隨著現(xiàn)代汽車(chē)新技術(shù)的飛速發(fā)展，車(chē)輛安全系統(tǒng)和舒適系統(tǒng)的不斷完善，用于車(chē)輛中的電氣設(shè)備越來(lái)越多。為了更好地監(jiān)控這些電氣設(shè)備以及簡(jiǎn)化線束結(jié)構(gòu)，車(chē)身CAN總線系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)交換。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
CAN（控制器局域網(wǎng)）總線的汽車(chē)車(chē)身控制系統(tǒng)主要是為了簡(jiǎn)化現(xiàn)代汽車(chē)車(chē)身中日益復(fù)雜的電子控制設(shè)備之間的連線。
1．硬件架構(gòu)
系統(tǒng)架構(gòu)如圖所示。根據(jù)SAE J1939協(xié)議對(duì)CAN總線的通信機(jī)制以及錯(cuò)誤檢測(cè)和錯(cuò)誤處理的規(guī)定，整車(chē)上的CAN總線網(wǎng)絡(luò)分成了動(dòng)力CAN（PCAN）總線與儀表CAN（ICAN）總線，以提高總線傳輸效率。
本文介紹的CAN總線架構(gòu)主要由發(fā)動(dòng)機(jī)ECU內(nèi)置的120Ω終端電阻、線束上安裝120Ω終端電阻以及黃綠雙絞線組成PCAN總線的基本物理介質(zhì)，其他的電控設(shè)備，如車(chē)身中央控制器（CBCU）、發(fā)動(dòng)機(jī)ECU、ABS控制器、AT控制器和遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)等均作為節(jié)點(diǎn)接入PCAN總線網(wǎng)絡(luò)。各節(jié)點(diǎn)之間以廣播的形式發(fā)送報(bào)文，報(bào)文被所有節(jié)點(diǎn)同時(shí)接收。
車(chē)身中央控制器同時(shí)承擔(dān)與組合儀表之間的通信，所以車(chē)身中央控制器內(nèi)置的120Ω電阻，與組合儀表內(nèi)置的120Ω電阻，以及黃綠雙絞線組成儀表CAN總線的基本物理介質(zhì)，其他電控設(shè)備，如行駛記錄儀以及一些上裝需要外掛的儀表等，作為節(jié)點(diǎn)接入儀表CAN總線網(wǎng)絡(luò)。
2．CBCU的功能
CBCU能夠接收如模擬量信號(hào)、開(kāi)關(guān)量信號(hào)和CAN信息等，經(jīng)過(guò)CBCU內(nèi)部處理和邏輯運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)對(duì)儀表及車(chē)身其他設(shè)備的控制，同時(shí)也能提供其他系統(tǒng)所需要的CAN信息；可以直接控制車(chē)身電器系統(tǒng)工作（燈光、鑰匙、刮水器、發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)及傳感器輸入等，代替?zhèn)鹘y(tǒng)車(chē)身電器盒并減少保險(xiǎn)絲、繼電器數(shù)量，提高整車(chē)控制可靠性和電器壽命）；可以集成車(chē)身各用電器的自診斷功能，配合CMIC儀表實(shí)現(xiàn)所有故障顯示；具備CAN網(wǎng)關(guān)功能，可讀取分析底盤(pán)動(dòng)力總成控制系統(tǒng)SAE1939數(shù)據(jù)和故障量，實(shí)現(xiàn)整車(chē)控制信息完全共享，可滿足歐Ⅲ、歐Ⅳ和歐Ⅴ排放技術(shù)平臺(tái)需要；開(kāi)放式可編程控制系統(tǒng)，使整車(chē)廠可以自主開(kāi)發(fā)整車(chē)控制程序及診斷程序。
CBCU具有PCAN和ICAN兩種通信功能。PCAN功能遵循SAE J1939協(xié)議，能與動(dòng)力系統(tǒng)通信，能直接從系統(tǒng)中讀取所需要的信息，如水溫、油壓和轉(zhuǎn)速等。如果系統(tǒng)能支持診斷信息，還可以直接將當(dāng)前故障通過(guò)文字信息顯示在液晶屏上。ICAN功能可以和CMIC、行駛記錄儀進(jìn)行通信。
控制程序
由于重型載貨汽車(chē)的客戶化配置設(shè)計(jì)要求，系統(tǒng)的控制程序?qū)ｉT(mén)設(shè)計(jì)了開(kāi)放式的控制程序，可以實(shí)現(xiàn)柔性化程序設(shè)計(jì)要求，并根據(jù)總線應(yīng)用的具體車(chē)型狀況編制控制程序。
