CAN總線的汽車檢測(cè)技術(shù)解析

楊麗君，陳 珍

(湖北工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北 十堰 442000)

0 引言

汽車行業(yè)在技術(shù)性創(chuàng)新的過程中，電控系統(tǒng)研發(fā)升級(jí)以電子技術(shù)為主，為了使各個(gè)電控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)有效數(shù)據(jù)共享，避免應(yīng)用大量導(dǎo)線、傳感器，可采取CAN總線技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化?；谄嚢l(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、傳動(dòng)控制系統(tǒng)，CAN總線作為一種檢測(cè)技術(shù)，有利于提高駕駛過程中的舒適度，通過CAN總線全方位分析汽車運(yùn)行狀態(tài)，也能夠加強(qiáng)行駛過程的安全性。所以，汽車檢測(cè)中使用CAN總線技術(shù)十分普遍。

1 CAN總線檢測(cè)技術(shù)特點(diǎn)

CAN總線本質(zhì)上是一種串行通信多主式局域網(wǎng)總線，成本低、傳輸時(shí)效性高、抗干擾性強(qiáng)，傳輸距離最高為10 km，數(shù)據(jù)傳輸率能夠達(dá)到1 MB·s-1，可用于所有單元的共享通信[1]。CAN總線系統(tǒng)控制器提前設(shè)置好程序，控制單元也會(huì)根據(jù)提前設(shè)定的指令傳輸信息。

CAN總線的組成主體為雙絞線，其中一條信號(hào)線標(biāo)志為CAN-H，另外一條標(biāo)志為CAN-L。因?yàn)槠噧?nèi)部包含大量用電設(shè)備，所以難免會(huì)影響到CAN總線通信質(zhì)量。兩條CAN總線之間的組成主要采用雙絞線形式，盡可能地杜絕干擾后續(xù)影響。數(shù)據(jù)總線末端的CAN-H、CAN-L中間，包含2個(gè)阻值為120 Ω并聯(lián)電阻，總阻值是60 Ω，即為終端電阻。利用示波器測(cè)量CAN總線標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)波形，發(fā)現(xiàn)CAN-H、CAN-L波形的變化方向相反。如果CAN總線線路靜止，那么CAN-H、CAN-L信號(hào)線則沒有激活，電壓數(shù)值是2.5 V，電壓壓差是0。當(dāng)CAN信號(hào)線激活之后，CAN-H信號(hào)線路電壓數(shù)值是3.5 V，另外一條CAN-L線路電壓則為1.5 V，電壓壓差控制在2 V。

2 CAN總線汽車檢測(cè)側(cè)重點(diǎn)

2.1 線路基礎(chǔ)檢測(cè)

CAN總線線路檢測(cè)包含兩個(gè)部分，即輸出線路、輸入線路。第一，輸入線路檢測(cè)需要確定輸入管腳所在位置，汽車型號(hào)不同，對(duì)管腳的定義也會(huì)有差異。此外，將輸入管腳、模塊斷開，再對(duì)線路信號(hào)輸入的實(shí)際情況進(jìn)行檢查[2]。第二，輸出線路檢測(cè)應(yīng)該確定輸出線路搭鐵、斷線狀況，模塊、管腳斷開后便可進(jìn)行測(cè)量。檢測(cè)線路輸出正常，確定管腳、模塊已經(jīng)連接，便可展開線路的基礎(chǔ)檢測(cè)。

2.2 模塊檢測(cè)

模塊檢測(cè)的對(duì)象包括電源線、喚醒線、地線、CAN線。檢測(cè)電源線時(shí)，模塊電源線總量大多為4根，當(dāng)模塊正常運(yùn)行，各個(gè)電源電壓必須達(dá)到24 V。檢測(cè)地線時(shí)，模塊地線數(shù)量大多為3根，所以模塊正常運(yùn)行時(shí)地線和汽車地線可以達(dá)到穩(wěn)定的連接。檢測(cè)喚醒線時(shí)，模塊喚醒線通常只有1根，模塊在正常運(yùn)行時(shí)電壓應(yīng)該達(dá)到24 V。檢測(cè)CAN線同樣要在正常工作狀態(tài)，保證CAN線電壓達(dá)到24 V。

3 CAN總線汽車檢測(cè)技術(shù)與應(yīng)用

3.1 CAN總線汽車檢測(cè)設(shè)計(jì)總體要求

汽車最為重要的是檢測(cè)綜合性能，檢測(cè)對(duì)象包括數(shù)據(jù)處理、總體控制配件、四重工位體系。主控體系、工位體系屬于框架網(wǎng)絡(luò)體系，數(shù)值處理環(huán)節(jié)必須要以總控體系為依托，串聯(lián)NT系統(tǒng)檢測(cè)服務(wù)器，該數(shù)值處理方法需要將CAN總線當(dāng)作核心，隨之設(shè)置總線拓?fù)?。網(wǎng)絡(luò)處理期間車體運(yùn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)共享。工位機(jī)采用打印報(bào)表，負(fù)責(zé)統(tǒng)計(jì)汽車在運(yùn)行期間產(chǎn)生的所有數(shù)值?？偩€測(cè)定期間，所有類型的零配件必須和CAN總線系統(tǒng)接口一一銜接，確保每個(gè)工位利用傳感器采集、檢查數(shù)據(jù)[3]。DSP內(nèi)部連接配套工位、單片機(jī)，搭建嵌入式控制系統(tǒng)，可直接代替?zhèn)鹘y(tǒng)工控機(jī)負(fù)責(zé)汽車檢測(cè)工作，同時(shí)應(yīng)用并聯(lián)形式與總線連接。CAN路徑中的設(shè)備無需連接下位機(jī)、工控機(jī)，有利于節(jié)省成本。

