汽车电气设备构造与维修（第2版）：项目9 声像、通信和网络系统的检修

1、项目9,仪表与报警系统检修,汽车电气设备构造与维修（第2版） 主编：徐昭、程章,声像、通信和网络系统的检修,目录 CONTENTS,知识目标,1,2,声像、通信和网络系统的组成和结构,声像、通信及车载网络系统的功能和使用方法,3,声像、通信及车载网络模块的拆装方法,了解,熟悉,掌握,4,正确分析声像、通信及车载网络系统常见的故障原因及排除故障的方法,学会,声像系统的检修,任务 9.1,任务9.1声像系统的检修,任,务,导,入,2016 年7 月24 日，客户李先生驾车来到4S 店，反映使用音响时后车门处扬声器出现低频不规则噪声，时有时无。售后接待人员初步检查，发现不论使用哪种多媒体设备播放音频

2、，都会出现该故障现象。作为汽车维修人员，我们该搜集声像系统的哪些维修资料并进行维修呢,声像系统是提高汽车驾驶娱乐和获取信息的重要途径，现已成为汽车的标准配置。汽车声像系统已从最早的调幅收音机、磁带机等发展到CD、DVD、USB、蓝牙等为音视频载体播放的多媒体系统。现代汽车声像系统正向多功能、数字化、高性能的方向发展，不但音质得到了提高，而且可靠性也大大提升,1. 系统的作用 声像系统的作用主要体现在以下三个方面： （1）提升驾驶与乘坐乐趣，提升车上生活品质。 （2）有效缓解长途驾驶疲劳，提神醒脑。 （3）系统中的蓝牙电话、语音控制等功能可增加驾驶员接打电话或操作空调等用电器的便携性，减少驾车时

3、注意力的分散，大大提升了驾乘安全性,9.1.1声像系统概述,任务9.1声像系统的检修,2. 系统的特点 汽车声像系统的原理与家用声像系统是一样的。但是汽车声像系统是在车辆中使用，其使用条件较为苛刻。以下是汽车声像系统的主要特点: （1）蓄电池供电：由车载的12 V（或24 V）的蓄电池来提供电源。 （2）抗振要求高：汽车行驶过程中会经过各种不同的颠簸路面，振动很大，因此要求元器件焊接、装配牢固，引脚尽量折弯焊接，保证高稳定性和高可靠性。 （3）灵敏度高：汽车高速行驶，且驾驶室有屏蔽作用，加之有时距离发射台很远，故要求AM 广播的接收灵敏度要小于50 V，FM 小于3 V，AM 的AGC 范围要

4、求大于40 dB，能承受1 V 大信号输入而不产生阻塞失真,任务9.1声像系统的检修,4）操作简易：要求其即便在驾驶员开车过程中也应能很轻松地操作使用。 （5）抗干扰性强：环境复杂，随时受发动机点火装置及各种用电器的电磁干扰，且与车上所有电器共用一个蓄电池，线路干扰严重。故采用扼流圈滤波、金属外壳密封屏蔽和加装抗干扰的集成电路等方法降低外界的噪声干扰。 （6）温度变化不敏感：能承受高温和低温之间的温度变化。 （7）尺寸受到限制：主机尺寸通常以德国DIN（Deutch Industrial Norm）为标准，宽高固定，因此各配件要求体积小、散热好。 （8）低阻抗扬声器：电源电压低的情况下为争取获

5、得大功率，除了采用BTL 电路外，一般采用1.6 4.0 的低阻抗大功率扬声器。 （9）防盗：多采用防盗拆装面板和设置密码等方式,任务9.1声像系统的检修,3. 系统的功能 （1）音频播放：包括收音机、CD、USB/SD 卡、蓝牙流媒体等外接音源。 （2）视频播放：支持avi、 MP3 、WMA、MP4 、rm 等格式视频文件的播放。 （3）语音控制：语音识别后执行相应的系统操作。 （4）蓝牙电话：通过蓝牙连接手机，实现接打电话、查询通信录等功能。 （5）辅助功能：显示车辆参数、倒车雷达的模拟或真实影像,任务9.1声像系统的检修,汽车声像系统的组成主要包括天线、音视频载体、主机（收音机+ 多媒

6、体播放器）、放大器、扬声器和显示装置等部件。如图9.1 所示。 各部分作用如下： （1）天线和音视频载体接收无线电波或直接存储音视频文件。 （2）主机（收音机+ 多媒体播放器）解码无线电波或音视频格式，形成电信号。 （3）放大器调整或放大音频电信号。 （4）扬声器和显示装置将放大后的音频电信号转变成空气振动，即声音；将解码后的视频电信号显示出来,9.1.2声像系统的组成与结构原理,任务9.1声像系统的检修,图9.1汽车声像系统组成,任务9.1声像系统的检修,1. 天线 天线是无线电信号通往收音机的“大门”，是产生良好声音的重要元件。 （1）天线的类型 汽车天线有两类：杆式天线和后窗印刷式天线，

