- · 《汽车与驾驶维修(汽车版[05/29]
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汽车车载FlexRay网络总线系统故障诊断与排除
作者:网站采编关键词:
摘要：0 引言 随着电子技术的高速发展，汽车车载网络技术实现了各控制单元之间数据协调共享，得到广泛的应用。相比CAN总线，在通信速率、实时性、可靠性、容错性等多方面具有明显优势
0 引言
随着电子技术的高速发展，汽车车载网络技术实现了各控制单元之间数据协调共享，得到广泛的应用。相比CAN总线，在通信速率、实时性、可靠性、容错性等多方面具有明显优势，目前奥迪、宝马、奔驰等豪华品牌均采用FlexRay车载总线技术。
FlexRay总线集微机、电子、数字和信息等多维技术的融合，具有抽象的逻辑维度，一个网络结构涉及众多控制单元，一个故障可能涉及多个系统故障，且故障比较隐蔽，相关故障一直是汽车诊断维修中的难题。
1 FlexRay网络总线的结构原理
1.1 FlexRay总线的原理
FlexRay总线系统能满足车辆网络系统未来的高要求，特别是更高的数据传输率、抗故障能力和实时性方面的要求。FlexRay总线扩大了应用范围，如行驶动态调节、远程检测、ACC、图像处理远程信息采集以及自适应巡航系统等。FlexRay总线的工作原理类似索道车系统：站点就是FlexRay总线用户，索道上的缆车就是信息帧，游客就是信息。总线用户通过FlexRay总线发送信息的时刻点是精确而固定的[2]，发送的信息抵达接收器的时刻也是准确的。缆车按固定不变的“运行时刻表”运行，无论旅客是否在缆车上，缆车都是在固定运行着。即使某个总线用户没发送任何信息，相应的带宽也会保留，不用给信息排优先等级。“空缆车”在系统里认为是发送器有故障，系统中控制单元总是在发送信息，对新来的信息上会标有所谓的“升级位”。如果没有新信息，重复发送旧信息。
1.2 车载FlexRay总线的特点
①车载FlexRay总线是双绞线，能屏蔽电磁干扰，信号传输可靠，10 Mbit/s的传输速率。②三种传输信号状态：数据“Data 0”、“Idle”、数据“Data 1”。③访问方式：数据传输过程中以时间触发为控制基准。④拓扑结构：采用“有源星型”点对点连接或菊花链星型拓扑结构。⑤没有优先权设定，数据在固定的时间点内发送。⑥车载FlexRay网络总线控制单元能自行检测接收到的数据信息是否准确。⑦FlexRay总线数据信息位数可达到256位字节。
图1 奥迪A8LFlexRay总线网络拓扑图
1.3 奥迪A8LFlexRay总线
A8L是奥迪车最早应用FlexRay总线的车型，其它车型应用FlexRay总线系统均是在其基础进行应用的。
在奥迪A8L上FlexRay总线系统中一条FlexRay支路上的“中间控制单元”通过四个芯脚与FlexRay总线连接[1]，两个用来将总线信号“转送”给下一个控制单元，两个用于直接与FlexRay总线通讯。
在2010款奥迪A8L中，每条支路上最多连接两个控制单元。在主动星型连接器和支路上的“末端控制单元”则终接低电阻内阻较低，“中间控制单元”则终接高电阻内阻较高。“终端控制单元”的终端电阻约94Ω，“中间控制单元”的电阻约2.6 kΩ，如图1所示。
2 FlexRay总线故障
2.1 FlexRay总线故障分类
图2 FlexRay总线网络拓扑图
①FlexRay总线线路故障，一般是FlexRay总线一条导线断路故障、对地短路故障、对正极短路故障、两条导线彼此之间短路故障和一条导线对某一控制单元断路故障等。②FlexRay网络总线连接插头损坏或断开，具体表现在控制单元连接插头、FlexRay总线相关的线束之间的插头损坏或断开故障。③电源系统故障，具体表现是汽车电源系统提供的电压低于FlexRay总线控制模块正常工作电压[2]，造成控制模块暂时停止工作，导致车载网络系统无法通信。④总线控制模块故障。包括软件和硬件两类故障。软件故障一般为协议或程序出现缺陷或发生冲突，造成总线信息传送出现混乱或无法正常传输信息。硬件故障一般为控制模块的相关部件、接口和集成电路损坏。软件故障一般可以通过软件刷新或升级解决，但硬件故障只能通过替换或部件维修进行排除。
2.2 FlexRay总线网络故障储存故障码
FlexRay总线出现故障，有控制单元无法通讯、FlexRay总线有故障、FlexRay总线初始化失败和FlexRay总线信号故障等故障码储存。
2.3 故障案例
故障现象：一辆奥迪A7L当踩下刹车减速到30km/h左右时，变速箱红灯报警（变数箱故障，注意安全）和四轮驱动系统报警（四轮驱动系统故障，可以继续行驶）一直亮起，并伴随有轻微的耸车，车主停车熄火后重新启动故障消失，仪表报警消失。
故障诊断：车子进厂检修，用诊断仪读取故障：02变速箱电控系统故障“FlexRay数据总线，损坏（偶发）”、22四轮驱动电子设备故障码“FlexRay数据总线，损坏（偶发）”、44动力转向故障“FlexRay数据总线，无同步（偶发）”。
文章来源：《汽车与驾驶维修(汽车版)》 网址: http://www.qcyjswx.cn/qikandaodu/2021/0128/548.html
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