倒車雷達工作原理分析及常見故障診斷

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

隨著社會經濟的發展和交通物流的多樣化，汽車已經深入人們的生活。汽車電氣系統的出現，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的工作原理進行分析，讓大家對此系統有更深入的認識。

1.倒車雷達系統分類

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

（1）有單獨控制器，無網絡通信協議。

（2）有單獨控制器，使用CAN網絡通信協議。

（3）無單獨控制器，使用LIN網絡通信協議。

（4）無單獨控制器，使用LIN和CAN網絡通信協議。

2.倒車雷達系統工作原理介紹

（1）有單獨控制器，無網絡通信協議

倒車雷達系統由雷達探頭、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部，或者單獨安裝在駕駛室內，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部。系統工作原理圖1所示。

圖1 有單獨控制器且無網絡通信原理圖

（2）有單獨控制器，使用CAN網絡通信協議

倒車雷達系統由雷達探頭、控制器、雷達開關、CAN網絡架構組成。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。控制器通過CAN網絡架構與其他模塊通信，此系統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的工作，方便在車輛前行的過程中提供泊車輔助信息提示。控制器將計算后的障礙物距離和報警信息通過CAN網絡發出，CAN總線遵循標準為ISO 11898-2，通信速率500Kbps。多媒體通過CAN網絡接收倒車雷達距離信息進行顯示，組合儀表通過CAN網絡接收倒車雷達蜂鳴報警信息進行蜂鳴報警。控制器同時通過CAN網絡接收車輛的狀態信息，如駐車開關；若車輛當前處于駐車狀態，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。系統工作原理如圖2所示。

（3）無單獨控制器，使用LIN網絡通信協議

該系統由雷達探頭、蜂鳴器、LIN線構架組成。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），各個探頭實現串聯式網絡連接，系統工作節拍和障礙物數據處理由各自探頭自身內部處理完成。探頭與探頭結構參數完全相同，探頭任意安裝，上電后自動識別位置；當某個探頭出現故障，系統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，由報警器發出不同的報警聲。系統工作原理如圖3所示。

（4）無單獨控制器，使用LIN網絡和CAN網絡通信協議

倒車雷達系統由雷達探頭、網絡調度器、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，也可以根據車型配置取消顯示）、LIN線、CAN線網絡架構。雷達探頭與網絡調度器之間通過LIN線連接，傳輸速率為19.5Kbit/s；每個探頭結構和參數完全相同，上電自動識別位置。網絡調度器是單獨的控制器或者繼承在其他模塊內部，此車型采用的是車身控制器（BCM）為網絡調度，通過LIN線連接防撞雷達探頭。此外，車身控制器還通過CAN網絡架構與整車CAN網絡模塊通信。

具體原理：網絡調度器（BCM）在接收到泊車輔助激活信息后，通過LIN線驅動倒車雷達探頭工作，通過CAN線經過網關發送障礙物距離信息和蜂鳴報警信息，組合儀表驅動內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。整個系統工作原理如圖4所示。

3.常見故障診斷

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

（1）倒車雷達系統無報警提示

故障現象：掛入倒擋或者按下雷達開關后，倒車雷達系統無反應。

故障診斷：①倒車雷達系統工作電源、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，需要結合相關車型的電路圖查找對應線路。

②倒車雷達系統未激活。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或拖車模式。駐車狀態時，需要將機械手制動或者電子手制動功能釋放，系統才能工作。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、停放環境等因素。車輛在上下坡泊車過程中，容易出現雷達探頭超聲波無法探測到障礙物的情況，需要結合車主反饋的情況進行現場模擬；車輛后部存在細小的網格狀、格柵狀的物體時，也會出現雷達不報警，此種情況需要向客戶講明工作原理。

（2）雷達系統提示故障

圖3 無單獨控制器且使用LIN網絡通信原理圖

故障現象：使用泊車功能時，雷達系統提示故障。

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線串聯的雷達系統，前后雷達系統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對前部或者后部雷達下線配置，否則將引起雷達系統無法正常工作。更換雷達控制器也需要下線配置否則系統將無法正常工作。

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

（3）倒車雷達系統誤報警

故障現象：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，進而出現雷達誤報警的問題。探頭在探測障礙物時通過振蕩器發出超聲波來實現距離的探測，當探頭表面有臟污時會引起系統誤認為有障礙物，引起誤報警。

②加裝牌照框引起。前部雷達的水平探測區域為120°，加裝牌照框將造成前中部雷達發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的牌照向內部調整。

圖4 無單獨控制器且使用LIN網絡和CAN網絡通信原理圖