7、如图9.2 所示。 杆式天线通常使用在两厢轿车上，其安装位置为车顶后中部或前后翼子板，一般有固定式和拉杆式两种，拉杆式天线在使用时应完全伸出，部分采用马达驱动，通过收音机开关控制其伸缩，目前拉杆式天线已经很少使用。 后窗印刷式天线通常使用在三厢轿车上，其是在后窗玻璃上印刷金属导线而形成，不产生风噪，经久耐用，简洁美观,任务9.1声像系统的检修,图9.2天线类型,任务9.1声像系统的检修,2）天线增敏降噪方法 使用同轴电缆，如图9.3 所示。如果有除广播的无线电波外的其他噪声进入，收音机中产生的噪声将使节目难以收听。发动机点火装置和用电器等易产生各种噪声，为了防止噪声进入同轴电缆的芯线，将外层缠

8、裹网状导电线并接地，即屏蔽线。屏蔽线可以隔断噪声防止其进入系统。 加装天线放大器和扼流线圈，如图9.4 所示。因后窗印刷式天线灵敏度较低，且随着天线和收音机之间距离增加信号逐渐减弱，所以在同轴电缆线路中加装增压式天线放大器。并在车窗除雾加热丝线路中加入扼流线圈，通过它将后窗除雾加热丝电源所含的干扰电流接地来阻止噪声进入收音机,任务9.1声像系统的检修,图9.3同轴电缆,任务9.1声像系统的检修,图9.4加装天线放大器和扼流线圈,任务9.1声像系统的检修,2. 音视频载体 （1）CD CD 全称为Compact Disk，又称为激光唱片，用于存储音视频信号数据。CD 成本低，体积小，便携性高，耐

9、用性好，容量为650 800 MB。 CD 是一只圆盘，外径120 mm，厚度1.2 mm，如图9.5 所示。它是一种尺寸紧凑的、由透明板（聚碳酸盐）、铝反射薄膜和塑料保护膜三层组成的唱片。声音信号被刻制成有或无凹点表示的数字信号，这些凹点形成从圆盘内侧到外侧逆时针方向盘旋的轨道。在轨道的开始位置（最里面），音乐数据内容（歌曲的总数、总放音时间、各歌曲的位置等等）被刻制成读入信息。依据此信息显示磁道数和放音时间，并执行歌曲的选择和搜索,任务9.1声像系统的检修,图9.5CD,任务9.1声像系统的检修,2）DVD DVD 用于存储视频文件，读写速度快，容量大，一般为4.7 或8.5 GB，高密度

10、、高音质、高画质、高兼容性和高可靠性，但同CD 一样，不易存放，易受高温影响，且播放的文件较少。 （3）USB/SD 卡 USB/SD 卡体积更小，质量轻，容量更大，提供覆盖保护及用户个性化音视频文件存储，可反复使用，安装位置隐蔽，不易受阳光照射的温度影响，使用寿命更长。 （4）蓝牙流媒体 蓝牙流媒体可通过车载蓝牙模块与车上手机互连，用于播放手机内存储的音频文件，该播放方式对手机电量损耗影响较大，但可利用手机网络即时播放所需音乐,任务9.1声像系统的检修,5）CarPlay/Android Auto CarPlay/Android Auto 分别由美国苹果公司及谷歌公司发布的车载互连智能操作系

11、统，将用户的iOS或安卓系统移动设备与仪表盘系统无缝结合。如果汽车配备CarPlay/Android Auto 系统，用户就能连接iPhone 或安卓手机等设备，并使用汽车的内置显示屏和控制键与之互动。驾驶员或乘客可以轻松、安全地拨打电话、听音乐、收发信息、使用导航,任务9.1声像系统的检修,3. 主机 传统声像系统的主机仅能实现收音机功能，后逐步发展演变成以多媒体播放器为主、收音机为辅的多功能主机。如图9.6 所示为大众旗下STD 平台的声像系统主机面板。 （1）收音机 收音机通过接收广播电台发射的无线电波来收听节目，广播电台众多，可调节接收信号选择相应频道。 在无线电广播中，分调幅广播AM

