电子技术的飞速发展及在工程机械上的广泛应用,使得工程机械的智能化程度越来越高,特别是在控制器技术被引入工程机械控制领域后,给工程机械的发展带来了划时代的变化,工程机械的操作便利性、安全性、燃油经济性都得到了大幅提高。
然而,电子设备的大量使用,必然导致车身布线越来越长愈来愈复杂,运行可靠性降低、故障维修难度增大,特别是电子控制单元的大量引入,为了提高信号的利用率,要求人批的数据信息能在不同的控制单元中共享,大量的控制信号也需要实时交换,传统线束已远远不能满足这种需求。在这种情况下,将串行通讯总线系统引入可以有效解决上述问题。CAN总线技术的引入彻底改变了工程机械控制领域的面貌,分布式控制系统完全取代了集中式控制系统,在众多具有CAN功能的控制器、传感器和执行器的支持下,繁琐的现场连线被单一、简洁的现场总线网络所替代,系统设计更加灵活、信号传输质量也大幅提高。
CAN总线技术的应用特点
(1)CAN网络上任何一节点均可作为主结点主动地与其他节点交换数据,大大提高系统的性能。
(2)CAN网络节点的信息帧可分出优先级,且单帧字节长度短,有很好的实时性。
(3)CAN的物理层及数据链路层采用独特的设计技术,使其在抗干扰,错误监测能力等方面的性能均超过其他总线。
(4)CAN的通信速率相当高。当网络线的长度不超过40米时,其通信速率可达1Mbit/s。
(5)CAN总线每帧数据都含有CRC校验及其他校验措施,数据出错率低。
(6)CAN总线节点在严重错误的情况下,可自动切断与总线的通信联系,以使总线上的其他操作不受影响。
CAN在工程机械中的应用
CAN由于具有良好的运行特性、极高的可靠性和独特的设计,不但特别适合现代工程机械及汽车各电子单元之间的互连通讯,而且日益受到其他业界的欢迎,并被公认为最有发展前途的现场总线之一。
在众多半导体厂商的支持下,国际上一些著名的工程机械大公司如CAT、VOLVO、利勃海尔等都在自己的产品上广泛采用CAN总线技术来提高产品的技术档次及可靠性。下面就CAN总线在半主动油气悬架加以说明。
在工程机械半主动变阻尼油气悬架控制中,利用CAN网络作为悬架之间交换信息的通道,变集中控制为分布式控制,大大地简化了线束及器件的布置,提高了可靠性。4个节点的优先权按降序排列依次为:右前轮——左前轮——右后轮——左后轮。数据帧包含三字节数据,其中两个字节为非悬架质量加速度,一个字节为可调阻尼器的相对开度值。通讯速率为300kbit/s。实际应用结果表明网络运行良好,悬架的减震达到预期要求,而且在诸如启动、急刹车、急转弯等特殊工况下,通过网络的合理调度,提高了车辆的抗俯仰、侧倾的能力,改善了操纵的稳定性。
众多的国际知名公司早在20世纪80年代初就积极致力于工程机械及汽车局域网的应用及研究。进入90年代,这些曰趋成熟的技术在国外已广泛地应用于工程机械领域。为缩短与国际先进水平的差距,研究和开发自己的工程机械局域网系统势在必行。
热门推荐