保定/馮炳曉

倒車雷達工作原理分析及常見故障診斷

保定/馮炳曉

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和交通物流的多樣化，汽車已經(jīng)深入人們的生活。汽車電氣系統(tǒng)的出現(xiàn)，極大地提高了駕駛員的行車舒適性和安全性。倒車雷達系統(tǒng)的配備，提高了駕駛員在泊車行駛的安全性。本文就倒車雷達系統(tǒng)的工作原理進行分析，讓大家對此系統(tǒng)有更深入的認識。

1.倒車雷達系統(tǒng)分類

倒車雷達系統(tǒng)由于車型定位、成本造價、整車網(wǎng)絡架構(gòu)等因素的影響，分為以下幾種方式：

（1）有單獨控制器，無網(wǎng)絡通信協(xié)議。

（2）有單獨控制器，使用CAN網(wǎng)絡通信協(xié)議。

（3）無單獨控制器，使用LIN網(wǎng)絡通信協(xié)議。

（4）無單獨控制器，使用LIN和CAN網(wǎng)絡通信協(xié)議。

2.倒車雷達系統(tǒng)工作原理介紹

（1）有單獨控制器，無網(wǎng)絡通信協(xié)議

倒車雷達系統(tǒng)由雷達探頭、控制器、蜂鳴報警裝置或顯示裝置組成，各元件之間的連接通過硬線通信。探頭與控制器之間通過硬線連接，每個探頭之間有單獨的電源搭鐵或者共用電源搭鐵。單獨探頭損壞不影響其他探頭的正常工作。

具體原理：控制器接收倒擋開關信號后工作，驅(qū)動雷達探頭探測障礙物，計算探頭與障礙物的距離，到達報警距離后控制蜂鳴報警器工作。蜂鳴報警器一般集成在控制器內(nèi)部，或者單獨安裝在駕駛室內(nèi)，通過硬線與倒車雷達控制器連接。若有顯示裝置，則通過波段顯示障礙物的遠近距離。該車型沒有顯示裝置，只有蜂鳴報警裝置提醒駕駛員障礙物的距離信息，蜂鳴器集成在倒車雷達控制器內(nèi)部。系統(tǒng)工作原理圖1所示。

圖1 有單獨控制器且無網(wǎng)絡通信原理圖

（2）有單獨控制器，使用CAN網(wǎng)絡通信協(xié)議

倒車雷達系統(tǒng)由雷達探頭、控制器、雷達開關、CAN網(wǎng)絡架構(gòu)組成。探頭和雷達開關與控制器之間通過硬線連接，探頭之間共用電源或搭鐵，單獨探頭損壞有可能影響其他探頭的正常工作?？刂破魍ㄟ^CAN網(wǎng)絡架構(gòu)與其他模塊通信，此系統(tǒng)中不存在單獨的蜂鳴報警器或者倒車障礙物距離信息顯示裝置。

圖2 有單獨控制器且使用CAN網(wǎng)絡通信原理圖

具體原理：控制器接收倒車保險的供電進行工作，通過硬線驅(qū)動探頭探測障礙物；或者由單獨的雷達開關控制倒車雷達系統(tǒng)的工作，方便在車輛前行的過程中提供泊車輔助信息提示?？刂破鲗⒂嬎愫蟮恼系K物距離和報警信息通過CAN網(wǎng)絡發(fā)出，CAN總線遵循標準為ISO 11898-2，通信速率500Kbps。多媒體通過CAN網(wǎng)絡接收倒車雷達距離信息進行顯示，組合儀表通過CAN網(wǎng)絡接收倒車雷達蜂鳴報警信息進行蜂鳴報警?？刂破魍瑫r通過CAN網(wǎng)絡接收車輛的狀態(tài)信息，如駐車開關；若車輛當前處于駐車狀態(tài)，掛入倒擋或者單獨操作雷達開關，倒車雷達控制器將不會提供報警，也沒有障礙物的距離信息提示。系統(tǒng)工作原理如圖2所示。

（3）無單獨控制器，使用LIN網(wǎng)絡通信協(xié)議

該系統(tǒng)由雷達探頭、蜂鳴器、LIN線構(gòu)架組成。各探頭之間、探頭與蜂鳴器之間采用LIN線通信，LIN線傳輸速率為19.5Kbps。其特點是無雷達控制ECU（無主機倒車雷達系統(tǒng)），各個探頭實現(xiàn)串聯(lián)式網(wǎng)絡連接，系統(tǒng)工作節(jié)拍和障礙物數(shù)據(jù)處理由各自探頭自身內(nèi)部處理完成。探頭與探頭結(jié)構(gòu)參數(shù)完全相同，探頭任意安裝，上電后自動識別位置；當某個探頭出現(xiàn)故障，系統(tǒng)報警且其他探頭停止正常工作。

具體原理：掛入倒擋，倒車開關導通，4個雷達探頭和蜂鳴器接通12V工作電源，探頭將探測到的障礙物信息進行計算，達到報警級別后控制蜂鳴報警器工作，由報警器發(fā)出不同的報警聲。系統(tǒng)工作原理如圖3所示。

（4）無單獨控制器，使用LIN網(wǎng)絡和CAN網(wǎng)絡通信協(xié)議

倒車雷達系統(tǒng)由雷達探頭、網(wǎng)絡調(diào)度器、組合儀表（起到蜂鳴報警的作用）、多媒體（顯示障礙物的雷達波段信息，也可以根據(jù)車型配置取消顯示）、LIN線、CAN線網(wǎng)絡架構(gòu)。雷達探頭與網(wǎng)絡調(diào)度器之間通過LIN線連接，傳輸速率為19.5Kbit/s；每個探頭結(jié)構(gòu)和參數(shù)完全相同，上電自動識別位置。網(wǎng)絡調(diào)度器是單獨的控制器或者繼承在其他模塊內(nèi)部，此車型采用的是車身控制器（BCM）為網(wǎng)絡調(diào)度，通過LIN線連接防撞雷達探頭。此外，車身控制器還通過CAN網(wǎng)絡架構(gòu)與整車CAN網(wǎng)絡模塊通信。