12、 和调频广播FM 两种。选择收音机接收AM 广播或是FM 广播是通过RADIO 按钮操作来切换的。 AM 是调幅的缩写，它将载波的波幅按声音信号转换。FM 是调频的简称，它将载波的频率按声音信号的频率转换。AM 信号与FM 信号相比，如图9.7 所示，有以下区别,任务9.1声像系统的检修,1开关机及音量调节；2收音机模式；3媒体播放模式；4蓝牙电话模式；5预览播放；6设置菜单； 7上一个；8下一个；9播放列表；10，11，12选择；13特殊功能；14CD弹出；15CD插槽； 16LCD屏幕；17麦克风；18SD卡槽；19外接音频输入插孔；20USB接口,图9.6大众STD 平台声像系统主机前面

13、板图,任务9.1声像系统的检修,图9.7AM 和FM,任务9.1声像系统的检修,任务9.1声像系统的检修,图9.8收音机的工作原理,任务9.1声像系统的检修,2）多媒体播放器 多媒体播放器的功能是解码音视频格式，播放CD、DVD、SD 卡等音视频载体内的文件。 CD 播放器。 CD 播放器根据激光束发射到刻在CD 上凹点处的反射光强度，获得信号并转为电信号。如图9.9 所示。其主要部件还有光学拾波器、光学拾波导向伺服和CLV 伺服。 a. 光学拾波器。 光学拾波器正确地对CD 上的凹点发射激光，并获得反射光，如图9.10 所示。当激光束击在无坑的地方，光束几乎100% 反射并回到光电二极管。当

14、光束击中某个坑，产生的衍射导致只有大约30% 的光回到光电二极管。光电二极管收到的光的强度变化而产生的电流变化被用作音频信号,任务9.1声像系统的检修,图9.9CD 播放器的原理,任务9.1声像系统的检修,图9.10光学拾波器,任务9.1声像系统的检修,任务9.1声像系统的检修,图9.11光学拾波导向伺服系统,任务9.1声像系统的检修,图9.12CLV 伺服,任务9.1声像系统的检修,4. 放大器 来自收音机的信号非常弱，因此不能直接从扬声器听到。这需要借助于放大器。放大器将来自主机（收音机+ 多媒体播放器）的信号放大，并将其信号送到扬声器。 一部分声像系统中的放大器是集成在主机内的。另一部分

15、则作为独立组件。 放大器分为控制放大器（亦称前置放大器）和功率放大器（亦称主放大器），如图9.13 所示,任务9.1声像系统的检修,图9.13放大器,任务9.1声像系统的检修,1）控制放大器 控制放大器是用于控制功率放大器的放大器，位于功率放大器之前。在收音机和多媒体播放器间切换输入信号，并控制音量、平衡和音调等。通常音调控制由低音和高音的双音控制组成。 （2）功率放大器 以固定比率放大来自控制放大器的信号并使扬声器发出声音。因此，如果来自控制放大器的信号弱，则来自扬声器的声音低；如果来自控制放大器的信号强，则来自扬声器的声音高。 放大器的输出，表示放大器使扬声器发出多高的声音，单位是W。数字

16、越大，表示放大器可以发出的声音越响。就汽车音响而言，用户听的时候，需用功率只是几瓦特，但是一般都使用2030 W 的放大器。这是因为使用大的输出可以产生轻松和舒适的声音,任务9.1声像系统的检修,5. 扬声器 扬声器的作用是将放大后的电信号转变成空气振动，即声音。 扬声器系统包括低音扬声器、中音扬声器和高频扬声器以及全频率扬声器。另外，有双分频和三分频扬声器：前者将放音频率分成两个范围，中低频和高频，并用一只音箱的低音扬声器和高音扬声器发声；后者将频率分离成低、中、高频范围，使用三只扬声器放音,任务9.1声像系统的检修,1）扬声器的结构 如图9.14 所示。磁铁产生的磁力作用到板极和中心柱极，

17、在极之间集中有一圆柱形缝隙。缝隙中有一移动线圈可以上下自由地移动。动圈与振动膜板（纸盆）相连。当动圈流过放大后信号（电流）时，动圈按照电流上下振动，导致纸盆运动并且发出声音。 （2）扬声器的阻抗 指扬声器对于输入信号的阻抗值，一般为4 和8 ，须与放大器的输出阻抗匹配。 （3）最大容许输入 指不会使扬声器破坏的最大瞬时输出极限的指标，单位是W。瓦数越大，装置可以承受的电流越大。如果容许的最大输入值太小，扬声器容易损坏,任务9.1声像系统的检修,图9.14扬声器的结构,任务9.1声像系统的检修,6. 显示装置 该部分内容详见本书任务6.3 全电子式仪表显示装置,9.1.3声像系统常见故障及排除,

