汽车车载网络系统的分析与检测研究

宋艳芳　邵海泉

摘 要：文章介绍了车载网络数据总线的的组成与结构、其中包括控制器、收发器、数据传输终端、数据传输线等内容。此外，文章还以凯美瑞汽车为例，分析了汽车网络故障诊断与排除的相关问题，指出了具体的故障现象，并提出了相应的诊断与排除方法。希望通过这样的探讨分析能够引起人们对这一问题的进一步关注，能够对汽车车载网络系统分析与检测的实际工作发挥指导借鉴作用。

关键词：汽车；车载网络系统；分析；检测；故障诊断

1 引言

车载网络系统是汽车技术和计算机技术发展的产物，它在提高汽车性能、保证行车安全等方面有着重要的作用。但是，车载网络系统在实际运用中也会出现相应的故障，不仅影响系统的正常运行，对整个汽车正常工作也产生严重的不利影响。传统的故障检测与维修方法不能适应车载网络系统检测与故障诊断的实际工作，必须根据具体情况，不断总结经验，探索新的检测与故障处理方法。

2 车载网络数据总线的的组成与结构

就其组织与结构来看，车载网络数据总线主要包括以下构成部分。这些构成部分相互联系，相互作用，对整个系统的正常运行和功能的发展起着重要作用。

⑴控制器。控制器的主要功能是接收控制单元传来的数据，并对这些数据进行处理。经过处理之后，再将数据传送至车载网络收发器。同样，控制器也接收收发器传来的数据，也对这些数据进行处理，经过处理之后，再将数据传输至控制单元。

⑵收发器。收发器接收控制器传来的数据，对其进行处理，将这些数据转化为电信号，然后将其送入数据传输线，此外，收发器也为控制器接收和转发数据。

⑶数据传输终端。事实上，数据传输终端是一个电阻器，它的作用是防止数据在线端被反射，避免出现以回声形式返回现象的发生，保证数据正常传输，提高数据传输质量。

⑷数据传输线。数据传输线是双向的，其主要作用是传输数据。两条不同的线分别被称为车载网络H线和车载网络L线。在进行数据传输的过程中，为了避免数据受到外界电磁波的干扰，避免出现受到向外辐射的情况，车载网络总线将两条线缠绕在一起。这两条线的电位是相反的，如果一条是高电平（5V），另外一条就是低电平（0V），两条线始终保持电压总和为一常数。在线路布置的时候，通过采用上述方式，不仅保护了车载网络数据总线，还避免了数据传输受到外界电磁波的干扰，同时还保证了数据总线向外辐射保持中性，也就是出现无辐射的情况。

3 凯美瑞汽车网络故障的诊断与排除

为了让人们对汽车车载网络系统故障诊断与排除有更为全面的了解，下面将以凯美瑞汽车为例，对此进行详细的介绍，希望能够给人们的实际工作提供参考。

⑴故障现象。一辆凯美瑞240V导航版汽车累计行程达到了6.8万千米，在一次重大交通事故当中，该车受到了严重的损坏，修复之后，该车仍然无法起动，将OBD-II连接到DLC3上，OBD-II无法取得通信。针对这种情况，我们采用以下方式对故障进行排除和诊断。

