车载网络系统及其故障诊断方法
车载网络系统原理与检修
件，以解决潜在的问题
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排除干扰：检查是否有其他设备或信
号源对车载网络造成干扰
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寻求专业帮助：如果以上方法都无法解 决问题，可以寻求专业人员的帮助。
DSRC通信：用于汽车与外部环境 的通信，具有高可靠性和实时性
车载网络的故障诊断
故障现象：网络连接中断、通 信异常、设备无法正常工作等
故障原因：硬件故障、软件 故障、网络设置错误等
诊断方法：使用诊断工具、查 看网络日志、分析网络拓扑等
解决方案：修复硬件故障、更 新软件、调整网络设置等
车载网络检修的基本原则
可能的网络问题或
错误。
解决问题：根据检
6
查结果，解决问完成后，进行系统测试，确保功能正常
E
定期更新车载网络系统软件，提高系统稳定性
D
检查线束连接，确保连接牢固
C
遵循厂家提供的检修流程和规范
B
使用专业诊断工具，避免误操作
A
确保车辆电源关闭，避免电路短路
典型车载网络故障案例
01
安全第一：确保检修过程中 不会对车辆造成安全隐患
02
逐级排查：按照网络拓扑结 构，从底层到高层逐步排查
故障
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故障定位：准确定位故障位 置，以便进行针对性维修
04
备份数据：在检修前备份重 要数据，防止数据丢失
05
遵循规范：按照厂家提供的 检修手册和规范进行操作
06
记录过程：详细记录检修过 程，便于后续分析和改进
车载网络检修的步骤
检查网络连接：检
1
查各个设备之间的
连接是否正常，如
线缆、接头等。
检查网络设置：检
2
查网络设置是否正
汽车车载网络系统的常见故障与诊断
汽车车载网络系统的常见故障与诊断【摘要】汽车车载网络系统是一种全新的汽车电控系统信息通信方式。
有着自身独特的结构.工作特性以及相应的故障特点，对其性能的检测、故障的诊断和排除也应有其对应的方法、步骤和注意事项。
【关键词】车载网络；故障；诊断；维修【中图分类号】u463.6随着汽车技术日新月异的发展，现代汽车上使用了大量的电子控制装置，为了简化线路，提高各电控单元之间的通信速度，降低故障频率，一种新型的数据网络一一车载网络系统应运而生，它具有实时性强、结构简单、互操作性好、总线协议具有完善的错误处理机制，灵活性高和价格低廉等特点。
但同时也使汽车故障分析诊断更加复杂，故障原因更加不易确定。
一、汽车车载网络系统故障类型一般说来，引起汽车车载网络信息传输系统故障的原因有三类：①电源系统故障；②信息传输系统的链路故障；③信息传输系统的节点故障。
1、电源系统故障汽车车载网络信息传输系统的核心部分是含有通信ic芯片的电控模块，电控模块的正常工作电压在10.1～15.0v。
如果汽车电源系统提供的工作电压低于该范围，就会造成一些对工作电压要求高的电控模块出现短暂的停工，从而使整个汽车多路信息传输系统出现短暂无法通信的现象。
产生故障的原因主要是蓄电池、发电机、供电线路、熔断丝等元器件有故障。
2、节点故障节点是汽车多路信息传输系统中的电控模块，因此节点故障就是电控模块的故障。
它包括软件故障即传输协议或软件程序有缺陷或冲突.这种故障一般成批出现.且无法维修。
硬件故障一般由于通讯芯片或集成电路故障，造成汽车多路信息传输系统无法正常工作。
产生故障的原因主要是各类控制单元、传感器等元器件有故障。
3、链路故障当汽车车载网络信息传输系统的链路（或通信线路）出现故障时，如通信线路的短路、断路，以及线路物理性质引起的通信信号衰弱或失真，都会引起多个电控单元无法工作或电控系统错误，使多路信息传输系统无法工作。
判断是否为链路故障时，一般采用示波嚣或汽车专用光纤诊断仪来观察通讯数据信号是否与标准通讯数据信号相符。
汽车车载网络系统故障诊断方法探究
摘要：车载网络技术现已广泛应用于轿车上，当网络出现故障时会严重影响汽车的各方面性能，甚至使汽车无法启动、行驶。
本文以福特汽车为例探寻汽车网络故障的诊断方法。
关键词：车载网络;CAN 总线;故障诊断汽车车载网络系统故障诊断方法探究佛山职业技术学院崔巍1引言随着汽车电子技术的不断发展，其越来越多地应用在汽车上。
为了提高汽车的环保性、经济性、安全性,现代汽车几乎每个电器系统都采用电子控制，每辆车上有少则十几个多则几十个电子控制单元，为使汽车性能最优化,需要各个相对独立的控制单元协调运行，实现数据共享。
