基于CAN總線的汽車檢測(cè)技術(shù)研究

郭興龍 楊天星

摘 要：為了切實(shí)提升汽車檢測(cè)設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性、可靠性，人們推出了基于CAN 總線技術(shù)的汽車檢測(cè)技術(shù)。文章通過闡述CAN 總線的內(nèi)涵特征，對(duì)CAN 總線在汽車檢測(cè)技術(shù)中的應(yīng)用進(jìn)行探討，旨在為如何促進(jìn)汽車檢測(cè)工作的有序開展研究適用提供一些思路。

關(guān)鍵詞：CAN總線；汽車；檢測(cè)技術(shù)

引言

伴隨社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步，為我國交通運(yùn)輸業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了有利契機(jī)，汽車儼然轉(zhuǎn)變成當(dāng)前人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡囊环N交通工具。為了切實(shí)提升汽車檢測(cè)設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性、可靠性，人們推出了基于CAN 總線技術(shù)的汽車檢測(cè)技術(shù)。由此可見，對(duì)CAN 總線的汽車檢測(cè)技術(shù)開展研究有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、汽車CAN總線技術(shù)特征及原理

汽車CAN總線技術(shù)，是一種新型的電控技術(shù)，可以將汽車中各個(gè)電控單元集結(jié)起來，運(yùn)用中央控制器對(duì)其進(jìn)行連接，形成汽車電子控制網(wǎng)，其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、比較多元，這樣可以全方位的控制各個(gè)電子單元，增進(jìn)相互間的協(xié)調(diào)性，使其工作過程中可以相互貫通、相互配合，更好地控制車輛，避免發(fā)生故障。

在CAN總線中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有固定的地址和數(shù)據(jù)，經(jīng)由控制單元發(fā)出時(shí)，經(jīng)過控制器的科學(xué)處理，轉(zhuǎn)化成電信號(hào)。然后將這些電信號(hào)再傳輸?shù)娇刂茊卧⑦M(jìn)行詳細(xì)的檢測(cè)和分析，檢查是否符合單元需要。在CAN總線技術(shù)的構(gòu)成中，網(wǎng)關(guān)是最為關(guān)鍵的組成部分。它與各節(jié)點(diǎn)的通信方式可以從以下幾方面來分析。

一方面，當(dāng)汽車啟動(dòng)時(shí)，網(wǎng)關(guān)可以向控制單元傳遞自檢信號(hào)，并且對(duì)電控單元返回的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的分析和處理，避免電控單元出現(xiàn)問題時(shí)引起汽車故障，影響人們的正常使用。

另一方面是在車輛運(yùn)行階段，通過各控制單元傳遞的數(shù)據(jù)及收發(fā)狀態(tài)，運(yùn)用監(jiān)控單元對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)問題時(shí)可以發(fā)出報(bào)警信號(hào)，第一時(shí)間傳達(dá)給車主，并及時(shí)啟動(dòng)緊急處理程序，對(duì)車輛存在的危險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)防，大大保證了車輛和人員的安全性。同時(shí)，也可以有效地監(jiān)測(cè)車主在駕駛過程中對(duì)于各系統(tǒng)轉(zhuǎn)換操作是否符合駕駛標(biāo)準(zhǔn)，檢查車輛的各項(xiàng)參數(shù)是否正常，為車輛在行駛中的健康狀況，提供良好的檢測(cè)途徑。

最后一方面是可以刷新周期性的通信數(shù)據(jù)。通過控制單元的對(duì)比和分析，定期檢查車輛在周期使用中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，看其是否合乎行使標(biāo)準(zhǔn)。例如：發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、變速箱、車輛速度等，確保車輛的良好狀況，保障人們的生命安全。

二、汽車CAN總線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)系統(tǒng)構(gòu)成

在現(xiàn)代汽車的電控單元當(dāng)中包括ASR控制系統(tǒng)，牽引力控制系統(tǒng)，懸架控制系統(tǒng)，儀表管理系統(tǒng)，車燈控制系統(tǒng)以及中央門鎖系統(tǒng)等。當(dāng)結(jié)合以上所有系統(tǒng)之后就能夠形成實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)。在發(fā)出指令之后需要確保在規(guī)定時(shí)間內(nèi)能夠接收到響應(yīng)，避免出現(xiàn)嚴(yán)重安全事故。要求汽車CAN通信網(wǎng)絡(luò)波特率比較高。汽車在實(shí)際運(yùn)營期間各個(gè)節(jié)點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)交換，如果汽車的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)均設(shè)置在相同CAN網(wǎng)絡(luò)上，并且通過1個(gè)CAN網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)通信，當(dāng)信息管理配置出現(xiàn)問題時(shí)將會(huì)顯著加大總線負(fù)荷，降低系統(tǒng)實(shí)時(shí)響應(yīng)速度。該種情況在實(shí)時(shí)系統(tǒng)不合理，所以在分析汽車節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)性之后，需要按照實(shí)際要求設(shè)置三個(gè)不同速率的CAN通信網(wǎng)絡(luò)，并且按照嚴(yán)格程度將其組成高速CAN通信網(wǎng)絡(luò)和中速CAN通信網(wǎng)絡(luò)以及低速CAN通信網(wǎng)絡(luò)，并且利用網(wǎng)關(guān)將不同速率的CAN通信網(wǎng)絡(luò)連接為一個(gè)整體，使每一個(gè)節(jié)點(diǎn)之間都能夠共享信息。

三、汽車CAN總線技術(shù)的檢測(cè)維修

2.1波形檢測(cè)