18、1）不开机、无电 检查保险丝及主机和汽车的连接线束：保险丝是否熔断可更换测试。插头是否松动。 （2）无声或声音时有时无 检查线束和设置：主机的扬声器输出插头是否脱落或虚接。音量开关是否关到最小或解除不良。音响主机是否损坏。 （3）声道不全 开机调试：检查机器的左右声道、前后声道的设置是否打在均衡位置。扬声器及扬声器线束是否有问题,任务9.1声像系统的检修,4）各功能键不起作用 检查主机：面板功能键是否因外力造成卡死现象。 （5）收不到台/ 收台效果差 检查天线：天线是否松动。天线是否断路。天线是否拉起。是否在电台信号覆盖范围之内。 （6）不入碟、不读碟、不出碟 开机调试、检查碟片：检查机芯内是

19、否为双层碟或异物卡住传动机构，如有取出。是否碟片问题。是否需要清洗光学拾波器（特别是年款较长的车或者灰尘比较大的地区）。检查碟仓内碟片的放置方向是否正确（正确的放法是标贴面朝上,任务9.1声像系统的检修,任务实施,任务实施9.1,汽车信息通信系统的检修,任务 9.2,任务9.2汽车信息通信系统的检修,任,务,导,入,2016 年5 月6 日，张先生驾驶一辆东风标致新一代408 轿车，汽车在行驶中通过车载通信装置拨打电话，发现只能听到对方的声音，但对方无法听到自己的声音，前往4S 店报修后，经维修技师检查发现该车车载互联通信系统存在故障。作为汽车维修人员，我们该如何排除该车的故障呢,汽车信息通信

20、系统又称车载智能互联系统Telematics，俗称车联网，中文译作远程信息通信系统，它是由Telecommunications（电信）与Informatics（信息科学）所组成的复合词。其含意是指：利用车载通信与信息服务，让汽车驾乘者可以在车内利用无线通信技术随时随地与外在环境资源做双向的信息传输与传递服务，提供使用者适时化、位置化、个人化的应用服务,9.2.1汽车信息通信系统概述,随着通信技术的发展，目前越来越多的汽车品牌已经安装车载智能互联系统，系统的功能如下,任务9.2汽车信息通信系统的检修,1. 车辆通信服务 通过系统拨打后台人工服务中心、手机号码或固定电话，实现车辆的移动通信功能。

21、2. 智能导航服务 （1）能利用卫星定位系统提供的位置、速度及时间等信息，配合高精度导航电子地图的实现路线规划能力； （2）可通过实时路况监测系统选择避开车辆事故路段或交通拥堵路段； （3）如遇车辆无法行驶到达的地方，可使用手机离车导航功能继续导航到目的地或直接接通话务员指导线路,任务9.2汽车信息通信系统的检修,3. 安全维护服务 （1）可实现车辆定位、防盗报警、维修保养预约、环保驾驶功能； （2）车辆碰撞时自动报警功能； （3）汽车在出现故障时拖吊等救援呼叫功能,4. 资讯服务 通过WI-FI 热点上网功能可提供基于3G/4G 网络的实时在线音乐、在线听书、网络广播、天气、新闻、股票信息、

22、违章查询等服务,任务9.2汽车信息通信系统的检修,6. 常见的汽车信息通信系统 目前，常见的汽车信息通信系统主要有通用OnStar 安吉星、丰田G-BOOK、日产CARWINGS、上汽荣威inkaNet 及东风标致BLUE-i 几种，下面对各系统做简单介绍与对比,5. 其他功能 系统可与手机客户端实时同步，实现路书分享、车辆使用报告查询、车辆远程控制、离车导航等功能,1）OnStar 安吉星,OnStar 是一套为汽车本身的安全、保障为首要服务目的的系统，它的基本工作原理是利用GPS 和内嵌在车内的各项传感器取得车辆信息，通过无线通信网络与服务中心进行交流。只需要按一个按钮，你就可以与电话中心

23、的服务人员交谈，并得到你需要的服务信息。 目前，OnStar 系统已经发展到了第八代，实现了包括数字碰撞信号、车载免提呼叫、按需诊断筛选、情境信息认知、无间断数字虚拟现实技术、紧急援助和道路导航、应急反应数据利用、电邮月度诊断、危机时刻路线选择、多种嵌入式语言等功能,任务9.2汽车信息通信系统的检修,2）G-BOOK,丰田G-BOOK 智能系统于2002 年在日本正式发布，G-BOOK 是一种提供在任何时间任何地点更有条理、更有效率连接人、汽车和社会的网络资料系统。它将服务于个人计算机、数字助理、手机等各式平台，提供包括紧急救援、话务员服务、资讯服务以及图形交通信息服务等在内的11 大智能通信

