汽車車載網絡系統的分析與檢測研究

宋艷芳　邵海泉

摘 要：文章介紹了車載網絡數據總線的的組成與結構、其中包括控制器、收發器、數據傳輸終端、數據傳輸線等內容。此外，文章還以凱美瑞汽車為例，分析了汽車網絡故障診斷與排除的相關問題，指出了具體的故障現象，并提出了相應的診斷與排除方法。希望通過這樣的探討分析能夠引起人們對這一問題的進一步關注，能夠對汽車車載網絡系統分析與檢測的實際工作發揮指導借鑒作用。

關鍵詞：汽車；車載網絡系統；分析；檢測；故障診斷

1 引言

車載網絡系統是汽車技術和計算機技術發展的產物，它在提高汽車性能、保證行車安全等方面有著重要的作用。但是，車載網絡系統在實際運用中也會出現相應的故障，不僅影響系統的正常運行，對整個汽車正常工作也產生嚴重的不利影響。傳統的故障檢測與維修方法不能適應車載網絡系統檢測與故障診斷的實際工作，必須根據具體情況，不斷總結經驗，探索新的檢測與故障處理方法。

2 車載網絡數據總線的的組成與結構

就其組織與結構來看，車載網絡數據總線主要包括以下構成部分。這些構成部分相互聯系，相互作用，對整個系統的正常運行和功能的發展起著重要作用。

⑴控制器。控制器的主要功能是接收控制單元傳來的數據，并對這些數據進行處理。經過處理之后，再將數據傳送至車載網絡收發器。同樣，控制器也接收收發器傳來的數據，也對這些數據進行處理，經過處理之后，再將數據傳輸至控制單元。

⑵收發器。收發器接收控制器傳來的數據，對其進行處理，將這些數據轉化為電信號，然后將其送入數據傳輸線，此外，收發器也為控制器接收和轉發數據。

⑶數據傳輸終端。事實上，數據傳輸終端是一個電阻器，它的作用是防止數據在線端被反射，避免出現以回聲形式返回現象的發生，保證數據正常傳輸，提高數據傳輸質量。

⑷數據傳輸線。數據傳輸線是雙向的，其主要作用是傳輸數據。兩條不同的線分別被稱為車載網絡H線和車載網絡L線。在進行數據傳輸的過程中，為了避免數據受到外界電磁波的干擾，避免出現受到向外輻射的情況，車載網絡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。在線路布置的時候，通過采用上述方式，不僅保護了車載網絡數據總線，還避免了數據傳輸受到外界電磁波的干擾，同時還保證了數據總線向外輻射保持中性，也就是出現無輻射的情況。

3 凱美瑞汽車網絡故障的診斷與排除

為了讓人們對汽車車載網絡系統故障診斷與排除有更為全面的了解，下面將以凱美瑞汽車為例，對此進行詳細的介紹，希望能夠給人們的實際工作提供參考。

⑴故障現象。一輛凱美瑞240V導航版汽車累計行程達到了6.8萬千米，在一次重大交通事故當中，該車受到了嚴重的損壞，修復之后，該車仍然無法起動，將OBD-II連接到DLC3上，OBD-II無法取得通信。針對這種情況，我們采用以下方式對故障進行排除和診斷。

