一种简化版客车CAN总线系统

一种简化版客车CAN总线系统
李伟;白玉美
【摘要】简要介绍一种适合客车配置的高性价比的简化版CAN总线系统。

该系统既满足客车电气对CAN总线系统的需求，又兼顾CAN总线系统的成本。

从应用情况看，其系统稳定性好，性价比高，能满足现阶段客车电气技术的要求。

%The authors briefly introduce a type of simplified CAN system that is high cost-effective and suits for bus/coach configuration. This system not only meets the requirements of the bus/coach electric on CAN system, but al-so reduces the cost of CAN system. According to the service condition, it has good stability and high cost-effective, and also meets the requirements of the bus/coach electric technology at the present stage.
【期刊名称】《客车技术与研究》
【年(卷),期】2016(038)003
【总页数】4页(P36-38,55)
【关键词】简化版;客车CAN总线;性价比
【作者】李伟;白玉美
【作者单位】厦门金龙联合汽车工业有限公司工程研究院，福建厦门 361023;厦门金龙联合汽车工业有限公司工程研究院，福建厦门 361023
【正文语种】中文
【中图分类】U463.6
随着客车技术的发展，CAN总线技术在客车上的应用越来越广泛，CAN总线已逐渐成为客车的标准配置。

目前，国产客车CAN总线应用水平差别较大，各个客车厂家对CAN总线的认识也不尽相同，CAN总线系统的高成本也制约着CAN总线的应用与发展。

本文提出一种高性价比的CAN总线解决方案，既满足客车电气技术对CAN总线功能要求，又兼顾CAN总线系统的成本，可称之为简化版CAN
总线。

由于简化版CAN总线系统性价比较高，已在厦门大金龙公路客车上全系标配。

CAN是控制器局域网络（Controller Area Network，CAN）的简称，是由以研
发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH公司开发的，并最终成为国际标准（ISO 11898），是国际上应用最广泛的现场总线之一［1］。

CAN总线采用了多主竞争式总线结构，具有多主站运行和分散仲裁的串行总线以
及广播通信的特点。

CAN总线上任意节点可在任意时刻主动地向网络上其它节点
发送信息而不分主次，因此，可在各节点之间实现自由通信。

CAN总线控制系统
组成如图1所示［2］。

从图1中可以看出，CAN总线控制系统是由传输介质（CAN线）、节点模块和终端电阻组成。

1）节点--网络中特定的数据采集、显示、控制单元，具备数据输入和输出能力的
设备，如发动机电控模块（ECM）、自动变速器电控模块（TCM）、行车记录仪、车辆仪表等。

2）CAN线--包含CAN_H和CAN_L两条线，为双绞线，用于各节点之间的数据
传输，即传输介质。

3）终端电阻--总线线路的主干线的每端都必须以一个合适的电阻来提供CAN_H
和CAN_L导线的正确终止。

该终端电阻连接在CAN_H和CAN_L导线之间，作
用是避免数据通信网络中信号传输干扰问题［3］。

根据图1原理，CAN总线借助传输介质，可将车内多个节点连接起来，通过各节
点的通信，达到控制整车电气设备。

目前CAN总线技术已广泛应用在客车上，但各家对CAN总线系统的应用也大体相同。

总的来分，有只进行简单信号读取的总线型仪表系统，以及采用总线的仪表加上前、后、顶等多处的模块相组合的全车总线系统［4］。

前者成本较低，但一般只能满足基本的通讯功能；后者能满足整车电气系统的相关的逻辑控制、通讯、诊断等需求，但其成本较高。

为解决系统成本和功能之间的矛盾，本文在全车总线及总线型仪表系统中寻求折中的解决方案，提出一款新的总线系统，即简化版CAN总线。

2.1 概念及结构
利用CAN总线技术，采用CAN总线模块和传统控制电路相结合的方式，来实现整车电气系统的控制、通讯及诊断的要求。

通过精减CAN总线系统模块的数量及精细化模块的端口功能来降低成本，从而实现高性价比的CAN总线电气系统，即简化版CAN总线系统。

其系统组成图见图2［5］。

简化版CAN总线的最大特点：充分利用CAN总线功能，对一些重要的输入、输出参数进行读取与控制。

比如对法规规定的各类灯光进行故障诊断、报警等进行控制及一些需要复杂逻辑关系的输出进行控制。

而一些简单的传统电路仍采用保险加继电器的方式进行控制，从而减少总线模块的数量，达到降低总线系统的成本，实现了高性价比的目标［6］。

该简化版CAN总线的成本只有整车（多模块）CAN 总线的三分之一左右。

2.2 简化版CAN总线的主要功能
1）实现对法规规定的所有车外灯光的输出控制，如远光灯、近光灯、小灯、前雾灯、后雾灯、转向灯、制动灯、倒车灯等，并对输出管脚进行故障诊断并报警［7-9］。

