21世纪以来,轿车上的部件越来越多的由电子操控单元(ECU)操控,如电子燃油喷发设备、防抱制动设备、安全气囊设备等等。跟着集成电路及单片机在轿车上的广泛使用,车上的ECU数量也随之增多。因此,若选用传统布线方法,即电线一端与开关相接,另一端与用电设备相通,将导致车上电线数目急剧添加,其质量将会占到总车质量的4%左右。而且,随之添加的杂乱电路也会下降车辆的牢靠性。为此,一种新的概念——车用操控器局域网络CAN(Controller Area Network)应运而生。
CAN总线技能
CAN总线又称作轿车总线,全称为“操控器局域网(Controller Area Network)”,意思是区域网络操控器,它将各个单一的操控单元以某种方法(多为星形)衔接起来,构成一个完好的体系。在该体系中,各操控单元都以相同的规矩进行数据传输交流和同享,称为数据传输协议。CAN总线最早是德国Bosch公司为处理现代轿车中许多的电控模块(ECU)之间的数据交流而开发的一种串行通讯协议。
在工程实践中CAN总线是对轿车中规范的串行数据传输体系的习气叫法。跟着车用电气设备越来越多,从发动机操控到传动体系操控,从行进、制动、转向体系操控到安全确保体系及外表报警体系,使轿车电子体系构成一个杂乱的大体系,而且都会集在驾驶室操控。别的,跟着近年来智能运输体系(ITS)的开展,以3G(GPS、GIS和GSM)为代表的新式电子通讯产品的呈现,它对轿车的归纳布线和信息的同享交互提出了更高的要求。CAN总线正是为满意这些要求而规划的。
CAN总线首要有四部分组成:导线、操控器、收发器和终端电阻。其间导线为由两根一般铜导线绞在一起的双绞线。操控器的效果是对收到和发送的信号进行翻译。收发器担任承受和发送网络上同享的信息。电阻是阻挠CAN总线信号发生改变电压的反射,当电阻呈现毛病,操控单元的信号无效。
CAN总线技能的特色及长处
CAN总线技能的特色。CAN作为一种多主总线,支撑分布式实时操控的通讯网络,选用了许多新技能及共同的规划,具有牢靠性、实时性和灵敏性。其特色如下:
CAN为多主方法作业,网络就任一点均可在恣意时间主动地向网络上其它节点发送信息,而不分主从,通讯方法灵敏;
CAN网络上的节点信息分红不同的优先级,可满意不同的实时要求,高优先级的数据最多可在134μs内得到传输;
CAN只需经过帧滤波即可完成点对点、一点对多点及大局播送等几种方法传送承受数据,无需专门“调度”;
CAN的通讯介质可为双绞线、同轴电缆或光纤,挑选灵敏;
CAN节点在过错严峻的情况下具有主动封闭输出功用,以使总线上其它节点的操作不受影响。
CAN总线技能的长处。
硬件计划的软件化完成,简化了规划,下降了本钱,且在数据更新添加新信息时,只需软件晋级即可,扩充性强;
操控单元对所传输的信息进行实时检测,具有过错诊断才能和主动恢复才能,节约出产保护本钱;
CAN总线契合国际规范,因此可使用不同类型操控单元间的数据传输;
数据同享减少了数据的重复处理,节约本钱。如关于具有CAN总线接口的电喷发动机,其它电器可同享其供给的转速、水温、机油压力温度等,可省去额定的水温、油压、油温传感器。
轿车上的CAN总线
因为轿车的许多部分都由独立的电子操控器进行操控,为了将整个电动轿车内各体体系一办理,完成数据同享和相互之间协同作业,使用CAN总线进行数据传递是一个必定的趋势。
现在轿车上的网络衔接方法首要选用2条CAN,一条用于驱动体系的高速CAN,速率一般可到达500kb/s,最高可达1000kb/s;另一条用于车身体系低速CAN,速率是100kb/s。
驱动体系CAN(CAN-High,也称动力主线)首要衔接对象是发动机操控器(ECU)、ABS操控器、安全气囊操控器等,它们的根本特征都是操控与轿车行进直接相关的体系。
车身体系CAN(CAN-Low,也称舒适总线)首要衔接和操控轿车内外部照明、灯火信号、空调、刮水电机、中心门锁与防盗操控开关、毛病诊断体系、组合外表及其它辅佐电器等。
有些高级车辆还有第3条CAN总线,即信息文娱总线,首要用于卫星导航及智能通讯体系。
当两条CAN总线(CAN-High和CAN-Low)其间一条线断路时,整个动力体系将无法正常作业,即不能进行单线传输,只要CAN-Low线呈现对地断路时还能正常作业。而因为舒适和信息文娱总线都设有坐落体系内各个操控单元中不同阻值的终端电阻,因此可完成单线传输。其整车办理体系的整体结构示意图如图1。
轿车总线体系的研讨与开展能够分为三个阶段:研讨轿车的根本操控体系(也称舒适总线),如照明、电动车窗、中心集控锁等;研讨轿车的首要操控体系(也称动力主线),如电喷ECU操控体系、ABS体系、主动变速器等;研讨轿车各电子操控体系之间的归纳、实时操控和信息反馈。
使用CAN总线构建一个车内网络,需求处理的关键技能包含:总线传输信息的速率、容量、优先等级、节点容量等技能问题;高电磁搅扰环境下的牢靠数据传输;确认最大传输时的延时巨细;网络的容错技能;网络的监控和毛病诊断功用。
车用CAN未来开展趋势
技能的先进性是CAN总线在轿车上使用的最大动力,也是轿车出产商竞相使用CAN总线的首要原因。在现代轿车的规划中,CAN已经成为有必要选用的设备,奔跑、宝马、群众、沃尔沃、雷诺等轿车都选用了CAN作为操控器联网的手法。据相关报导,我国首辆CAN网络体系混合动力轿车已在奇瑞公司安装成功,并进行运转。上海群众的帕萨特和POLO轿车上也开端引用了CAN总线技能。CAN总线操控技能是进步轿车功能的一条很好途径。但总的来说,现在CAN总线技能在我国轿车工业总的使用尚处于实验和起步阶段,绝大部分的轿车还没有选用轿车总线的规划,因此存在着不少坏处。
就像轿车电子技能在20世纪70年代引进%&&&&&%、80年代引进微处理器相同,现在数据CAN总线技能的引进也将是轿车电子技能开展的一个里程碑。