车辆电子控制技术报告第三次作业-CANCCP协议在发动机标定系统中的应用-北京理工大学.docx资源-CSDN文库

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车辆电子控制技术报告（3）

CAN/CCP 协议在发动机标定系统中的应用

姓名：xxx

学号：xxx

（北京理工大学机械与车辆学院车辆工程，北京 100081）

摘要：介绍了 CAN总线的特点及其通讯协议。采用内嵌 CAN控制器的 MC68376

单片机，通过 CAN总线传输单片机采集的所有信号，并利用 Vector公司的 CANape

设计上位机软件标定界面，利用 CCP协议对发动机参数进行标定。

随着汽车电子技术的迅速发展，汽车上电子控制装置越来越多，必然导致车

身布线长且复杂，运行可靠性降低，故障维修难度大。为了提高信号的利用率，

要求大批数据信息能在不同的电控单元中共享，同时汽车综合控制系统中大量的

控制信号也需要实时交换。但是，传统的电气系统大多采用点对点的单一通信方

式，已远不能满足这种需求。所以，人们开始利用在借鉴计算机网络和现场控制

的基础上发展起来的汽车网络技术。

控制器局域网 CAN(Controller Area Net-work)是 80 年代初德国 Bosch 公司为

解决现代汽车中众多控制单元、测试仪器之间的实时数据交换而开发的一种串行

通信协议，于1991 年 9 月形成技术规范 2．0 版本。该版本包括2．0A 和 2．0B

两个部分，其中2．0A 给出了报文标准格式(11 位)，2．0B 给出了报文的标准和

扩展(29 位)两种格式。世界上一些著名的汽车制造商，如奔驰、奥迪、宝马、雷

诺、大众、沃尔沃等都已经使用了 CAN 总线来实现汽车内部控制系统与各检测

和执行机构间的数据通信。CAN 被公认为最有发展前途的现场总线之一，目前

支持 CAN 协议的有 INTEL，MOTOROLA，PHILIPS，SIEMENS，NEC，等著

名公司。

本数采系统用于对发动机转速信号、机油压力信号、缸压信号、振动信号、

电流信号和电压信号等的数据采集和显示，以及这些信号与智能节点的通信等。

车辆电子控制技术报告（3）

曲线是指按数据对存储的数据，曲线的每一节点由 (Y,Z)数据对表示。这些

数据通常表示一些控制参数所对应的修正曲线，比如传感器和执行机构标定曲线

等。

MAP 图是指存贮一系列工况节点上的控制参数的三维数组。它一般是以工

况点的特征量作为横坐标和纵坐标，以控制参数作为第三维坐标的三维数组。如

柴油机的基本喷油量 MAP，就是多条由转速和喷油量数据对构成的曲线，按照

油门踏板位置传感器开度组织在一起构成的，对于不在 MAP 图工况点上的点，

由插值法求出控制量的大小。

电控系统许多参数的计算都是由程序根据发动机实际工况查询 MAP 图，经

过参数修正得到的，发动机工作受最新 MAP 图数据的控制。MAP 图是由实验获

取的，在各个工况点上，实验人员可以借助在线标定系统实时的修改喷油量、喷

油提前角、换挡规律和其它一些参数，使发动机在该工况点的性能最佳。从而完

善发动机性能，最终达到优化的目的。

需要测量的参数：转速，油门踏板位置，进气温度，进气压力，冷却水温，

机油压力，机油温度，燃油压力等。

需要标定的参数：怠速目标值曲线，调速特性曲线，供油延迟曲线，供油正

时修正曲线，起动油量曲线，起动供油正时曲线，油泵特性 MAP，喷油正时 MAP，

冒烟极限 MAP，以及不同转速下 PID 的 MAP 图。

2. 通信协议

2.1 CAN 通信协议

CAN 属于总线式串行通信网络，由于采用了许多新技术以及独特的设计，

与一般的通信总线相比，具有了很多新的特性，概括如下:

1.通信方式灵活；网络上任一节点均可在任意时刻主动地向网络上其他节点

发送信息，不分主从。

2.多优先级；通过报文标识符，可为 CAN 节点赋予不同的优先级，满足系

统的实时要求，数据最快可在 134 微秒内得到传输。

车辆电子控制技术报告（3）

3.采用非破坏性总线仲裁技术；当多个节点同时向总线发送消息时，优先级

较低的节点会主动的退出发送，而最高优先级的节点不受影响继续传输数据，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不会出现网络

瘫痪。

4.CAN 的直接通信距离最远可达 10km(此时传输速率<5kb/s)，通信速率最高

可达 1Mb/s(此时通信距离<40m)。

5.CAN 总线通信格式采用短帧格式，传输时间短，受干扰概率较低，具有

极好的检错效果，并且每帧信息都有 CRC 校验及其他检错措施，保证了数据通

信的可靠性。

6.CAN 总线通信接口中集成了协议的物理层和数据链路层功能，可完成对

通信数据的成帧处理，包括位填充、数据块编码、优先级判别等工作。

7.CAN 的通信介质可为双绞线、同轴电缆或光纤，选择灵活。

2.1.1CAN 总线帧格式

CAN 遵从开放系统互连 OSI 七层参考模式，按照 IEEE802．2 和 IEEE802．3

标准，其通过接口集成了 CAN 协议的物理层和数据链路层功能，可完成对通讯

数据的成帧处理，包括位填充、数据块编码、循环冗余检验及优先级判别等项工

作。在系统中，数据按照携带的信息类型可分为 4 种帧格式：

1.数据帧是网络信息的主体，用于节点间数据传递。一个数据帧由7 个不同

的位场组成(如表 l 所示)：帧起始(SOF)、仲裁场、控制场、数据场、循环冗余校

验场(CRC)、应答场(ACK)、帧结束(EOF)。

2.远程帧是由在线单元发送，用于请求发送具有相同标识符的数据帧。其帧

格式与数据帧基本相同，但没有数据场。

3.出错帧是检测总线出错的一个信号标志，由两个不同场构成。第一个场由

来自不同节点的错误标志叠加，第二个场为错误界定符。CAN 协议采用 CRC 检

验并可提供相应的错误处理功能，保证数据通信的可靠性。

4.超载帧由超载标识和超载界定符组成，提供当前的和后续的数据帧或远程

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