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CANバスとは何ですか?

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主なポイント

車両ネットワークについて話すとき、「CANバス」という用語を聞いたことがあるはずです。これは、中央診断、データロギング、および設定を可能にするものです。

車両ネットワークについて話す際、「CANバス」という用語を耳にしたことがあるでしょう。CANバスとは何でしょうか?どのように動作するのでしょうか?

CANバスとは何ですか?

「CANバス」とは コントローラエリアネットワークバス(CANバス)これは、自動車におけるシリアル通信のためのメッセージベースのプロトコルです。

自動車業界では、安全性、快適性、利便性のために、さまざまな 電子制御ユニット(ECU) 生産されている。より高度な車両は通常、エンジン制御ユニット、エアバッグ、ABS、電子燃料噴射システムなど、より多くの、より高度なECUを搭載している。

車両通信および診断のためのCANバスネットワーク構造を示す図

これらのシステムは、データタイプや通信信頼性に対する要件が異なります。こうした違いに対応するには、より多くのバスが必要となり、結果として車載配線が増加する可能性があります。配線数を削減し、複数のLANを介した高速通信を大量に行うというニーズに応えるため、自動車用電子機器の開発・製造で知られるボッシュ社は、1986年に車両向けCANバスプロトコルを開発しました。CANバスは後にISO11898およびISO11519によって標準化され、現在では欧州における車両ネットワークの標準プロトコルとなっています。

CANバスはどのように動作するのですか?

車両周辺に設置されたセンサーは、車両の状態を常時監視し、それぞれの制御ユニットにデータを送信します。例えば、センサーによって収集された空気圧、エンジン温度、エンジン回転数などのデータはエンジンの制御ユニットに送られ、そこで分析・処理されたデータに基づいて、燃料噴射量を制御するためのコマンドが送信されます。

CANバスネットワークの図解。車両内の電子制御ユニット間の通信を示している。

車載ECUは独立して動作するのではなく、より効果的に連携するために情報を共有する必要があります。これは、データ伝送に関する要件が存在することを意味します。

一般的に、ECU間の通信は2つの方法で行われます。

まず、各メッセージはそれぞれ独立したケーブルを通して送信されます。例えば、2つの制御ユニット間で5つの信号をやり取りする必要がある場合、5本の独立したケーブルが必要になります。メッセージの数が増えるほど、ECU間の配線とピンの数も増えます。

第二に、ECU間のすべてのメッセージは2本のケーブルを通して送信されます。これにより、メッセージのサイズに関係なく、すべてのメッセージが2本のケーブルを通して伝送されます。

自動車システムにおけるECUを接続するCANバスネットワークトポロジーを示す詳細な図

このようなケーブルは CANバス.

CANバスは、ホストコンピュータを持たないブロードキャスト型のバスです。すべてのノードはすべての送信を常に「受信」することができ、特別な設定を行わない限り、特定のノードにメッセージを送信する方法はありません。

CANバスとOBDの比較

CANバスに付随する別の単語を目にすることもあるかもしれません。 OBDでは、OBDとは何ですか?CANバスとOBDの違いは何ですか?

OBDは 車載診断システムOBDは、排出ガスに関連する自動車システム(エンジンやギアボックスなど)を監視するために、欧州と米国で定められた規格です。OBDは、関連システムがサポートすべき診断サービスとデータ伝送のフォーマットを定義し、故障の記録や車両所有者への警告に役立ちます。

OBDのデータ伝送には、基盤となるデータリンクが必要です。このリンクはCANバスでも、Kバスなどの他の種類のバスでも構いません。

車両ネットワークにおけるCANバスとOBDプロトコルの違いを示す図

分かりますか?CANバスは車載コントローラ間のLAN通信の基盤となるデータリンクであり、OBDはCANバスに基づいて動作する自動車診断システムです。

CANバスの特長は何ですか?

車載環境特有の特性により、通信システムには高いユーザビリティ、信頼性、コストが求められます。CANバス規格は、以下の利点から、あらゆる車両やその他多くの機械に広く採用されています。


シンプルで低コスト

前述のとおり、すべてのECUは複雑なアナログ信号線ではなく、2本のCANバス線を介して通信できるため、エラー、重量、配線、コストを削減できます。

完全集中型

CANバスは、ネットワーク上のすべてのECUと通信するための「単一の入り口」を提供し、集中診断、データロギング、および設定を可能にします。

 

非常に頑丈

CANバスシステムは、電気的妨害や電磁干渉に対して十分な耐性を備えています。そのため、安全性が極めて重要な用途を含む、幅広い車両への搭載が可能です。

効率的

CANバスシステム内の通信は、IDによって優先順位が付けられます。最優先データは、他のデータの通信を妨げることなく、即座にバスにアクセスできます。

簡単な導入

CANバスは実績のある規格であり、豊富なサポート体制が整っているため、様々な車両に容易に搭載できます。

CANバスの応用例

優れた制御機能と故障検出機能を備えたCANバスは、車両診断に最適なプロトコルです。実際、その採用は車両診断にとどまらず、ほぼすべての産業に及んでいます。

車両および産業用IoTシステムにおける診断とデータ共有のためのCANバスアプリケーションを示す図
インハンドの 5G車載ゲートウェイ  そして 車両テレマティクスゲートウェイ 両製品ともCANバスインターフェースを統合しています。OBD-IIおよびJ1939プロトコルを通じて、顧客は車両の稼働状況をリアルタイムで取得し、車載機器をより適切に管理し、車両ネットワークのセキュリティと効率性を確保できます。

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