24、服务,3）CARWINGS,CARWINGS 是日产提出的全方位人车生活解决方案，于2010 年11 月正式运行，目前搭载在新天籁、奇骏、逍客等车型上。这套系统通过呼叫中心向CARWINGS 用户提供服务，并可以基于即时的交通信息，结合统计和历史数据库，以及预估交通条件，通过专业软件，计算出到达目的地速度最快的路线，减少了汽车等待时间，并提高平均车速，提高了燃料使用效率。系统功能丰富，注重环保，对新手司机驾驶习惯的培养有较好的指导作用,任务9.2汽车信息通信系统的检修,4）inkaNet,上汽荣威所搭载的inkaNet 系统采用开放的ANDROID 平台，其最大特点就是系统开放性较大，软件制作

25、者可以全新开发基于互联网的各种交互功能，意味着inkaNet 可直接与互联网关联，具有海量信息传输功能。inkaNet 系统继承了导航、收音机、对讲机、电话、网络等内容，相比其他的导航娱乐系统功能更丰富，增强了互联性。车主的所有个性化配置都存储在SD 卡上，只要有着这张卡在任何一辆上都能像在自己的车上一样。inkaNet 系统依托的是最新3G 移动通信技术,任务9.2汽车信息通信系统的检修,5）BLUE-i,东风标致于2014 年4 月20 日正式发布“BLUE-i”车载互联品牌，具有“智能出行”“安防保障”“专属服务”三大功能，旨在让消费者感受行车过程中的安全性与便捷性，实现更广泛的娱乐性和

26、互动性，以行程规划、安全防护、信息娱乐、人工后台为优势为消费者带来不间断的贴心服务。 各系统功能对比见表9.1,任务9.2汽车信息通信系统的检修,9.2.2汽车信息通信系统组成,汽车信息通信系统由车载终端构架和后台构架组成。整个系统涉及产业链包括汽车厂商、车载软硬件提供商、服务后台提供商、内容提供商、服务提供商、电信运营商等。图9.15 为BLUE-i 通信系统运行构架。 下面就东风标致BLUE-i 车载智能 互联系统为例，介绍汽车信息通信系统 组成及原理,任务9.2汽车信息通信系统的检修,图9.15“BLUE-i”通信系统构架,1）服务按键,服务按键通常位于驾驶员触手可及的地方，常见的按键位

27、置有车内后视镜上、顶灯附近或汽车仪表台下部等，如图9.16 所示。 服务按键包括“紧急呼叫”按键（SOS 专用）和“品牌服务”按键。可触发车辆定位通信单元，得到紧急救援和话务员服务帮助。当车辆需要智能导航、汽车维护、资讯信息查询、车辆状况查询等服务时，用户可以按下品牌服务按键；当车辆在事故或故障情况下，需要紧急救援、拖车等服务时，可按下紧急呼叫按键，两个按键的功能不同，接通后的音源不同，使用的电源也不同，因此需要谨慎区分使用，以防止对远程通信控制盒内备用电池电量过早损耗,任务9.2汽车信息通信系统的检修,1. 车载终端,任务9.2汽车信息通信系统的检修,图9.16服务按键位置,2）远程通信控制

28、盒,远程通信控制盒是车载智能互联系统的核心，如图9.17 所示。它负责处理各种通信信息，并通过扬声器、显示屏等装置进行信息输出，其安装位置一般在仪表台内左侧或右侧,任务9.2汽车信息通信系统的检修,图9.17东风标致508 远程通信控制盒外形,远程通信控制盒的结构及功能如下： 内置GPS 定位系统：可在锁车和整车断电时独立工作提供防盗和远程诊断等功能。 内置备用电池和扬声器：可在重大事故紧急情况下，即使汽车蓄电池损坏，仍能保证一定时间的应急通话。 碰撞自动报警：连接安全气囊控制信号，碰撞发生时，可以精确定位车辆并向呼叫中心发送紧急信号，建立与后台座席人员的通话，获得专业的救援帮助。 内置3G

29、通信模块：用户可使用品牌按键接通后台服务中心，获得导航、资讯等服务，同时套餐内的数据流量可使用Wi-Fi 热点分享至车内其他通信设备,任务9.2汽车信息通信系统的检修,3）扬声器及显示屏,汽车信息通信系统整合了原有汽车声像、导航系统的扬声器及显示屏等装置，软件上，对扬声器的使用条件、显示屏菜单等进行了重新标定。在使用人工服务时，系统默认使用车载扬声器，用户可以对音量进行调节以保证通信质量，同时原有声像系统正在播放的音乐等声音将自动静音。显示屏上的菜单保留传统的多媒体播放、导航、电话、车辆设置及功能等界面，增加专有的智能互联菜单，如图9.18 所示。 车载终端的运行原理如图9.19 所示,任务9

