基于CAN总线的电动汽车分布式控制系统研究
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作者: 吴静波 杨亚峰等
摘 要汽车上的电子控制系统越来越复杂，传统的检测工具对现代电子控制设备故障的检测很难奏效，直接影响到汽车的故障诊断，无法运用较短的时间来修复。基于CAN总线的电动汽车分布式控制系统，是比较常见的汽车电子控制系统，通过对该系统的故障分析及诊断研究，能够为日后的修理工作提供更多的参考，并且逐步的健全电子控制系统的诊断方法和处理方法，为汽车的修理提供更多的保障。
【关键词】电动汽车 分布式 控制系统 故障 诊断
电动汽车是由多个子系统构成的一个复杂系统，当电动汽车的分布式控制系统出现故障后，将直接影响电动汽车的运行，并且会对驾驶者造成一定的危险。相对而言，现阶段的电动汽车，虽然在安全性方面比较高，但基于CAN总线的电动汽车分布式控制系统，在出现故障后不易排查，尤其是一些小故障，基本上会被主观上的忽视，从而在长久的运行后，衍生出更多的问题。在此，本文主要对基于CAN总线的电动汽车分布式控制系统故障及诊断方法进行分析。
1 电动汽车故障诊断模式
基于CAN总线的电动汽车分布式控制系统，在日常的应用中比较广泛，其故障及诊断并不容易。为了能够更好的诊断系统的故障，技术人员认为，应选择较为优秀的诊断系统来完成。因此，在常规诊断方式的基础上，增加了故障诊断管理单元――DSU。该单元成为了基于CAN总线的电动汽车分布式控制系统的一部分，当电动汽车出现故障后，可利用该单元对系统进行诊断。首先，通过数据的搜集和信息的分析，开展较为基础的故障检测及诊断；其次，将结果记录下来，并且生成诊断报告；第三，根据故障诊断结果和报告，做出相应的处理；第四，故障的记录和报告，将会直接反馈给DSU；第五，通过DSU的处理，实现故障报警以及故障码的存储管理，再次发生类似问题时，将会报警，并且直接根据以往的处理经验，更好的解决故障。由此可见，在基于CAN总线的电动汽车分布式控制系统的故障及诊断上，还是能够通过实际工作来完成的，并且未来的提升空间比较大。
2 故障监测及诊断
基于CAN总线的电动汽车分布式控制系统在日常应用中，不仅仅需要在诊断上努力，还需要在监测上努力，通过监测与诊断的联合应用，更好的了解系统故障的源头，便于在实际的工作中有效处理，而不是一味的采取压制性措施。另一方面，通过故障监测及诊断的配合，能够将得到的数据和信息，用来优化基于CAN总线的电动汽车分布式控制系统，促使该系统更加的完美，减少各种不利因素的出现，实现系统运行的良性循环。在此，本文主要对故障监测及诊断进行论述。
2.1 故障监测的对象
基于CAN总线的电动汽车分布式控制系统包括很多的内容，因此，在监测过程中，需保证监测对象的正确性。目前，该系统的故障监测对象，主要包括执行器、传感器、开关、电路等等，每一个部分都是非常重要的。首先，我们在实际的工作中，必须对系统本身的硬件进行监测，尤其是一些比较重要的硬件，包括传感器和执行器等等，这些将直接影响系统的运行。其次，监测工作本身并不是电子控制系统的一部分，但确是必须要执行的工作。例如，动力线路的上电电阻是由DSU来负责控制的，但DSU需要对容性负载的充电状况进行监测。第三，监测工作中，需观察所有的对象能否正常的工作，并搜集相关的数据和资料。
2.2 故障诊断原理
相对于其他的系统而言，基于CAN总线的电动汽车分布式控制系统在故障诊断方面，显得稍微有些简洁。该系统在应用过程中，不断的加入各种技术和硬件设备，促使系统更加完善。到目前位置，通过应用该系统，电动汽车的运行可更加稳定，不会造成太多的问题。在故障的诊断原理方面，主要遵循以下方法：电控单元以适当频次对控制指令和系统反应进行分析比较，同时检查各个传感器的信号是否可信，借此确定是否存在某一种故障。归纳起来，确认故障通常从三方面着手考虑：一是对测量参数的分析（越界、变化率，具体可参见SAE J1939-73FMI的定义分类）；二是希望或预期出现的信息、事件或过程；三是出现了没有预期的信息、事件或过程。通过利用上述的故障原理进行诊断，可得到系统较为准确的结果，便于从客观上进行较好的维修。
2.3 故障处理
从目前的工作来看，基于CAN总线的电动汽车分布式控制系统在故障及诊断上得到了较好的结果，但故障处理并不是特别的理想。故障处理作为诊断的后续工作，需达到较高的水准，否则将会造成系统故障的反复出现。结合以往的工作经验和当下的工作标准，故障处理方面，可在以下几项工作上努力：第一，各个子系统经过ECU的确诊以后，通过事件触发的方式，以此来向总线广播传递相关的消息。倘若在诊断过程中，连续的诊断出同一种类型的故障，应该与第一次发送间隔10ms以后，再进行下一次的发送；倘若在诊断过程中，并没有满足上述的故障产生条件，广播应消除消息，并且在等待10ms后，观察是否会出现故障。第二，利用DSU来进行故障的逻辑过程处理。电动汽车在故障出现后，不能第一时间的送往维修地点，运送过程中，可能会出现新的故障，利用DSU来分析故障逻辑过程，可更好的进行分析故障，实现同时对多种故障的有效处理。第三，维修人员，主要是利用故障诊断仪，将故障的信息，从DSU当中提取出来，从而进行针对性的维修。
3 总结
本文就基于CAN总线的电动汽车分布式控制系统故障及诊断方法进行处理，从现有的工作来看，该系统的故障诊断及处理，在很多方面都做到了较高的水准，并且健全了故障诊断体系，为维修工作提供了更多的参考。未来，还需进一步在故障及诊断方法上努力，以此实现电动汽车的稳定运行。
参考文献
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作者简介
吴静波（1979-），男，博士学位。现为河南科技大学车辆与交通工程学院讲师。主要研究方向为新能源汽车与电驱动技术。
作者单位
河南科技大学车辆与交通工程学院 河南省洛阳市 471003
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