CAN总线在行车安全上的应用与检修

1 CAN 总线在行车记录仪上的应用
行车记录仪的两大部分是计算机终端的数据分析软件和行车记录仪的主机。主机部分的主要功能是对车辆在行驶时数据的采集、记录和存储，是记录仪的核心部分。相比于传统的行车记录仪，由于需要采样的信号繁多，加之信号采集难度也较大，需要很多的连接线。为了保证信号采集的准确性，还需要经过滤波电路和放大电路对采集到的信号进行处理，整个过程相当复杂。如果各个处理电路之间的电气特性不匹配，这就严重影响了记录仪信号采集的准确性，甚至还会影响到汽车其他系统间的协调。
CAN 总线一方面不会影响其他系统的正常工作，因为汽车行驶记录仪直接通过接口从CAN 总线上获取相应的信号；另一方面，CAN 总线的数据传递可靠性很高，这保障了数据的准确性。根据CAN 总线是一种多主总线的这一特点，可通过作为一个节点的形式将汽车行驶记录仪接到汽车CAN 网络中。从理论上来说，系统的复杂性越高，所需设置的主节点越多。在汽车CAN 网络系统中与计算机终端采用主节点、从节点的设置方式。
多数简单系统中都只有一个主节点，相关数据由主节点向从节点传递，从节点根据地址判断该数据是否接收，向主节点发出应答信号。根据数据处理，从节点完成不同的功能，例如数字量、模拟量输入输出、驱动器等。这些工作主要是根据主节点发出的信号来完成的，并能实现接收和上传数据等通信功能。CAN 接口电路原理框图如图1 所示。

图1 CAN 接口电路原理框图
CAN 总线的应用，使得汽车行驶记录仪对信号的采样系统被简化，降低了对微处理器的性能要求，同时提高了行驶记录仪的稳定性。在RS232 通信节点中可以建立多点远程通信，这一设计使其硬件和软件上都有所创新，使记录仪在安装时更方便，具有很强的可移植性和扩充性以及很好的性价比。因此，也会有较好的市场前景。
2 CAN 总线在ABS 上的应用
ABS 是一种主动安全装置。现在的ABS 基本都是电子式制动系统。其功能就是在车轮面临即将抱死状态时，降低制动力，而当车轮没到这个临界值时又增加制动力，如此反反复复地动作，使制动效果达到。运用现在的CAN 总线技术可优化如图2 所示。

图2 ABS 控制节点系统图
在ABS 上增设一个总线智能节点，内置一个单片机控制芯片，这样就可以增强系统的实用性和灵活性。
因为ABS 是在紧急刹车情况下作用，在速度和时间上要求非常高，根据CAN 总线的实时性与稳定性，可大大提高制动效果。减少通信时间，缩短制动距离，在安全方面提供更高的保证。
3 CAN 总线的故障检修
一般诊断步骤：
（1）了解该车型的多路传输系统特点；
（2）汽车多路传输系统的功能；
（3）检查汽车电源系统是否正常；
（4）检查汽车多路传输系统的链路是否正常（替换法、跨线法）；
（5）如果是节点故障，只能采用替换法进行检测示例。
例：三个控制单元组成CAN 总线系统检测步骤如图3 所示，CAN 总线有一条数据线短路，先将故障诊断仪接入，读取其故障码；用万用表测量模块供电搭铁是否正常和数据线导通性、有无对地短路、有无正电短路、终端电阻是否正常等。

图3 三个控制单元组成的CAN 总线
用示波器测量数据线运行的数据信号是否正常；如果信号波形不正常，又没发现数据短路、断路等故障时，可用排除法或者代换法进行节点故障诊断。
4 故障诊断仪的使用
（1）诊断仪读取：通过故障诊断仪器的功能测量数据块模块中可得到以下信息：控制单元之间的CAN 通信状态。CAN 工作状态类型可分为“单线”或“双线”。从另一个控制单元的CAN 输入信号。
（2）诊断仪故障查询：当车载网络系统出现故障时自诊断系统能识别的故障有一条或两条数据线断路；两条数据线在同时断路；数据线对地短路或对正极短路；一个或多个电子控制单元有故障。
5 汽车示波器的使用
示波器检测波形有以下五种：
a 幅值：电子信号在某一时间点上的即时电压。
b 频率：电子信号在循环的两个事件之间的时间为周期，频率为周期的倒数，即一般指每秒的循环数。
c 脉冲宽度：电子信号高电频所占总时间长度的比例或占空比。
d 形状：电子信号的外形特征，包括其曲线、轮廓和上升沿、下降沿等。
e 阵列：通过排列组合的方式进行数据传递，通过某种顺序组成专门信息信号的重复方式。
数字存储式示波器用双通道对CAN- BUS 总线进行测量，通过对示波器波形的分析可以很容易发现故障。
6 总结
随着汽车行业的快速发展，汽车上也会越来越多地运用电
子网络控制技术。由于早期汽车线束复杂、凌乱、沉重，CAN 总线技术的*性将会被广泛地应用在各大控制系统中。如发动机控制系统、灯光控制系统、空调系统、电动门窗控制系统、ABS 控制系统和行车记录仪等。传统的每个控制模块都有自己的信号传输线，而CAN 总线技术可以大大地优化这种结构，把各个模块连接到一起组成一个网络。每个子系统通过控制器与主机或其他子系统进行通信。这种通信方式结构简单，速率较快，将会被更广泛应用。