CAN總線(xiàn)在行車(chē)安全上的應用與檢修

1 CAN 總線(xiàn)在行車(chē)記錄儀上的應用
行車(chē)記錄儀的兩大部分是計算機終端的數據分析軟件和行車(chē)記錄儀的主機。主機部分的主要功能是對車(chē)輛在行駛時(shí)數據的采集、記錄和存儲，是記錄儀的核心部分。相比于傳統的行車(chē)記錄儀，由于需要采樣的信號繁多，加之信號采集難度也較大，需要很多的連接線(xiàn)。為了保證信號采集的準確性，還需要經(jīng)過(guò)濾波電路和放大電路對采集到的信號進(jìn)行處理，整個(gè)過(guò)程相當復雜。如果各個(gè)處理電路之間的電氣特性不匹配，這就嚴重影響了記錄儀信號采集的準確性，甚至還會(huì )影響到汽車(chē)其他系統間的協(xié)調。
CAN 總線(xiàn)一方面不會(huì )影響其他系統的正常工作，因為汽車(chē)行駛記錄儀直接通過(guò)接口從CAN 總線(xiàn)上獲取相應的信號；另一方面，CAN 總線(xiàn)的數據傳遞可靠性很高，這保障了數據的準確性。根據CAN 總線(xiàn)是一種多主總線(xiàn)的這一特點(diǎn)，可通過(guò)作為一個(gè)節點(diǎn)的形式將汽車(chē)行駛記錄儀接到汽車(chē)CAN 網(wǎng)絡(luò )中。從理論上來(lái)說(shuō)，系統的復雜性越高，所需設置的主節點(diǎn)越多。在汽車(chē)CAN 網(wǎng)絡(luò )系統中與計算機終端采用主節點(diǎn)、從節點(diǎn)的設置方式。
多數簡(jiǎn)單系統中都只有一個(gè)主節點(diǎn)，相關(guān)數據由主節點(diǎn)向從節點(diǎn)傳遞，從節點(diǎn)根據地址判斷該數據是否接收，向主節點(diǎn)發(fā)出應答信號。根據數據處理，從節點(diǎn)完成不同的功能，例如數字量、模擬量輸入輸出、驅動(dòng)器等。這些工作主要是根據主節點(diǎn)發(fā)出的信號來(lái)完成的，并能實(shí)現接收和上傳數據等通信功能。CAN 接口電路原理框圖如圖1 所示。

圖1 CAN 接口電路原理框圖
CAN 總線(xiàn)的應用，使得汽車(chē)行駛記錄儀對信號的采樣系統被簡(jiǎn)化，降低了對微處理器的性能要求，同時(shí)提高了行駛記錄儀的穩定性。在RS232 通信節點(diǎn)中可以建立多點(diǎn)遠程通信，這一設計使其硬件和軟件上都有所創(chuàng )新，使記錄儀在安裝時(shí)更方便，具有很強的可移植性和擴充性以及很好的性?xún)r(jià)比。因此，也會(huì )有較好的市場(chǎng)前景。
2 CAN 總線(xiàn)在A(yíng)BS 上的應用
ABS 是一種主動(dòng)安全裝置?，F在的ABS 基本都是電子式制動(dòng)系統。其功能就是在車(chē)輪面臨即將抱死狀態(tài)時(shí)，降低制動(dòng)力，而當車(chē)輪沒(méi)到這個(gè)臨界值時(shí)又增加制動(dòng)力，如此反反復復地動(dòng)作，使制動(dòng)效果達到。運用現在的CAN 總線(xiàn)技術(shù)可優(yōu)化如圖2 所示。

