一、CAN 总线技术运用的优点
从大范围看,汽车总线技术就是利用一种有效的通信协议,再把汽车内部的 ECU 节点有效整合起来,最终在汽车内部产生小范围的局域网络。驾驶人员通过局域网的调控可以实现汽车各部分的动作控制,包括:起动、急停、灯光、音响等等。CAN 总线是汽车总线技术中运用最为广泛的,已经成为国内外汽车制造商普遍采用的技术。汽车 CAN 总线技术的优点表现如下:
1.开发难度———小
尽管是一类多功能的现场总线,但汽车 CAN 总线及相关系统的开发难度较小。目前,汽车 CAN 总线采用的通信协议都是经过CAN 控制器芯片及其接口芯片达到操控效果,这使得系统开发的难度明显降低,整个新总线控制系统的研发周期较短,且结构简单,如图 1 所示。同时,在维护汽车总线运行阶段,CAN总线的节点会在异常状态下关闭输出功能,避免总线受到干扰。
2.国际标准———高
国外许多著名的汽车制造厂商将CAN总线技术作为一项公认的标准。如:法拉利、保时捷、雷克萨斯等均采用CAN 总线技术为硬指标。与早期传统的现场接线对比,CAN 总线体现出了高速率、高性能、高质量的国际化总线形式。
国外调查显示,美国、意大利、法国、德国等汽车制造商运用 CAN 总线的占有率达70%以上,这足以说明CAN 总线的国际化。
3.数据通信———强
从其他现场总线使用情况看,许多汽车用户反映数据通信信号较弱,严重影响了汽车内部构件的调控。而CAN 总线技术中的 CAN 控制器能实现多功能控制,汽车内局域网能根据节点状态及时收发数据。
另外,CAN 协议消除了地址编码,利用标准的通信数据编码处理,让不同节点在相同时间接收数据,使得局域网内节点之间的数据通信加强。
4.运用范围———广
CAN 总线技术为分布式控制系统内数据通信提供了技术支撑。除了世界著名的汽车制造厂商积极使用CAN 总线以外,许多中小型汽车企业也开始引进这类新总线技术。通常CAN 总线主要是为了增强汽车内部控制系统性能,提高不同检测和执行机构之间的数据通信速率。经过近10 年来的研发推广,CAN 总线在航空航天、机械制造等多个行业得到了充分利用。
二、 汽车 CAN 总线技术的检测维修
由于国内汽车制造水平有限,汽车CAN 总线技术在使用期间也形成通信协议的缺陷。其中,最为关键的一点是 CAN 协议无法使用应答信息,这对于汽车内局域网错误信息的传递、告警等会带来不利影响。为了避免这一问题,汽车制造厂商应实施针对性的检测维修方案。
1.报文检测
通信数据中报文的内容是固定不变的,但在传输期间会遇到许多格式上的问题,若不及时检测处理则会给数据执行造成阻碍。有时技术人员在编排报文时会出现程序上的错误,对帧的格式、大小等指标详细检测,可以确定数据传输中报文是否正确,及时发现汽车CAN 总线技术里报文格式的错误。
2.应答检测
根据汽车 CAN 总线技术实际操控情况分析,在通信协议执行指令之后,被接收到的帧由接收站进行具体的应答认证。当发送站未收到应答,则说明接收站里的帧中有错误,即ACK场已损坏或网络中的报文无站接收。技术人员在检测维修时运用CAN 协议对应答错误检测,找出问题后及时处理。
3.总线检测
CAN 总线是分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通信的技术条件。若总线中某一个节点发生问题,数据传输信号的强度就会相对减弱。维修时需要检测 CAN 中某个节点的信号,利用信号强弱来判定数据通信的性能,或者利用检测发送报文的站等方式对信号接收的差异进行判定。
4.填充检测
对于 CAN 总线而言,不同帧报文之间的各个位都会使用不归零码表示,从而维持了位编码的运行效率最高,但这种情况常造成帧报文的位失去同步状态。检测这一问题时,可以采用位填充,经过五个连续相等位后,发送站自动插入一个与之互补的补码位,CAN 通过检测相同位数量来判断错误。