汽车车载网络诊断分析

汽车车载网络诊断分析

张军社

杭州万向职业技术学院  浙江省杭州 310023

摘要：汽车中的电子部件越来越多，光是ECU就有几十个，这么多的电子单元都要进行信息交互。传统的点对点通信已经不能满足需求，因此必须要采用先进的总线技术。目前，有三种主流的车用总线：CAN总线、LIN总线和MOST总线。维修人员对于数据线不甚了解，下面我就简单介绍一下数据线传输特点，以及利用传输之间的关系进行故障诊断。论文中的故障实例多为本人亲身体会，现总结归纳，为各位同行借鉴，如有不妥提出宝贵意见。

一、车用总线传输特点

CAN（Controller Area Network）即控制器局域网，可以归属于工业现场总线的范畴，通常称为CAN bus，即CAN总线，是目前国际上应用最广泛的开放式现场总线之一。CAN总线采用串行数据通信协议，这种通讯方式没有主机和从机之分，连到同一种数据总线的电脑地位相同，其上的任何一台电脑不但可以选择性接受数据，也可以向其它电脑发送数据指令。通信接口中集成了CAN协议的物理层和数据链路层功能，可完成对通信数据的成帧处理，包括位填充、数据块编码、循环冗余检验、优先级判别等项工作。

MOST 传输系统采用光电传输，抗干扰能力强。它的传输速率24.8Mbps，适合传输速度要求较快的信息，比如声音和图像等信息。每套MOST传控网络允许最多达60多个的装置（电脑）连接。

LIN总线结构是CAN总线补充，它的目标是为现有汽车网络提供辅助功能，在不需要CAN总线的带宽和多功能的场合使用，降低成本。它有主机和从机之分。主机发出数据指令，相应从机接收。而从机则不能向主机发出指令数据。主机发出指令，从机选择性接收指令并执行该指令，从机除了执行主机命名之外，LIN网络中的从机不接收和执行有关系统设置的任何其它信息。主机发送一个包含同步中断、同步字节和消息识别码的信息。从机在收到和过滤识别码后如果是自己要接收的信息则被激活，接收数据并执行该信息。LIN总线传递信息时采用单线制，主机发出，多台从机接收。最远的主机与从机传输距离为38m。传输速率比高于于20kb/s、采用NRZ编码。

CAN总线是中坚，LIN是CAN的副手，MOST则负责文化事业。这三种总线在当今汽车中应用广泛。

网关:由于在汽车网络里采用了不同的网络传递信息，它们传递信息方式和速度等不同，也就是说他们采用的网络协议是不同的，然而对于多种汽车网络来说，不同网络还要互通信息，因此从一种网络上将信息传到另一种网络时，必须将信息转化，也就是起到翻译作用，这样才能达到不同网络互通信息的目的。因此现代汽车网络里离不开网关。

二、新迈腾B8LCAN线分析

图1

目前新迈腾B8L便捷系统数据传输主要有两种方式（如图1），一种是CAN总线，它又分两小种：舒适CAN和动力CAN,它们通讯协议不同，舒适CAN传输速度比动力CAN传输速度慢。所以舒适CAN上电控单元传递数据对传递速度要求不高。动力CAN上连接的电脑对传递数据速度要求较快。CAN总线采用双线传递信息，它们相位相反，并且两线相交到一起，彼此产生的磁场相互抵消，防止自感应和对其它线路信号干扰。这两根相交线一根是CAN-H（高线），另一根是CAN-L（底线）。

另一种是LIN线。便捷系统的CAN总线主要负责中控门锁、车身电网控制、中控锁、电动门窗、后视镜、车内照明灯等对数据传输速率要求不高的数据交换。LIN线是对网络系统补充（如图2所示）。

上述是新迈腾B8L门窗控制系统。四门各有一个控制电脑，其中两个前门电脑与舒适CAN相连接。司机侧车门电脑用于控制自身的门锁、玻璃升降、后视镜，还可控制副驾驶车门门锁、玻璃升降、后视镜，同时它还能通过中控开关控制其它两个后车门的门锁、玻璃升降。司机侧中控开关及后视镜开关是通过一根LIN线传递不同开关信号的。司机侧中控开关儿上设置一块电脑，它用LIN线与司机侧电脑相连接，LIN线是组合开关儿电脑信号向司机侧车门电脑传递信息，开关儿电脑是主机电脑，司机侧车门电脑是从机电脑。用LIN线可以简化开关信号电路。有图可以看出司机侧电脑还通过LIN线控制左后门，司机侧电脑是主机，左后门电脑是从机。右后门除了自身开关控制外，还可以收司机侧中控开关控制，司机发出控制指令后，司机侧车门电脑通过舒适CAN线将信号传递到右前车门电脑，右前车门电脑再通过LIN线将信号传递到右后门，右前门电脑是主机，右后门电脑是从机。

三、CAN线、LIN线故障诊断分析

例一、故障现象：诊断仪连接好后，打开点后开关，诊断仪不能进入发动机控制电脑。

由于我们只对发动机进行检测，诊断仪不能进入发动机电脑，可能由以下原因造成的：1、诊断仪及其连线出现故障。2、网关出现故障造成汽车网络都不能通讯。3、只有动力CAN不能正常工作。4、发动机电脑本身不工作或与其连接的动力CAN线断路。

首先操作诊断仪看看能否进入动力CAN线其它电脑，如果能进入其它电脑说明动力CAN线无故障，是因为发动机电脑本身不工作、与其连接的动力CAN线断路或发动机电脑数据发送器和接收器损坏造成的。如果不能进入动力CAN上其它电脑，再看看能否进入舒适CAN系统电脑，如果能进舒适系统电脑，说明动力CAN线有故障，需要对动力CAN线进行检测。用万用表测量总线的CAN-H和CAN-L两根线的对地电压，正常状态时动力CAN高线电压大于2.5V，CAN低线电压应当小于2.5V，但两者电压相加应当正好5V，如果相加的值明显大于5V说明总线有问题。也可以用示波仪进行故障诊断，有波形，且低线和高线波形对称，则说明是正常的。否则说明有问题，再进一步分析测量。如果动力系统上电脑和舒适系统上电脑都不能进入，说明网关有故障，也可能诊断仪及其连接出现问题，需要进行进一步分析判断。

例二、故障现象：司机侧后视镜角度不能控制，但能折叠。副驾驶侧后视镜能正常工作，其它车门控制功能均正常。

（如图2）驾驶侧后视镜开关是通过LIN线与车门电脑连接，只有司机侧后视镜角度不能调整，其它控制功能均正常，说明以下问题：1、车门电脑及线路连接均正常。2、故障可能出现在后视镜控制开关或后视镜角度调整装置上。所以我们要从最简单的控制开关上寻找原因，于是我们更换了一个控制开关，结果故障排除了。我们分析的原因是后视镜开关上的选择开关损坏了。而调整开关是正常的，因为副驾驶后视镜角度可以调整。

四、总结

从以上两个故障实例可以看出，以上故障都是数据传输系统出现问题，在排除故障过程中，主要根据CAN线及LIN线的传输特点及控制逻辑进行分析判断，很快就能找到故障点。