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1. 總線類型

美國(guó)汽車工程師協(xié)會(huì)（SAE）根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸速度的不同，將車用網(wǎng)絡(luò)區(qū)分為以下類型。

A類

數(shù)據(jù)傳輸速率為1～10kbit/s，適合使用于對(duì)即時(shí)性要求不高的系統(tǒng)控制，其通信協(xié)議主要有LIN、TTP（Time-TriggeredProtocol）/A等，應(yīng)用范圍如中控門鎖、電動(dòng)車窗、電動(dòng)座椅與燈光照明等。

B類

數(shù)據(jù)傳輸速率為10～125kbit/s，其相關(guān)的通信協(xié)議主要有CAN B（中速CAN）、SAEJ1850（OBDⅡ）、VAN（VehicleAreaNetwork）等，應(yīng)用范圍如電子車輛信息中心、故障診斷與儀表信息顯示等。

C類

數(shù)據(jù)傳輸速率為125kbit/s～1Mbit/s，其相關(guān)的通信協(xié)議主要有CAN C（高速CAN）、TTP（Time-TriggeredProtocol）/C等，主要應(yīng)用于動(dòng)力與傳動(dòng)系統(tǒng)的控制。

其他類型

除以上三類之外，如果數(shù)據(jù)傳輸速率在1～10Mbit/s，其相關(guān)的通信協(xié)議則還有FlexRay、Byteflight，可支持線控駕駛（X-by-wire），以及數(shù)據(jù)傳輸速率為10Mbit/s以上的D2B、MOST、IDB等，此類通信協(xié)議主要應(yīng)用于汽車導(dǎo)航、影音系統(tǒng)等多媒體資訊娛樂(lè)應(yīng)用。

另外，根據(jù)車輛上各節(jié)點(diǎn)（控制模塊）連接的方式，車用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可區(qū)分為環(huán)形串聯(lián)、總線（BUS）及星形連接。

2. 總線特點(diǎn)

CAN總線特點(diǎn)

CAN總線是用以傳輸數(shù)據(jù)的雙向數(shù)據(jù)線，最常用的介質(zhì)是雙絞線，如通過(guò)CAN總線發(fā)送給各控制單元，各控制單元接收后進(jìn)行計(jì)算。

總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

為了防止外界電磁波干擾和向外輻射，CAN總線采用兩條線纏繞在一起，兩條線上的電位是相反的，如果一條線上的電壓是5V，另一條線就是0，兩條線的電壓和總等于常值，而且所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)效應(yīng)也會(huì)由于極性相反而互相抵消。因此采用此種方法，CAN總線可得到保護(hù)而免受外界電磁場(chǎng)干擾，同時(shí)CAN總線向外界輻射也保持中性，即無(wú)輻射。

CAN總線上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)（ECU）都有自己的地址，連續(xù)監(jiān)視著總線上發(fā)出的各種數(shù)據(jù)，使所收到的數(shù)據(jù)地址與自身地址吻合。

LIN總線特點(diǎn)

LIN（LocalInterconnectNetwork，內(nèi)聯(lián)局域網(wǎng)）是一種低成本的局部互聯(lián)的串行通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，適用于對(duì)數(shù)據(jù)速率傳輸要求較低的場(chǎng)合。

LIN總線的目標(biāo)是為車載網(wǎng)絡(luò)（如CAN總線）提供輔助功能。LIN總線是單線式總線，僅靠一根導(dǎo)線傳輸數(shù)據(jù)。主要用在防盜系統(tǒng)、自適應(yīng)前照燈、氙氣前照燈、駕駛?cè)藗?cè)開關(guān)組件、外后視鏡、中控門鎖、電動(dòng)天窗、空調(diào)系統(tǒng)的鼓風(fēng)機(jī)、加熱器控制等。

LIN總線

MOST總線特點(diǎn)

MOST是MediaOrientedSystemsTransport的縮寫，即面向媒體的傳輸系統(tǒng)。MOST總線單向（封閉環(huán)）傳輸，用于通信和信息娛樂(lè)領(lǐng)域。

