車載網絡系統及其診斷分析*

潘宗友，張永勤

車載網絡系統及其診斷分析*

潘宗友，張永勤

（蘭州石化職業技術學院，甘肅 蘭州 730060）

文章在講述車載網絡系統的發展、車載網絡系統基礎理論知識基礎上，分析了車載網絡系統常見故障、診斷設備及其診斷方法，為車載網絡系統的學習和故障診斷提供借鑒意義。

車載網絡系統；CAN總線；故障診斷；波形分析

1 車載網絡系統技術現狀

自21世紀以來，隨著電子電控技術在汽車上的廣泛應用，汽車上的電子控制單元越來越多，由原來幾塊控制單元發展到現在的幾十塊控制單元，這些控制單元之間的信息傳輸需要更多的導線，這必然造成導線數量的急劇增加，且傳輸可靠性下降，也就是傳統的數據傳輸方式已不能滿足這種多控制單元模塊間的數據傳輸要求。故引用計算機網絡技術發展起來的新型數據傳輸系統即車載網絡系統應運而生，其能使汽車各控制單元系統的數據傳輸實現高速化、實時化，并能使汽車控制系統結構簡單化。

2 車載網絡系統的分類及其應用

現在廣泛應用的車載網絡系統主要采用串行數據通信，通常由電子控制單元、數據總線、網絡及網絡協議、網關等幾部分組成，按系統傳輸速率可分為A、B、C、D、E五類，同一類車載網絡總線系統，可以采用不同的網絡協議支持，但一般優先采用國際標準。A類網絡總線主要是面向傳感器和執行器等控制的低速網絡系統，其位速率一般都小于10kbit/s，廣泛應用于后視鏡的自動調整、電動車窗及燈光等控制系統，如LIN總線，其是一種低速、低成本廣泛應用于汽車分布式電控系統的12V單線運行的串行通信總線系統；B類總線網絡是面向獨立電控單元模塊間數據共享的中速網絡系統，其位速率一般都在10-125kbit/s之間，廣泛應用于汽車車身舒適性系統、儀表系統等，如汽車車身舒適系統采用的低速CAN總線系統，其是一種串行數據通信協議，通信介質通常采用雙絞線、同軸電纜和光導纖維等。C類總線網絡主要是指面向高速、實時、閉環控制的多路傳輸網絡系統，傳輸位速率通常在125 kbit/s到1Mbit/s之間，其廣泛應用于汽車的發動機、自動變速器、ESP、ABS、EPS等系統，如汽車驅動系統和安全系統上廣泛應用的高速CAN總線及汽車線控技術X-by-Wire總線；D類總線網絡主要是指智能數據總線IDB網絡（Intelligent Data BUS），這種總線系統主要應用于傳輸速率要求極高的娛樂影音系統、多媒體系統等，位速率一般在250kbit/s-100Mbit/s之間，其按照速率還分為低速網絡IDB-C、高速網絡IDB-M和無線通信網絡IDB-Wireless，如汽車娛樂影音系統中廣泛應用的MOST總線系統和無線藍牙技術等；E類網絡主要是指面向汽車被動安全系統的網絡，其位速率為10Mbit/s，如汽車安全氣囊控制系統。

圖1 CAN數據總線分類及連接關系圖

3 車載網絡系統常用診斷設備

車載網絡系統的故障診斷儀器設備主要有汽車萬用表、示波器、專用診斷儀及綜合診斷儀等。萬用表可以測量數據線通斷、短路、搭鐵、接正極及線路電壓等。示波器可以檢測數據線波形，從而直觀的通過波形判斷數據線的短路、斷路、搭鐵、接正極及低速CAN的單線運行等故障。汽車專用診斷儀可以讀取故障碼、數據流、執行元件動作等，故障碼可以使故障診斷方向更加明確，便于示波器和萬用表的進一步診斷確認；數據流和執行元件動作可以直觀的進行故障部位的判斷；綜合診斷儀是一種測試項目齊全的汽車檢測診斷設備，可以全面檢測、分析、判斷車輛在各種工況下的工作性能及技術狀況，同時具有汽車萬用表、示波器、故障診斷儀及汽車功能檢測等多種設備的各種功能。

4 車載網絡常見故障及診斷方法

車載網絡系統故障的診斷排除應根據該系統的結構和控制回路具體分析，但一般來說汽車車載網絡系統的故障有三類：電源系統故障、車載網絡系統節點故障和車載網絡的鏈路故障。車載網絡電源系統故障主要是蓄電池、發電機、供電線路、保險絲等元件故障，檢測方法主要是帶電電壓檢測和斷電電阻檢測法。車載網絡節點故障就是電子控制單元故障，可分為軟件系統故障和硬件系統故障；軟件系統故障主要是傳輸協議和軟件程序等有設計缺陷或沖突，這種故障一般都是成批的在同款車型車輛中出現相同故障，故需更新軟件系統；硬件系統故障一般是指由單片機或其它集成電路等造成的故障，主要是指汽車電子控制單元和傳感器等元器件故障，檢測方法主要是傳感器元件電阻、電壓和信號波形等檢測法。車載網絡鏈路故障主要是指數據總線出現故障，如通信總線的斷路、短路、搭鐵、接正極等故障引起的總線數據信號衰弱甚至失真，從而造成各系統無法正常工作，檢測方法主要是通信線路的電阻檢測和波形檢測法。

5 小結

在車載網絡系統的分類、組成等基礎理論學習基礎上，對車載網絡系統的診斷儀器設備、常見故障的診斷方法進行分析研究，這對今后的車輛上的車載網絡系統的故障診斷分析提了供借鑒意義。

[1] 杜文鎖等.汽車故障診斷與檢測技術[M].化學工業出版社,2016（3）:295-301.

[2] 蔡應春等.汽車CAN總線技術及其檢測維修的研究[J].內燃機與配件,2016,(10):27.

[3] 張亞寧等.淺談車載網絡技術的應用[J].汽車零部件,2014（5）:37.

Vehicle Network System and Its Diagnosis Analysis*

Pan Zongyou, Zhang Yongqin

（Lanzhou Petrochemical Polytechnic, Gansu Lanzhou 730060）

Based on the development of vehicle-mounted network system and the basic theoretical knowledge of vehicle-mounted network system, this paper analyzes the common faults, diagnostic equipment and diagnostic methods of vehicle-mounted network system, providing reference for the study and fault diagnosis of vehicle-mounted network system.

vehicle network system; CAN bus; fault diagnosis; waveform analysis

U463

B

1671-7988(2019)14-203-02

U463

B

1671-7988(2019)14-203-02

潘宗友（1979-），男，山東濰坊人，副教授，碩士，主要從事汽車構造和汽車檢測維修教學。

蘭州石化職業技術學院科技教研項目（JY2017-23）。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.14.066