汽車(chē)車(chē)載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的分析與檢測(cè)研究

宋艷芳　邵海泉

摘 要：文章介紹了車(chē)載網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)總線的的組成與結(jié)構(gòu)、其中包括控制器、收發(fā)器、數(shù)據(jù)傳輸終端、數(shù)據(jù)傳輸線等內(nèi)容。此外，文章還以凱美瑞汽車(chē)為例，分析了汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)故障診斷與排除的相關(guān)問(wèn)題，指出了具體的故障現(xiàn)象，并提出了相應(yīng)的診斷與排除方法。希望通過(guò)這樣的探討分析能夠引起人們對(duì)這一問(wèn)題的進(jìn)一步關(guān)注，能夠?qū)ζ?chē)車(chē)載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)分析與檢測(cè)的實(shí)際工作發(fā)揮指導(dǎo)借鑒作用。

關(guān)鍵詞：汽車(chē)；車(chē)載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；分析；檢測(cè)；故障診斷

1 引言

車(chē)載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是汽車(chē)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，它在提高汽車(chē)性能、保證行車(chē)安全等方面有著重要的作用。但是，車(chē)載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)用中也會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的故障，不僅影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行，對(duì)整個(gè)汽車(chē)正常工作也產(chǎn)生嚴(yán)重的不利影響。傳統(tǒng)的故障檢測(cè)與維修方法不能適應(yīng)車(chē)載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)檢測(cè)與故障診斷的實(shí)際工作，必須根據(jù)具體情況，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，探索新的檢測(cè)與故障處理方法。

2 車(chē)載網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)總線的的組成與結(jié)構(gòu)

就其組織與結(jié)構(gòu)來(lái)看，車(chē)載網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)總線主要包括以下構(gòu)成部分。這些構(gòu)成部分相互聯(lián)系，相互作用，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行和功能的發(fā)展起著重要作用。

⑴控制器。控制器的主要功能是接收控制單元傳來(lái)的數(shù)據(jù)，并對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。經(jīng)過(guò)處理之后，再將數(shù)據(jù)傳送至車(chē)載網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器。同樣，控制器也接收收發(fā)器傳來(lái)的數(shù)據(jù)，也對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，經(jīng)過(guò)處理之后，再將數(shù)據(jù)傳輸至控制單元。

⑵收發(fā)器。收發(fā)器接收控制器傳來(lái)的數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行處理，將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，然后將其送入數(shù)據(jù)傳輸線，此外，收發(fā)器也為控制器接收和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。

⑶數(shù)據(jù)傳輸終端。事實(shí)上，數(shù)據(jù)傳輸終端是一個(gè)電阻器，它的作用是防止數(shù)據(jù)在線端被反射，避免出現(xiàn)以回聲形式返回現(xiàn)象的發(fā)生，保證數(shù)據(jù)正常傳輸，提高數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量。

⑷數(shù)據(jù)傳輸線。數(shù)據(jù)傳輸線是雙向的，其主要作用是傳輸數(shù)據(jù)。兩條不同的線分別被稱(chēng)為車(chē)載網(wǎng)絡(luò)H線和車(chē)載網(wǎng)絡(luò)L線。在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^(guò)程中，為了避免數(shù)據(jù)受到外界電磁波的干擾，避免出現(xiàn)受到向外輻射的情況，車(chē)載網(wǎng)絡(luò)總線將兩條線纏繞在一起。這兩條線的電位是相反的，如果一條是高電平（5V），另外一條就是低電平（0V），兩條線始終保持電壓總和為一常數(shù)。在線路布置的時(shí)候，通過(guò)采用上述方式，不僅保護(hù)了車(chē)載網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)總線，還避免了數(shù)據(jù)傳輸受到外界電磁波的干擾，同時(shí)還保證了數(shù)據(jù)總線向外輻射保持中性，也就是出現(xiàn)無(wú)輻射的情況。

3 凱美瑞汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)故障的診斷與排除

為了讓人們對(duì)汽車(chē)車(chē)載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)故障診斷與排除有更為全面的了解，下面將以凱美瑞汽車(chē)為例，對(duì)此進(jìn)行詳細(xì)的介紹，希望能夠給人們的實(shí)際工作提供參考。