要实现这个目标必须在各个控制单元间建立 联系，用数据线将各个控制单元连接起来，但由于汽车上的电子控制单元较多,且在汽车上的分布较分散，若只用数据线连接各个控制单元，不仅会增加汽车的重量也会增加汽车的制造成本,随之车载网络应运而生，通过两条数据线将整个汽车上的控制单元连接琢劭控制单元都在这两条线上传输，实现数据共享。
最典型 和应用最多的是CAN 网络。
但在汽车上增加一个系统会增加汽车发生故障的风险，网络系统的故障检修也成为维修人员要掌握的技能。
下面以福克斯汽车为例对车载网络故障的检修进行分析。
2网络的原理2.1CAN 网络工作原理模块一模块二模块N120欧姆图1 CAN 总线线路布局如上图所示，汽车所有的模块都连接在CAN 网络的总线上, 这两条线上的电压只有2.5V,为避免两条线因干扰产生错误信号，网络总线应做成双绞线,且传输的矩形波方向是相反的。
总线两端各连接着一个120Q 的电阻并安装在两个模块上构成总线回路。
2.2网络故障产生的原因网络总线出现故障的原因可能是:⑴网络总线出现故障,具 体表现在通信线断路或者短路;⑵网络连接插头损坏或断开;⑶ 汽车电源系统出现故障;⑷某个ECU 通信部件故障或供电故障。
2.3网络故障的诊断方法图2福克斯汽车网络拓朴图2.3.1网络总线故障网络总线出现故障时，一般是总线出现了断路或短路，检测方法根据故障现象可分为三种,下面以福克斯汽车为例介绍：一是电阻测量法。
汽车车载网络诊断分析
汽车车载网络诊断分析摘要：汽车中的电子部件越来越多，光是ECU就有几十个，这么多的电子单元都要进行信息交互。
传统的点对点通信已经不能满足需求，因此必须要采用先进的总线技术。
目前，有三种主流的车用总线：CAN总线、LIN总线和MOST总线。
维修人员对于数据线不甚了解，下面我就简单介绍一下数据线传输特点，以及利用传输之间的关系进行故障诊断。
论文中的故障实例多为本人亲身体会，现总结归纳，为各位同行借鉴，如有不妥提出宝贵意见。
一、车用总线传输特点CAN（Controller Area Network）即控制器局域网，可以归属于工业现场总线的范畴，通常称为CAN bus，即CAN总线，是目前国际上应用最广泛的开放式现场总线之一。
CAN总线采用串行数据通信协议，这种通讯方式没有主机和从机之分，连到同一种数据总线的电脑地位相同，其上的任何一台电脑不但可以选择性接受数据，也可以向其它电脑发送数据指令。
通信接口中集成了CAN协议的物理层和数据链路层功能，可完成对通信数据的成帧处理，包括位填充、数据块编码、循环冗余检验、优先级判别等项工作。
MOST 传输系统采用光电传输，抗干扰能力强。
它的传输速率24.8Mbps，适合传输速度要求较快的信息，比如声音和图像等信息。
每套MOST传控网络允许最多达60多个的装置（电脑）连接。
LIN总线结构是CAN总线补充，它的目标是为现有汽车网络提供辅助功能，在不需要CAN总线的带宽和多功能的场合使用，降低成本。
它有主机和从机之分。
主机发出数据指令，相应从机接收。
而从机则不能向主机发出指令数据。
主机发出指令，从机选择性接收指令并执行该指令，从机除了执行主机命名之外，LIN网络中的从机不接收和执行有关系统设置的任何其它信息。
主机发送一个包含同步中断、同步字节和消息识别码的信息。
从机在收到和过滤识别码后如果是自己要接收的信息则被激活，接收数据并执行该信息。
LIN总线传递信息时采用单线制，主机发出，多台从机接收。
车载网络系统及其故障诊断方法PPT课件
C级速率：最高可达1M kb/s，主要用于悬架控 制、先进发动机控制、牵引控制、ABS等系统。
SAE：美国机动车工程师学会
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二、车载网络的分类（2）
分类依据：功能和速率
➢ A类：面向执行器、传感器的低速网络 ➢ B类：面向模块间数据共享的中速网络 ➢ C类：面向多路、实时闭环的高速网络 ➢ D类：面向信息、多媒体系统的网络 ➢ E类：面向乘员的安全系统
➢TTPTM/C(Time-Triggered Protocol)
➢FlexRay
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D类网络协议的特点及分类
➢该类网络统称智能数据总线(Intelligent Data Bus) ➢主要面向信息、多媒体系统等。
