汽车总线CAN线介绍

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1、汽车总线CAN线介绍一、 早期的汽车控制 汽车自诞生以来，如何更好的控制汽车，经历了几个发展阶段。较早的汽车控制多数是通过机械与液压组件的结合来实现的，由于电子技术的发展，汽车控制多数采用机电结合，大大提高了整车的安全性与可靠度，汽车的控制也就变成了由电子、机械与液压组件的组合来实现。 汽车是个复杂的系统，有多种资料需要监控与测试，来实现其控制功能，为了实现其控制，每部汽车装有多个电控单元，每个电控单元通过死循环或开环来实现其控制功能。早期，每个电控单元基本上是各自独立的单元，较少需要信息交互。基本上是通过机械与电子技术来实现其控制，属于传统的机电接口。 近十年来随着网络技术的发展，汽车提供娱

2、乐、通讯、导航、信息成为可能，这需要将各个电控单元通过一种方式有效的连接起来。如果采用简单的直接连接的方式，因为电控单元多，需要很多的信号传输线，这样导致电控单元针脚数增加、线路复杂、故障率增多和维修极为困难，成本大幅上升。这显然不可行，需要采用数据总线的方式将各电控单元连接起来，下图列出了汽车内的几个电控单元。 1是动机控制单元 2是ABS控制单元, 3、5、7、8、是车门控制单元 4是自动变速器控制单元6、中央控制单元 二、 汽车总线概述 SAE花了十年时间发展了J1850 BUS 总线标准制度，它规定了各种电控单元接入系统的标准，为多数美国汽车制造商所采用。同时，德国BOSCH公司也推出

3、了另一种总线接入形式：CAN BUS总线，为大多数欧洲国家所采用，也是ISO唯一认可的现场总线。 a、 数据总线： 一辆汽车不管有多少块电控单元，不管信息容量有多大，每块电控单元都只需引出几条线共同接在几个节点上，这几条导线就称作数据总线，汽车一般用一条或两条导线。如下图所示 数据总线具有总线结构电缆长度短、布线容易、可靠性高、易于扩充等优点。 b、 总线协议： 电子计算机网络用电子语言来说话，各电控单元必须使用和解读相同的电子语言，这种语言称协议，汽车计算机网络常见的传输协议有数种，其中以J1850 BUS和CAN BUS为代表，都采用了同步串行传送方式。 三、 汽车中的信息多路传输与控制器

4、局域网 目前存在的多种汽车网络标准，其侧重的功能有所不同，为方便研究和设计应用，SAE车辆网络委员会将汽车数据传输网划分为A、B、C三类。 A类：传感器/执行器控制的低速网络，数据传输位速率通常只有1-10kbps。主要应用于电动门窗、座椅调节、灯光照明等控制。 B类：独立模块间资料共享的中速网络，位速率一般为10-100kbps。主要应用于电子车辆信息中心、故障诊断、仪表显示、安全气囊等系统，以减少冗余的传感器和其它电子部件。 C类：高速、实时死循环控制的多路传输网，最高位速率可达1Mbps，主要用于悬架控制、牵引控制、先进发动机控制、ABS等系统，以简化分布式控制和进一步减少车身线束。到目

5、前为止，满足C类网要求的汽车控制局域网只有CAN协议。 三类网络功能均向下涵盖，即B类支持A类网的功能，C类网能同时实现B类和A类网功能。目前B类汽车局域网应用最为广泛，A类网趋于淘汰，C类网应用日益广泛。按发展趋势，在不久的将来C类网将占据主导地位。 四、 J1850 BUS总线： J1850用一条或两条线来进行资料传送，采用的是PWM或VPM编码同步串行传送方式。 J1850听起来像是一个单一的标准，但它包含了两个相异和不兼容的规程，通用汽车公司和克莱斯勒公司使用10.4kbps可变脉宽规程的相似版本，在单根线的总线上通信。福特汽车公司采用速度更高41.6kbps PWM型，在双条线的差分

