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CAN-BUS总线技术将汽车电脑串联起来
时间:2015-08-18 17:18:39   来源:bk.jnesc.com   作者:拉萨布达拉
百科名片
CAN-BUS(Controller Area Network-BUS)全称是“控制器局域网总线技术”,简称CAN总线技术。该技术最早利用于飞机、坦克等武器电子系统的通讯联络上。欧洲是最早将该技术运用到民用中的地区,当地的汽车工程师在汽车上利用这种总线网络用于车上各种传感器数据的传递。
词条内容

 

目录
关于CAN-BUS
CAN-BUS的工作原理
CAN总线技术连接方式
CAN总线技术优势
CAN总线技术发展趋势


关于CAN-BUS


        CAN-BUS由以研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH公司在20世纪80年代初开发的,一种用于解决现代汽车中众多控制与测试仪器之间的数据交换的串行数据通信协议。该技术最终成为国际标准(ISO 11898),是国际上应用最广泛的现场总线之一。 在北美和西欧,CAN总线协议已经成为汽车计算机控制系统和嵌入式工业控制局域网的标准总线,并且拥有以CAN为底层协议专为大型货车和重工机械车辆设计的J1939协议。


CAN-BUS的工作原理


        目前汽车上运用的电子产品越来越多,例如电子燃油喷射装置、ABS装置、安全气囊装置、电动门窗、主动悬架等等。同时遍布于车身的各种传感器会实时的监测车辆的状态信息,并将此信息发送至相对应的控制单元内。


        车越高级,车身上的控制单元也就越多,而每个控制单元都会有一台独立电脑,对单元内的信息进行处理和分析,发号指令。比如发动机控制单元会接受来自进气压力传感器、发动机温度传感器、油门踏板位置传感器、发动机转速传感器等等的信息,在经过分析和处理后会发送相应的指令来控制喷油嘴的喷油量、点火提前角等等,然而每个单元就好比一个公司旗下的单个部门,部门领导会对其下属员工进行管理。


        但是车身的这些控制单元不是独立工作的,它们作为一个整体,需要信息的共享,信息如何传递就成立一个大问题。比如发动机控制单元内的发动机转速与油门踏板位置这两个信号也需要传递给自动变速器的控制单元,然后自动变速器控制单元会据此来发出升档和降档的操作指令。


        而目前车辆上的信息传递形式有两种。第一种是每项信息都通过各自独立的数据线进行交换。若是两个控制单元间需要传递5种信息,那么就需要5根单独的数据线。也就是说信息的种类越多,数据线的数量和控制单元的针脚数就会越大,然而这些复杂繁多的线束无疑会增加车身重量,也为整车的布线带来一定困难。


        还有一种是CAN数据总线,控制单元之间的所有信息都通过两根数据线进行交换。通过该种方式,所有的信息,不管信息容量的大小,都可以通过这两条数据线进行传递,这种方式充分的提高了整个系统的运行效率。这种一线一用的专线制改为一线多用制,可以大大减少汽车上电线的数量,同时也简化了整车的布线。


CAN总线技术连接方式


        用于驱动系统的高速CAN总线,该方式的速率可达到500kb/s,高速CAN总线主要连接发动机控制单元、ABS控制单元、安全气囊控制单元、组合仪表等这些与汽车行驶直接相关的系统。这些系统由于信息传递量较大而且对于信息传递的速度有很高的要求,所以则需要高速CAN总线来满足其信息传递的需要。另一种是用于车身系统的低速CAN总线,速率为100kb/s。这一种主要连接像中控锁、电动门窗、后视镜、车内照明灯等对数据传输速率要求不高的车身舒适系统上。当然对于中高级轿车还有一些如娱乐系统或智能通讯系统的总线,它们的传输速率更高,可以超过1Mb/s。


        在CAN总线技术中控制单元间会采用一种特定速率的总线系统,这种根据各自需求来使用不同CAN总线的方式可以对资源进行优化,降低整车的成本。在此技术中还有一种子总线系统,其主要连接电器开关与控制单元,或者传感器与控制单元之间。比如电动车窗的按键与相应控制单元间则采用的是子总线系统。这种子总线系统主要是传递系统内相对数据量较少的数据,当然它的数据传输速率更低,而且采用的是单线制。


CAN总线技术优势


        1、比传统的布线方式的数据传输速度更高。
        2、比传统布线方式要节省线束,降低了车身重量,同时优化了车身的布线方式。
        3、以CAN总线方式连接的控制单元中有一个发生故障,其它控制单元仍可发送各自的数据,互不影响。
        4、CAN数据总线为双线制,如果有一条发生故障,CAN系统会转为单线运行模式,提高了整车的稳定性。
       5、CAN系统的双线在实际中是像“麻花”一样缠绕在一起的,这样可以有效的防止电磁波的干扰和向外辐射。
        6、基于CAN总线系统可以实现更丰富的车身功能。


CAN总线技术发展趋势
        CAN总线系统的应用大大简化了车身线路的布局,这一点可以从发动机舱简洁、整齐的布局得以体现。车身功能增加了,但是线束却相应的简化了,同时线束的简化也给维修带来了更多的便利性。使用过程中,某个部件在发生故障的情况下,会自动关闭输出功能,以使总线上的其它部件不受影响,一定程度上提高了车身电控系统的稳定性。这种将各个功能件连在一起构成的完整的网络系统可以实现信息与数据的全车共享,使汽车在控制方面更加智能、精确。其实这项技术已经开始走入了普通的家用轿车,不再是豪华车的专属。

参考资料
1. CAN-BUS .【搜狐汽车】.[引用日期2015-08-18].
2. CAN-BUS .【百度百科】.[引用日期2015-08-18].
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