一、引言
20世紀80年代以來,隨著集成電路和單片機在汽車上的廣泛應用, 汽車上電子控制單元越來越多, 例如電子燃油噴射裝置、防抱死制動裝置(ABS)、安全氣囊裝置、電控門窗裝置和主動懸架等等。在這種情況下,如果仍采用常規(guī)的布線方式,即電線一端與開關相接,另一端與用電設備相通,將導致車上電線數(shù)目急劇增加,使得電線的質量占整車質量的4%左右。另外,電控系統(tǒng)的增加雖然提高了轎車的動力性、經濟性和舒適性,但隨之增加的復雜電路也降低了車輛的可靠性,增加了維修的難度。為此,改革汽車電氣技術的呼聲日益高漲。因此,一種新的概念——車用控制器局域網絡CAN應運而生。
二、CAN簡介
CAN是控制器局域網絡(Controller Area Network)的簡稱,它是由德國的Bosch公司及幾個半導體生產商開發(fā)出來的,CAN 總線是一種串行多主站控制器局域網總線。它具有很高的網絡安全性、通訊可靠性和實時性,簡單實用,網絡成本低。特別適用于汽車計算機控制系統(tǒng)和環(huán)境溫度惡劣、電磁輻射強和振動大的工業(yè)環(huán)境。
三、CAN總線技術特點
CAN總線可有效支持分布式控制或實時控制,通信介質可以是雙絞線,同軸電纜或光纖,其主要特點是:
(1)CAN總線為多主站總線,各節(jié)點可在任意時刻向網絡上的其他節(jié)點發(fā)送信息,不分主從,通信靈活。
(2)CAN總線采用獨特的非破壞性總線仲裁技術,優(yōu)先級高的節(jié)點優(yōu)先傳送數(shù)據,可滿足實時性要求。
(3)CAN總線具有點對點、一點對多點及全局廣播傳送數(shù)據的功能。
(4)CAN總線采用短幀結構,每幀有效字節(jié)數(shù)最多為8個,數(shù)據傳輸時間短,并有CRC及其他校驗措施,數(shù)據出錯率極低。
(5)CAN總線上某一節(jié)點出現(xiàn)嚴重錯誤時,可自動脫離總線,而總線上的其他操作不受影響。
(6)CAN總線系統(tǒng)擴充時,可直接將新節(jié)點掛在總線上,因而走線少,系統(tǒng)擴充容易,改型靈活。
(7)CAN總線最大傳輸速率可達1Mb/s(此時通信距離最長為40m),直接通信距離最遠可達10km(速率5kbps以下)。
(8)CAN總線上的節(jié)點數(shù)主要取決于總線驅動電路。在標準幀(11位報文標識符)可達110個,而在擴展幀(29位報文標識符)其個數(shù)幾乎不受限制。
四、 CAN總線技術在汽車中的應用優(yōu)勢
CAN總線技術在汽車中的應用具有以下優(yōu)勢:
(1)信息共享
采用CAN總線技術可以實現(xiàn)各ECU之間的信息共享,減少不必要的線束和傳感器。例如具有CAN總線接口的電噴發(fā)動機,其它電器可共享其提供的轉速、水溫、機油壓力、機油溫度、油量瞬時流速等,這樣一方面可省去額外的水溫、油壓、油溫傳感器,另一方面可以將這些數(shù)據顯示在儀表上,便于司機檢查發(fā)動機運行工況,從而便于發(fā)動機的保養(yǎng)維護。
