车载网络系统结构原理与诊断技术研究

方　彬（江苏省常州技师学院，江苏　常州　213032）



车载网络系统结构原理与诊断技术研究

方彬
（江苏省常州技师学院，江苏常州213032）

摘要：随着我国汽车工业的快速发展，各种先进的车载网络系统已经广泛应用于汽车制造中。本文简单分析了车载网络系统的应用分类和结构原理，并对车载网络系统的诊断技术进行了研究，进而让汽车技术人员较为全面地理解车载网络系统，且掌握基本的故障诊断与检修技巧。

关键词：车载网络系统；应用分类；结构原理；诊断技术

0　引言

随着计算机技术和汽车制造技术的快速发展，汽车车载网络系统在原有的电子控制系统的基础上应运而生，该系统对于增强汽车的性能、提高行车的安全性等方面起到了关键作用。车载网络系统能够在满足汽车的舒适性、安全性、燃油经济性以及尾气排放的要求的同时，减少数据线的使用，并且实现数据信息共享，保证了数据信息的实时性。然而，在实际行车过程中，车载网络系统也会出现不同的故障，因此，结合车载网络系统的基本原理来研究诊断技术将会很好的效果。

1　车载网络系统的应用分类

1.1驱动系统

在汽车行驶时，一般会存在一系列的关键因素，包括：行驶、转弯、制动、气囊等，与这些因素相连接的控制系统会对汽车的行车安全以及正常行驶产生直接的影响，而驱动系统的功能主要是把这些控制系统中收集到数据信息在网络上实现共享，与这相关的控制大暖有变速箱ECU、发动机ECU、安全气囊ECU和ABS/ESP的ECU等。在汽车行驶中这些系统必须能对运行数据进行实时传输，并且这些数据非常重要，所以动力传动系统一般都选择高传输速率的总线系统，当下，以CAN数据总线为主。

1.2车身舒适系统

与实现舒适、便捷功能相关的控制系统，主要包括电动窗、电动后视镜、中央门锁、组合仪表、电动窗、自动空调等，相比于性能，通常会偏向于考虑成本，这些控制系统在整个汽车的各个部位都有分布，线束较长，易于受到干扰。通常情况下，为了避免受到干扰，都会尽量地减小通信速度，因而，车身舒适系统都会选择低传输速率的总线系统。现阶段，以VAN总线、低速率CAN总线和LIN总线为主。

1.3信息娱乐系统

几乎每一辆汽车上都配备了汽车娱乐系统，包括视频、音响、智能通讯和卫星导航等相关系统。由于信息娱乐系统所传输都是视频和音频等多媒体信息，因此要求通信总线具有高通信速度和大容量。多以光纤为传输介质，目前，使用较为广泛的是MOST系统。

2　车载网络系统的结构原理

2.1车载网络系统的总体结构

车载网络系统一般包括动力总线（驱动系统）、信息总线、舒适总线、诊断总线、仪表总线以及网关控制单元等。全部的总线系统均汇集于网关，此时网关的作用就是翻译与指挥，进而让各个总线系统能够进行信息共享，使汽车内部实现网络化管理以及故障自动诊断。现今，在汽车上运用最多的有三种系统，即CAN、LIN和MOST等。

2.2CAN总线的结构原理

CAN总线主要由两条数据线和多个控制单元共同构成，各个控制单元之间通过收发器并联在总线导线上。CAN总线中的两条数据线如同高速公路，而各个不同的控制单元就如同是汽车，能够实时地向数据传输和接收数据信息。如果某个控制单元向总线传输了数据信息，那么其它所有的控制单元都处于接听状态。如果多个控制单元同时进行数据传输，为了防止冲突，一般总线会根据冲突仲裁机制，根据信息的重要程度分配优先权，进而能够保证优先传输紧急的数据信息。CAN总线有低速和高速两种，低速CAN在舒适系统中应用较多，而高速CAN在驱动系统中应用较多。在传输数据信息时，采用的是双绞线，且信号是按相反相位传输的，有利于降低外部干扰。

2.3LIN总线的结构原理

LIN是汽车底层网络协议，属于低速网。因为性能可靠而价格低廉，已正在慢慢替换其它种类的低端总线系统。LIN网络结构是一种主从结构，在车身控制中的附件系统应该较多，通常，LIN总线的传输介质均为单根铜线。

2.4MOST总线的结构原理

MOST总线被广泛运用于多媒体数据传输的网络系统，其传输介质为光导纤维，且是环形拓扑结构。该系统直接连接于车载电视、导航系统、音响系统、CD播放器、车载电话等部分，传输速率非常高，能达到22.5Mbit/s，还不会受到电磁的干扰。

3　车载网络系统的诊断技术

3.1CAN总线系统中终端电阻的故障诊断

终端电阻一般直接采用万用表进行故障诊断，具体操作为：（1）把蓄电池上的电缆线拆除；（2）把点火开关重新启动，让所有的存点设备进行彻底放电；（3）把万用表的两支表笔分别与Can—high 和Can—Low相连接；（4）把一带终端电阻的电控单元的插头拔下，然后仔细观察万用表上显示的阻值是否发生变化，若有变化，就证明总线终端电阻无故障，若无变化，则证明终端电阻出现故障，受到损坏。

3.2运用故障诊断仪器对CAN系统进行故障诊断

第一种方法是直接选择专用的诊断仪器来进行诊断，该仪器会显示不同的故障码，查找不同的控制单元内部存储的单元内的故障信息。读取故障码，然后来分析故障的具体原因，并及时排除故障。第二种方法就是读取测量数据块中CAN总线通讯状态。

3.3CAN总线的故障诊断维修

假设CAN总线采用的是双绞线，一旦导线出现破损或者发生断路而要求重新接线时，应将每段的长度控制在50mm的范围内，且每两段接线之间的长度在100mm之外，若要求在中央接点处进行维修，切忌直接将接点打开，只能在离接点100mm之外断开导线。

4　结语

车载网络系统是汽车内部各个电子控制系统之间实现信息共享的一个平台，该系统在汽车制造中的使用，就直接降低了各种电器元件的使用数量，还对行驶的安全性提供了技术保障，减少了汽车制造成本。在今后的研发过程中，还必须加强对车载网络系统的完善和优化，以及找到更加精准、便捷的故障诊断技术，确保汽车能够安全行驶。

参考文献：

［1］黄鹏，李万兴，宋学瑞.汽车车载网络系统的分析与检测［J］.汽车电器，2009（02）.

［2］胡占军，李玉青，张国新，孙大鹏，张志.车载网络信息传输系统故障诊断与排除［J］.汽车技术，2009（08）.

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

作者简介：方彬（1983-），男，江苏徐州人，二级实习指导教师，研究方向：汽车维修专业教育。