淺談車(chē)載網(wǎng)絡(luò)態(tài)勢(shì)下的修車(chē)新思維（上）

◆文/遼寧　張憲輝

淺談車(chē)載網(wǎng)絡(luò)態(tài)勢(shì)下的修車(chē)新思維（上）

◆文/遼寧張憲輝

隨著汽車(chē)功能的不斷豐富和發(fā)展，各種電子控制系統(tǒng)在車(chē)輛上的應(yīng)用與日俱增，傳統(tǒng)的線路連接方式已經(jīng)無(wú)法滿足電氣系統(tǒng)日益豐富的要求，由此，車(chē)載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。短短幾年間，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在汽車(chē)上就得到了廣泛而普遍的應(yīng)用。然而，也正是由于車(chē)載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用，使得汽車(chē)維修技術(shù)從邏輯思維層面發(fā)生了根本性的改變。

一、車(chē)載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與傳統(tǒng)電控系統(tǒng)的比較

車(chē)載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)也稱(chēng)車(chē)載總線系統(tǒng)，從其硬件組成來(lái)看，主要包括若干個(gè)模塊（即各系統(tǒng)的電控單元ECU）、節(jié)點(diǎn)（如智能傳感器、智能開(kāi)關(guān)等小的模塊）、總線或網(wǎng)關(guān)（只有存在不同類(lèi)型的總線或不同的通訊協(xié)議時(shí)，網(wǎng)關(guān)才被應(yīng)用到車(chē)載網(wǎng)絡(luò)之中）等，由數(shù)據(jù)總線將這些模塊、節(jié)點(diǎn)或網(wǎng)關(guān)按照一定的連接方式（稱(chēng)為總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)）構(gòu)成一個(gè)車(chē)載的局域網(wǎng)絡(luò)。

從圖1中可以看出，車(chē)載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的每個(gè)模塊、節(jié)點(diǎn)都通過(guò)總線連接到一起。總線相當(dāng)于一條信息高速公路，每個(gè)模塊（或節(jié)點(diǎn)）都可以將信息發(fā)送到總線上，也都可以從總線上接收需要的信息。因此，一個(gè)模塊（或節(jié)點(diǎn)）所發(fā)送的信息可以由多個(gè)模塊或系統(tǒng)來(lái)共享，這就是車(chē)載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)所具有的“信息共享”的特有功能。車(chē)載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的這種結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)，使得其與傳統(tǒng)汽車(chē)電控系統(tǒng)存在巨大差異。

1.系統(tǒng)關(guān)聯(lián)性的改變

在傳統(tǒng)的汽車(chē)電控系統(tǒng)中，各系統(tǒng)的控制和功能基本是相互獨(dú)立的，彼此之間沒(méi)有必然的聯(lián)系。以冷卻液溫度為例，在傳統(tǒng)的汽車(chē)電控系統(tǒng)中（如圖2所示），會(huì)有一個(gè)專(zhuān)門(mén)的冷卻液溫度傳感器將冷卻液溫度信號(hào)傳送給發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊ECU，用于冷車(chē)高怠速、混合汽濃度、點(diǎn)火正時(shí)和冷卻風(fēng)扇等方面的控制，還會(huì)有一個(gè)水溫感應(yīng)塞將冷卻液溫度信號(hào)發(fā)送給儀表，用于指示冷卻液溫度。故此，同樣是冷卻液溫度信息，發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊ECU和儀表之間卻使用了相互獨(dú)立的兩套系統(tǒng)，這也使故障診斷變得相對(duì)簡(jiǎn)單、明確（兩套系統(tǒng)不相互影響）；還是冷卻液溫度，對(duì)于車(chē)載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)而言則大相徑庭，如圖2所示，發(fā)動(dòng)機(jī)上只安裝一個(gè)冷卻液溫度傳感器，該傳感器將冷卻液溫度信息發(fā)送給發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊，發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊又會(huì)將該冷卻液溫度信息傳輸?shù)綌?shù)據(jù)總線上，供汽車(chē)儀表模塊IPC和自動(dòng)變速器模塊TCM等共享使用。因此，如果出現(xiàn)冷卻液溫度表故障，不僅要考慮儀表本身，冷卻液溫度傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊和總線線路等均在故障排查范圍之內(nèi)，相較傳統(tǒng)的電控系統(tǒng)，排查范圍和排查難度都會(huì)增加。這也表明，由于系統(tǒng)關(guān)聯(lián)性的變化，使得車(chē)載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的控制邏輯也有別于傳統(tǒng)的電控系統(tǒng)。