30、.2汽车信息通信系统的检修,图9.18显示屏及系统菜单,任务9.2汽车信息通信系统的检修,图9.19车载终端运行原理,2. 后台支持 系统后台支持包括网络运营中心、数据处理中心、信息数据采集中心、呼叫中心、救援机构等，系统的后台架构如图9.20 所示,任务9.2汽车信息通信系统的检修,图9.20后台构架,1）网络运营中心。提供所需的SIM 卡芯片及通话、网络流量等通信服务支持。利用网络运营中心的卫星及通信基站，车辆能与数据中心、呼叫中心等保持联系，使用人工及车载智能互联服务。 （2）数据处理中心。负责对天气信息、新闻要闻、车辆信息、导航信息、股票信息、周围生活服务及品牌通知邮件等内容的更新，保

31、持更新频率和筛选信息，及时推送有关系统升级等方面的资讯。 （3）信息数据采集中心。采集用户车辆的故障、老化及油耗等信息，处理并生成专属的车辆使用报告及环保驾驶报告，用户可通过呼叫中心或手机客户端及时查询车辆的使用情况，并有针对性地进行车辆维修、保养及改善驾驶操作习惯,任务9.2汽车信息通信系统的检修,4）呼叫中心。保证全年724 小时的服务支持，开展车辆的紧急救援、道路救援、智能导航、维修保养预约、车辆定位及被盗协助、系统功能使用介绍等多方面的人工服务。 （5）救援机构。包括道路交通救援、人身安全救援及品牌特约维修服务站等，根据用户的实际情况及需要，能及时地提供车辆拖吊、医疗救助及汽车维修服务

32、,任务9.2汽车信息通信系统的检修,9.2.3汽车信息通信系统常见故障排除,汽车信息通信系统检修流程如图9.21 所示。 通信系统常见故障有：熔断器断 路；有关按钮开关损坏；电源线、搭铁 点松动；通信模块故障,任务9.2汽车信息通信系统的检修,图9.21汽车信息通信系统检修流程,任务9.2汽车信息通信系统的检修,任务9.2汽车信息通信系统的检修,任务9.2汽车信息通信系统的检修,任务实施,任务实施9.2,车载网络系统检修,任务 9.3,任务9.3车载网络系统检修,任,务,导,入,2016 年2 月8 日，王先生驾驶一辆东风标致307 轿车，汽车在行驶中发现仪表上SERVICE 灯点亮，但汽车加

33、速、制动等行驶控制均正常，关闭点火开关时发现车辆不能立即熄火，等待2 分多钟后发动机才停止转动，此后再次启动，启动机均无响应，发动机无法工作。在呼叫4S 店现场救援后，维修人员排除电源系统、启动系统故障，经维修技师检查发现该车网络系统存在故障。作为汽车维修人员，我们该如何排除该车的故障呢,汽车作为一种交通工具，目前承担起了越来越多的功能。现代科技已经将互联网络、无线连接、个人通信电子装置、娱乐设备等整合到汽车内部，与动力系统相结合，为乘客提供了前所未有的便利。而这一切都有赖于汽车网络技术，它是汽车电子发展的重要方向之一,任务9.3车载网络系统检修,9.3.1车载网络概述,任务9.3车载网络系统

34、检修,随着汽车电子控制单元以及汽车电子装置的不断增多，在汽车内部采用基于总线的网络结构，组成汽车车载网络，这是一种既可靠又经济的做法，如图9.23 所示。采用网络技术后，不但共用所有传感器，还可以共用其他设备，如采用总线形网络控制几十个控制单元，即使个别控制单元出现问题，整车还可以继续运行。所以网络的运用不但增加了许多功能，而且还大大增加了可靠性。 同时现代汽车基于安全和可靠性的要求，正越来越多地考虑使用电控系统代替原有的机械和液压系统。车载网络的应用，可以达到信息共享、减少布线、降低成本、减少油耗以及提高总体可靠性的目的,任务9.3车载网络系统检修,图9.22汽车常规点对点传输方式,任务9.