⑵診斷與排除。第一、通過詢問了解詳細情況。通過對車主進行詢問，得知該車在修理的時候，曾經發現儀表板內有部分線束已經破皮，為節約維修成本，修理廠將破皮線束進行過重新包扎，智能測試儀OBD-II無法與ECM取得通信，其原因很可能是通信線路存在著問題。第二、系統的構成。凱美瑞汽車網絡通信系統是一種針對實時應用的串行數據通信系統，該系統不僅通信速度高，在實際工作中，還能夠檢測故障。系統采用雙絞線作為傳輸介質，并使用了兩種不同的汽車網絡總線，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，在系統的作用不同。HS—CAN總線是一種中速通信總線，用于傳動系、底盤、某些車身電器通信，大約以500 kb/s的速度工作，又被稱為CAN1號總線和CAN2號總線；MS—CAN總線是一種中速通信總線，用于車身電氣系統通信。第三、測量電阻值。具體的操作步驟如下：將點火開關轉到OFF，讓系統處于關閉狀態，報警系統和照明系統不工作，然后再對電阻進行測量，以檢查線路是否存在著斷路或者斷路現象。需要注意的是，在測量電阻之前，至少要保證一分鐘之內不得對車輛進行任何操作，也不允許操作其它任何開關。因為如果進行操作的話，可能會引起電阻值發生變化。找到位于轉向盤下方的診斷插接器DLC3，在上面插入專用連接導線，然后利用萬用表測量兩端的電阻值。如果情況正常，沒有出現任何故障的話，標準電阻值應該在54-69歐姆之間。但經過測量所得的電阻值為122歐姆，遠遠超出標準值，初步判定CAN1號總線主線的某個地方可能存在著開路現象。針對這種情況，在實際工作中，將儀表板拆下，進行進一步的檢查。第四、測量具體的電阻值，找出故障所在位置并進行處理。將儀表板拆下來之后，發現內部線束有兩三處是包扎過的，斷開位于CAN1號B側總線連接器E43，采用萬用表測量E43-1和E43-2的電阻值，得到的測量值為124歐姆，在規定的108—132歐姆之間，這說明E43到組合儀表的總線正常。將連接器E42斷開，對E42-1和E42-2兩端子間電阻值進行測量，得到測量值為18歐姆，不在規定的范圍之內，這說明E42至ECM的線路存在著短路現象。斷開E41連接器，對E41-4和E41-10兩端子間電阻值進行測量，得到測量值為118歐姆，在規定的電阻值范圍之內，說明E41至ECM的連接器A55之間的線路是正常的。通過上面的測量，得知CAN l號連接器E42到CAN 4號連接器E4l之間的線路存在著的問題，于是撥開E42到E4l之間的線束處保護層，經過仔細檢查之后，發現一處主線CAN—H與CAN—L存在著破皮現象，并絞在了一起，引起短接現象。處理之后重新包好，對E42-1和E42-2兩端子間電阻值再次進行測量，得到測量值為125歐姆，說明主線正常。插好E42插接器，對E10-6至E10-14兩端子間的電阻值進行測量，得到數據為122歐姆，說明存在著開路情況，于是更換了CAN1號J/C。第五、試車。進行試車的時候，發動機還是不能起動。對機艙進行全面的檢查，發現左側ECM出現碰傷和微量變形的情況，更換了一個新的ECM。將點火開關斷開之后，短接DLC3的4號和13號端子。將點火鑰匙轉到ON檔，與微機通信三十分鐘，用智能測試儀進行匹配后，再次啟動的時候，一切正常，故障處理完畢。

⑶故障總結。對于車載網絡通信線路來說，其故障主要包括斷路和短路兩種情況，不同故障的誘發原因各不相同。斷路的引發原因主要包括：通信線路與電氣配線斷開、接頭斷開、電子控制單元電源或搭鐵斷開、電子控制單元內部出現故障；短路的引發原因主要包括：電子控制單元內的電器配線短路、通信線路短路。對于該輛汽車來說，由于車載網絡主線中1號J/C存在著開路現象，主線存在著短路問題，ECM受到損壞，這些問題的存在引起發動機無法起動現象的出現，智能測試儀OBD-II無法進入。

4 結束語

總之，隨著汽車技術和計算機技術的發展和進步，車載網絡系統的運用越來越廣泛。該系統不僅能夠促進信息資源的共享，還能夠簡化布線，減少傳感器的數量，提高整個系統的安全性和可靠性。此外，還系統的運用還有利于對系統的維修，降低維修成本，加強各控制系統的聯系。隨著汽車電子技術的不斷發展和進步，汽車網絡系統必將進一步升級，其靈活性必將更高，擴展性必將更強，抗干擾能力和糾錯能力必將更強。而在進行線路故障診斷與排除的實際工作中，我們需要認真分析具體情況，詳細了解系統的總線總線圖，并注重專業資料的運用，利用相關的輔助儀器和設備，按照相應的方法和步驟對系統進行全面的檢測，及時發現故障，排除故障，保證系統處于良好的狀態，為車輛的正常運行和工作奠定良好的基礎。

[參考文獻]

[1]藺宏良.寶馬745Li汽車車載網絡系統簡析[J].拖拉機與農用運輸車，2009（4）.

[2]藺宏良.車載通信網絡的架構方式及應用研究[J].公路與汽運， 2011（1）.

[3]裘玉平.車載網絡系統結構原理與診斷技術研究[D].長安大學碩士學位論文2007.

[4]黃鵬.汽車車載網絡系統的分析與檢測[J].汽車電器，2009（2）.

[5]胡占軍.車載網絡信息傳輸系統故障診斷與排除[J].汽車技術，2009（8）.