車載網絡系統結構原理與診斷技術研究

方　彬（江蘇省常州技師學院，江蘇　常州　213032）

?

車載網絡系統結構原理與診斷技術研究

方彬
（江蘇省常州技師學院，江蘇常州213032）

摘要：隨著我國汽車工業的快速發展，各種先進的車載網絡系統已經廣泛應用于汽車制造中。本文簡單分析了車載網絡系統的應用分類和結構原理，并對車載網絡系統的診斷技術進行了研究，進而讓汽車技術人員較為全面地理解車載網絡系統，且掌握基本的故障診斷與檢修技巧。

關鍵詞：車載網絡系統；應用分類；結構原理；診斷技術

0　引言

隨著計算機技術和汽車制造技術的快速發展，汽車車載網絡系統在原有的電子控制系統的基礎上應運而生，該系統對于增強汽車的性能、提高行車的安全性等方面起到了關鍵作用。車載網絡系統能夠在滿足汽車的舒適性、安全性、燃油經濟性以及尾氣排放的要求的同時，減少數據線的使用，并且實現數據信息共享，保證了數據信息的實時性。然而，在實際行車過程中，車載網絡系統也會出現不同的故障，因此，結合車載網絡系統的基本原理來研究診斷技術將會很好的效果。

1　車載網絡系統的應用分類

1.1驅動系統

在汽車行駛時，一般會存在一系列的關鍵因素，包括：行駛、轉彎、制動、氣囊等，與這些因素相連接的控制系統會對汽車的行車安全以及正常行駛產生直接的影響，而驅動系統的功能主要是把這些控制系統中收集到數據信息在網絡上實現共享，與這相關的控制大暖有變速箱ECU、發動機ECU、安全氣囊ECU和ABS/ESP的ECU等。在汽車行駛中這些系統必須能對運行數據進行實時傳輸，并且這些數據非常重要，所以動力傳動系統一般都選擇高傳輸速率的總線系統，當下，以CAN數據總線為主。

1.2車身舒適系統

與實現舒適、便捷功能相關的控制系統，主要包括電動窗、電動后視鏡、中央門鎖、組合儀表、電動窗、自動空調等，相比于性能，通常會偏向于考慮成本，這些控制系統在整個汽車的各個部位都有分布，線束較長，易于受到干擾。通常情況下，為了避免受到干擾，都會盡量地減小通信速度，因而，車身舒適系統都會選擇低傳輸速率的總線系統。現階段，以VAN總線、低速率CAN總線和LIN總線為主。

1.3信息娛樂系統

幾乎每一輛汽車上都配備了汽車娛樂系統，包括視頻、音響、智能通訊和衛星導航等相關系統。由于信息娛樂系統所傳輸都是視頻和音頻等多媒體信息，因此要求通信總線具有高通信速度和大容量。多以光纖為傳輸介質，目前，使用較為廣泛的是MOST系統。

2　車載網絡系統的結構原理

2.1車載網絡系統的總體結構

車載網絡系統一般包括動力總線（驅動系統）、信息總線、舒適總線、診斷總線、儀表總線以及網關控制單元等。全部的總線系統均匯集于網關，此時網關的作用就是翻譯與指揮，進而讓各個總線系統能夠進行信息共享，使汽車內部實現網絡化管理以及故障自動診斷。現今，在汽車上運用最多的有三種系統，即CAN、LIN和MOST等。

2.2CAN總線的結構原理

CAN總線主要由兩條數據線和多個控制單元共同構成，各個控制單元之間通過收發器并聯在總線導線上。CAN總線中的兩條數據線如同高速公路，而各個不同的控制單元就如同是汽車，能夠實時地向數據傳輸和接收數據信息。如果某個控制單元向總線傳輸了數據信息，那么其它所有的控制單元都處于接聽狀態。如果多個控制單元同時進行數據傳輸，為了防止沖突，一般總線會根據沖突仲裁機制，根據信息的重要程度分配優先權，進而能夠保證優先傳輸緊急的數據信息。CAN總線有低速和高速兩種，低速CAN在舒適系統中應用較多，而高速CAN在驅動系統中應用較多。在傳輸數據信息時，采用的是雙絞線，且信號是按相反相位傳輸的，有利于降低外部干擾。

2.3LIN總線的結構原理

LIN是汽車底層網絡協議，屬于低速網。因為性能可靠而價格低廉，已正在慢慢替換其它種類的低端總線系統。LIN網絡結構是一種主從結構，在車身控制中的附件系統應該較多，通常，LIN總線的傳輸介質均為單根銅線。

2.4MOST總線的結構原理

MOST總線被廣泛運用于多媒體數據傳輸的網絡系統，其傳輸介質為光導纖維，且是環形拓撲結構。該系統直接連接于車載電視、導航系統、音響系統、CD播放器、車載電話等部分，傳輸速率非常高，能達到22.5Mbit/s，還不會受到電磁的干擾。

3　車載網絡系統的診斷技術

3.1CAN總線系統中終端電阻的故障診斷

終端電阻一般直接采用萬用表進行故障診斷，具體操作為：（1）把蓄電池上的電纜線拆除；（2）把點火開關重新啟動，讓所有的存點設備進行徹底放電；（3）把萬用表的兩支表筆分別與Can—high 和Can—Low相連接；（4）把一帶終端電阻的電控單元的插頭拔下，然后仔細觀察萬用表上顯示的阻值是否發生變化，若有變化，就證明總線終端電阻無故障，若無變化，則證明終端電阻出現故障，受到損壞。

3.2運用故障診斷儀器對CAN系統進行故障診斷

第一種方法是直接選擇專用的診斷儀器來進行診斷，該儀器會顯示不同的故障碼，查找不同的控制單元內部存儲的單元內的故障信息。讀取故障碼，然后來分析故障的具體原因，并及時排除故障。第二種方法就是讀取測量數據塊中CAN總線通訊狀態。

3.3CAN總線的故障診斷維修

假設CAN總線采用的是雙絞線，一旦導線出現破損或者發生斷路而要求重新接線時，應將每段的長度控制在50mm的范圍內，且每兩段接線之間的長度在100mm之外，若要求在中央接點處進行維修，切忌直接將接點打開，只能在離接點100mm之外斷開導線。

4　結語

車載網絡系統是汽車內部各個電子控制系統之間實現信息共享的一個平臺，該系統在汽車制造中的使用，就直接降低了各種電器元件的使用數量，還對行駛的安全性提供了技術保障，減少了汽車制造成本。在今后的研發過程中，還必須加強對車載網絡系統的完善和優化，以及找到更加精準、便捷的故障診斷技術，確保汽車能夠安全行駛。

參考文獻：

［1］黃鵬，李萬興，宋學瑞.汽車車載網絡系統的分析與檢測［J］.汽車電器，2009（02）.

［2］胡占軍，李玉青，張國新，孫大鵬，張志.車載網絡信息傳輸系統故障診斷與排除［J］.汽車技術，2009（08）.

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.11.145

作者簡介：方彬（1983-），男，江蘇徐州人，二級實習指導教師，研究方向：汽車維修專業教育。