35、3车载网络系统检修,图9.23汽车车载网络传输方式,任务9.3车载网络系统检修,3）C 类。面向高速、实时闭环控制的多路传输网，最高位元速率可达1 Mbit/s，主要用于悬架控制、牵引控制、发动机控制、ABS 等系统，以简化分布式控制和进一步减少车身线束。到目前为止，满足C类网要求的汽车控制局域网只有CAN 协议。 （4）D 类。针对视觉数据连接，速率在1 Mbit/s 以上，主要用于导航、车载音响、车载电话等信息娱乐系统，使得相应的多媒体硬件之间能传输声音和视频信息。 按汽车局域网的发展趋势，CAN 的C 类网络逐步普及并占主导地位,任务9.3车载网络系统检修,1）网络,局域网络是在一个有限

36、区域内连接的计算机的网络，简称局域网。一般这个区域具有特定的职能，通过这个网络实现这个系统内的资源共享和信息通信。连接到网络上的节点可以是计算机、基于微处理器的应用系统或智能装置。汽车上的局域网数据传输速度一般在10 1 Mbit/s，传输距离在几十米范围,任务9.3车载网络系统检修,2）局域网,为了实现信息共享而把多条数据总线连在一起，或者把数据总线和模块当作一个系统。从物理意义上讲，汽车上许多模块和数据总线距离很近，因此被称为LAN（局域网,3. 常用基本术语简介,局域网常用的拓扑结构有三种：星形、环形、总线形。 星形网络结构是以中央节点控制数据传输的网络方式，即以一台中心处理机为主组成的

37、网络，中心处理机接收从各个节点来的数据，并进行处理，再向各节点发出指令。如图9.24 所示。 星形网络拓扑结构通信功能简单，中心处理机负载过重，扩展困难，线路利用率不高，信道容量浪费较大。 环形网络结构是将节点连接成环形，顺次进行数据传输，将被传送的信息数据进行中转，以到达需要的节点为止，如图9.25 所示,任务9.3车载网络系统检修,图9.24星形网络结构,任务9.3车载网络系统检修,图9.25环形网络结构,任务9.3车载网络系统检修,环形网络由于点对点通信的唯一性，不宜在广域范围内组建计算机网络。它也是一种较为实用的局域网络拓扑结构，尤其是在实时性要求较高的环境中更是如此。 总线形网络结构

38、。在两根总线上多个节点并列连接，从其中一个节点能同时向所有节点进行传送呼叫。它的所有节点都通过相应硬件接口连接到两条公共总线上，任何一个节点发出的信息都可沿着总线传输，并被总线上其他任何一个节点接收，如图9.26 所示。 总线形网络拓扑结构的特点是通道利用率高，但网络延伸距离有限，网络容纳节点数有限，它适用于传输距离较短、低于有限的组网环境，目前车载网络局域网多采用此种方式,任务9.3车载网络系统检修,图9.26总线形网络结构,任务9.3车载网络系统检修,3）CAN,任务9.3车载网络系统检修,CAN，全称为“Controller Area Network”，即控制器局域网，是国际上应用最广泛

39、的现场总线之一，最初CAN 被设计为汽车环境中的微控制器通信，在车载各电子控制装置ECU 之间交换信息，形成汽车电子控制网络,4）数据总线,任务9.3车载网络系统检修,数据总线是指模块间运行数据的通道，即所谓的信息高速公路，如图9.27 所示。数据总线可以实现在一条或两条数据线上传递的信息能被多个系统（电控单元）共享的目的，从而最大限度地提高系统整体效率，充分利用有限的资源。 为了抗电子干扰，双线制数据总线的两条线 是绞在一起的,图9.27数据总线信息传输,5）模块或节点,网关实际上就是一种模块，它工作得好坏决定了不同的总线、模块和网络相互间通信的好坏。因为在车上用了不同总线和网络，所以必须用

40、一种方法达到信息共享和不产生协议间的冲突。为了使采用不同协议及速度的数据总线间实现无差错数据传输，必须要用一种特殊功能的计算机，这种计算机就称为网关,任务9.3车载网络系统检修,6）网关,模块或节点是一种电子装置。简单一点的如温度和压力传感器，复杂的如计算机（微处理器）。在计算机多路传输系统中一些简单的模块被称为节点。各节点通过插接器连接到多路传输系统中,7）帧,两个实体要想成功地通信，它们必须“说同样的语言”，并按既定控制法则来保证相互的配合。具体地说，在通信内容、怎样通信以及何时通信等方面，两个实体要遵从相互可以接受的一组约定和规则。这些约定和规则的集合称为协议。因此，协议可定义为在两实体

