延迟时间的限制。使用计算机网络进行通信的前提是，各电控单元必须使用和解读相同的“电子语言”，这种语言称“协议”。汽车电脑网络常见的传输协议有多种，为了并实现与众多的控制与测试仪器之间的数据交换，就必须制定标准的通信协议。随着CAN在各种领域的应用和推广，1991年9月Philips Semiconductors制定并发布了CAN技术规范（Version 2.0）。该技术包括A和B两部分。2.0A给出了CAN报文标准格式，而2.0B给出了标准的和扩展的两种格式。1993年11月ISO颁布了道路交通运输工具—数据信息交换—高速通信局域网国际标准ISO 11898，为控制局域网的标准化和规范化铺平了道路。美国的汽车工程学会SAE 2000年提出的J 1939，成为货车和客车中控制器局域网的'通用标准。

三、CAN-BUS数据总线的组成与结构

CAN-BUS系统主要包括以下部件：CAN控制器、CAN收发器、CAN-BUS数据传输线和CAN-BUS终端电阻。：

1．CAN控制器，CAN收发器

CAN-BUS上的每个控制单元中均设有一个CAN控制器和一个CAN收发器。CAN控制器主要用来接收微处理器传来的信息，对这些信息进行处理并传给CAN收发器，同时CAN控制器也接收来自CAN收发器传来的数据，对这些数据进行处理，并传给控制单元的微处理器。

CAN收发器用来接收CAN控制器送来的数据，并将其发送到CAN数据传输总线上，同时CAN收发器也接收CAN数据总线上的数据，并将其传给CAN控制器。

2．数据总线终端电阻

CAN-BUS数据总线两端通过终端电阻连接，终端电阻可以防止数据在到达线路终端后象回声一样返回，并因此而干扰原始数据，从而保证了数据的正确传送，终端电阻装在控制单元内。

3．数据传输总线

数据传输总线大部分车型用的是两条双向数据线，分为高位﹝CAN-H﹞和低位﹝CAN-L﹞数据线。为了防止外界电磁波干扰和向外辐射，两条数据线缠绕在一起，要求至少每2.5cm就要扭绞一次，两条线上的电位是相反的，电压的和总等于常值。

四、车载网络的应用分类

车载网络按照应用加以划分，大致可以分为4个系统：车身系统、动力传动系统、安全系统、信息系统。

1．动力传动系统

在动力传动系统内，动力传动系统模块的位置比较集中，可固定在一处，利用网络将发动机舱内设置的模块连接起来。在将汽车的主要因素—跑、停止与拐弯这些功能用网络连接起来时，就需要高速网络。

动力CAN数据总线一般连接3块电脑，它们是发动机、ABS/EDL及自动变速器电脑（动力CAN数据总线实际可以连接安全气囊、四轮驱动与组合仪表等电脑）。总线可以同时传递10组数据，发动机电脑5组、ABS/EDL电脑3组和自动变速器电脑2组。数据总线以500Kbit/s速率传递数据，每一数据组传递大约需要0.25ms，每一电控单元7~20ms发送一次数据。优先权顺序为ABS/EDL电控单元→发动机电控单元→自动变速器电控单元。

在动力传动系统中，数据传递应尽可能快速，以便及时利用数据，所以需要一个高性能的发送器，高速发送器会加快点火系统间的数据传递，这样使接收到的数据立即应用到下一个点火脉冲中去。CAN数据总线连接点通常置于控制单元外部的线束中，在特殊情况下，连接点也可能设在发动机电控单元内部。

2．车身系统

与动力传动系统相比，汽车上的各处都配置有车身系统的部件。因此，线束变长，容易受到干扰的影响。为了防干扰应尽量降低通信速度。在车身系统中，因为人机接口的模块、节点的数量增加，通信速度控制将不是问题，但成本相对增加，对此，人们正在摸索更廉价的解决方案，目前常常采用直连总线及辅助总线。

舒适CAN数据总线连接一般连接七个控制单元，包括中央控制单元、车前车后各一个受控单元及四个车门的控制单元。舒适CAN数据传递有七大功能：中控门锁、电动窗、照明开关、空调、组合仪表、后视境加热及自诊断功能。控制单元的各条传输线以星状形式汇聚一点。这样做的好处是：如果一个控制单元发生故障，其他控制单元仍可发送各自的数据。该系统使经过车门的导线数量减少，线路变得简单。如果线路中某处出现对地短路，对正极短路或线路间短路，CAN系统会立即转为应急模式运行或转为单线模式运行。

