【摘 要】隨著車輛電氣化程度的提高，商用車主車和掛車間的連接由原來的機械連接逐步替換成電氣連接。文章介紹國際通用標(biāo)準(zhǔn)中對主車和掛車間的專用通信要求，包含通信電壓、通信的容錯模式以及該協(xié)議的應(yīng)用優(yōu)勢。

【關(guān)鍵詞】單雙線運行模式;商用車;掛車;協(xié)議;CAN

中圖分類號：U463.6 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-8639（ 2024 ）09-0072-03

Requirements for Communication Between Tractor and Trailer Based on ISO 11992 Standard

ZHANG Yixin，WANG Yuanbo，CHEN Zilin

（Shaanxi Heavy Duty Automobile Co.，Ltd.，Automobile Engineering Research Institute，Xi'an 710200，China）

【Abstract】With the improvement of vehicle electrification，the connection between tractor and trailer of commercial vehicle is gradually switched from the original mechanical connection to the electrical connection. This paper introduces the special communication requirements of the international general standard between tractor and trailer，including the communication voltage，the fault-tolerant mode of communication and the application advantages of the requirements.

【Key words】single-and double-line operation mode;commercial vehicle;trailer;protocol;CAN

1 概述

ISO 11992協(xié)議定義了主車和掛車之間的通信要求，共包含4部分：通信的物理層、制動和行駛系應(yīng)用層、制動和行駛系之外的設(shè)備應(yīng)用層、診斷通信。ISO 11992協(xié)議與OSI模型的對應(yīng)關(guān)系見表1。

本文主要介紹ISO 11992-1協(xié)議中的通信電壓、單雙線運行模式、協(xié)議的應(yīng)用場景以及優(yōu)勢。

2 通信介紹

2.1 電壓和參數(shù)要求

該協(xié)議所支持的CAN總線系統(tǒng)為24V和12V（簡稱Vs），差分電壓Vdiff的計算見公式（1），總線電壓見表2，位定時參數(shù)見表3。

Vdiff=VCAN_L-VCAN_H（1）

2.2 單雙線運行模式

2.2.1 概述

該協(xié)議采用一種單雙線容錯冗余機制，當(dāng)發(fā)生CAN_H斷路、CAN_L斷路、CAN_H對電源短路、CAN_L對電源短路、CAN_H對地短路、CAN_L對地短路總線故障時，啟動單總線運行模式，確保數(shù)據(jù)的正確傳輸。當(dāng)發(fā)生CAN_H和CAN_L短路、CAN_H和CAN_L均斷路故障時單總線運行模式無法起作用，數(shù)據(jù)傳輸中斷。

單總線模式指單獨的CAN_H或CAN_L可以獨立運行完成數(shù)據(jù)傳輸;雙總線模式指CAN_H和CAN_L共同協(xié)同完成數(shù)據(jù)傳輸。

tr為初始化報文的重復(fù)時間。在<5tr時間內(nèi)出現(xiàn)通信中斷故障不啟動單雙線探測切換機制，在>5tr時間出現(xiàn)通信中斷故障時需啟動單雙線探測切換機制，最后確定正確的運行模式。

在CAN_H斷路、CAN_H對地短路、CAN_H對電源短路故障發(fā)生時，總線運行在CAN_L運行模式，應(yīng)關(guān)閉CAN_H的主驅(qū)動器，用參考電壓代替CAN_H的接收比較器的電壓。在CAN_L斷路、CAN_L對地短路、CAN_L對電源短路故障發(fā)生時，總線運行在CAN_H運行模式，應(yīng)關(guān)閉CAN_L的主驅(qū)動器，將CAN_L的隱性電源切換到高阻抗?fàn)顟B(tài)，并用參考電壓代替CAN_L的接收比較器的電壓。