2）读取发动机CAN报文信息，节省发动机转速、机油、水温三个传感器，使仪表指示三个发动机参数的可靠性大为提升，降低了故障率，降低了整车成本
［10］。

利用CAN总线读取发动机水温、中冷器温度参数信息，对发动机进行热管理控制，提高发动机工作效率，降低油耗。

3）提供欧IV发动机所需的时钟信号，同时还可将尿素溶液显示集成其中；可实
时显示发动机的瞬时油耗，有效监控车辆的燃油经济性。

4）控制制动管路中干燥器的电源输出。

当干燥器工作时，在仪表上进行工作指示，确保冬季行车安全；根据车速、发动机转速等信号，对缓速器进行控制，确保缓速器工作可靠、用电安全。

5）提供延时电源的控制输出，对一些有特殊要求的电源进行控制。

例如：对驾驶员窗电除霜电源进行延时控制，防止由于长时间供电，造成驾驶员窗爆裂；控制刮水器的间歇档，提高刮水器工作的可靠性。

6）根据CAN总线报文，判断发动机工作状态，从而控制起动系统，防止误起动，确保客车起动系统安全可靠，并对非独立空调进行控制，确保非独立空调用电安全。

7）对客车的乘客门进行安全控制。

当车速大于5 km/h时，可实现自动关门，车
门无法自行打开，提高行车安全性。

8）管脚通用化、可重新定义，便于用户增删、改变信号，以满足不同客户对整车电气系统的控制需求。

9）以文字形式实时显示发动机、变速器、ABS、车身控制模块的故障信息，告别
必须依靠专家和专用诊断设备才能解释故障码的时代。

2.3 管脚定义
简化版CAN总线的管脚定义分别见表1和表2。

2.4 新能源客车简化版CAN总线系统
新能源客车和传统客车相比，增加了电力驱动模块、检测模块、电池管理模块、整车控制器等。

电控模块多，电器结构复杂，各模块之间的数据传输量大且实时性高，为保证CAN总线的可靠性和稳定性，需要在传统CAN总线设计的基础上，增加
一条高速CAN线来进行各系统与整车系统的通讯，从而提升各系统的响应速度，降低容错率。

其系统图见图3。

从2010年开始，我司就在所有的公路客车标配简化版总线系统，在整个客车行业处于领先水平。

从这几年的使用情况来看，该简化版总线系统以其高性价比的特点，满足了现阶段客车电气技术发展的需要，保证了电气系统的高可靠性。

【相关文献】
［1］周方明.CAN总线在金龙客车上的应用与发展［J］.客车技术与研究，2007，29（4）：39-41.
［2］聂石启，郑传琴，李剑峰.客车CAN总线简介及应用［J］.客车技术与研究，2007，29（5）：27-28.
［3］罗峰，孙泽昌.汽车CAN总线系统原理、设计与应用［M］.北京：电子工业出版社，2010. ［4］陈晓冰.总线式与非总线式客车综合信息采集器的研制［J］.客车技术与研究，2009，31（2）：12-14.
［5］李建秋，赵六奇，韩晓东.汽车电子学教程［M］.北京：清华大学出版社，2011.
［6］郭淑清，杜忠文.CAN总线技术对汽车传统电路的影响［J］.汽车电器，2009（3）：11-13. ［7］伏军锋.汽车电气统设计［J］.汽车电器，2010（1）：1-5.
［8］李文芳，陈无畏，杨柳青.汽车车灯CAN总线控制系统通信节点设计［J］.公路与汽运，2007（3）.
［9］申朝，曾石凯.电动公交车CAN总线系统通信节点的设计［J］.公路与汽运，2006（4）. ［10］张春化，蹇小平.汽车电器与电路［M］.北京：人民邮电出版社，2003.。