41、间控制信息交换的规则的集合,任务9.3车载网络系统检修,8）通信协议,为了可靠的地传输数据，通常将原始数据分割成一定的长度的数据单位，这就是传输数据的单元，称为帧。一帧内应包括同步信号（如帧的开始与结束）、错误控制（各类检错码或纠正码）、流量控制（协调发送方与接收方的速率）、控制信息、数据信息、寻址（在信道共享的情况下，保证每一帧都能正确地到达目的站，收方也能知道信息来自何站）等,9.3.2CAN总线的系统组成,1. CAN 总线的组成 CAN 总线中，每个连接在CAN 总线上的节点内部都安装了一个CAN 控制器、一个CAN 收发器、两条数据传递线形成的总线传输通道和数据传递终端模块，其组成结

42、构如图9.28 所示,任务9.3车载网络系统检修,图9.28CAN-BUS 的组成结构,1）CAN 控制器,CAN 收发器将CAN 控制器传来的数据转化为电信号并将其送入数据传输线，它也为CAN 控制器接收和发送数据。如图9.29 所示,任务9.3车载网络系统检修,2）CAN 收发器,CAN 控制器是用来接收控制单元中微电脑传来的数据，对这些数据进行处理并将其传往CAN收发器。同样CAN 控制器也接收CAN 收发器传来的数据，对这些数据进行处理并将其传往控制单元中的微电脑。 目前CAN 控制器有两种形式：独立的CAN控制器与集成的CAN 控制器,任务9.3车载网络系统检修,图9.29CAN 接

43、收器结构简图,3）数据传输终端,任务9.3车载网络系统检修,数据传输终端是一个电阻器，其作用是防止数据在线端被反射，并以回声的形式返回。数据在线端被反射会影响数据的传输。如图9.30 所示,图9.30数据传输终端,4）数据传输线,任务9.3车载网络系统检修,数据传输线（又称BUS 线）是双向对数据进行传输的。两条数据传输线分别称为CAN 高位线（CAN-H）和CAN 低位线（CAN-L）。为了防止外界电磁波的干扰和对外辐射，两条总线总是缠绕在一起，因此又被称为双绞线。 这两条线上的电位互补，如果一条线是5 V，另一条就是0 V，始终保持电压总和为一常数，网络模块对两条线上的信号通常采用差动放大

44、处理。 通过这种方法，CAN 数据总线上信号总体呈中性， 同时又能避免外界的电磁干扰。如图9.31 所示,图9.31数据传输线,5）数据传递过程,任务9.3车载网络系统检修,数据传递过程如图9.32 所示。 提供数据。控制单元向CAN 控制器提供所需发送的数据。 发送数据。CAN 收发器接收由CAN 控制器传来的数据，转化为电信号并发送。 接收数据。CAN 系统中，所有控制单元转为接收器。 检查数据。控制单元检查判断所接收的数据是否所需要的数据。 接受数据。如接收的数据需要，它将被接受并进行处理，否则忽略,任务9.3车载网络系统检修,图9.32数据传递过程,任务9.3车载网络系统检修,任务9.

45、3车载网络系统检修,图9.33东风标致307 CAN 数据总线网络结构,其中，CAN I/S 网即CAN 系统关系网，又称为CAN 动力网，该网络模块中BSI 和发动机电脑内有120 的终端电阻，系统不容错，数据传输线上任何错误就会导致网络瘫痪，发动机无法启动。而低速的CAN 舒适及CAN 车身主要连接了舒适性装备和安全性装备，该低速网络能容忍一根导线上的故障及两根导线互相短路等错误，当系统处于单线运行模式时，车辆无故障表现，但网络模块中会存储故障代码，方便维修人员调用检修,任务9.3车载网络系统检修,9.3.3车载网络系统故障诊断与维修,任务9.3车载网络系统检修,任务9.3车载网络系统检修

46、,任务9.3车载网络系统检修,任务9.3车载网络系统检修,图9.34动力CAN 网的两通道工况DSO 示波器接线,CAN-High 与CAN-Low 正常波形。 CAN-High 的电压变化范围为2.6 3.8 V（理论：2.5 3.5 V）； CAN-Low 的电压变化范围为2.4 1.2 V（理论：2.5 1.5 V）。两路信号互补，电压差相等，当一路信号电压升高时，另外一路的信号电压等值降低。在隐性电压电位时，两个电压值很接近，在显性电压电位时，两个电压差值约达到2.5 V，电压值大约有100 mV 的小波动,任务9.3车载网络系统检修,CAN-High 与CAN-Low 短路。 故障分析： 电压电位置于隐性电压值（大约2.5 V）。通过插拔CAN 动力总线上的控制单元可以判断，是由于控制单元引起的短路还是由于CAN-high和CA