⑴故障現(xiàn)象。一輛凱美瑞240V導(dǎo)航版汽車(chē)?yán)塾?jì)行程達(dá)到了6.8萬(wàn)千米，在一次重大交通事故當(dāng)中，該車(chē)受到了嚴(yán)重的損壞，修復(fù)之后，該車(chē)仍然無(wú)法起動(dòng)，將OBD-II連接到DLC3上，OBD-II無(wú)法取得通信。針對(duì)這種情況，我們采用以下方式對(duì)故障進(jìn)行排除和診斷。

⑵診斷與排除。第一、通過(guò)詢問(wèn)了解詳細(xì)情況。通過(guò)對(duì)車(chē)主進(jìn)行詢問(wèn)，得知該車(chē)在修理的時(shí)候，曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)儀表板內(nèi)有部分線束已經(jīng)破皮，為節(jié)約維修成本，修理廠將破皮線束進(jìn)行過(guò)重新包扎，智能測(cè)試儀OBD-II無(wú)法與ECM取得通信，其原因很可能是通信線路存在著問(wèn)題。第二、系統(tǒng)的構(gòu)成。凱美瑞汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)是一種針對(duì)實(shí)時(shí)應(yīng)用的串行數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅通信速度高，在實(shí)際工作中，還能夠檢測(cè)故障。系統(tǒng)采用雙絞線作為傳輸介質(zhì)，并使用了兩種不同的汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)總線，按照典型通信速度的不同，可以將其劃分為HS—CAN總線和MS—CAN總線，不同的總線位置不同，在系統(tǒng)的作用不同。HS—CAN總線是一種中速通信總線，用于傳動(dòng)系、底盤(pán)、某些車(chē)身電器通信，大約以500 kb/s的速度工作，又被稱(chēng)為CAN1號(hào)總線和CAN2號(hào)總線；MS—CAN總線是一種中速通信總線，用于車(chē)身電氣系統(tǒng)通信。第三、測(cè)量電阻值。具體的操作步驟如下：將點(diǎn)火開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到OFF，讓系統(tǒng)處于關(guān)閉狀態(tài)，報(bào)警系統(tǒng)和照明系統(tǒng)不工作，然后再對(duì)電阻進(jìn)行測(cè)量，以檢查線路是否存在著斷路或者斷路現(xiàn)象。需要注意的是，在測(cè)量電阻之前，至少要保證一分鐘之內(nèi)不得對(duì)車(chē)輛進(jìn)行任何操作，也不允許操作其它任何開(kāi)關(guān)。因?yàn)槿绻M(jìn)行操作的話，可能會(huì)引起電阻值發(fā)生變化。找到位于轉(zhuǎn)向盤(pán)下方的診斷插接器DLC3，在上面插入專(zhuān)用連接導(dǎo)線，然后利用萬(wàn)用表測(cè)量?jī)啥说碾娮柚?。如果情況正常，沒(méi)有出現(xiàn)任何故障的話，標(biāo)準(zhǔn)電阻值應(yīng)該在54-69歐姆之間。但經(jīng)過(guò)測(cè)量所得的電阻值為122歐姆，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出標(biāo)準(zhǔn)值，初步判定CAN1號(hào)總線主線的某個(gè)地方可能存在著開(kāi)路現(xiàn)象。針對(duì)這種情況，在實(shí)際工作中，將儀表板拆下，進(jìn)行進(jìn)一步的檢查。第四、測(cè)量具體的電阻值，找出故障所在位置并進(jìn)行處理。將儀表板拆下來(lái)之后，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部線束有兩三處是包扎過(guò)的，斷開(kāi)位于CAN1號(hào)B側(cè)總線連接器E43，采用萬(wàn)用表測(cè)量E43-1和E43-2的電阻值，得到的測(cè)量值為124歐姆，在規(guī)定的108—132歐姆之間，這說(shuō)明E43到組合儀表的總線正常。將連接器E42斷開(kāi)，對(duì)E42-1和E42-2兩端子間電阻值進(jìn)行測(cè)量，得到測(cè)量值為18歐姆，不在規(guī)定的范圍之內(nèi)，這說(shuō)明E42至ECM的線路存在著短路現(xiàn)象。斷開(kāi)E41連接器，對(duì)E41-4和E41-10兩端子間電阻值進(jìn)行測(cè)量，得到測(cè)量值為118歐姆，在規(guī)定的電阻值范圍之內(nèi)，說(shuō)明E41至ECM的連接器A55之間的線路是正常的。通過(guò)上面的測(cè)量，得知CAN l號(hào)連接器E42到CAN 4號(hào)連接器E4l之間的線路存在著的問(wèn)題，于是撥開(kāi)E42到E4l之間的線束處保護(hù)層，經(jīng)過(guò)仔細(xì)檢查之后，發(fā)現(xiàn)一處主線CAN—H與CAN—L存在著破皮現(xiàn)象，并絞在了一起，引起短接現(xiàn)象。處理之后重新包好，對(duì)E42-1和E42-2兩端子間電阻值再次進(jìn)行測(cè)量，得到測(cè)量值為125歐姆，說(shuō)明主線正常。插好E42插接器，對(duì)E10-6至E10-14兩端子間的電阻值進(jìn)行測(cè)量，得到數(shù)據(jù)為122歐姆，說(shuō)明存在著開(kāi)路情況，于是更換了CAN1號(hào)J/C。第五、試車(chē)。進(jìn)行試車(chē)的時(shí)候，發(fā)動(dòng)機(jī)還是不能起動(dòng)。對(duì)機(jī)艙進(jìn)行全面的檢查，發(fā)現(xiàn)左側(cè)ECM出現(xiàn)碰傷和微量變形的情況，更換了一個(gè)新的ECM。將點(diǎn)火開(kāi)關(guān)斷開(kāi)之后，短接DLC3的4號(hào)和13號(hào)端子。將點(diǎn)火鑰匙轉(zhuǎn)到ON檔，與微機(jī)通信三十分鐘，用智能測(cè)試儀進(jìn)行匹配后，再次啟動(dòng)的時(shí)候，一切正常，故障處理完畢。