具體原理：網(wǎng)絡調(diào)度器（BCM）在接收到泊車輔助激活信息后，通過LIN線驅(qū)動倒車雷達探頭工作，通過CAN線經(jīng)過網(wǎng)關發(fā)送障礙物距離信息和蜂鳴報警信息，組合儀表驅(qū)動內(nèi)部的蜂鳴器進行雷達報警，中央液晶屏顯示障礙物距離波段信息。整個系統(tǒng)工作原理如圖4所示。

3.常見故障診斷

防撞雷達系統(tǒng)在出現(xiàn)問題之后，會通過聲音或者影像提示系統(tǒng)故障。我們要對此系統(tǒng)常見的故障處理方法進行了解和分析，便于后期對系統(tǒng)失效的判定和維修。此系統(tǒng)車型常見故障現(xiàn)象有倒車雷達無報警提示、雷達系統(tǒng)提示故障、系統(tǒng)誤報警等三種類型。

（1）倒車雷達系統(tǒng)無報警提示

故障現(xiàn)象：掛入倒擋或者按下雷達開關后，倒車雷達系統(tǒng)無反應。

故障診斷：①倒車雷達系統(tǒng)工作電源、搭鐵回路不亮導致。常見的故障點有倒車雷達控制器電源缺失、倒車雷達探頭插件虛接、蜂鳴器損壞或插件虛接。在故障排查時，需要結(jié)合相關車型的電路圖查找對應線路。

②倒車雷達系統(tǒng)未激活。常見的故障原因為泊車輔助條件不滿足，即車輛處于駐車狀態(tài)或拖車模式。駐車狀態(tài)時，需要將機械手制動或者電子手制動功能釋放，系統(tǒng)才能工作。在部分車輛配置拖車鉤時，開啟拖車模式倒車雷達將不起作用；需要在多媒體內(nèi)部將拖車模式關閉，倒車雷達恢復正常。此類問題在維修中容易造成相關配件的誤更換，需要引起注意。

③ 路況、停放環(huán)境等因素。車輛在上下坡泊車過程中，容易出現(xiàn)雷達探頭超聲波無法探測到障礙物的情況，需要結(jié)合車主反饋的情況進行現(xiàn)場模擬；車輛后部存在細小的網(wǎng)格狀、格柵狀的物體時，也會出現(xiàn)雷達不報警，此種情況需要向客戶講明工作原理。

（2）雷達系統(tǒng)提示故障

圖3 無單獨控制器且使用LIN網(wǎng)絡通信原理圖

故障現(xiàn)象：使用泊車功能時，雷達系統(tǒng)提示故障。

故障診斷：①探頭故障或者探頭至控制器線路異常。常見的故障點有單個探頭損壞、探頭至控制器的線束安裝過程中被擠壓。探頭之間采用LIN線串聯(lián)的雷達系統(tǒng)，前后雷達系統(tǒng)中任意一個傳感器有故障，將影響前部或后邊雷達都無法工作；組合儀表蜂鳴器長鳴2s提示一次，同時CD相應的整個（前或后雷達）探測區(qū)域消失，并有文字提示前方雷達或后方雷達故障，雷達傳感器探測功能關閉。

探頭采用硬線與控制器單獨連接的，不會出現(xiàn)整個雷達探頭不工作的情況。在掛入倒擋后，蜂鳴器報警2聲，提醒駕駛員有探頭損壞，其他探頭還會正常探測障礙物。

②更換新控制器或探頭后沒有標定。部分車型的倒車雷達探頭在單獨更換或者全部更換之后，需要使用專用診斷儀進入泊車輔助系統(tǒng)對前部或者后部雷達下線配置，否則將引起雷達系統(tǒng)無法正常工作。更換雷達控制器也需要下線配置否則系統(tǒng)將無法正常工作。

雷達系統(tǒng)通信出現(xiàn)故障（外部故障：CAN丟失通信、CAN信號無效、系統(tǒng)沒有配置等）時儀表蜂鳴器長鳴2s提示一次系統(tǒng)工作異常，同時CD相應的整個（前或后雷達）探測區(qū)域消失，并有文字提示雷達系統(tǒng)故障，同時傳感器探測功能關閉；針對此車型雷達系統(tǒng)故障，可通過雷達系統(tǒng)自檢功能快速判斷故障點。

（3）倒車雷達系統(tǒng)誤報警

故障現(xiàn)象：使用泊車功能時，沒有障礙物時雷達也報警。

故障診斷：①探頭故障或者探頭表面臟污。常見的故障有探頭損壞、探頭表面有水滴或泥土。探頭內(nèi)部故障或者探頭插件虛接，將引起工作電壓或者信號反饋電壓異常，進而出現(xiàn)雷達誤報警的問題。探頭在探測障礙物時通過振蕩器發(fā)出超聲波來實現(xiàn)距離的探測，當探頭表面有臟污時會引起系統(tǒng)誤認為有障礙物，引起誤報警。

②加裝牌照框引起。前部雷達的水平探測區(qū)域為120°，加裝牌照框?qū)⒃斐汕爸胁坷走_發(fā)出的超聲波掃到牌照框進而引起前部誤報警。針對此種情況，需要將牌照框拆除或者將報警側(cè)的牌照向內(nèi)部調(diào)整。

圖4 無單獨控制器且使用LIN網(wǎng)絡和CAN網(wǎng)絡通信原理圖