MOST總線是以光纖總線為傳輸媒體的高速網(wǎng)絡(luò)，其傳輸速度可達(dá)25Mbit/s，并且在減重和抗干擾方面有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

MOST網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)構(gòu)是一個(gè)環(huán)狀結(jié)構(gòu)，光信號(hào)從一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳送到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)，接收設(shè)備收到信號(hào)后，將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再由MOST處理器進(jìn)行處理，最終轉(zhuǎn)換成光信號(hào)。

例如，如下圖所示，信息娛樂(lè)系統(tǒng)控制單元的數(shù)據(jù)交換通過(guò)MOST總線進(jìn)行。它可以達(dá)到非常高的數(shù)據(jù)傳輸率，例如在傳輸音頻數(shù)據(jù)時(shí)需要的那樣。電視調(diào)諧器、倒車攝像頭或DVD換碟機(jī)的圖像信號(hào)以FBAS信號(hào)的形式通過(guò)模擬視頻線傳輸?shù)叫畔㈦娮釉O(shè)備1控制單元J794。

MOST總線環(huán)形拓?fù)鋱D

FlexRay總線

FlexRay總線是雙線式總線系統(tǒng)，其數(shù)據(jù)傳輸速率為10Mbit/s。這兩根總線導(dǎo)線一根標(biāo)為正總線（導(dǎo)線顏色為粉紅色），另一根標(biāo)為負(fù)總線（導(dǎo)線顏色為綠色）。

FlexRay總線在單線狀態(tài)時(shí)是無(wú)法工作的，因?yàn)楣ぷ髦幸獙?duì)這兩條線之間的電位差進(jìn)行分析。目標(biāo)是在電氣與機(jī)械電子組件之間實(shí)現(xiàn)可靠、實(shí)時(shí)、高效的數(shù)據(jù)傳輸，以確保滿足汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的需要。

FlexRay總線拓?fù)鋱D

對(duì)于FlexRay總線來(lái)說(shuō)，其診斷接口起著控制器的作用。在J533上有4個(gè)FlexRay總線分支，連接8個(gè)控制單元（指配備齊了所有裝備時(shí)）。每個(gè)分支末端的控制單元都配備了一個(gè)低阻值電阻，中間的控制單元有一個(gè)高阻值內(nèi)電阻。理論上講，每個(gè)分支范圍內(nèi)導(dǎo)線長(zhǎng)度最長(zhǎng)不應(yīng)超過(guò)12m。

3. 總線系統(tǒng)故障特點(diǎn)

01 電源系統(tǒng)故障引起的CAN總線故障

車載網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)的核心部分是含有通信芯片的電控模塊ECM。電控模塊ECM的正常工作電壓為10.5～15.0V。如果汽車電源系統(tǒng)提供的工作電壓低于該值，就會(huì)造成一些對(duì)工作電壓要求高的電控模塊ECM出現(xiàn)短暫的停滯工作，從而使整個(gè)車載網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)出現(xiàn)短暫的無(wú)法通信的情況。這種現(xiàn)象就如同用故障診斷儀在未啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)就已經(jīng)設(shè)定好要檢測(cè)的傳感器界面，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，由于電壓下降導(dǎo)致通信中斷，致使故障診斷儀又回到初始界面。

02 節(jié)點(diǎn)故障

節(jié)點(diǎn)是車載網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)中的電控模塊，因此節(jié)點(diǎn)故障就是電控模塊故障，包括軟件故障和硬件故障。軟件故障即傳輸協(xié)議或軟件程序有缺陷或沖突，從而使車載網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)通信出現(xiàn)混亂或無(wú)法工作，這種故障一般成批出現(xiàn)，且無(wú)法維修；硬件故障一般由于通信芯片或集成電路故障，造成車載網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)無(wú)法正常工作。對(duì)于采用低版本信息傳輸協(xié)議的汽車CAN總線系統(tǒng)，如果有節(jié)點(diǎn)故障，將出現(xiàn)整個(gè)汽車多路傳輸系統(tǒng)無(wú)法工作。

