1、淺析北京公交車輛用can總線 模塊的檢測研究和測試手段的應用一、公交車輛can總線檢測技術研究的目的和實際意義1、公交車輛can總線技術的應用隨著科學技術的不斷發展，電子系統在汽車上的應用不斷普及，汽車上控制單元（ecu）不斷增加，bosch公司在20世紀80年代提出了最初用于汽車電子裝置互聯的控制器局域網can串行通信總線系統。之后，can總線技術被汽車行業和控制領域廣泛應用。如今，can技術已經被運用在了公交領域。近年來，北京公交車上大部分都配備了can總線系統。can總線技術在公交車上的應用，使得汽車車體內線束和接口數量大量減少，避免了過多線束存在的互相干涉、磨損等隱患，降低了汽車電氣系

2、統的故障發生率，實現各種傳感器的信息共享；另外，通過can總線將各系統中的診斷總線連接在一起，通過ecu軟件來實時診斷與維修。北京公交車上使用的為三級總線技術，即can_lin混合總線系統。整個系統由開關模塊、前控模塊、后控模塊、前燈控模塊、后燈控模塊、頂控模塊、中控模塊、總線儀表、胎壓接收模塊、總線管理器和橋模塊等組成。2、can總線檢測技術研究的目的由于現在公交車輛上大量配備了can總線系統，對于該類型車輛的日常維修和保養相應的也提出了新的要求。全車上的can總線系統是由大量的模塊組成，任何一個模塊出現故障都會影響整車的正常運行。所以，在日常的維修保養中對于can總線系統的檢測就顯得尤為的

3、重要。通過對各模塊的檢測可以快速的判斷出模塊上各管腳是否存在問題，各模塊是否正常，從而才能為車輛裝配上性能良好的模塊，保證車輛的正常行駛和安全運營。3、實現檢測手段的實際意義（1）、can總線系統帶來的問題公交車輛can-bus網絡主要由ecu、前控模塊、后控模塊等十余種can模塊組成，配以連接各模塊的連線和模塊輸出執行部件等，構成了公交車輛的can網絡。由于車輛各個主要部分均由各種模塊進行數據交換和數據共享，那么模塊作為can線技術實現功能的基礎，作為各系統之間控制、各系統和車輛儀表之間、系統和汽車故障診斷系統之間的基礎，檢測模塊的功能就需得尤為重要。因此，判斷can模塊內部硬件的好壞、實現

4、功能的作用、準確顯示針腳故障就成為了公交車輛can模塊故障檢測的關鍵點和關鍵項目。（2）、檢測模塊的局限性使用can總線記錄軟件，可以從車輛管理模塊中讀取出車輛的各項行駛狀況參數，調出模擬量或數字量轉化后得出的數據，供公交各條戰線上的技術人員進行分析、參考。而判斷can模塊硬件的好壞，使得在車輛電路維修過程中，準確、快速地判斷出連接模塊、連接線的故障顯得尤為重要。一方面，檢測出相關模塊的故障，顯示出模塊針腳的具體故障情況，同時報故障碼、指示故障類型和內容；另一方面，能夠脫就車檢測，對檢測模塊的全部針腳進行全部檢測，作為維修、保養車輛提供完好總成。因此，需要研制出新型的can模塊檢測儀來解決以上

5、兩方面問二、can總線模塊的檢測手段和測試方法1.檢測臺的構造和實現手段為了實現對can模塊的檢測，在理解can數據傳輸的基礎上，需要對檢測框架、檢測內容、實現手段進行構思。研制出的檢測臺由電源、頻率、電阻發生器、開關控制、信號檢測、can發生器等精確數控模塊組成，依托系統搭載的多種信號源并行發生器及并行檢測端口來實現數據傳遞和交換。該檢測臺采用二次開發語言，所有測試方案及精度都可以重新定義，作為一個開放式平臺不局限于某幾種模塊，可以隨著車型的變化、模塊的增加、針腳定義的變化實現檢測的拓展。圖1.can試驗臺2.基本原理及技術指標此檢測臺通過發生在車輛上的數據環境，自動檢測判定模塊是否合格，可

6、檢測模塊內各路信號電壓（或高低電平）、電阻、頻率、模擬信號、邏輯信號等，通過驗證模塊的各種工作狀態。（1）、基本檢測構架及組成l 4通道帶保護電源(42.5a 536v，可多路并聯)l 48通道拉低開關(每通道可承載2a，最小電流檢測單位0.1ma)l 36通道拉高開關(每通道可承載2a，最小電流檢測單位0.1ma)l 8 通道頻率/數據/占空比發生器(120khz)l 2通道波形/頻率/數據/占空比發生器(120khz，帶數控基準-10v+20v，帶數控幅值030v)l 6通道電阻發生器(0.1-2000 ohm)l 8通道輸入檢測(電壓/頻率/占空比/脈寬捕捉)l 64通道can信號發生器