数据总线以62.5Kbit/s速率传递数据，每一组数据传递大约需要1ms，每个电控单元20ms发送一次数据。优先权顺序为：中央控制单元→驾驶员侧车门控制单元→前排乘客侧车门控制单元→左后车门控制单元→右后车门控制单元。由于舒适系统中的数据可以用较低的速率传递，所以发送器性能比动力传动系统发送器的性能低。

整个汽车车身系统电路主要有三大块：主控单元电路、受控单元电路、门控单元电路。

主控单元按收开关信号之后，先进行分析处理，然后通过CAN总线把控制指令发送给各受控端，各受控端响应后作出相应的动作。车前、车后控制端只接收主控端的指令，按主控端的要求执行，并把执行的结果反馈给主控端。门控单元不但通过CAN总接收主控端的指令，还接收车门上的开关信号输入。根据指令和开关信号，门控单元会做出相应动作，然后把执行结果发往主控单元。

（1）安全系统

这是指根据多个传感器的信息使安全气囊启动的系统，由于安全系统涉及到人的生命安全，加之在汽车中气囊数目很多，碰撞传感器多等原因，要求安全系统必须具备通信速度快、通信可靠性高等特点。

（2）信息系统

信息系统在车上的应用很广泛，例如车载电话、音响等系统的应用。对信息系统通信总线的要求是：容量大、通信速度非常高。通信媒体一般采用光纤或铜线，因为此两种介质传输的速度非常快，能满足信息系统的高速化需求。

五、CAN总线技术在汽车中应用的关键技术

利用CAN总线构建一个车内网络，需要解决的关键技术问题有：

（1）总线传输信息的速率、容量、优先等级、节点容量等技术问题

（2）高电磁干扰环境下的可靠数据传输

（3）确定最大传输时的延时大小

（4）网络的容错技术

（5）网络的监控和故障诊断功能

（6）实时控制网络的时间特性

（7）安装与维护中的布线

（8）网络节点的增加与软硬件更新(可扩展性)

六、结束语

CAN总线作为一种可靠的汽车计算机网络总线，现已开始在先进的汽车上得到应用，从而使得各汽车计算机控制单元能够通过CAN总线共享所有的信息和资源，以达到简化布线、减少传感器数量、避免控制功能重复、提高系统可靠性和可维护性、降低成本、更好地匹配和协调各个控制系统之目的，随着汽车电子技术的发展，具有高度灵活性、简单的扩展性、优良的抗干扰性和纠错能力的CAN总线通信协议必将在汽车电控系统中得到更广泛的应用。

参考文献

[1] 王箴．CAN总线在汽车中应用[N]．中国汽车报．2004．

[2] 邬宽明．CAN总线原理和应用系统设计．航空航天大学出版社．1996．

[3] 周震．基于CAN总线的车身控制模块．南京航空航天大学．2005．

[4] 李刚炎，于翔鹏．CAN总线技术及其在汽车中的应用．中国科技论文在线．

[5] 杨维俊．汽车车载网络系统．北京：机械工业出版社．2006．

[6] 李东江，张大成．汽车车载网络系统原理与检修．北京：机械工业出版社．2005．

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工程机械行业是制造业的重要组成部分,对国家经济的发展起著至关重要的作用。下面是我为大家整理的，供大家参考。

范文一：工程机械液压控制系统技术研究

作为一种实际应用效果良好的控制系统，工程机械液压系统在近期得到了长足的发展和进步。该项课题的研究，将会更好地提升液压控制系统的实际效果，从而保证工程机械的良好运转。本文从概述相关内容着手本课题的研究。

