汽车总线技术及其检测维修

387产业经济汽车CAN总线技术及其检测维修罗振华　蒋　芬武汉理工大学华夏学院摘要：随着汽车总线技术的不断发展和信息化水平的不断提升，传统的点对点通信模式已经不能满足当前汽车电器设备的通信需求，为了进一步降低整车布线难度，提高布线效率，宜采用CAN总线技术作为汽车电子控制系统信息传输方式。本文介绍CAN总线技术在汽车上的应用及其故障的检测维修。关键词：CAN总线；汽车；检测；维修中图分类号：U469文献标识码：A文章编号：1001-828X（2014）09-00387-01随着电子技术的不断发展，电子控制系统和通信系统在汽车制造中的应用也越来越广泛，如ABS防抱死系统、仪表系统、汽车底盘电控系统等等，另外，随着ITS技术的发展，对汽车的布线工作和信息共享提出了更高要求，增加了布线难度。CAN总线技术的运用，提高了汽车各单元的可靠性，降低了整车布线的成本，实现了电子装备间的资源共享，使各个单元之间的控制更加方便、协调。一、汽车CAN总线控制结构CAN的全称为“ControllerAreaNetwork”，即控制器局域网，它是将汽车上各个控制单元通过中央控制器进行连接，形成汽车电子控制网络结构，这样就可以加强对各个控制单元的管理，使各个单元之间的工作更加协调。不管整车有多少个电控单元，只需要用两根导线将其于总控进行连接。CAN总线上的每个节点都有固定的地址，数据由控制单元发出，经总线传输至CAN控制器上，控制器将数据转化为电信号，再将电信号传输至控制单元，控制单元对接收到的信号进行检测，看是否符合该单元需要，如果需要就将其接收，如果不需要就将其忽略。其网络拓扑结构如下图所示：汽车CAN总线控制网络拓扑结构示意图网关与各节点之间的通信主要由以下几点内容：(一)车辆启动时的自检。当车辆启动时，网管负责向各个电控单元发送自检信号，并将电控单元返回的数据进行收集进行分析处理，及时发现电控单元是否存在问题，为更顺利解决汽车故障提供基本信息。(二)车辆运行过程中监控。在车辆行驶过程中，监控单元负责检测各条线路上数据的收发情况，观察数据传输是否出现异常，当出现异常时要启动紧急处理程序并向驾驶员报警，确保行车过程中车辆和人身安全。同时CAN控制系统还可以对驾驶员的一系列操作动作进行检测，根据驾驶员驾驶动作的变换在不同控制系统之间进行相应的切换，同时对车辆的各项参数进行监测，确保车辆始终在正常状态下行驶。(三)周期性数据刷新通信。发动机转速、车速、变速箱数据等电控单元的信息要定时传输至控制单元，控制单元对这些数据进行对比分析，判断其是否处于正常的工作状态。二、汽车CAN总线的常见故障(一)汽车多路信息传输系统故障。汽车多路信息传输系统的电控模块正常工作电压必须保持在10.5V-15V之间，如果小于10.5V就会造成电控模块无法正常工作，多路信息传输系统就无法进行信息传递。(二)汽车多路信息传输节点故障。汽车多路信息传输节点故障就是指节点之间的传输协议或者软件程序出现缺陷、相互之间产生冲突，这样就会导致各个模块之间的通信出现混乱，导致系统工作紊乱，无法发挥其应有作用。(三)汽车多路信息传输链路故障。汽车多路信息传输链路故障就是通讯线路之间出现虚连、短路现象，导致通讯信号衰减、失真，使各个控制单元无法正常工作，发出或者接受错误的指令，使整个系统处于瘫痪状态。三、汽车CAN总线的检测维修当CAN总线系统出现故障时，维修人员要在第一时间检测汽车多路信息传输系统是否正常，因为一旦汽车多路信息传输系统出现故障电控单元的数据接收和发出会受到影响，为故障的检测和排出带来困难。(一)波形检测。维修人员可以利用示波器对CAN总线的CAN-High和CAN-Low两种波形同时进行检测分析，这样在同一个界面内对两种波形进行对比就很容易发现哪里出现问题。在检测时，示波器DSO1的正极连接CAN-High，DSO2的正极连接CAN-Low，两个通道的负极同时接地。同时利用二者的电压差对其波形进行分析判断，这样就可以准确发现总线系统的故障所在。(二)终端电阻的测量。汽车整个多路信息传输系统的2个终端电阻分别处于2个控制单元中，因此这2个终端电阻是处于并联状态的。当CAN总线系统出现故障时，维修人员可以对终端电阻进行测量，当测量的结果为每一个终端电阻大约为120Ω，电阻总值约为60Ω时，就可以确定电阻处于正常的工作状态，。当拔下一个带有终端电阻控制单元插头后，显示出检测的电阻值没有发生变化，这种情况就可有说明CAN总线系统出现了一些问题，出现的问题可能是被拔下的终端电阻已经损坏或者出现了短路现象，如果电阻值的变化无穷大，可能是控制单元终端电阻损坏。(三)测量数据块中总线CAN通讯状态。维修人员可以利用专业的检测仪，对各控制单元的工作数据块进行读取和分析，检测各控制单元之间的数据传输是否正常。如果某个控制单元工作状态在仪器上显示为1，这就表明该控制单元能够正常发出和接收信息，处于正常的工作状态；如果某个控制单元工作状态在仪器上显示为0，这就表明该控制单元发出和接收信息不正常，系统出现了故障，其原因可能是控制单元与网关之间的连接出现中断，或者该控制单元还没有进行安装。(四)汽车CAN导线的维修。CAN总线系统的导线一般为双绞线，如果导线出现破损需要进行接线时，每段接线距离应小于5cm。如果在导线的中央接点处进行维修，不可以将接点打开，只能在距离接点10cm以外将导线断开重新进行连接。防止干扰源对传输信号干扰，还要在接线点处进行屏蔽处理。另外，为预防传输中信号出现失真，每条导线的长度不得超过5m。四、结语随着信息技术的发展，汽车CAN总线技术还会越来越多地应用在汽车控制系统上，降低汽车布线难度，实现信息资源共享，提升汽车行驶安全性和操作稳定性。技术人员必须不断提升自身的技术水平，熟练操作CAN系统，为汽车故障的排除和汽车生产做出贡献。参考文献：[1]黎永键,赵祚喜.汽车CAN总线概述及其故障诊断检测方法[J].硅谷,2010(02).[2]包珍.汽车CAN总线控制系统的故障诊断应用[J].黑龙江科技信息,2010(09).[3]杨兵,耿仁义.国产汽车CAN总线发展[J].科技创新导报,2009(32).作者简介：罗振华(1981-)，男，汉族，硕士，讲师，研究方向：车辆工程。蒋　芬(1982-)，女，汉族，硕士讲师，研究方向：车辆工程。基金醒目：本成果受武汉理工大学华夏学院科研基金项目支助，项目名称：基于CAN总线的车载电子控制系统研究，项目编号：11019。