7、圖2.在車上檢測模塊（2）、試驗臺檢測原理該試驗臺通過模擬車上運行環境，對檢測模塊的各個功能進行逐一檢查。通過模擬相應的開關量輸入來使模塊輸出相應的信號，通過判斷模塊是否輸出和輸出量大小來判斷模塊是否正常。（3）、試驗臺硬件特性及通道分布u 電源 電源通道主要就是通過相應的接線為模塊提供工作電源。電源通道編號144-147，每路通道可輸出5.0v-36.0v的電壓，超額能自動保護。每個通道最大可承載及檢測電流為2.5a，最小分辨率0.1ma，超額能自動保護。四個電壓通道支持多路并聯，并聯后可直接提升最大承載電流n*2.5a。圖3.電源通道原理圖u can信號發生設置了64個can信號發生通道，

8、主要是can控制信號的選通通道，通過程序指定相應的通道發送can信號數據流給模塊，模塊接受can信號后才會執行相應的命令。can通道發生器通道編號：512575共64個.512通道為can參數組接受通道，只手不發513514支持can轉義收發（長數據收發）通道515526支持can應答收發通道，有兩組數據每組16字節，可先收后發或先發后收527575為can常規隊列收發通道，如無特殊要求，常規的can數據使用此類通道收發u 拉低檢測功能拉低檢測功能主要由編號為0-23的24個拉低通道來實現。據電路圖可以看出，拉低通道接模塊輸出端口，就相當于試驗臺這邊的拉低通道是地，接線后構成的回路電源由模塊輸

9、出端口提供。通過拉低通道檢測這個模塊的方法是：首先將讓這a端口輸出+24v的命令通過can線發送到被檢測模塊上，模塊接收到這個信號后，就應該讓a端口輸出+24v，a端口接一個1k電阻，然后再接試驗臺的拉低通道，由于拉低通道相當于接地，就構成一個回路，通過i=v/r（i-電流，v-電壓，r-電阻）公式就能算出理論上這個模塊輸出24v時這個回路的電流。所以檢測模塊時，通過檢測拉低通道的電流就可以對模塊輸出是否輸出，輸出是否正常進行直觀的判斷。拉低通道24個，編號0-23，每個通道又分為a、b兩個量程檔a量程：最大可承載及檢測電流為200ma，最小分辨 率為0.1ma，超額能自動保護b量程：最大可承

10、載及檢測電流為2a，最小分辨率1ma，超額能自動保護圖4.拉低通道電路圖u 拉高檢測功能拉高通道就是，試驗臺檢測設備測量端口時由拉高通道提供電源，與拉低通道供電方式相反。拉高通道編號為64-87，共24個通道，共分為4組，使用時必須在輸出盒中對用到的組與電源進行跳線。 四組編號分別是：第一組：64-69，用到時須加拉高電源hv1第二組：70-75，用到時須加拉高電源hv2第三組：76-81，用到時須加拉高電源hv3第四組：82-87，用到時須加拉高電源hv4每個通道又分為a、b兩個量檔：a量程：最大可承載及檢測電流為200ma，最小分辨率0.1ma，超額能自動保護b量程：最大可承受及檢測電流為

11、2a，最小分辨率為1ma，超額能自動保護圖5.拉高通道電路圖u 電阻功能電阻通道可以輸出可調的一個電阻值，也就是說可以通過設置，讓電阻通道相當于某個阻值的電阻。電阻通道2個，編號128、129，每個通道可輸出0.12000的電阻值，最小分辨率0.1，精度分別為：0-10：0.1；10-100：0.5；100-500：1，500-1k：2；1k-2k:5。最大可承載及檢測電流為2a，最小分辨率為0.1ma，超額能自動保護圖6.電阻通道原理圖u 檢測功能可以實現檢測信號的電壓，頻率，脈寬等功能。共分為8個檢測通道216-223，每個檢測通道均支持以下三種檢測模式： 電壓檢測模式：電壓檢測范圍0.0

12、1-36.00v，使用216v-223v引腳接入，通過內部電壓測量電路(ad,單片機等構成),測得輸出電壓。 頻率檢測模式：頻率檢測范圍0.1-20000hz，并同時檢測占空比，使用216p-223p引腳接入，直接接入單片機i/o，通過內部程序讀出相應頻率并輸出。脈寬捕捉模式：脈寬檢測范圍0.1-0.999ms，使用216p-223p引腳接入，脈寬檢測與頻率檢測模式基本相同，直接由單片機檢測并輸出相應值，實現信號脈寬檢測，如果是占空比為50%的脈沖波形，脈寬即為周期的1/2 ，周期是頻率的倒數。圖7.檢測通道原理圖u 頻率/數據/占空比發生器試驗臺可作為頻率/數據/占空比發生器使用。可以輸出頻