整車(chē)電氣工程師可對(duì)CBCU的各硬件端口做定義，在硬件端口數(shù)量有限的情況下，可根據(jù)不同的配置，對(duì)硬件端口的定義隨時(shí)進(jìn)行更改，以滿足整車(chē)的配置要求。電氣設(shè)備在進(jìn)行更新?lián)Q代后，儀表液晶屏需要顯示的車(chē)輛運(yùn)行的信息和故障診斷的信息也會(huì)隨之改變，整車(chē)廠可靈活的對(duì)液晶屏的顯示內(nèi)容進(jìn)行實(shí)時(shí)有效的升級(jí)。
控制程序采用PLC語(yǔ)言進(jìn)行編寫(xiě)。PLC語(yǔ)言可實(shí)現(xiàn)邏輯性較強(qiáng)的控制程序，且簡(jiǎn)單易于掌握，整車(chē)廠的一般電氣工程師都可熟練進(jìn)行操作和應(yīng)用。
故障診斷功能
CBCU在采集各開(kāi)關(guān)信號(hào)、傳感器信號(hào)、讀取總線報(bào)文的同時(shí)，能對(duì)所控制的用電設(shè)備進(jìn)行在線診斷，極大地提高了車(chē)輛調(diào)試和故障維修的效率，主要功能有如下幾個(gè)方面：
一是功率診斷和斷路短路診斷，可用于檢測(cè)所接負(fù)載如燈泡的過(guò)載、線束的短路斷路等。
二是對(duì)傳感器的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，可分別監(jiān)測(cè)電壓信號(hào)、電阻式信號(hào)等。同時(shí)還可提醒駕駛員，保證當(dāng)前的各個(gè)操作完全處于正常運(yùn)行狀態(tài)。
三是通信狀態(tài)監(jiān)測(cè)。對(duì)通信的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，這樣可以監(jiān)控連接到CBCU的各電控單元。查看與CBCU的通信是否工作正常。
四是DM1診斷和顯示。連接到CAN網(wǎng)絡(luò)上的系統(tǒng)能通過(guò)CAN總線發(fā)送當(dāng)前故障信息，CBCU能直接讀取其中的故障信息并以漢字形式顯示在液晶屏上。
車(chē)輛行駛時(shí)液晶屏上將所有的故障以5 s的間隔輪流顯示。點(diǎn)火鑰匙打開(kāi)、發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)有起動(dòng)時(shí)且自檢結(jié)束后，如果存在故障，將直接跳到錯(cuò)誤信息頁(yè)面。如果故障多于一個(gè)，故障將從頭到尾顯示兩遍，再返回到里程信息頁(yè)面。
所顯示故障按照故障的嚴(yán)重程度，按照優(yōu)先權(quán)進(jìn)行排序，如同時(shí)發(fā)生多個(gè)故障，首先顯示優(yōu)先權(quán)較高的故障。此時(shí)翻頁(yè)提示符出現(xiàn)，若故障信息多于一個(gè)，且不處于最后一個(gè)頁(yè)面上，翻頁(yè)提示符將閃爍。
如發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，每隔5 s顯示下一個(gè)頁(yè)面，也可通過(guò)手動(dòng)向下按菜單確認(rèn)開(kāi)關(guān)，進(jìn)入下一個(gè)錯(cuò)誤頁(yè)面。當(dāng)所出現(xiàn)的故障性質(zhì)很?chē)?yán)重時(shí)，嚴(yán)重故障報(bào)警指示燈“STOP”亮，同時(shí)蜂鳴器持續(xù)報(bào)警。
當(dāng)出現(xiàn)一般故障報(bào)警時(shí)，一般報(bào)警指示燈亮，同時(shí)蜂鳴器以1 s一次的形式報(bào)警，每3 min報(bào)警5次。
在故障被全部清除后，蜂鳴器將不再報(bào)警，液晶屏上故障信息提示符會(huì)自動(dòng)消失。
結(jié)語(yǔ)
本文主要介紹了重型載貨汽車(chē)車(chē)身CAN總線系統(tǒng)架構(gòu)，車(chē)身控制程序的應(yīng)用開(kāi)發(fā)，以及在重型載貨汽車(chē)上的故障診斷模式，實(shí)現(xiàn)了重型載貨汽車(chē)上各電氣設(shè)備之間的數(shù)據(jù)共享，為日后重型載貨汽車(chē)的電氣技術(shù)提升提供了技術(shù)平臺(tái)。
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