本篇介绍CAN总线技术在中通客车上的应用状况, 探讨中通传统客车及新能源客车的总线数据采集和分析方法。
Abstract: The application status of CAN bus technology on Zhongtong bus is introduced, the methods of busdata collection and analysis on Zhongtong traditional and new energy bus are discussed and the developmentdirection of CAN bus technology is prospected.
CAN是控制器局域网络 (Controller Area Net-work) 的简称, 主要用于车辆ECU (Electronic Con-trol Unit) 之间的通信和控制。 近年来 , 因其具有较高的可靠性和良好的容错能力而受到高度重视,被欧美诸多发达国家应用于温度恶劣、电磁辐射强和振动大的汽车工业环境。中通客车与时俱进,紧跟世界汽车电子发展方向, 积极研究和推广CAN总线技术。目前,无论是在传统客车领域还是在新能源客车领域均已广泛应用, 有效地解决了客车电器设备增加带来的控制难题。
1 CAN总线技术概述
CAN总线是德国BOSCH公司在20世纪80年代中期, 为解决各电子控制装置之间的数据交换而开发的一种通信及控制技术,总线收发器及通信协议负责数据快速准确地传输,控制芯片及逻辑程序负责数据的运算处理。目前, CAN总线已经成为国际上应用最广泛的现场总线,并衍生了专用于重型车辆现场总线的通信协议SAE J1939。
CAN总线的典型特征及优点主要有: ①采用多主方式工作, 多个控制模块通过 CAN 控制器挂到CAN-bus上, 形成多主机局域网络; ②采用非破坏性仲裁技术, 当两个节点同时向网络上传送数据时, 优先级低的节点主动停止数据发送, 而优先级高的节点可不受影响继续传输数据,有效避免了总线冲突; ③采用短帧结构,每一帧的有效字节数为8个, 数据传输时间短, 受干扰的概率低, 重新发送的时间短; ④每帧数据都有CRC校验及其他检错措施,保证了数据传输的高可靠性,适于在强电磁干扰环境下使用; ⑤节点在严重错误的情况下具有自动关闭总线的功能,切断与总线的联系,使总线上其他操作不受影响; ⑥数据传输方式灵活, 可以点对点,一对多及广播集中方式传送和接收数据,可根据报文的ID决定接收或屏蔽该报文。
2 CAN总线技术在中通客车上的应用
2001年中通客车全面引进荷兰BOVA高档客车生产技术,并同时引入了先进的CAN总线控制技术。同年6月份, 中通第一辆应用CAN总线技术的豪华旅游客车中通博发LCK6122H顺利下线 。 经过10年的消化吸收与创新, CAN总线技术已成功应用于中通客车的各个控制领域, 包括仪表集成显示与车身电器控制、发动机OBD检测与诊断和新能源客车动力控制等。为了方便读取并分析总线报文数据,中通客车根据CAN总线技术的实际应用状况, 选用了两款CAN总线数据采集分析设备, 分别应用于传统客车和新能源客车。
2.1 仪表集成显示与车身电器控制
随着人们对客车舒适性、 安全性和经济性要求的提升, 自动化的电器产品在客车上的应用越来越多, 传统的模拟仪表显示和分立继电器控制方式已不能胜任复杂的信号指示和逻辑电路控制功能,CAN总线网络的灵活性和可靠性很好地解决了这一难题。 中通客车根据不同车型的实际需要, 成功开发了多种CAN总线配置方案。
1) 方案1 发动机信息集成显示, 如图1所示。
它是最简单的总线应用方案, 不具备车身电器控制功能, 主要应用于使用国Ⅲ发动机的中高级客车中, 如LCK6798H、 LCK6935H等车型。 其工作原理是: 利用CAN总线读取发动机ECU中的转速、 水温、机油压力等有用信息, 并通过数字式仪表集成显示。 无需加装转速传感器、 水温传感器、 机油压力传感器, 节约了生产成本, 并提高了仪表的显示精度和使用可靠性。
2) 方案2 中央控制单元集中控制 , 如图2所示。