2.2.2 主車單雙線運行模式

如圖1所示，主車單雙線運行模式檢測機制步驟如下。

1）電源閉合后，在200ms內(nèi)ECU開始通信發(fā)送總線報文，跳轉(zhuǎn)到無故障檢測的雙線運行模式。

2）在無故障檢測的雙線運行狀態(tài)下運行30tr時間后，跳轉(zhuǎn)到有故障檢測的雙線運行模式。

3）在有故障檢測的雙線運行模式下，如果發(fā)現(xiàn)有>5tr時間通信中斷，則跳轉(zhuǎn)到單總線CAN_L測試模式。

4）到單總線CAN_L測試模式后，測試時間為10tr。如果通信中斷，則跳轉(zhuǎn)到單總線CAN_H測試模式;如果通信成功，則跳轉(zhuǎn)到單總線CAN_L運行模式。

5）在步驟4）進入單總線CAN_L運行模式后，在100tr時間內(nèi)，如果發(fā)現(xiàn)有>5tr時間通信中斷則跳轉(zhuǎn)到步驟4）的單總線CAN_L測試模式，并按照順序執(zhí)行;在單總線CAN_L運行模式中如果一直通信成功，100tr時間到后跳轉(zhuǎn)到雙線測試1模式;在雙線測試1模式，如果通信成功則跳轉(zhuǎn)到步驟3）的有故障檢測的雙線運行模式，并按照順序執(zhí)行;如果發(fā)現(xiàn)有>5tr時間通信中斷再跳轉(zhuǎn)到步驟5）的單總線CAN_L運行模式，并按照順序執(zhí)行。

6）在步驟4）進入單總線CAN_H測試模式后，在10tr時間內(nèi)，如果通信中斷則跳轉(zhuǎn)到步驟3）的有故障檢測的雙線運行模式，并按照順序執(zhí)行;如果通信成功則進入單總線CAN_H運行模式。

7）進入單總線CAN_H運行模式后，在100tr時間內(nèi)，如果發(fā)現(xiàn)有>5tr時間通信中斷則跳轉(zhuǎn)到步驟4）的單總線CAN_L測試模式，并按照順序執(zhí)行;在單總線CAN_H運行模式中如果一直通信成功，100tr時間到后跳轉(zhuǎn)到雙線測試2模式;在雙線測試2模式，如果通信成功則跳轉(zhuǎn)到步驟3）的有故障檢測的雙線運行模式，并按照順序執(zhí)行;如果發(fā)現(xiàn)有>5tr時間通信中斷再跳轉(zhuǎn)到步驟7）的單總線CAN_H運行模式，并按照順序執(zhí)行。

2.2.3 掛車單雙線運行模式

如圖2所示，掛車單雙線運行模式檢測機制步驟如下。

1）電源閉合后，在200ms內(nèi)ECU開始通信發(fā)送總線報文，進入無故障檢測的雙線運行模式。

2）在無故障檢測的雙線運行模式下，運行30tr時間后離開該狀態(tài)，進入有故障檢測的雙線運行模式。

3）在有故障檢測的雙線運行模式下，如果發(fā)現(xiàn)有>5tr時間通信中斷，則跳轉(zhuǎn)到單總線CAN_L第1次測試模式。

4）到單總線CAN_L第1次測試模式后，如果發(fā)現(xiàn)有>5tr時間通信中斷，則跳轉(zhuǎn)到單總線CAN_H第1次測試模式;如果通信成功，則跳轉(zhuǎn)到單總線CAN_L運行模式。

5）在步驟4）進入單總線CAN_L運行模式后，在100tr時間內(nèi)，如果發(fā)現(xiàn)有>5tr時間通信中斷則跳轉(zhuǎn)到步驟4）單總線CAN_L第1次測試模式，并按照順序執(zhí)行;在單總線CAN_L運行模式中如果一直通信成功，100tr時間到后跳轉(zhuǎn)到雙線測試2模式;在雙線測試2模式，如果通信成功則跳轉(zhuǎn)到步驟3）有故障檢測的雙線運行模式，并按照順序執(zhí)行;如果發(fā)現(xiàn)有>5tr時間通信中斷，則跳轉(zhuǎn)到步驟5）單總線CAN_L運行模式，并按照順序執(zhí)行。