03 鏈路故障

當(dāng)車載網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)的鏈路出現(xiàn)故障時(shí)，如通信線路的短路、斷路及線路物理性質(zhì)引起的通信信號(hào)衰減或失真，都會(huì)引起多個(gè)電控單元無(wú)法工作或電控系統(tǒng)錯(cuò)誤動(dòng)作。判斷是否為鏈路故障時(shí)，一般采用示波器或汽車專用光纖診斷儀來(lái)觀察通信數(shù)據(jù)信號(hào)是否與標(biāo)準(zhǔn)通信數(shù)據(jù)信號(hào)相符，也可借助故障檢測(cè)儀測(cè)出關(guān)于總線的故障碼。

4. 維修案例

故障現(xiàn)象：

某老款邁騰1.8T轎車，車輛無(wú)法自動(dòng)落鎖。

故障診斷與檢查：

（1）執(zhí)行故障診斷儀檢查車輛自動(dòng)落鎖功能，用引導(dǎo)性功能啟用此功能，車輛仍然無(wú)法啟用此功能。

（2）進(jìn)入網(wǎng)關(guān)列表，如下圖所示，所有的舒適系統(tǒng)控制單元都顯示“故障”或“無(wú)法達(dá)到”。

數(shù)據(jù)流

利用故障診斷儀能夠單獨(dú)進(jìn)入每個(gè)控制單元，但進(jìn)入控制單元時(shí)偶爾會(huì)出現(xiàn)控制單元無(wú)反應(yīng)的提示。

（3）進(jìn)入網(wǎng)關(guān)后，發(fā)現(xiàn)在網(wǎng)關(guān)里面出現(xiàn)的是“舒適系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線處于單線模式下/斷路”。正常應(yīng)該顯示“雙線模式”。

（4）通過(guò)上面的數(shù)據(jù)可以看出，駕駛員側(cè)車門處于單線模式。拆下左前門線束插頭，用萬(wàn)用表測(cè)量駕駛員側(cè)車門J386與網(wǎng)關(guān)J533間的CAN總線，發(fā)現(xiàn)CAN-L線斷路。修復(fù)CAN-L線，再次進(jìn)行檢查診斷，發(fā)現(xiàn)故障依舊存在，網(wǎng)關(guān)里面還是單線模式。

（5）再次拆下網(wǎng)關(guān)插頭，測(cè)量J533與J386間的CAN總線，此時(shí)線路連接正常。將網(wǎng)關(guān)插頭裝回，此時(shí)再次讀取數(shù)據(jù)流，顯示正常。搖動(dòng)網(wǎng)關(guān)插頭后再次出現(xiàn)單線模式，說(shuō)明網(wǎng)關(guān)插頭或網(wǎng)關(guān)存在接觸不良的故障。

故障排除：

更換網(wǎng)關(guān)，對(duì)舒適CAN-L線路進(jìn)行修復(fù)。

故障原因分析：

該車故障是由兩個(gè)故障組合在一起的，診斷故障時(shí)應(yīng)先按控制單元所給的提示進(jìn)行維修。由于舒適總線具有單線模式，只有當(dāng)網(wǎng)關(guān)出現(xiàn)接觸不良引起舒適系統(tǒng)接收不到車速信號(hào)時(shí)，才會(huì)表現(xiàn)故障，不能自動(dòng)落鎖。

end

本期內(nèi)容來(lái)源

《汽車電工從入門到精通》 | 周曉飛主編 | 2019年11月出版

◎ 這是一本適合汽車電工入門與提高的書籍，內(nèi)容涉及汽車電工的方方面面。上篇重點(diǎn)介紹汽車電氣系統(tǒng)各大組成部件的構(gòu)造原理；下篇結(jié)合視頻講解，重點(diǎn)介紹汽車電工維修基本知識(shí)和操作技能。

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