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根据SAE分类： IDB-C(低速)、 IDB-M(高 速)和IDB-Wireless(无线通讯)。D类网络协议的 位速率在250Kbps~400Mbps之间。
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车载网络传输速度：
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典型的现代汽车车载网络
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Vehicle LAN（ 车载局域网）
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A 类网络的特点
➢ 适用于对实时性要求不高的场合，主 要应用于电动门窗、座椅调节、灯光 照明等控制。
➢ 位速率一般小于10Kbps；
“bit”（比特）为网络数据计量单位； “bps”是“bit per second”（每秒传输数据）的简写，为网络数据流量单 位；“512Kbps”也就代表“512Kbit/秒”的数据流量； “byte”为文件字节单位，1 个byte = 8 个bit；
第五章 车载网络系统检测
（2）部件测试：将测量设备连接到相应的元气件后，在不必拆卸 的情况下，就可以进行测试了，可以节省大量宝贵的时间和昂贵 的替代部件。 （3）发动机测试：功能全面的测试模块及其多样的传感器，可以 实现发动机有关信号的测量。如初级点火信号、点火模块出发的 信号、转速、判缸识别和点火时刻信号等。 （4）控制总成诊断：可以读出汽车网络系统所记忆的故障，从而 准确地定位故障。 （5）模块化设计：保证了发动机分析仪可以与您现有的诊断系统 相连接，并可以逐步生级扩展成为全面的维修站测试系统。
图5-23 通信线路断路
图5-24 通信线路短路
图5-25 通信线路对地短路
图5-26 通信线路对正极短路
二、汽车车载网络系统故障诊断
装有车载网络系统的汽车出现故障时，应该首先检测网络系统的 工作状况。。
1.汽车车载网络系统故障诊断注意事项
（1）使用测试器时，其开放端口电压应为7V或更低。不要在测量 端口施加7V或更高的电压。 （2）在检查电路之前确保关闭点火开关，断开蓄电池负极电缆。 禁止在点火开关接通时断开或重新连接动力系统接口模块线束连 接器。 （3）在利用电焊设备进行焊接时，必须从动力系统接口模块上断 开线束连接器。
2.车载网络节点故障 节点故障就是电控单元ECU的故障。它包括软件故障和硬件故障两 类。软件故障，即传输协议和软件程序有缺陷或冲突，从而使汽 车网络通信出现混乱或无法工作，这种故障一般成批出现，且无 法维修。硬件故障，一般由于单片机或其它集成电路故障，造成 系统无法正常工作。这类故障产生的原因主要是各类控制单元、 传感器等元器件有故障。 3.车载网络链路故障 当汽车车载网络的链路出现故障时，如通信线路的短路、断路， 以及线路物理性质引起的通信信号衰弱或失真，都会引起多个电 控单元无法工作或电控系统错误，使信息传输系统无法工作。故 障类型如图5-23～5-26所示。
车载网络系统原理与检修
车载网络系统原理与检修一、车载网络系统的原理1. 总线网络：车载网络系统采用了总线网络的结构，主要包括CAN 总线、LIN总线以及FlexRay总线。
这些总线网络按照不同的要求实现车内所有设备之间的信息传递和通信。
2.数据传输：车载网络系统通过总线网络将各个子系统连接起来，实现数据的传输和通信。
比如，通过CAN总线可以实现车辆各个子系统之间的信息传递，包括发动机、ABS系统、气囊系统等。
通过LIN总线可以实现车门控制、车窗控制等功能。
3.控制单元：车载网络系统中需要有相应的控制单元来管理和控制各个子系统。
控制单元通常采用微控制器或嵌入式处理器，负责进行数据处理、通信协议的解析和控制信号的生成。
4.嵌入式系统：车载网络系统中的软件部分通常是以嵌入式系统的形式存在，这意味着它具有实时性、可靠性和可扩展性。
软件主要包括操作系统、驱动程序和应用程序。
操作系统负责管理和调度硬件资源，驱动程序负责与硬件设备的通信，应用程序则提供了各种功能和服务。
二、车载网络系统的检修1. 硬件检修：硬件检修主要针对车载网络系统中的硬件设备进行检查和维修。
首先需要检查总线网络的连接是否正常，包括CAN总线、LIN 总线和FlexRay总线的连接和接口是否正常。
其次需要检查各个子系统的连接、设备状态和供电是否正常。
最后还需要检查控制单元和嵌入式系统的工作状态，包括CPU、内存和存储设备等。