一、概述

在城市建设日新月异的今天，大型工程机械已经成为城市工程专案中不可或缺的工具。而液压控制系统是大型工程机械中最为重要的组成部分，起到控制和稳定的作用。工程机械在作业当中，负荷变化非常大，有时候功率从零直接加到无穷大，这也就需要机械的控制系统要迅速地做出调整;另外，工程机械在操作的过程中，机械的多个部件往往需要同时工作，控制系统需要传动和控制相协调，这也对机械的液压系统带来了很大的考验。液压控制系统主要用于工程机械的控制系统当中，其工作原理就是把机械能先转化为液压能，然后经过调节和分配之后，再把液压能转化为机械能，以达到对机械各个部件进行控制的目的。当液压泵受到发动机传输过来的机械能后，液压阀对系统的压力、方向、流量等进行调整，使其达到要求的指标。液压控制系统具有许多优点，比如占用空间小，操作灵活方便等，其自动程度非常高，操作起来十分方便，因此系统的使用越来越广泛。但是，这也带来了一些问题，因为液压控制系统的内部结构非常复杂，科技含量也非常高，操作人员必须了解系统的工作原理，正确操作以防出现问题，而且对液压系统的维护保养就成了非常必要的环节，这也就需要维护人员深入地了解液压系统结构与原理，定期对液压系统进行维护，以保证液压系统能够始终处于最佳的工作状态。

二、工程机械液压控制系统的技术分析

1.负流量控制

负流量控制，是指控制压力与排量成反比。在换向阀的中位回油道上有一个节流孔，油液通过节流孔产生压差，将节流口的前压力引至泵变数机构来控制泵的排量。通过节流孔的流量越大，节流口前的先导压力越大，泵的排量就会减少。泵的排量与先导压力成反比的关系，故称负流量控制。这种控制技术具有稳定性好、响应快、可靠性和维修性好等特点，因流量与负载有关，可控制性较差，而且多路阀的主回油路上存在少量的溢流损失。

2.正流量控制

正流量控制的目的是为了用容积调速代替定量系统中的节流调速，以提高系统效率，与负流量控制相反，控制压力与泵源排量成正比。与负流量控制不同的是正流量控制的泵源先导控制压力来自手柄，这样可以更有效地消除无负载动作时的空流损失。工作时，系统流量与先导操纵压力相适应，能减少节流损失，但不能完全消除。虽然与负流量相比操作性更好更直接，节能效果稍好，缺点是控制系统较复杂，由于控制回路中增加梭阀组，影响了系统的响应速度，而且系统中还是存在少量节流损失。

3.负载敏感控制系统

负载敏感控制系统，简称LS系统，它是是一种利用泵的出口压力与负载压力差值的变化而使系统流量随之相应变化的技术。该系统是利用梭阀将多个执行机构中最大负载压力取出，并与泵源输出压力之间相比较，形成固定值压差，其值为泵头调节阀块中LS弹簧设定压力，以推动变数泵变数机构动作，使泵源的流量输出始终和执行元件流量需求保持一致。由于LS差值的存在，泵源压力始终高于最大负载压力，约1.8MPa。但当该系统执行元件流量需求大于泵源流量，即流量供小于求时，系统无法自动分配流量。

三、液压系统故障诊断的基本技能和方法

技术维修人员要对液压系统的基本结构掌握好，弄清楚整体液压系统的工作原理和各主要部件的主要功能，并且对液压元件的使用特点进行详细的了解。在掌握了上述基本的技能之后，还要有一定的液压装置执行管理经验，提高处理紧急情况的能力。维修技术人员，还需要学会使用基本的检测仪器，在凭个人经验技术不能确定液压装置故障的情况下，需要使用相关的专业检测仪器进行故障检测，以提高故障检测的准确率。常见诊断方法介绍：

1.直观检查法。直观检查法就是技术人员直接通过对液压系统的看、听、摸等感觉器官进行检查，再结合个人的实际经验，对故障进行分析和判断。具体说来，要观察液压油的颜色，通过和相应的标准进行对比，得出合理的结论，一些液压元件，由于使用温度的变化，也会导致颜色发生变化，比较常见的，是银白色的液压元件，在高温、高负荷的工作环境下，会逐渐变成暗黄色，时间长了，如果液压元件超负荷运转时间长了，就容易出现颜色的明显变化，这就通过肉眼的观察，可以直接得出结果。通过用手触控，也是一种分析判断液压装置故障的良好方法，正常的液压元件应该是光滑、质地细密的，如果用触控相关的元件时，感觉到粗糙、扎手，那就很可能是液压元件出现硬伤。因此，通过手的触控，可以发现这种问题。

2.排除分析法。逻辑分析法，主要是通过对液压系统的整体把握，通过排除一些不可能发生故障的环节，进而逐步缩小故障产生的范围，减少不必要的大范围检查，这样可以逐步提高装置故障诊断的准确率。除此之外，在排除分析法的基础上，还可以使用逻辑分析法。