⑶故障總結(jié)。對(duì)于車(chē)載網(wǎng)絡(luò)通信線路來(lái)說(shuō)，其故障主要包括斷路和短路兩種情況，不同故障的誘發(fā)原因各不相同。斷路的引發(fā)原因主要包括：通信線路與電氣配線斷開(kāi)、接頭斷開(kāi)、電子控制單元電源或搭鐵斷開(kāi)、電子控制單元內(nèi)部出現(xiàn)故障；短路的引發(fā)原因主要包括：電子控制單元內(nèi)的電器配線短路、通信線路短路。對(duì)于該輛汽車(chē)來(lái)說(shuō)，由于車(chē)載網(wǎng)絡(luò)主線中1號(hào)J/C存在著開(kāi)路現(xiàn)象，主線存在著短路問(wèn)題，ECM受到損壞，這些問(wèn)題的存在引起發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法起動(dòng)現(xiàn)象的出現(xiàn)，智能測(cè)試儀OBD-II無(wú)法進(jìn)入。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，隨著汽車(chē)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，車(chē)載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)用越來(lái)越廣泛。該系統(tǒng)不僅能夠促進(jìn)信息資源的共享，還能夠簡(jiǎn)化布線，減少傳感器的數(shù)量，提高整個(gè)系統(tǒng)的安全性和可靠性。此外，還系統(tǒng)的運(yùn)用還有利于對(duì)系統(tǒng)的維修，降低維修成本，加強(qiáng)各控制系統(tǒng)的聯(lián)系。隨著汽車(chē)電子技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)必將進(jìn)一步升級(jí)，其靈活性必將更高，擴(kuò)展性必將更強(qiáng)，抗干擾能力和糾錯(cuò)能力必將更強(qiáng)。而在進(jìn)行線路故障診斷與排除的實(shí)際工作中，我們需要認(rèn)真分析具體情況，詳細(xì)了解系統(tǒng)的總線總線圖，并注重專(zhuān)業(yè)資料的運(yùn)用，利用相關(guān)的輔助儀器和設(shè)備，按照相應(yīng)的方法和步驟對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全面的檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，排除故障，保證系統(tǒng)處于良好的狀態(tài)，為車(chē)輛的正常運(yùn)行和工作奠定良好的基礎(chǔ)。

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