3.2 設(shè)置自帶接口

CAN與不同形式的接口模板都能夠有效關(guān)聯(lián)，其中涵蓋了微處理器、獨(dú)立通信控制配件，此類型的接口模板將總線框架內(nèi)收發(fā)器銜接起來，創(chuàng)建具備實(shí)時(shí)性特點(diǎn)的嵌入體系。在自帶接口的作用下，還可以設(shè)定總線根本通信協(xié)議，按照檢測(cè)要求設(shè)置好關(guān)聯(lián)性能、接口卡流程，還可以檢測(cè)汽車運(yùn)行狀態(tài)。通常下位機(jī)是以測(cè)定儀表的形式應(yīng)用，微處理器作用是對(duì)傳感器運(yùn)行實(shí)時(shí)產(chǎn)生的數(shù)值進(jìn)行辨認(rèn)、初始化處理。如此一來，下位機(jī)可以接收、傳輸數(shù)據(jù)。總線連接口分為總線串聯(lián)控制器、配套收發(fā)設(shè)備，與控制模板體系中的所有總線一致，可以在汽車檢測(cè)期間劃分單機(jī)片類型，在不同的工作狀態(tài)下選擇相對(duì)應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，控制模塊在串聯(lián)之后組合成為完整的體系，與外圍設(shè)備連接。

3.3 CAN導(dǎo)線檢測(cè)

因?yàn)镃AN導(dǎo)線數(shù)量整體來說比較多，而且導(dǎo)線各有不同的用處，所以針對(duì)CAN導(dǎo)線的檢測(cè)，要按照實(shí)際情況選擇檢測(cè)方式?？傮w而言，一旦導(dǎo)線出現(xiàn)磨損，維修需要控制在5 cm以內(nèi)，否則磨損導(dǎo)線可能會(huì)和其他導(dǎo)線相交導(dǎo)致更為嚴(yán)重的故障。此外，若導(dǎo)線故障發(fā)生在中間部位，維修人員要避免汽車系統(tǒng)運(yùn)行信號(hào)受干擾，降低控制系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。

3.4 自我診斷及數(shù)據(jù)流檢測(cè)

CAN總線系統(tǒng)具有自我診斷功能，若總線系統(tǒng)發(fā)生故障，不能及時(shí)接收、處理數(shù)據(jù)，總線系統(tǒng)內(nèi)的控制單元便會(huì)馬上向處理器反饋故障信息，若控制單元存在故障無法產(chǎn)生實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，其他控制單元將會(huì)通過故障碼反饋故障，對(duì)檢測(cè)工作提供針對(duì)性的指導(dǎo)。部分控制單元接收收發(fā)器傳輸信息時(shí)無法保證準(zhǔn)確性，也不會(huì)形成故障碼，但卻可以接收到總線系統(tǒng)傳遞的信號(hào)，從而生成故障相關(guān)數(shù)據(jù)，為維修、檢測(cè)提供方便。按故障碼解決故障，務(wù)必要依據(jù)各個(gè)控制系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)與傳輸數(shù)據(jù)，方可判定故障所在位置、造成的危害[4]。

3.5 CAN通信檢測(cè)

CAN總線系統(tǒng)作為通信機(jī)制具有一定的復(fù)雜性，系統(tǒng)內(nèi)部的所有控制單元連接十分密切，而且各個(gè)控制單元之間具有相互制約與影響的關(guān)系，各組成單元同時(shí)以獨(dú)立形式運(yùn)行。實(shí)施CAN通信檢測(cè)期間，工作人員可按照實(shí)際情況展開單獨(dú)檢測(cè)。特別是CAN系統(tǒng)通訊情況檢測(cè)，建議采取分項(xiàng)檢測(cè)的形式，保證每個(gè)分項(xiàng)都能夠穩(wěn)定運(yùn)行。組織分項(xiàng)檢測(cè)時(shí)，若設(shè)備顯示數(shù)字為“1”，則代表控制單元信息通信沒有故障，若儀器設(shè)備顯示數(shù)字為“0”，則代表對(duì)應(yīng)控制系統(tǒng)內(nèi)部存在通訊故障，采用相應(yīng)的測(cè)量技術(shù)便可分析出故障原因。待發(fā)現(xiàn)具體問題之后便可將其解決，有效排除故障對(duì)汽車系統(tǒng)帶來的影響。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，汽車檢測(cè)作為生產(chǎn)制造階段的重要環(huán)節(jié)，對(duì)于汽車生產(chǎn)企業(yè)與技術(shù)人員而言，必須掌握各項(xiàng)檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)，在生產(chǎn)制造階段發(fā)現(xiàn)故障并且及時(shí)排查與解決。應(yīng)用CAN總線檢測(cè)技術(shù)，可以更加全面地發(fā)現(xiàn)汽車系統(tǒng)內(nèi)部存在的故障，由技術(shù)人員及時(shí)總結(jié)故障原因后將其排除。不僅可以提高汽車設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、制造水平，還可以憑借CAN總線檢測(cè)技術(shù)，深入排查故障，滿足后期汽車駕駛、運(yùn)行對(duì)于安全性的要求，提高駕駛舒適度，應(yīng)用CAN總線技術(shù)做好汽車檢測(cè)與維修，能切實(shí)提升我國(guó)汽車檢測(cè)技術(shù)水平。

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