2.元件結(jié)構(gòu)性和功能性的改變

從上述的例子中，我們還可以深入探究車(chē)載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在元件結(jié)構(gòu)性和功能性方面發(fā)生的改變。仍以汽車(chē)儀表為例，在傳統(tǒng)的汽車(chē)電控系統(tǒng)中，汽車(chē)儀表就是各種儀表、指示燈、報(bào)警燈的集合體，是單純的電氣儀表，與電控模塊沒(méi)有一點(diǎn)瓜葛；但是在車(chē)載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，我們看到，汽車(chē)儀表已經(jīng)是一個(gè)真正意義上的電控模塊了，它不僅能夠接收信息，還能發(fā)送指令，并能與其他電控模塊和診斷儀器進(jìn)行必要的通訊。有些車(chē)輛甚至將汽車(chē)儀表用作網(wǎng)關(guān)，作為不同級(jí)別、不同協(xié)議總線間通訊的橋梁。在這樣設(shè)置的車(chē)輛中，如果拆下汽車(chē)儀表，車(chē)輛將無(wú)法正常運(yùn)行。不僅電氣總成如此，就連小的電氣開(kāi)關(guān)也為適應(yīng)車(chē)載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)而悄然發(fā)生著變化。以汽車(chē)的前照燈開(kāi)關(guān)為例，在過(guò)去，該開(kāi)關(guān)就是一個(gè)物理意義上的開(kāi)關(guān)，如圖3（a）所示，用于控制前照燈電路的通與斷；但在車(chē)載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，該開(kāi)關(guān)已經(jīng)進(jìn)化成一個(gè)智能開(kāi)關(guān)，如圖3（b）所示，它通過(guò)數(shù)據(jù)總線LIN線為車(chē)身控制模塊BCM提供前照燈信號(hào)的輸入，開(kāi)關(guān)本身并不直接參與控制前照燈電路的通與斷。可見(jiàn)，隨著車(chē)載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用，汽車(chē)上原本的電氣總成、元件等大都向電控模塊演變。如果還是按照傳統(tǒng)方法對(duì)這些電氣總成或元件進(jìn)行測(cè)試，不但會(huì)發(fā)生誤判，還有可能對(duì)它們?cè)斐蓳p壞。

3.系統(tǒng)控制邏輯的改變

從前面所述系統(tǒng)關(guān)聯(lián)性的差異可以看出，在傳統(tǒng)的汽車(chē)電控系統(tǒng)中，無(wú)論是傳感器、執(zhí)行器還是電控單元之間，都是普遍遵照電路回路的原則進(jìn)行電路連接的，所以無(wú)論是查閱電路圖，還是分析電路故障，邏輯性直觀易懂；而車(chē)載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，由于總線的引入，使得原本需要幾條線路或是十幾條線路才能完成的功能，現(xiàn)在僅需要三四條線路（其中包括數(shù)據(jù)總線、電源線、搭鐵線等）就可以實(shí)現(xiàn)。由此，傳統(tǒng)電路中直觀易懂的特性已不復(fù)存在，控制邏輯也不再是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，而往往是一對(duì)多的關(guān)系。從這一點(diǎn)可以看出，在進(jìn)行車(chē)載總線系統(tǒng)的故障檢修前，一定要先搞清楚系統(tǒng)的邏輯控制關(guān)系。

4.診斷設(shè)備的改變

對(duì)于傳統(tǒng)汽車(chē)電控系統(tǒng)的檢修，我們使用的診斷設(shè)備無(wú)非是診斷儀、萬(wàn)用表、試電筆、示波器等，如果沒(méi)有故障信息，大家常常把萬(wàn)用表作為最主要的檢測(cè)工具；但對(duì)于車(chē)載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，專(zhuān)用診斷儀和示波器則是系統(tǒng)故障檢修的最主要工具。這是因?yàn)閿?shù)據(jù)總線和各個(gè)控制模塊的性能好壞直接影響著車(chē)輛整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行是否正常。這就需要對(duì)數(shù)據(jù)總線和控制模塊間的通訊進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試的方式通常有兩種：一種是利用專(zhuān)用診斷儀對(duì)各模塊的通訊狀況進(jìn)行測(cè)試；第二種是通過(guò)示波器對(duì)總線波形的測(cè)試來(lái)檢測(cè)總線線路是否正常。因此，在進(jìn)行車(chē)載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)故障檢修時(shí)，我們不能只強(qiáng)調(diào)萬(wàn)用表的重要性而忽視了對(duì)專(zhuān)用診斷儀和示波器的利用。