圖2 ABS 控制節點(diǎn)系統圖
在A(yíng)BS 上增設一個(gè)總線(xiàn)智能節點(diǎn)，內置一個(gè)單片機控制芯片，這樣就可以增強系統的實(shí)用性和靈活性。
因為ABS 是在緊急剎車(chē)情況下作用，在速度和時(shí)間上要求非常高，根據CAN 總線(xiàn)的實(shí)時(shí)性與穩定性，可大大提高制動(dòng)效果。減少通信時(shí)間，縮短制動(dòng)距離，在安全方面提供更高的保證。
3 CAN 總線(xiàn)的故障檢修
一般診斷步驟：
（1）了解該車(chē)型的多路傳輸系統特點(diǎn)；
（2）汽車(chē)多路傳輸系統的功能；
（3）檢查汽車(chē)電源系統是否正常；
（4）檢查汽車(chē)多路傳輸系統的鏈路是否正常（替換法、跨線(xiàn)法）；
（5）如果是節點(diǎn)故障，只能采用替換法進(jìn)行檢測示例。
例：三個(gè)控制單元組成CAN 總線(xiàn)系統檢測步驟如圖3 所示，CAN 總線(xiàn)有一條數據線(xiàn)短路，先將故障診斷儀接入，讀取其故障碼；用萬(wàn)用表測量模塊供電搭鐵是否正常和數據線(xiàn)導通性、有無(wú)對地短路、有無(wú)正電短路、終端電阻是否正常等。

圖3 三個(gè)控制單元組成的CAN 總線(xiàn)
用示波器測量數據線(xiàn)運行的數據信號是否正常；如果信號波形不正常，又沒(méi)發(fā)現數據短路、斷路等故障時(shí)，可用排除法或者代換法進(jìn)行節點(diǎn)故障診斷。
4 故障診斷儀的使用
（1）診斷儀讀?。和ㄟ^(guò)故障診斷儀器的功能測量數據塊模塊中可得到以下信息：控制單元之間的CAN 通信狀態(tài)。CAN 工作狀態(tài)類(lèi)型可分為“單線(xiàn)”或“雙線(xiàn)”。從另一個(gè)控制單元的CAN 輸入信號。
（2）診斷儀故障查詢(xún)：當車(chē)載網(wǎng)絡(luò )系統出現故障時(shí)自診斷系統能識別的故障有一條或兩條數據線(xiàn)斷路；兩條數據線(xiàn)在同時(shí)斷路；數據線(xiàn)對地短路或對正極短路；一個(gè)或多個(gè)電子控制單元有故障。
5 汽車(chē)示波器的使用
示波器檢測波形有以下五種：
a 幅值：電子信號在某一時(shí)間點(diǎn)上的即時(shí)電壓。
b 頻率：電子信號在循環(huán)的兩個(gè)事件之間的時(shí)間為周期，頻率為周期的倒數，即一般指每秒的循環(huán)數。
c 脈沖寬度：電子信號高電頻所占總時(shí)間長(cháng)度的比例或占空比。
d 形狀：電子信號的外形特征，包括其曲線(xiàn)、輪廓和上升沿、下降沿等。
e 陣列：通過(guò)排列組合的方式進(jìn)行數據傳遞，通過(guò)某種順序組成專(zhuān)門(mén)信息信號的重復方式。
數字存儲式示波器用雙通道對CAN- BUS 總線(xiàn)進(jìn)行測量，通過(guò)對示波器波形的分析可以很容易發(fā)現故障。
6 總結
隨著(zhù)汽車(chē)行業(yè)的快速發(fā)展，汽車(chē)上也會(huì )越來(lái)越多地運用電
子網(wǎng)絡(luò )控制技術(shù)。由于早期汽車(chē)線(xiàn)束復雜、凌亂、沉重，CAN 總線(xiàn)技術(shù)的*性將會(huì )被廣泛地應用在各大控制系統中。如發(fā)動(dòng)機控制系統、燈光控制系統、空調系統、電動(dòng)門(mén)窗控制系統、ABS 控制系統和行車(chē)記錄儀等。傳統的每個(gè)控制模塊都有自己的信號傳輸線(xiàn)，而CAN 總線(xiàn)技術(shù)可以大大地優(yōu)化這種結構，把各個(gè)模塊連接到一起組成一個(gè)網(wǎng)絡(luò )。每個(gè)子系統通過(guò)控制器與主機或其他子系統進(jìn)行通信。這種通信方式結構簡(jiǎn)單，速率較快，將會(huì )被更廣泛應用。