6、总线上通信。J1850主要应用于电子车辆信息中心、故障诊断、仪表显示、安全气囊等系统，以减少冗余的传感器和其它电子部件。 a J1850 BUS的优点 系统设计灵活，设备维护简单，现行的EPA规定要求测试和诊断工具都可以与J1850接口连接。 各系统从总线上获取信息，大大的减少了传感器和电子部件的数量，有效地节约了安装空间和系统成本。 网络结构自身的容错能力和抗干扰能力，可靠性、安全性高。 各电控单元的监测对所连接的J1850总线进行实时监测，如出现故障该电控单元会存储故障码，汽车故障论断极为方便。 b J1850总线示例： 五、 CAN BUS总线 CAN 是用两条非屏蔽的导线来进行数据传输

7、，采用的是NRZ编码的同步串行传输方式。由于can总线有高速大容量的特点，为进一步减少车身线束，方便故障诊断，满足主要电子单元或系统间大量资料信息实时交换需要，使汽车各方面性能趋于最佳状态，则需建立基于can总线的C类网络系统。 a CAN BUS的优点： 将传感器信号线减至最少，使更多的传感器信号进行高速资料传递。 电控单元和电控单元插脚最小化应用，节省电控单元的有限空间。 如果系统需要增加新的功能，仅需软件升级即可。 各电控单元的监测对所连接的can总线进行实时监测，如出现故障该电控单元会存储故障码。 CAN数据总线符合国际标准，以便于一辆车上不同厂家的电控单元间进行数据交换 大切诺基是世

8、界顶级豪华SUV，这种车型上电器系统的设计与传统的电路控制设计相比完全不同，它的各种使用功能是通过相应电脑模块控制实现的。应该说，这种电子化、模块化电器设计是世界汽车发展的一个大方向。 大切诺基车型上选装了共11个电子控制模块，相互之间采取总线联系控制。其中包括：发动机控制模块、变速箱控制模块、 ABS控制模块，车身电子控制模块，安全气囊控制模块，驾驶员侧门模块，副驾驶员侧门模块，车辆电子信息模块，空调自动温度控制模块，防盗模块和数字仪表模块。 这些模块通过一根可编程通讯接口总线J1850线传送和接收信息。所有的模块接收各自系统的传感器信号，并将这些信息转换后通过J1850线传送出去；与此同时

9、，这些模块也通过J1850线获取自己所需要的信息，从而保证各种功能的实现。比如发动机冷却液温度的数据传输、利用和显示：当发动机启动时，冷却液温度传感器就开始工作，将信号传输到发动机控制模块，发动机控制模块根据这个信号调整发动机的冷启动工况，根据温度对喷油量和点火时间进行补偿，保证发动机冷启动和热车运转；同时将此信号转换，并通过J1850线传输出去，这时数字仪表模块在J1850线上获取了这个信号，通过自身的再转换识别，反映到仪表上，这就是我们所见到的水温指示。 下面将一些模块的先进控制模式及其系统做一说明： 发动机控制：发动机控制模块控制无分电器点火系统，删除了分电器和点火线，增加了一个凸轮轴位

10、置传感器，使得点火更加准确，点火能量加强。 变速箱控制：变速箱控制组件对变速箱实现完全电控，通过挡位传感器信号和车速信号，控制各挡位线圈吸合或关闭，而且每挡的控制线圈只有在满足规定条件时才工作。比如车速80KM/H时，将挡位推至倒挡，以前的车型会造成变速箱报废，而大切诺基则不会，因为你只是对控制模块输送了一个要倒车的信号，并没有控制变速线圈吸合。在这种情况下，变速箱控制模块会将此信息传送，使得车速到达一个安全范围内，才吸合倒挡线圈，实现倒车。也就是说无论你如何操作，都是对控制模块输送信号，而模块在确认安全后才工作。 车身电子控制：车身电子控制模块支持许多电器特性，如车内外照明系统、间歇雨刮器、收音机遥控、附件延迟和加热座椅等等。车门控制模块支持电动门窗、电动门锁、电动后视镜、门控车内照明和遥控器接收。这些控制都是通过开关对不同模块给予请求信号，模块在对执行器发出相应命令而完成功能的。车辆信息系统：车辆电子信息模块从J1850线上获取自己所需要的信息，储存并显示出来。同时它对车辆的一些选择功能也可以做调整。 空调系统：空调自动温度控制模块使得空调系统可以存在两种模式自动和手动。在自动模式下，控制模块通过远红外线温度传感器感应正副驾驶员的温度，从而调整制冷和风量。正副驾驶员两侧的出风温度可以不同，由空调开关面板上的温度旋钮控制。箱体内所有的风门均为电动缸控制风门。