2.软件检修：软件检修主要针对车载网络系统中的软件部分进行检查和维修。
首先需要检查操作系统是否正常运行，包括启动是否正常、资源管理是否正常等。
其次需要检查驱动程序是否正常工作，包括与硬件设备的通信是否正常、设备驱动是否正常等。
最后需要检查应用程序的功能和服务是否正常，包括GPS导航、娱乐功能、车辆诊断等是否正常运行。
综上所述，车载网络系统是通过总线网络实现各个子系统之间的信息传递和通信的系统，其原理主要包括总线网络、数据传输、控制单元和嵌入式系统。
车载网络系统故障的检查方法及应用
１ ． 引 言
随着汽车 网络信息技术 的普遍应用 ，对 汽 车 故障的检测 和维修人 员提 出了更 高的要求 。 车载 网络系统 的控制原理 和结构 不同于传统 的 点 到点布线方 式的原理和 结构 ，因此其故 障的 检 查方法 也大 有区别 ，要根据车 载网络系 统的 具体 结构和控 制原理 ，综 合运用检 查方法分 析 和排 除故障。 ２ ． 车载网络系统检查 的一般 步骤 （ １ ）现代 汽车 是集机 、 电、液与 计算 机 信 息于一体 的高科技综合 产 品，要 对汽车进 行 检测和 维护首 先要有相 关的资料 。因此 ，对 车 载 网络系统检 测 ，首 先要 了解相 关汽车车载 网 络系统 的结构形式 。 （ ２ ）了解车型 多路信息传输系统的特点， 主要是 ：１ ）传输介质 ，如双绞 线、同轴 电缆、 光 纤和 无线 电 （ 蓝 牙技 术） ；２ ）局域 网形式 ， 如ｃ Ａ Ｎ 网、Ｌ Ａ Ｎ 网 ；３ ）网络通信协议 的类 型，如 ｃ Ａ Ｎ 协议 、Ａ Ｂ Ｕ Ｓ 协议 、Ｖ Ａ Ｎ 协议 、Ｐ Ａ 眦Ｎ Ｔ 协议、 Ｏ Ｃ Ｄ 协议、船ｃ Ｃ 协议、Ｄ Ｌ ｃ Ｓ 协议等。 （ ３ ） 了解 汽车 多路信 息传 输系 统的各 种 功能 ，如 有无唤醒功能 、休眠 功能等。 （ ４ ）利用Ｃ Ａ Ｎ 系统的故 障 自诊断功 能，应 用 故障 诊断仪 读取 与Ｃ Ａ Ｎ 总 线有 关 的故 障码 和 相关 的数据流 。如有 故障码 ，按 故障码 的提 示 进 行检 查，在 Ｃ Ａ Ｎ 系统 故障码 与其 他故 障码 同 时 出现 时 ，应 优先 对Ｃ Ａ Ｎ 系 统进 行故 障诊断 。 如 诊断 仪具 有控制 单元 Ｃ Ａ Ｎ 系统 诊断支 持监 视 器 功 能 ，可 充分 利 用功 能 来 帮助 判 断故 障 位
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智能传感器：具备上网功能；
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电控单元的构成
①组合式CAN控制器 独立式CAN控制器 CAN控制器嵌入到微控制器中； 控制器；
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② CAN控制器独立于微机
③集成式CAN控制器
目前，发展趋势是CAN接口、收/发器、微控制器集 成到一个芯片上。
多种场合 控制应用 多种场合
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也称容错CAN
基于ISO 11898 基于ISO11519-3 有VPM，PWM两种 调制方式
ISO 11898-3、 VAN、 J1850性能比较
比较内容
应用场合 传输介质
位编码方式
介质访问方式 位速率
数据长度
ISO 118983
控制、诊断 双绞线
NRZ
竞争 10K~1Mbps
车载网络系统的检修
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概述
1、车载网络应用的目地 解决由于汽车上大量应用电子装
置带来的问题 （1）汽车电子电器数量过多 （2）系统过大 （3）冗余度高成本增加 （4）技术效益低下
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图1 传统信息传输：每个信息都需要一个独立的数据线传输 图2 网络信息传输：所有信息都通过两根数据线进行交换
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现有A类网络协议
名称
UART Sinebus
LIN I2C CCD ACP BEAN J1708/J158 7/J1922
主要用户 主要应用场合
GM
多种场合
GM
Audio