四、工程机械液压控制系统的维护

1.液压油的选择与更换

液压油的化学成分会在液压系统的工作过程中发生变化，因此经过长时间的使用，油液的效能就会降低，无法满足液压系统的需要，此时就需要对系统中的液压油进行更换。更换液压油应使用设计要求的液压油型号。为了防止发生化学变化，不能混合使用不同型号的液压油。在液压系统使用过程中，油液可能会对系统产生污染，油液污染容易是引起系统的故障。这种因素给装置的威胁是很普遍的，由其引起的故障数量占到系统故障总量的70%～80%。所以，预防液压系统的污染应当在使用过程引起的足够重视。首先需要提高油液的清洁度，油液中存在的污染物，会对系统元件寿命和稳定性造成危害，油液的清洁度不高是引起液压系统故障的主要因素。

2.防止固体杂质混入液压系统

清洁的液压油是液压系统的生命。液压系统中有许多精密偶件，有的设阻尼小孔或缝隙等。若固体杂质入侵将造成精密偶件拉伤、发卡、油道堵塞等，危及液压系统的安全执行。一般固体物质入侵途径有：液压油不洁;加油工具不洁;加油和维修、保养不慎;液压元件脱屑等。

3.防止空气和水入侵液压系统

1要防止空气入侵液压系统

在常压常温下液压油中含有容积比为6%～8%的空气，压力降低时空气会从油中游离出来，气泡破裂使液压元件“气蚀”，产生噪声。大量的空气进入油液中将使“气蚀”现象加剧，液压油压缩性增大，工作不稳定，降低工作效率，执行元件出现“爬行”等不良后果。另外，空气还会使液压油氧化，加速其变质。

2要防止水入侵液压系统

液压油中含有过量水分会使液压元件锈蚀，油液乳化变质、润滑油膜强度降低，加速机械磨损。除了维修保养时要防止水分入侵外，还要注意储油桶不用时要拧紧盖子，最好倒置放置。

五、结语

通过对工程机械液压控制系统技术的相关研究，我们可以发现，在当前条件下，液压控制系统故障的判断方法是多样的，有关人员应该从工程机械液压控制系统的客观实际出发，研究制定最为科学合理的液压控制系统技术实施方案。

范文二：工程机械自动化发展技术分析

摘要：根据相关资料显示，我国的工程机械工作环境多数在户外，因此具有一定的特殊性，所以需要工程机械自动化装置具有较高的质量，因而导致专业性较高的控制器在工程机械行业中受到了广泛关注。随着我国经济建设飞速发展，工程机械行业的发展程序逐渐加快。由于我国工程机械自动化发展起步较晚，缺乏相关经验，所以当前的工程机械自动水平与国外相比，还是存在一定的差距。

关键词：工程机械;自动化;技术浅析

0前言

所谓工程机械自动化，指的就是机械制造业中利用自动化发展技术，对加工目标进行持续的自动生产，从而达到提升生产速度，加快生产过程中投物、转变以及传送环节速度的目的。在工程机械行业中使用自动化发展技术，能够有效的弥补传统手工操作的不足之处，并且不需要操作者有很高的学历与技术，因为自动化的发展技术操作简单，易懂易学。另外，由于在操作中使用机械进行自动控制，所以生产速度快，工作效率高，生产出的产品品质也较高。因此在工程机械中自动化技术得到了广泛的应用，并且在高速发展的机械制造行业中逐渐的成为发展的重点。

1工程机械自动化的定义

工程机械自动化，指的就是在工程机械制造业中，对于自动化技术的应用，并能够在一定程度上有效的促使加工目标进行持续的生产，从而提升自动化生产发展并加快生产投物、加工转变速度的过程[1]。在我国，工程机械自动化的发展与利用，应经逐渐的成为当前机械制造业中促进相关技术改革、发展与更新的重要目标与手段，同时也成为衡量工程机械自动化技术水平是标准。在机械制造业中，应用自动化技术，一方面能够促进工程机械制造业的发展，另一方面能够直接影响到我国国民经济中各个部门的技术应用与发展程序。