13、率可調、脈寬可調的脈沖信號。拉低頻率/數據/占空比發生通道編號：224-227，共4個，頻率輸出范圍：0.1-20000hz拉高頻率/數據/占空比發生通道編號：232-235，共4個，頻率輸出范圍：0.1-20000hz圖8.拉低頻率/數據/占空比發生通道原理圖u 方波/正弦波/三角波/頻率/數據/占空比發生(基準與幅值可調)試驗臺可發生方波/正弦波/三角波等基準與幅值均可調的信號，擴展了檢測臺的功能。通道編號：240-241，共2個波形/頻率輸出范圍:0.1-20000hz數控基準范圍：(-10)-(+20)v數控幅值范圍:0-30v圖9.方波/正弦波/三角波/頻率/數據/占空比發生通道原理

14、圖（4）、試驗臺操作4-1 登陸系統圖10 用戶登錄界面圖11 設定權限設定權限：可以分為一級到九級一級管理員：可以對系統進行再編程和各種參數維護等操作九級測試員：只能進行模塊的檢測4-2 模塊檢測（1）、如何利用二次編輯語言編寫檢測模塊程序對于不同車輛廠家、不同車型所實現的can總線數據傳輸，它的模塊設計、開通的針腳及標定參數、定義內容上有共同之處，如電源通道、喚醒線、can-h、can-l等，但也根據實現功能的需求，設計不同針腳的定義和參數。can模塊設計廠家在按照國際標準的基礎上，結合企業設計理念在對數據的傳輸的發送和接收上通過各種手段進行加密。對于我們在維修過程中的檢測，既要通過設計出

15、成熟的檢測手段，直接提供給維修人員進行操作，省去不必要的麻煩，體現出更直觀的診斷信息，又需要在檢測過程中體現出對模塊判斷的正確性、及時性和數據穩定性。以上作為幾條基本理念去設計can模塊檢測試驗臺。（2）、形成一套完整車型的模塊檢測程序需要注意的幾點問題：編輯一個模塊之前，首先要分析各針腳的含義，對他們的屬性進行分析和歸類，來決定選擇使用通道和數控模塊去檢測診斷。如編輯總線模塊，檢測各針腳，需要在軟件中編寫相應的程序進行檢測。on ch66 打開通道66wait 500 等待500msin ch66 回讀通道66的電流值if p:2， min，150-200 如果通道電流不在150200 ma

16、 waring“左轉向燈電流 范圍內，則顯示警告信息超出合理范圍”on ch2 off ch2wait r:100 wait r:100in ch542 in ch542function 13,p:7,2.1,2 function 13,p:7,2.1,2if p:0,1 if p:0,0warning name:2+“輸入 warning name : 2+“輸入懸空拉低態，請檢查” 態，請檢查” 如現在要檢測后燈模塊控制右后小燈是否正常，可以往檢測軟件里寫入相應的程序，運行程序進行的操作是：通過can總線向模塊發送打開右后小燈通道的命令（相當于汽車執行相應的動作，比如右轉），然后再檢測模塊

17、的該通道是否有輸出，輸出的信號（電流信號）是否正常等。通過編寫想要檢測的功能就可以實現對整個模塊各個功能的逐一檢測。在編輯設計語言過程中，還要針對模塊的連接情況，自行制作保護檢測線，附加保護電阻和抗干擾，這樣確保檢測中數據傳輸穩定、安全。圖12.選擇待檢測模塊圖13.選好模塊準備檢測報警錯誤圖14.單一報錯界面模塊檢測的過程中，如果檢測到錯誤會彈出如圖所示的告警框，并在左邊狀態欄以紅色字體記錄下報警的通道等信息，后面程序運行也在出現報警的地方停止，操作人員可以查看錯誤信息，告警框選擇“是”則繼續檢測，選擇“否”則退出檢測，選擇“重試”則重新檢測剛才錯誤的通道。圖15.連續報錯參數維護圖16.基

18、礎數據維護窗口當以管理員admin身份登錄系統后，就可以對基礎數據進行維護，比如添加，刪除新檢測模塊，添加刪除模塊中新的檢測項等操作編程開發圖18.指令編程窗口（3）.can模塊檢測的基本流程打開設備電源打開計算機電源進入操作系統后，運行“car9987便攜式can檢測儀”以檢測員身份登錄檢測系統連接系統輸出盒與待檢測設備的連接線在監測系統中選擇待檢測設備的名稱點擊開始檢測按鈕進行正常檢測對出現的錯誤信息進行記錄分析、反饋完成檢測后，先退出檢測系統，再點擊操作系統的開始菜單，關閉計算機，最后關閉設備電源。四、研究及測試的階段性成果 1、便攜式can檢測儀使車載can系統能夠得到在線檢測、分析、維護及現場故障排除，實現就車檢測和臺架測試兩種方案實施。軟件編程靈活，隨著不同車型變化、模塊陣腳定義變化，都能夠通過二次語言編寫實現全部檢測。2、能夠判斷出點對點的模塊檢測，判斷出相應故障點及模塊問題。提高對can