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1、天津 易博达 动力科技有限公司 内部 资料，注意保密 汽车上的数据总线 20世纪 90年代以来，汽车上由电子控制单元指挥的部件数量越来越多，例如电子燃油喷射装置、防抱死制动装置（ ABS）、安全气囊装置、电控门窗装置、主动悬架等等。随着集成电路和单片机在汽车上的广泛应用，车上的 ECU数量越来越多。因此，一种新的概念 车上控制器局域网络 CAN（ Controller Area Netwrk）的概念也就应运而生了。为使不同厂家生产的零部件能在同一辆汽车中协调工作，必须制定标准。按照 ISO有关标准， CAN的拓朴结构为总线式，因此也称为 CAN总线。 么是数据总线呢？打个比方，一个农场要把自己
2、的蔬菜产品运送到县城批发市场，又要把牛奶送到县城乳品加工厂，还要把甘蔗送到县城制糖厂。农场主可以为每一种产品专门修一条公路，一共需要修三条路。不过他肯定不会这样做，他只需要修一条通往县城的路，到达县城后才转向不同的目的地。这样，一条路就搭载了各种不同的产品。同样的道理，数据总线搭载了不同的信息，这些信息由不同的部件发出，到达另一些不同的部件。 基本的规则是分时。在这种规则下，数据总线在每 一时刻只能被两个部件占用，在两个部件之间传送信息。由于电信息传播的速度极快，数据总线完全可以满足许多部件进行分时信息传递的需要。 CAN已经成为必须采用的装置，奔驰、宝马、大众、沃尔沃及雷诺汽车都将 CAN作
3、为控制器联网的手段。由于我国中高级轿车主要以欧洲车型为主，因此欧洲车应用最广泛的 CAN技术，也将是国产轿车引进的技术项目。目前汽车上的网络连接方式主要采用 2条 CAN，一条用于驱动系统的高速 CAN，速率达到 500kb/s，另一条用于车身系统的低速 CAN，速率是 100kb/s。 动系统 CAN主要连接对象是发动机控制器（ ECU）、 ASR及 ABS控制器、安全气囊控制器、组合仪表等等，它们的基本特征相同，都是控制与汽车行驶直接相关的系统。车身系统 CAN主要连接对象是四门以上的集控锁、电动车窗、后视镜和厢内照明灯等。在信息社会中，有些先进的轿车除了上述两条总线，还会有第三条 CAN
4、总线，它主要负责卫星导航及智能通讯系统。 CAN和车身系统 CAN这两条独立的总线之间没有关系。工程师将逐步克服技术障碍，设置“网关”，在各个 CAN之间搭桥实现资源共享，将各个数据总线的信息反馈到仪 表板总成上的显示屏上。驾车者只要看看仪表板，就可以知道各个电控装置是否正常工作了。 20世纪 70年代引入集成电路、 80年代引入微处理器一样，近 10年数据总线技术的引入也将是汽车电子技术发展的一个里程碑。（ 2000.7.27） 2） 统，变速器的电子控制系统，方向机的速度感应系统和安全气囊感应装置，底盘的防抱死制动系统，电子防盗系统等，这些系统都有相应的 ECU，因此一辆车上装配多个以上的
5、 ECU是很常见的事情，增加的 ECU及其附带的通信设备必然会使整车电路繁琐复杂，线束多，重量大，成本高。为了减少通信设备及线束、插件等东西，减少成本和简化线路，就必须采用能够满足高速多路的复用通信系统，以共享方式传送多种控制信息。 ECU 之间的数据传输特征主要差别在于数据传输频率，例如发动机高转速运行时，进行的是高频数据传输，每隔几毫秒就传输一次，而在低转速运行时，进行的是低频数天津 易博达 动力科技有限公司 内部 资料，注意保密 据传输，每隔几十毫秒乃至几百毫秒才传输一次。 CAN）上的每个节点（ ECU）都有自己的地址，连续监视着总线上发出的各种数据，当所收到的数据地址值与自身地址吻合
6、，那么该节点就获得令牌（一种通信规约，此方法允许唯一获得令牌的一个节点有权发送数据，以防止两个或两个以上的节点同时传输数据引起混乱），每一个节点都有机会得到令牌，完成数据传输。 不同网络系统的不同通信“协议”进行翻译和解释，为处理多个 ECU 的核心 CPU之间的通信提供的一种综合性接口，它必须具备从一个网络协议到另一个网络协议转换信息的能力，因 此网关实际上是一个单片微型计算机。网关具有监视网络系统的功能，当一个网络频繁发生错误，网关会发出警报或进入中断状态，调查及处理总线出现的差错。 3） 子控制系统，为了实现系统之间的工作联系并减少线束总量，车上控制器局域网络 CAN（ Controll
7、er Area Network）的概念也就应运而生了。为使不同厂家生产的零部件能在同一辆汽车中协调工作，必须制定标准。按照 ISO有关标准， CAN的拓朴 结构为总线式，因此也称为 CAN总线。 CAN“经济型”的通讯网络系统产生，它就是 LIN（ Local Interconnect Network），直译为局部互联网络。它是由宝马、大众、沃尔沃、摩托罗拉等欧洲汽车制造商及电子零件供应商为降低车载网络成本而提倡的一种串行通讯协议，它通过网关与 CAN网络相联。 LIN是一种针对某一功能的局部网络系统，它的主要优点是降低材料及装配成本，连线从 2根减少到 1根，振荡器由陶瓷式改为电阻式，传输速
8、率比较低，只有 20kb/s。它防干扰性强，主要应 用在精度误差不是很苛求的部件的控制上，例如转向定时速度控制、雨刮器控制、车灯控制、后视镜控制、电动车窗、电动座椅调整、发电系统、空调机控制等。 视镜控制器，这些部件的控制器之间的电路通讯就组成一个 LIN，再通过网关与 CAN联系。由于车门装置这一类控制通讯速度不要求高，也不会影响使用效果，因此在车身系统上 LIN得到积极应用。 制系统引来的，飞机 控制系统 Fly-by-Wire是一种电线控制系统，它将飞机驾驶员的操纵、操作命令转换成电信号，利用计算机控制飞机飞行。这种控制方式引入到汽车驾驶上，就成为 Drive-by-Wire，引入到制动
9、上就有 Brake-by-Wire，引入到控制上就有 Steering-by-Wire，因此统称为 X-by-Wire。 X-by-Wire可以降低部件的复杂性，减少液压与机械控制装置，可以减少杠杆、轴承等金属连接件，减轻重量，降低油耗和制造成本，相应也提高了可靠性和安全性。还有重要的一点，由于电线走向布置的灵活性 ，因此汽车操纵部件的布置也具有灵活性，提高了汽车设计的自由空间。例如汽车方向机采用 X-by-Wire技术，左置或右置就可以随意变动。美国通用汽车公司研制的“自主魔力”概念车，操纵系统、制动系统、动力系统就采用了X-by-Wire形式，使其整车控制采用电子而不是传统的机械方式进行。
