了解该车型的车载网络系统特点(包括传输介质、几种子网及汽车车载网络系统的结构形式等)是非常必要的。
车载网络采用的大多是局域网(局域网是指在一个特定的局部单位内连接的网络),其可用的传输介质主要有同轴电缆、双绞线、光纤电缆和无线电。在汽车上会有多个局域网,这些局域网可以通过网关连接在一起构成互联网络。网关是连接不同网络能实现不同网络协议转换的设备。
根据网络结构,车载网络分星形网、总线网、环形网。星形网络是以一台中央处理器为中心,中央处理器与每台入网机器有一个物理连接链。星形网络又有用普通导线传输数据的普通星形网络和用光纤传输数据的光学星形网络,但都只能在一个部件或总成上使用。如宝马7系列轿车被动安全系统的Byteflignt就采用光学星形网络(参见后述故障实例中的介绍)。环形网络是指控制单元通过网络部件连到一个环行物理链路中,其优点是信息在网络中传输实时性好、传输数据量大及抗干扰能力强,每个节点只与其他两个节点有物理连接;缺点是一个节点故障可能影响整个网络,可靠性较差,网络扩充时要调整对整个网络重新排序,在增加功能时需添加控制单元,相对比较复杂。总线形网络由总线连接入网控制单元,可以使用同轴电缆、双绞线、光纤电缆作为网线,以双绞线最为常见。动力系统一般使用高速CAN总线系统,故这里主要分析的是CAN总线系统故障,对LIN总线、FlexRay总线系统、光纤传输数据总线、Bluetooth无线数据总线系统不作过多分析。
车载局域网的应用非常多,如可以应用在动力控制系统、车身系统、安全系统、信息系统,它们可以是采用不同的网络结构、不同的传输介质、不同的传输协议的各自独立的网络;也可以设置网关,将它们连接为一体形成车载网络系统。网关的主要功能是从一个局域网络读取所接收的信息,并翻译信息,向其他局域网络发送信息。车载网络系统是一个比较复杂的系统,所以维修时,需要了解汽车车载网络系统的结构形式,最好能画出其网络结构基本框图。
下面举几个例子:
(1)上海波罗轿车CAN总线的结构2002款波罗(Polo)轿车设有先进的CAN总线。该车具有动力系统CAN和舒适系统CAN,并且设置了网关,将这两个CAN连为一体形成了车载网络系统。通过网关,可从一个CAN读取所接收的信息、翻译信息,并向另一个CAN发送信息。波罗轿车CAN总线的连接形式,如图9-1所示。其中车载网络控制单元J519在车载网络系统中起重要作用。它承担以前一直由单独的断电器和控制单元所执行的功能。主要功能有负荷控制、车内灯控制、燃油系统供给控制、后窗刮水器控制、前窗刮水器控制、后视镜控制、后窗加热控制、后座椅靠背控制、转向信号灯控制、警告灯控制、编码。
图9-1 波罗轿车CAN总线的连接形式
2002款波罗中的燃油发动机有一个新的燃油泵供给控制单元。它是由燃油泵继电器J17和燃油供给继电器J643并联来代替单个集成防撞燃油关闭装置的燃油泵继电器。这两个继电器位于车载网络系统控制单元J519上的继电器托架上,当驾驶人打开驾驶人侧车门后,车门触点开关F2(或集控门锁F220的关闭单元)将信号发送到车载网络系统控制单元。接着车载网络系统控制单元控制燃油供给继电器J643,并使燃油泵G6运行大约2s。打开点火开关或起动发动机后,燃油泵G6通过燃油泵继电器J17由发动机控制单元控制,电路图如图9-2所示。
车载网络系统控制单元有一个定时开关,它有两个作用:
①当驾驶人侧车门短暂开启时,避免燃油泵持续运行。
②如果驾驶人侧车门开启超过30min,燃油泵重新受控。
图9-2 2002款波罗轿车燃油泵控制电路
F2—驾驶人侧车门触点开关(无中控门锁的车)F220—驾驶人侧中控门锁关闭单元(有中控门锁的车辆) G6—燃油泵 J—发动机控制单元 J17—燃油泵继电器 J519—车载网络系统控制单元 J643—燃油供给继电器
(2)日产天籁轿车的CAN系统 日产天籁轿车根据车辆配置不同,装备了不同类型的CAN系统见表9-1,共10类。类型1与类型10分别如图9-3、图9-4所示。(www.xing528.com)
表9-1 日产天籁轿车的CAN系统
注:√为应用。
图9-3 日产天籁轿车的CAN系统(类型1)IPDM E/R为智能电源分配控制系统
图9-4 日产天籁轿车的CAN系统(类型10)IPDM E/R为智能电源分配控制系统
日产天籁轿车的CAN系统(类型1)连接了ECM、BCM、TCM、ABS ECU、一体化仪表和A/C放大器、IPDM E/R智能电源分配系统,并直接将CAN H线接到数据连接接口的6号端子上,并直接将CAN L线接于数据连接接口的14号端子上。连接CONSULT-Ⅱ诊断仪到数据连接接口时,通过CONSULT-Ⅱ转换器连接。否则,根据执行CAN通信的控制装置的不同,自诊断时可能会检测到故障。(3)一汽马自达6的CAN系统 如图9-5所示为一汽马自达6的CAN系统。
图9-5 一汽马自达6的CAN系统
①—PCM ②—ABS(ABS/TCS)HU/CM(带有ABS(ABS/TCS)) ③—DSC HU/CM(带有DSC) ④—诊断插接器 ⑤—仪表组⑥—音响系统 ⑦—双绞线
(4)宝马E66735LI轿车驱动系统与安全系统总线其基本结构框图如图9-6所示。
图9-6 宝马E66735LI轿车驱动系统与安全系统总线图
在车载网络系统的故障检测中,故障码、数据流和波形分析是判断故障的主要手段。但在进行故障具体检测和诊断中,维修技术人员一定要搞清楚被修车辆的网络结构,最好能画出其网络结构基本框图,然后根据网络结构基本框图,分析网络中各个控制模块的相互关系。这对车载网络系统的故障排除非常有帮助。
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