隨著現(xiàn)代汽車新技術的飛速發(fā)展，車輛安全系統(tǒng)和舒適系統(tǒng)的不斷完善，用于車輛中的電氣設備越來越多。為了更好地監(jiān)控這些電氣設備以及簡化線束結構，車身CAN總線系統(tǒng)被廣泛應用來實現(xiàn)節(jié)點之間的數(shù)據(jù)交換。

　　系統(tǒng)結構

　　CAN（控制器局域網(wǎng)）總線的汽車車身控制系統(tǒng)主要是為了簡化現(xiàn)代汽車車身中日益復雜的電子控制設備之間的連線。

　　1．硬件架構

　　系統(tǒng)架構如圖所示。根據(jù)SAE J1939協(xié)議對CAN總線的通信機制以及錯誤檢測和錯誤處理的規(guī)定，整車上的CAN總線網(wǎng)絡分成了動力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總線架構主要由發(fā)動機ECU內置的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，其他的電控設備，如車身中央控制器（CBCU）、發(fā)動機ECU、ABS控制器、AT控制器和遠程管理系統(tǒng)等均作為節(jié)點接入PCAN總線網(wǎng)絡。各節(jié)點之間以廣播的形式發(fā)送報文，報文被所有節(jié)點同時接收。

　　車身中央控制器同時承擔與組合儀表之間的通信，所以車身中央控制器內置的120Ω電阻，與組合儀表內置的120Ω電阻，以及黃綠雙絞線組成儀表CAN總線的基本物理介質，其他電控設備，如行駛記錄儀以及一些上裝需要外掛的儀表等，作為節(jié)點接入儀表CAN總線網(wǎng)絡。

　　2．CBCU的功能

　　CBCU能夠接收如模擬量信號、開關量信號和CAN信息等，經(jīng)過CBCU內部處理和邏輯運算，實現(xiàn)對儀表及車身其他設備的控制，同時也能提供其他系統(tǒng)所需要的CAN信息；可以直接控制車身電器系統(tǒng)工作（燈光、鑰匙、刮水器、發(fā)動機起動及傳感器輸入等，代替?zhèn)鹘y(tǒng)車身電器盒并減少保險絲、繼電器數(shù)量，提高整車控制可靠性和電器壽命）；可以集成車身各用電器的自診斷功能，配合CMIC儀表實現(xiàn)所有故障顯示；具備CAN網(wǎng)關功能，可讀取分析底盤動力總成控制系統(tǒng)SAE1939數(shù)據(jù)和故障量，實現(xiàn)整車控制信息完全共享，可滿足歐Ⅲ、歐Ⅳ和歐Ⅴ排放技術平臺需要；開放式可編程控制系統(tǒng)，使整車廠可以自主開發(fā)整車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、油壓和轉速等。如果系統(tǒng)能支持診斷信息，還可以直接將當前故障通過文字信息顯示在液晶屏上。ICAN功能可以和CMIC、行駛記錄儀進行通信。

　　控制程序

　　由于重型載貨汽車的客戶化配置設計要求，系統(tǒng)的控制程序專門設計了開放式的控制程序，可以實現(xiàn)柔性化程序設計要求，并根據(jù)總線應用的具體車型狀況編制控制程序。

　　整車電氣工程師可對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，對硬件端口的定義隨時進行更改，以滿足整車的配置要求。電氣設備在進行更新?lián)Q代后，儀表液晶屏需要顯示的車輛運行的信息和故障診斷的信息也會隨之改變，整車廠可靈活的對液晶屏的顯示內容進行實時有效的升級。

　　控制程序采用PLC語言進行編寫。PLC語言可實現(xiàn)邏輯性較強的控制程序，且簡單易于掌握，整車廠的一般電氣工程師都可熟練進行操作和應用。

　　故障診斷功能

　　CBCU在采集各開關信號、傳感器信號、讀取總線報文的同時，能對所控制的用電設備進行在線診斷，極大地提高了車輛調試和故障維修的效率，主要功能有如下幾個方面：

　　一是功率診斷和斷路短路診斷，可用于檢測所接負載如燈泡的過載、線束的短路斷路等。

　　二是對傳感器的信號進行檢測，可分別監(jiān)測電壓信號、電阻式信號等。同時還可提醒駕駛員，保證當前的各個操作完全處于正常運行狀態(tài)。

　　三是通信狀態(tài)監(jiān)測。對通信的狀態(tài)進行檢測，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)絡上的系統(tǒng)能通過CAN總線發(fā)送當前故障信息，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。

　　車輛行駛時液晶屏上將所有的故障以5 s的間隔輪流顯示。點火鑰匙打開、發(fā)動機沒有起動時且自檢結束后，如果存在故障，將直接跳到錯誤信息頁面。如果故障多于一個，故障將從頭到尾顯示兩遍，再返回到里程信息頁面。

　　所顯示故障按照故障的嚴重程度，按照優(yōu)先權進行排序，如同時發(fā)生多個故障，首先顯示優(yōu)先權較高的故障。此時翻頁提示符出現(xiàn)，若故障信息多于一個，且不處于最后一個頁面上，翻頁提示符將閃爍。

　　如發(fā)動機運轉時，每隔5 s顯示下一個頁面，也可通過手動向下按菜單確認開關，進入下一個錯誤頁面。當所出現(xiàn)的故障性質很嚴重時，嚴重故障報警指示燈“STOP”亮，同時蜂鳴器持續(xù)報警。

　　當出現(xiàn)一般故障報警時，一般報警指示燈亮，同時蜂鳴器以1 s一次的形式報警，每3 min報警5次。

　　在故障被全部清除后，蜂鳴器將不再報警，液晶屏上故障信息提示符會自動消失。

　　結語

　　本文主要介紹了重型載貨汽車車身CAN總線系統(tǒng)架構，車身控制程序的應用開發(fā)，以及在重型載貨汽車上的故障診斷模式，實現(xiàn)了重型載貨汽車上各電氣設備之間的數(shù)據(jù)共享，為日后重型載貨汽車的電氣技術提升提供了技術平臺。

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