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倒车雷达工作原理分析及常见故障诊断

 idomqhuw 2017-05-10

     随着社会经济的发展和交通物流的多样化,汽车已经深入人们的生活。汽车电气系统的出现,极大地提高了驾驶员的行车舒适性和安全性。倒车雷达系统的配备,提高了驾驶员在泊车行驶的安全性。本文就倒车雷达系统的工作原理进行分析,让大家对此系统有更深入的认识。
    1.倒车雷达系统分类
    倒车雷达系统由于车型定位、成本造价、整车网络架构等因素的影响,分为以下几种方式:
      (1)有单独控制器,无网络通信协议。
      (2)有单独控制器,使用CAN网络通信协议。
      (3)无单独控制器,使用LIN网络通信协议。
      (4)无单独控制器,使用LIN和CAN网络通信协议。
    2.倒车雷达系统工作原理介绍
      (1)有单独控制器,无网络通信协议
    倒车雷达系统山雷达探头、控制器、蜂鸣报警装置或显示装置组成,各元件之间的连接通过硬线通信。探头与控制器之间通过硬线连接,每个探头之间有单独的电源搭铁或者共用电源搭铁。单独探头损坏不影响其他探头的正常工作。
    具体原理:控制器接收倒挡开关信一号后工作,驱动雷达探头探测障碍物,计算探头与障碍物的距离,到达报警距离后控制蜂鸣报警器工作。蜂鸣报警器一般集成在控制器内部,或者单独安装在驾驶室内,通过硬线与倒车雷达控制器连接。若有显示装置,则通过波段显示障碍物的远近距离。该车型没有显示装置,只有蜂鸣报警装置提醒驾驶员障碍物的距离信息,蜂鸣器集成在倒车雷达控制器内部。系统工作原理图1所示。

      (2)有单独控制器,使用CAN网络通信协议
    倒车雷达系统由雷达探头、控制器、雷达开关、CAN网络架构组成。探头和雷达开关与控制器之问通过硬线连接,探头之间共用电源或搭铁,单独探头损坏有可能影响其他探头的正常工作。控制器通过CAN网络架构与其他模块通信,此系统中不存在单独的蜂鸣报警器或者倒车障碍物距离信息显示装置。
    具体原理:控制器接收倒车保险的供电进行上作,通过硬线驱动探头探测障碍物;或者由单独的雷达开关控制倒车雷达系统的工作,方便在车辆前行的过程中提供泊车辅助信息提示。控制器将计算后的障碍物距离和报警信息通过CAN网络发出,CAN总线遵循标准为ISO 11898-2,通信速率500Kbps。多媒体通过CAN网络接收倒车雷达距离信息进行显示,组合仪表通过CAN网络接收倒车雷达蜂鸣报警信息进行蜂鸣报警。控制器同时通过CAN网络接收车辆的状态信息,如驻车开关;若车辆当前处于驻车状态,挂入倒挡或者单独操作雷达开关,倒车雷达控制器将不会提供报警,也没有障碍物的距离信息提示。系统工作原理如图2所示。


      (3)无单独控制器,使用LIN网络通信协议
    该系统由雷达探头、蜂鸣器、LIN线构架组成。各探头之间、探头与蜂鸣器之间采用LIN线通信,LIN线传输速率为19.5Kbps。其特点是无雷达控制ECU(无主机倒车雷达系统),各个探头实现串联式网络连接,系统工作节拍和障碍物数据处理由各自探头自身内部处理完成。探头与探头结构参数完全相同,探头任意安装,上电后自动识别位置;当某个探头出现故障,系统报警且其他探头停止正常工作。
    具体原理:挂入倒挡,倒车开关导通,4个雷达探头和蜂鸣器接通12V工作电源,探头将探测到的障碍物信息进行计算,达到报警级别后控制蜂鸣报警器工作,由报警器发出不同的报警声。系统工作原理如图3所示。