6）在步驟4）進入單總線CAN_H第1次測試模式后，如果通信成功，進入單總線CAN_H運行模式;如果發(fā)現(xiàn)有>5tr時間通信中斷，則跳轉(zhuǎn)到單總線CAN_H第2次測試模式。

7）在步驟6）進入單總線CAN_H運行模式后，在100tr時間內(nèi)，如果發(fā)現(xiàn)有>5tr時間通信中斷，則跳轉(zhuǎn)到步驟5）單總線CAN_L第1次測試模式，并按照順序執(zhí)行;在單總線CAN_L運行模式中，如果一直通信成功，100tr時間到后，跳轉(zhuǎn)到雙線測試3狀態(tài);在雙線測試3狀態(tài)，如果通信成功則跳轉(zhuǎn)到步驟3）有故障檢測的雙線運行模式，并按照順序執(zhí)行;如果發(fā)現(xiàn)有>5tr時間通信中斷，再跳轉(zhuǎn)到步驟7）單總線CAN_H運行模式，并按照順序執(zhí)行。

8）在步驟6）進入單總線CAN_H第2次測試模式后，如果通信成功則跳轉(zhuǎn)到步驟7）單總線CAN_H運行模式，并按照順序執(zhí)行;如果發(fā)現(xiàn)有>5tr時間通信中斷，則跳轉(zhuǎn)到單總線CAN_L第2次測試模式。

9）在步驟8）進入單總線CAN_L第2次測試模式后，如果通信成功，則跳轉(zhuǎn)到步驟5）單總線CAN_L運行模式，并按照順序執(zhí)行;如果發(fā)現(xiàn)有>5tr時間通信中斷，則跳轉(zhuǎn)到雙線測試1模式。

10）在步驟9）進入雙線測試1模式后，如果通信成功，則跳轉(zhuǎn)到步驟3）有故障檢測雙線運行模式，并按照順序執(zhí)行;如果發(fā)現(xiàn)有>6tr時間通信中斷，則跳轉(zhuǎn)到步驟4）單總線CAN_L第1次測試模式。

3 協(xié)議比對

商用車車內(nèi)通信常用的CAN通信協(xié)議為SAE J1939。ISO 11992為商用車的主車和掛車之間的專用通信協(xié)議，該協(xié)議與SAE J1939協(xié)議的區(qū)別見表4。

由于主車與掛車之間通信采用硬線連接及弱電壓差分信號，存在運行工況惡劣、線束磨損、信號干擾大等情況，造成主掛之間通信環(huán)境相比車內(nèi)通信更加復(fù)雜，容易產(chǎn)生信號衰弱及中斷等故障。經(jīng)過相關(guān)組織的大量實際驗證以及各主機廠的實際應(yīng)用，ISO 11992定義的通信機制在抗地偏、抗干擾、抗衰減能力方面更加優(yōu)越，通信可靠性進一步提升。

4 結(jié)束語

ISO 11992定義的商用車主車和掛車間的通信電壓以及總線運行容錯模式，相比其他總線協(xié)議在抗地偏、抗干擾、抗衰減能力方面更能保證主掛車之間的通信穩(wěn)定性，目前國內(nèi)外各主機廠和掛車廠家都在逐步應(yīng)用，在相關(guān)零部件設(shè)計過程中可參考該協(xié)議進行。

參考文獻：

[1] ISO 11992-1：2019，道路車輛 牽引車和掛車電氣連接的數(shù)字信息交互 第1部分：物理層和數(shù)據(jù)鏈路層[S].

（編輯 楊凱麟）

作者簡介張一鑫（1988—），男，碩士，工程師，主要從事商用車電器系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計工作。