第三屆中國(guó)（佛山）氫能源大會(huì)中展示了氫燃料電池城市客車，與目前的純電動(dòng)汽車和傳統(tǒng)汽車相比，作為一種新的驅(qū)動(dòng)形式出現(xiàn)。但是，新能源汽車整車網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)依舊離不開CAN總線通訊。
工程師們通過CAN總線讀取車上的車速、轉(zhuǎn)速等信號(hào)可以控制整車上眾多的ECU單元。但是，你知道CAN總線關(guān)閉會(huì)對(duì)新能源汽車的功能帶來哪些影響嗎？本文來做詳細(xì)分析。
一、為何CAN總線依舊能在新能源汽車中扮演重要角色？
從事汽車相關(guān)行業(yè)的小伙伴們，都知道CAN總線，它是當(dāng)今汽車各電控單元之間通信的總線標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在幾乎所有的汽車廠家都選擇使用CAN總線通信。CAN總線起初便是基于BOSCH公司為了解決汽車的電子控制單元增多帶來的布線空間矛盾、汽車重量增加等諸多問題而誕生的。同時(shí)，CAN總線將汽車內(nèi)部各電控單元之間連接成一個(gè)局域網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了信息的共享，大大減少了汽車的線束，如圖1所示：
圖1 汽車整車網(wǎng)絡(luò)
相比于，目前流行的以太網(wǎng)和485總線，CAN總線具有以下的特點(diǎn)：
●總線訪問——非破壞性仲裁的載波偵聽、多路訪問、沖突避免；
●多主機(jī)廣播式結(jié)構(gòu)，自動(dòng)優(yōu)先級(jí)仲裁，實(shí)時(shí)性很強(qiáng)；
●傳輸錯(cuò)誤自動(dòng)重發(fā)，自動(dòng)CRC校驗(yàn)接收，數(shù)據(jù)出錯(cuò)率極低；
●差分信號(hào)傳輸抗干擾能力強(qiáng)，適合汽車內(nèi)部強(qiáng)干擾的環(huán)境；
●硬件報(bào)文濾波功能，減輕CPU負(fù)擔(dān)。
基于以上的特點(diǎn)，CAN總線能保證實(shí)時(shí)可靠的數(shù)據(jù)傳輸，保證汽車整車網(wǎng)絡(luò)的通訊正常，在新能源汽車行業(yè)具有不可替代的地位。
二、什么是CAN總線關(guān)閉？
汽車內(nèi)部掛有很多的ECU節(jié)點(diǎn)，當(dāng)其中一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障進(jìn)入總線關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，會(huì)很大程度上影響整車CAN網(wǎng)絡(luò)的通訊。例如，當(dāng)汽車發(fā)生碰撞時(shí)，傳感器將電信號(hào)傳送給安全氣囊ECU，將信號(hào)進(jìn)行處理，當(dāng)確定需要打開安全氣囊時(shí)，ECU會(huì)立即發(fā)出點(diǎn)火信號(hào)，氣體發(fā)生器才會(huì)充滿氣囊，對(duì)駕駛員和乘客提供安全保護(hù)，如圖2所示。若此時(shí)安全氣囊ECU處于總線關(guān)閉狀態(tài)，則無法正常彈出氣囊，會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重后果。
圖2 安全氣囊ECU工作示意圖
那么，什么是CAN總線關(guān)閉呢？
CAN控制器可以判斷出錯(cuò)誤的類型是總線上暫時(shí)的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤（如外部干擾等）還是持續(xù)的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤（如單元內(nèi)部故障、驅(qū)動(dòng)器故障、斷線、短路等）。由此，當(dāng)總線上發(fā)生持續(xù)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤時(shí)，CAN控制器內(nèi)部的錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器累積到總線關(guān)閉的閥值，可將引起此故障單元從總線上隔離出去，不參與跟總線其他節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)通信。如圖3所示：
圖3 錯(cuò)誤檢測(cè)機(jī)制
三、 CAN總線關(guān)閉的成因分析
引起錯(cuò)誤的原因大多是由物理故障引起的，主要是CAN線路產(chǎn)生的。其中包括：CAN_H開路、CAN_L開路、CAN_H對(duì)CAN_L短路/開路、CAN_L對(duì)VBAT短路、CAN_H對(duì)GND短路、CAN_L對(duì)GND短路、終端電阻開路等。
除了物理層線路因素，還有可能因?yàn)?span>CAN控制器或收發(fā)器等元器件故障導(dǎo)致。同時(shí)，也有可能是由于CAN總線信號(hào)干擾導(dǎo)致的CAN信號(hào)收發(fā)不正確，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致不能正常發(fā)送報(bào)文，從而更容易導(dǎo)致CAN總線關(guān)閉。
例如，新能源汽車通常是指純電動(dòng)汽車或者混合動(dòng)力汽車，其特色是使用電池、電容來存儲(chǔ)能力，然后通過逆變的方式變成交流，帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛。逆變產(chǎn)生的巨大電流形成強(qiáng)干擾，串?dāng)_到CAN總線上，導(dǎo)致控制器死機(jī)、損壞或者通訊中斷，車輛運(yùn)行不穩(wěn)定。