2分析当前我国工程机械自动化的发展技术

2.1现代化的工程机械自动化技术

我国的工程自动化技术发展到今天，应经从简单转为复杂，从部分转变为全面，并且应用范围也在不断的扩大，因此增大了工程机械生产过程中的灵活性。随着社会程序的不断发展，工程机械自动化技术的应用也发生了变化，结合机械行业的发展背景，不断的进行技术方面的创新与完善。因此，根据当前我国的发展现状，需要发展现代化的工程机械自动化技术。与此同时，还应当考虑到当前我国实际的国情与发展背景，不能过分强调自动化操作，因为这样会不仅会在一定程度上提升生产成本，也会威胁到基层劳动力的发展[2]。现如今，既能符合我国国情，又能满足行业需求、适应社会发展的工程机械自动化技术的发展目标是：借鉴国外机械行业的成功经验，引进符合我国机械行业的发展情况的先进技术与装置，对机械装置进行适当的优化，追求部分自动化，允许人工操作，充分完善自动化资讯系统，提升计算机管理的工作效益。这样的解决措施不仅能有效的提升我国机械自动化发展的程序，还能有效的降低成产成本，为劳动力提供更多的就业机会。

2.2根据当前机械行业的实际生产情况制定的自动化技术

在现代化的企业管理模式中，优异的技术都是通过不断实践中得出的，多数都是在实践过程中发现了问题，从而确立了研究目标，最终通过不懈的努力研究出结果，并将这一结果应用与实际的生产过程中，解决出现等问题。而工程机械自动化技术就是这样，“取之于实践，用之于实践”，贯彻以生产发展的需求的基本原则，利用这一原则制定能够有效解决问题的生产技术。另外，我国的工程机械自动化技术的发展也需要结合实际的发展现状，不能过分追求整体自动化，以求缩短生产周期，这样会导致人工与机械装置工作效率降低。但是也不能不使用自动化技术，因为有很多的工作都依靠这一技术，所以不适用自动化技术将会增大人工工作量，延长生产周期。另外，因为我国的工程机械自动化行业发展起步较晚，所以很多生产技术不够成熟，因此导致生产处的产品质量与实用性较差。所以在完善生产技术时不仅需要几何当前该行业的实际生产情况，还需要在提升自动化工作效率的同时，确保产品质量与数量，这样才能有效的提升经济利益。

2.3具有低成本、成效快等特质的工程机械自动化技术

当前我国的工程机械自动化技术的应用范围有限，主要原因是生产成本过高。从产品的研发开始到生产调整，一直到最后的生产，这些环节够很复杂，所以如果使用自动化机械装置将会极大的提升生产成本。因此我国很多的中小型企业由于预算成本等原因不能引进很多自动化装置，在部分环节中仍然使用人工技术。并且从企业受益的角度考虑，就会发现，如果大量的引进自动化装置其实并不能马上获得经济收益，有很多企业可能在引进装置进行生产后仍然不能度过亏损期，因此工程机械自动化技术在我国的应用范围非常有限。根据相关资料表明，在我国，中小型企业是社会发展主流，并且很多企业的生产成本都是有限的。因此，想要扩大自动化技术的应用范围，就应当顺应时代潮流，减少该技术带来的生产成本，扩大自动化技术的可执行性[3]。另外，西方发达国家已经研究出低成本、高收益的工程机械自动化技术，所以我国的企业可以在自身实际生产机械装置的基础上，适当的引进先进的自动化装置，将自动化装置与原有的机械装置进行有机的结合，合理安排生产流程与装置位置，尽可能的发挥出自动化装置在管理方面的优势以及人工操作的灵活性，创造出人机和谐发展的生产系统。这样做，不仅可以进一步的提升生产效率，还能最大化的节省生产成本，提升企业经济收益。

3结论

综上所述，现如今如果想在工程机械的行业中发展自动化技术，一方面需要有较高的起点，紧跟时代发展脚步，吸取国内外机械行业中的成功经验，改善自身的不足之处。另一方面应当引进先进的、低成本的自动化技术，将改善与普及进行有机的结合，促使我国工程机械自动化的发展技术能够稳定、健康的发展。

参考文献：

[1]钟建业.工程机械自动化的发展技术浅析[J].轻工科技,201512:85-86.

[2]张西平.机械制造自动化技术特点与发展趋势[J].河南科技，201308:78+82.

[3]邢巧莹.浅析自动化技术在机械工程中的应用[J].科技经济市场，201507：5.