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(zhì)量占整車質(zhì)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(jīng)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(wǎng)絡CAN應運而生。 二、CAN簡介 　　CAN是控制器局域網(wǎng)絡（Controller Area Network）的簡稱，它是由德國的Bosch公司及幾個半導體生產(chǎn)商開發(fā)出來的，CAN 總線是一種串行多主站控制器局域網(wǎng)總線。它具有很高的網(wǎng)絡安全性、通訊可靠性和實時性,簡單實用,網(wǎng)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?qū)崟r控制，通信介質(zhì)可以是雙絞線，同軸電纜或光纖，其主要特點是： 　?。?）CAN總線為多主站總線，各節(jié)點可在任意時刻向網(wǎng)絡上的其他節(jié)點發(fā)送信息，不分主從，通信靈活。 　?。?）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(jù)，可滿足實時性要求。 　?。?）CAN總線具有點對點、一點對多點及全局廣播傳送數(shù)據(jù)的功能。 　?。?）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(jù)傳輸時間短，并有CRC及其他校驗措施，數(shù)據(jù)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）。 　?。?）CAN總線上的節(jié)點數(shù)主要取決于總線驅(qū)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： 　?。?）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(zhuǎn)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(jù)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。 　　（2）減少線束 　　新型電子通訊產(chǎn)品的出現(xiàn)對汽車的綜合布線和信息的共享交互提出了更高的要求，傳統(tǒng)的電氣系統(tǒng)大多采用點對點的單一通信方式，相互之間少有聯(lián)系，這樣必然造成龐大的布線系統(tǒng)。據(jù)統(tǒng)計一輛采用傳統(tǒng)布線方法的高檔汽車中，其導線長度可達2000米，電氣節(jié)點達1500個，而且該數(shù)字大約每十年增長1倍。這種傳統(tǒng)布線方法不能適應汽車的發(fā)展。CAN總線可有效減少線束，節(jié)省空間。例如某車門-后視鏡、搖窗機、門鎖控制等的傳統(tǒng)布線需要20～30根，應用總線CAN則只需要2根。 　?。?）關聯(lián)控制 2 　　在一定事故下，需要對各ECU進行關聯(lián)控制，而這是傳統(tǒng)汽車控制方法難以完成的。CAN總線技術可以實現(xiàn)多ECU的實時關聯(lián)控制。在發(fā)生碰撞事故時，汽車上的多個氣囊可通過CAN協(xié)調(diào)工作，它們通過傳感器感受碰撞信號，通過CAN總線將傳感器信號傳送到一個中央處理器內(nèi)，控制各安全氣囊的啟動彈出動作。 五、CAN總線技術在汽車中的應用實例 　　世界上一些著名汽車制造廠商如奔馳、寶馬等都已開始采用CAN總線來實現(xiàn)汽車內(nèi)部控制系統(tǒng)與各檢測和執(zhí)行機構間的數(shù)據(jù)通信。目前國產(chǎn)的很多汽車上也引入了CAN總線技術，如大眾途安、帕薩特等車型一般將CAN總線分為低速CAN和高速CAN。低速CAN的總線速度為10kbps～125kbps，主要運用在車身控制模塊領域;高速為250kbps～1Mbps，應用在發(fā)動機,變速箱,ABS等實時性要求強的控制模塊。但各種車型都會視具體情況采用適合于自身的總線結構。下面是幾種比較典型的CAN總線應用方案。 　　CAN總線方案 　　CAN總線應用方案如圖所示。 六、CAN總線技術在汽車中應用的關鍵技術利用CAN總線構建一個車內(nèi)網(wǎng)絡，需要解決的 　　關鍵技術問題有： 　?。?）總線傳輸信息的速率、容量、優(yōu)先等級、節(jié)點容量等技術問題; 　　（2）高電磁干擾環(huán)境下的可靠數(shù)據(jù)傳輸; 　?。?）確定最大傳輸時的延時大小; 3 　?。?）網(wǎng)絡的容錯技術; 　?。?）網(wǎng)絡的監(jiān)控和故障診斷功能; 　?。?）實時控制網(wǎng)絡的時間特性; 　?。?）安裝與維護中的布線; 　?。?）網(wǎng)絡節(jié)點的增加與軟硬件更新（可擴展性） 。 七、結束語 　　CAN總線作為一種可靠的汽車計算機網(wǎng)絡總線已開始在先進的汽車上得到應用,使得各汽車計算機控制單元能夠通過CAN總線共享所有的信息和資源,達到簡化布線、減少傳感器數(shù)量、避免控制功能重復、提高系統(tǒng)可靠性和可維護性、降低成本、更好地匹配和協(xié)調(diào)各個控制系統(tǒng)的目的。這樣使得汽車的動力性、操作穩(wěn)定性、安全性都上升到新的高度。隨著汽車電子技術的發(fā)展,具有高度靈活性、簡單的擴展性、優(yōu)良的抗干擾性和處理錯誤能力的CAN總線通信協(xié)議必將在汽車電控系統(tǒng)中得到更廣泛的應用。