⑵诊断与排除。第一、通过询问了解详细情况。通过对车主进行询问，得知该车在修理的时候，曾经发现仪表板内有部分线束已经破皮，为节约维修成本，修理厂将破皮线束进行过重新包扎，智能测试仪OBD-II无法与ECM取得通信，其原因很可能是通信线路存在着问题。第二、系统的构成。凯美瑞汽车网络通信系统是一种针对实时应用的串行数据通信系统，该系统不仅通信速度高，在实际工作中，还能够检测故障。系统采用双绞线作为传输介质，并使用了两种不同的汽车网络总线，按照典型通信速度的不同，可以将其划分为HS—CAN总线和MS—CAN总线，不同的总线位置不同，在系统的作用不同。HS—CAN总线是一种中速通信总线，用于传动系、底盘、某些车身电器通信，大约以500 kb/s的速度工作，又被称为CAN1号总线和CAN2号总线；MS—CAN总线是一种中速通信总线，用于车身电气系统通信。第三、测量电阻值。具体的操作步骤如下：将点火开关转到OFF，让系统处于关闭状态，报警系统和照明系统不工作，然后再对电阻进行测量，以检查线路是否存在着断路或者断路现象。需要注意的是，在测量电阻之前，至少要保证一分钟之内不得对车辆进行任何操作，也不允许操作其它任何开关。因为如果进行操作的话，可能会引起电阻值发生变化。找到位于转向盘下方的诊断插接器DLC3，在上面插入专用连接导线，然后利用万用表测量两端的电阻值。如果情况正常，没有出现任何故障的话，标准电阻值应该在54-69欧姆之间。但经过测量所得的电阻值为122欧姆，远远超出标准值，初步判定CAN1号总线主线的某个地方可能存在着开路现象。针对这种情况，在实际工作中，将仪表板拆下，进行进一步的检查。第四、测量具体的电阻值，找出故障所在位置并进行处理。将仪表板拆下来之后，发现内部线束有两三处是包扎过的，断开位于CAN1号B侧总线连接器E43，采用万用表测量E43-1和E43-2的电阻值，得到的测量值为124欧姆，在规定的108—132欧姆之间，这说明E43到组合仪表的总线正常。将连接器E42断开，对E42-1和E42-2两端子间电阻值进行测量，得到测量值为18欧姆，不在规定的范围之内，这说明E42至ECM的线路存在着短路现象。断开E41连接器，对E41-4和E41-10两端子间电阻值进行测量，得到测量值为118欧姆，在规定的电阻值范围之内，说明E41至ECM的连接器A55之间的线路是正常的。通过上面的测量，得知CAN l号连接器E42到CAN 4号连接器E4l之间的线路存在着的问题，于是拨开E42到E4l之间的线束处保护层，经过仔细检查之后，发现一处主线CAN—H与CAN—L存在着破皮现象，并绞在了一起，引起短接现象。处理之后重新包好，对E42-1和E42-2两端子间电阻值再次进行测量，得到测量值为125欧姆，说明主线正常。插好E42插接器，对E10-6至E10-14两端子间的电阻值进行测量，得到数据为122欧姆，说明存在着开路情况，于是更换了CAN1号J/C。第五、试车。进行试车的时候，发动机还是不能起动。对机舱进行全面的检查，发现左侧ECM出现碰伤和微量变形的情况，更换了一个新的ECM。将点火开关断开之后，短接DLC3的4号和13号端子。将点火钥匙转到ON档，与微机通信三十分钟，用智能测试仪进行匹配后，再次启动的时候，一切正常，故障处理完毕。

⑶故障总结。对于车载网络通信线路来说，其故障主要包括断路和短路两种情况，不同故障的诱发原因各不相同。断路的引发原因主要包括：通信线路与电气配线断开、接头断开、电子控制单元电源或搭铁断开、电子控制单元内部出现故障；短路的引发原因主要包括：电子控制单元内的电器配线短路、通信线路短路。对于该辆汽车来说，由于车载网络主线中1号J/C存在着开路现象，主线存在着短路问题，ECM受到损坏，这些问题的存在引起发动机无法起动现象的出现，智能测试仪OBD-II无法进入。

4 结束语

总之，随着汽车技术和计算机技术的发展和进步，车载网络系统的运用越来越广泛。该系统不仅能够促进信息资源的共享，还能够简化布线，减少传感器的数量，提高整个系统的安全性和可靠性。此外，还系统的运用还有利于对系统的维修，降低维修成本，加强各控制系统的联系。随着汽车电子技术的不断发展和进步，汽车网络系统必将进一步升级，其灵活性必将更高，扩展性必将更强，抗干扰能力和纠错能力必将更强。而在进行线路故障诊断与排除的实际工作中，我们需要认真分析具体情况，详细了解系统的总线总线图，并注重专业资料的运用，利用相关的辅助仪器和设备，按照相应的方法和步骤对系统进行全面的检测，及时发现故障，排除故障，保证系统处于良好的状态，为车辆的正常运行和工作奠定良好的基础。

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