      (4)无单独控制器,使用LIN网络和CAN网络通信协议
    倒车雷达系统由雷达探头、网络调度器、组合仪表(起到蜂鸣报警的作用)、多媒体(显示障碍物的雷达波段信息,也可以根据车型配置取消显示)、LIN线、CAN线网络架构。雷达探头与网络调度器之间通过LIN线连接,传输速率为19.5Kbit/s;每个探头结构和参数完全相同,上电自动识别位置。网络调度器是单独的控制器或者继承在其他模块内部,此车型采用的是车身控制器(BCM)为网络调度,通过LIN线连接防撞雷达探头。此外,车身控制器还通过CAN网络架构与整车CAN网络模块通信。
    具体原理:网络调度器(BCM)在接收到泊车辅助激活信息后,通过LIN线驱动倒车雷达探头工作,通过CAN线经过网关发送障碍物距离信息和蜂鸣报警信息,组合仪表驱动内部的蜂鸣器进行雷达报警,中央液晶屏显示障碍物距离波段信息。整个系统工作原理如图4所示。

    3.常见故障诊断
    防撞雷达系统在出现问题之后,会通过声音或者影像提示系统故障。我们要对此系统常见的故障处理方法进行了解和分析,便于后期对系统失效的判定和维修。此系统车型常见故障现象有倒车雷达无报警提示、雷达系统提示故障、系统误报警等三种类型。
      (1)倒车雷达系统无报警提示
    故障现象:挂入倒挡或者按下雷达开关后,倒车雷达系统无反应。
    故障诊断:①倒车雷达系统工作电源、搭铁回路不亮导致。常见的故障点有倒车雷达控制器电源缺失、倒车雷达探头插件虚接、蜂鸣器损坏或插件虚接。在故障排查时,需要结合相关车型的电路图查找对应线路。
    ②倒车雷达系统未激活。常见的故障原因为泊车辅助条件不满足,即车辆处于驻车状态或拖车模式。驻车状态时,需要将机械手制动或者电子手制动功能释放,系统才能工作。在部分车辆配置拖车钩时,开启拖车模式倒车雷达将不起作用;需要在多媒体内部将拖车模式关闭,倒车雷达恢复正常。此类问题在维修中容易造成相关配件的误更换,需要引起注意。
    ③路况、停放环境等因素。车辆在上下坡泊车过程中,容易出现雷达探头超声波无法探测到障碍物的情况,需要结合车主反馈的情况进行现场模拟;车辆后部存在细小的网格状、格栅状的物体时,也会出现雷达不报警,此种情况需要向客户讲明工作原理。
      (2)雷达系统提示故障
    故障现象:使用泊车功能时,雷达系统提示故障。
    故障诊断:①探头故障或者探头至控制器线路异常。常见的故障点有单个探头损坏、探头至控制器的线束安装过程中被挤压。探头之间采用LIN线串联的雷达系统,前后雷达系统中任意一个传感器有故障,将影响前部或后边雷达都无法工作;组合仪表蜂鸣器长鸣2s提示一次,同时CD相应的整个(前或后雷达)探测区域消失,并有文字提示前方雷达或后方雷达故障,雷达传感器探测功能关闭。
    探头采用硬线与控制器单独连接的,不会出现整个雷达探头不工作的情况。在挂入倒挡后,蜂鸣器报警2声,提醒驾驶员有探头损坏,其他探头还会正常探测障碍物。
    ②更换新控制器或探头后没有标定。部分车型的倒车雷达探头在单独更换或者全部更换之后,需要使用专用诊断仪进入泊车辅助系统对前部或者后部雷达下线配置,否则将引起雷达系统无法止常上作。更换雷达控制器也需要下线配置否则系统将无法正常工作。
    雷达系统通信出现故障(外部故障:CAN丢失通信、CAN信号无效、系统没有配置等)时一仪表蜂鸣器长鸣2s提示一次系统工作异常,同时CD相应的整个(前或后雷达)探测区域消失,并有文字提示雷达系统故障,同时传感器探测功能关闭;针对此车型雷达系统故障,可通过雷达系统自检功能快速判断故障点。
      (3)倒车雷达系统误报警
    故障现象:使用泊车功能时,没有障碍物时雷达也报警。
    故障诊断:①探头故障或者探头表面脏污。常见的故障有探头损坏、探头表面有水滴或泥土。探头内部故障或者探头插件虚接,将引起工作电压或者信号反馈电压异常,进而出现雷达误报警的问题。探头在探测障碍物时通过振荡器发出超声波来实现距离的探测,当探头表面有脏污时会引起系统误认为有障碍物,引起误报查盘
    ②加装牌照框引起。前部雷达的水平探测区域为120°,加装牌照框将造成前中部雷达发出的超声波扫到牌照框进而引起前部误报警。针对此种情况,需要将牌照框拆除或者将报警侧的牌照向内部调整。


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