在CZN總線中，存在兩種波形通信，一種是CANhigh、一種是CAN-low。維修人員可以利用示波器對(duì)兩種通信形式進(jìn)行檢測(cè)，通過同一界面的顯示，進(jìn)行兩者間的對(duì)比分析，使維修人員一目了然，很容易找出故障節(jié)點(diǎn)。在檢測(cè)過程中，要注意正確的正負(fù)極連接方式，以示波器的正極連接CAN-high，正極連接CAN-low，將兩個(gè)通道的負(fù)極同時(shí)接地，利用兩者間的電壓差異進(jìn)行分析、檢測(cè)，可以準(zhǔn)確地判斷出故障位置，更好地對(duì)其進(jìn)行修復(fù)。

2.2終端電阻的測(cè)量

由于汽車的多個(gè)電控系統(tǒng)都集結(jié)在兩個(gè)終端電阻中，并且終端電阻又集中在兩個(gè)控制單元，相互間又處于并聯(lián)狀態(tài)。所以當(dāng)總線系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，維修人員只需對(duì)終端電阻進(jìn)行檢測(cè)就可以探測(cè)出總線系統(tǒng)的故障節(jié)點(diǎn)。通常情況下，當(dāng)電阻總值在60歐姆，終端電阻值在120歐姆時(shí)，都屬于正常工作狀態(tài)。如果拔掉一根終端端電阻后，總電阻值沒有發(fā)生變化，就說明CAN總線系統(tǒng)出現(xiàn)了短路及電阻損壞的現(xiàn)象，反之，則是控制單元的終端電阻受到損壞。通過終端電阻的測(cè)量，可以有效的減輕維修人員的工作負(fù)擔(dān)，很好的判斷出CAN總線系統(tǒng)的故障所在，為車輛維修提供了方便快捷的途徑。

2.3測(cè)量數(shù)據(jù)塊中的CAN通信狀態(tài)

CAN總線系統(tǒng)是一種復(fù)雜、綜合的電控技術(shù)。維修人員在對(duì)其檢測(cè)時(shí)，可以利用專業(yè)的檢測(cè)儀器對(duì)各個(gè)控制單元，進(jìn)行分項(xiàng)的檢測(cè)。這樣可以全面發(fā)現(xiàn)控制單元間的數(shù)據(jù)傳輸情況是否正常，當(dāng)儀器上顯示1時(shí)，說明該控制單元的傳遞和接收狀態(tài)一切正常。而顯示0時(shí)，則代表該控制單元不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，總線系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，通過分析和研究表明，基本都是控制單元與網(wǎng)關(guān)之間的系統(tǒng)中斷所導(dǎo)致，也有可能是沒有安裝該系統(tǒng)單元，這種因素一般很少出現(xiàn)，但也不得不防。

2.4合理調(diào)節(jié)自帶接口

CAN總線涉及的多種不同接口模塊，均包括8位布設(shè)的微處理設(shè)備、獨(dú)立架構(gòu)下的通信控制配件。它們通過與總線框架中的收發(fā)器進(jìn)行連接，構(gòu)建起實(shí)時(shí)特性的嵌入體系。該種自帶接口，調(diào)節(jié)由總線必備的根本通信協(xié)議，達(dá)成關(guān)聯(lián)性能。接口卡具備特有的流程，下位機(jī)可等同于測(cè)定儀表，微處理器可對(duì)傳感器中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行呈現(xiàn)，并且進(jìn)行初始化處理。該種下位機(jī)，還可靈活地對(duì)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行接收、傳輸必備信息?？偩€連接接口主要包括總線串聯(lián)的控制器、想配套的收發(fā)裝置，該種控制模塊，對(duì)于體系中的所有總線均是相一致的。檢測(cè)體系中特定的多樣單元被單片機(jī)劃分成多種不同種類，它們有著各不相同的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，并且被連接成一個(gè)系統(tǒng)的有機(jī)體系，與局部的微控制器、接口配件等開展連接。

2.5汽車CAN導(dǎo)線的維修

維修人員在對(duì)CAN導(dǎo)線進(jìn)行維修時(shí)，一定要根據(jù)實(shí)際的導(dǎo)線故障情況而定，采取相應(yīng)的解救措施。如導(dǎo)線出現(xiàn)破損時(shí)，就要選擇距離在5厘米的接線方法，這樣可以防止出現(xiàn)雙線混淆的情況，導(dǎo)致連電現(xiàn)象發(fā)生。而如果在導(dǎo)線中央出現(xiàn)故障時(shí)，切記不要將切點(diǎn)斷開，只能采取在10厘米之外的距離進(jìn)行重新接線，以防出現(xiàn)信號(hào)干擾，影響駕駛員對(duì)車輛信號(hào)的判斷。

四、結(jié)束語

總之，隨著我國交通運(yùn)輸業(yè)的不斷發(fā)展，汽車在社會(huì)發(fā)展中扮演著越來越重要的角色。將CAN 總線應(yīng)用于汽車檢測(cè)中，一方面可提升汽車檢測(cè)質(zhì)量、效率，另一方面可促進(jìn)收獲可觀的經(jīng)濟(jì)效益。鑒于此，汽車生產(chǎn)企業(yè)相關(guān)人員務(wù)必要不斷鉆研研究、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、全面分析，提高對(duì)CAN 總線內(nèi)涵特征的有效認(rèn)識(shí)，推動(dòng)CAN 總線在汽車檢測(cè)技術(shù)中的科學(xué)合理應(yīng)用，積極促進(jìn)汽車檢測(cè)工作的有序開展。

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