三、FIexRay总线的故障诊断与检测
1.FIexRay总线故障成因
(1)电源故障。如果汽车电源系统提供的工作电压低于FIexRay总线节点(控制模块)的正常工作电压,节点(ECU/Node)可能短暂地停止工作,从而造成整个车载网络系统暂时无法通信。此时,应首先排除汽车电源系统故障,然后再检查FIexRay总线的供电是否正常。
(2)总线链路故障。当汽车总线系统的通信线路出现故障(如双绞线互相短路、对电源短路、对地短路或者总线断路)时,会引起总线链路上的控制模块无法正常工作。对于这类故障,可以借助示波器读取总线波形进行判断、排除。
(3)总线节点(控制模块)故障。控制模块故障一般包括软件故障和硬件故障两类。软件故障一般表现为协议或程序出现缺陷或发生冲突,从而导致总线信息传送出现混乱或无法正常传输;硬件故障一般是控制模块部件、集成电路及接口损坏。控制模块的软件故障一般扎堆出现且难以修复,而硬件故障则可以通过替换法进行排除。
2. FIexRay总线故障诊断思路
对于FIexRay总线系统的故障,可使用车辆专用诊断仪读取故障码、查看数据流、读取总线波形进行综合分析和判断。通过查阅车辆维修手册、分析网络拓扑图及控制策略,梳理逻辑关联,确定故障成因。
3.FIexRay总线故障诊断检测方法
(1)测量FlexRay总线终端电阻
通过查阅维修手册、查看电路图及网络拓扑图,摸清终端电阻器的连接及逻辑关系,然后进行终端电阻阻值的测量,分析测量结果,判断总线故障原因,确定故障部位。一般总线在两个传输终端设置的终端电阻值大约为90~110Ω,通常采用并联测量,其阻值约为45~55Ω。通过测出的电阻值判断总线断路点及短路范围。
(2)测景FlexRay导线电阻
静态模式和动态模式下,电气性能差别很大,线路出现挤压变形或插头腐蚀等损坏情况时,在静态模式下电阻值可能位于公差范围内。但是,在动态模式下电气影响因素可能引起波涌阻抗提高,从而出现数据传输问题。因此,应仔细阅读维修手册和电路图,进行针对性测量。
(3)测量FlexRay总线工作电压
FIexRay系统电压的测量可参照CAN总线进行。正常情况下FIexRay一日的电压值大约在2.6V左右,FIexRay-L的电压值在2.4V左右。如果实测值为0,说明对地短路;如果实测值为12V,说明对电源短路。如果某一条支路电压正常,并不能说明总线其他支路正常,还应该对所有支路的电压进行测量判断。
(4)测-UFlexRay总线波形
FIexRay系统波形测量时,需要专用的示波器。将实测波形与标准波形比对,用以判断FIexRay总线系统故障原因及故障点。如果某一条支路波形正常,并不能说明总线其他支路正常,还应该对所有支路的波形进行测量分析。
4. FIexRay总线维修
FIexRay总线电缆损坏时可以进行修复,维修FIexRay的线路时,需注意尽可能保持总线双绞线布置方式,剥掉绝缘层的维修部位不能简单连接,必须使用热缩管固定密封。如果总线传送介质进水,可能干扰波涌阻抗,从而影响总线系统的效率。
综上所述,FIexRay总线在线控操作(X-by-Wire)控制领域具有明显优势。随着车载电控单元、智能型传感器及执行元件的增加,对车载通信要求越来越高,FIexRay总线作为传输速率较高的新型总线,在不久的将来会得到广泛应用,是最有可能替代CAN总线并成为车载网络系统的主干总线。