二、檢修搭載車(chē)載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)車(chē)輛的思路與方法

由于車(chē)載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)所具有的“信息共享”的功能特點(diǎn)，使得當(dāng)系統(tǒng)中的某一個(gè)模塊或某一處線路出現(xiàn)故障時(shí)，影響的不僅僅是這一模塊或線路本身，而且會(huì)衍射到其他系統(tǒng)，造成其他系統(tǒng)功能的異常，這是車(chē)載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)車(chē)輛與傳統(tǒng)電控系統(tǒng)車(chē)輛在故障生成方面最本質(zhì)的區(qū)別。對(duì)于傳統(tǒng)的電控系統(tǒng)車(chē)輛，故障信息是具體的、單一的、不衍射的（不會(huì)生成其他的故障信息）。仍以冷卻液溫度為例，“冷卻液溫度傳感器信號(hào)電壓過(guò)高”這一故障信息就指明了故障只與冷卻液溫度傳感器及線路有關(guān)，要么是傳感器電阻匝間斷路，要么是傳感器信號(hào)線斷路，故障范圍非常容易確定；而對(duì)于車(chē)載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)車(chē)輛中涉及到總線方面故障的，其信息含義比較模糊、單一性差，存在故障衍射效應(yīng)（在其他系統(tǒng)中也會(huì)造成故障信息的出現(xiàn)）。例如：“儀表數(shù)據(jù)輸出錯(cuò)誤”這一故障信息所表達(dá)的含義，究竟是儀表ECU發(fā)送信息異常的節(jié)點(diǎn)故障還是總線傳輸故障？不得而知。如果是總線故障，具體部位在哪兒，也無(wú)法從故障信息中判斷得出，而且在其他系統(tǒng)的電腦模塊中也可能出現(xiàn)與之相關(guān)的故障信息。由此，故障究竟由哪個(gè)系統(tǒng)引起，就更加撲朔迷離，大大增加了故障排查的難度。

那么，對(duì)于車(chē)載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的故障究竟應(yīng)該按照什么思路、采用什么方法才能把握住正確的排查方向，確定出真正的故障原因并實(shí)施檢修呢？下文將針對(duì)此內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)介紹與分析，供讀者參考。

1.認(rèn)識(shí)車(chē)載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的故障類(lèi)型

作為前提，首先應(yīng)該知道總線系統(tǒng)的故障原因類(lèi)型。通過(guò)前面對(duì)車(chē)載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組成認(rèn)識(shí)可知，其故障原因主要包括兩個(gè)方面：一是總線本身的線路故障（如斷路、短路等），稱(chēng)為總線系統(tǒng)的鏈路故障；二是總線上所連接的各個(gè)模塊故障（如模塊自身故障、模塊的供電電源或搭鐵線路故障等），稱(chēng)為總線系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)故障，在這其中，我們有時(shí)也將模塊的供電電源故障單獨(dú)劃分出來(lái)，稱(chēng)為總線系統(tǒng)的電源故障。

2.熟悉車(chē)載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的故障現(xiàn)象

同傳統(tǒng)的電控車(chē)輛一樣，對(duì)于車(chē)載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的車(chē)輛，當(dāng)其總線系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，通常會(huì)有以下兩種類(lèi)型的故障表現(xiàn)形式。

①儀表盤(pán)中的故障報(bào)警燈或信息指示燈亮起，或是在信息中心顯示故障提示信息；

②沒(méi)有異常的故障報(bào)警信息，但車(chē)輛某些系統(tǒng)的功能出現(xiàn)異常，如出現(xiàn)儀表失靈、發(fā)動(dòng)機(jī)加速無(wú)力等癥狀。

3.車(chē)載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的故障診查思路

（1）問(wèn)診

結(jié)合對(duì)故障現(xiàn)象的觀察，診斷工作的第一步一定是“問(wèn)診”。“問(wèn)診”就是與車(chē)主進(jìn)行關(guān)于車(chē)輛故障相關(guān)內(nèi)容的交流，如“故障是在什么條件下（時(shí)間、環(huán)境、路況等）出現(xiàn)的？故障出現(xiàn)時(shí)都有哪些表現(xiàn)？故障出現(xiàn)是持續(xù)的還是間歇的？有規(guī)律可循嗎？……”。通過(guò)“問(wèn)診”可以獲取車(chē)輛故障的第一手資料，為后續(xù)準(zhǔn)確圈定故障原因的范圍提供有力依據(jù)。（未完待續(xù)）

（作者張憲輝單位：大連職業(yè)技術(shù)學(xué)院）