许多厂商 智能连接器和传感器
Renault HVAC
Chrysler HVAC，Audio等Biblioteka FordAudio
Toyota
CSMA/CD是“载波侦听多路访问/冲突检 测”（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detect）的缩写，是一种总线常见的 访问控制方式。
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二、车载网络的分类（1）
SAE将车载网络划分为A、B、C三个级别
A级速率：1~10 kb/s，主要应于电动门窗、座椅 调节、灯光照明等控制。
车身控制
T&B
多种场合
注释
正被逐步淘汰 / 由LIN协会开发 极少使用 正被逐步淘汰 / / 正被逐步淘汰
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A类网络协议之LIN协议
➢提高汽车上分层、多路复用网络的性能，降低汽 车电子控制装置开发、生产以及诊断服务的成本； ➢2003年，全世界新生产的汽车平均每辆会有3~10 个LIN节点。 ➢LIN目前仍处于发展阶段，但已广泛地被世界上 的大多数汽车公司以及零配件厂商所接受，有望 成为A类网络的世界标准，即A类网的主流协议。
➢ 位速率一般在10~125Kbps；
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现有B类网络协议
名称
主要用户 应用场合
注释
GMLAN(SWC) GM
多种场合 GM是唯一用户
ISO11898-3 欧洲 (Fault-Tol CAN)
多种场合
J2248 VAN J1850
GM, Ford, DC
Renault & PSA
GM, Ford, Chrysler
总线结构 环状结构 星形结构等
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4.通信协议
通信实体双方控制信息交换规则的集合。
要实现车内ECU之间的通信，必 须制定规则保证通信双方能相互配合，即 通信方法、通信时间、通信内容双方同时 遵守的一组规定和规则。
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5 . 总线速 度
1、波特率（每秒传输的码元数） 2、比特率（每秒传输的二进制位数）
成本低；微控制器对CAN控制器的读写时间比独立 CAN控制器要小；速度快；系统可靠性高；
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2、通信线路（数据总线）
节点之间传递数据的通道。（串行 传递）
单线制：光缆 双线制：两条数据总线绞在一起 的。
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3、网 络
为了实现信息共享，用通信线路 把多个节点连在一起，形成一个 有规则的网。
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第一部分 车载网络的基础知 识
一、车载网络系统的组成
网络节点（模块）、通信线路、软件及协 议
解释：
①各种控制模块、网关、智能传感器
②通信线路、不同子网(拓扑结构)
③支持各节点工作的软件、通信协议
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1.节点（模块）
一种电子装置。 简单：智能传感器；复杂：微处理 器。
电控单元：微处理器，实现某种自动控制 功能；
0~8个字节
VAN
控制、诊断 双绞线、扁 平线 Mancheste r 竞争 125Kbps
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车身控制A类网络总线结构图
CAN总线 车身总线
左前门控制 玻璃升降机 电动门锁执 后视镜电动 操作命令输
器ECU
电动执行器
行器
执行器 入装置ECU
LIN
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图
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B类网络的特点
➢ 主要面向独立模块间的数据共享， 适用于对实时性要求不高的场合， 以减少冗余的电子部件；
➢ 主要应用于车辆信息中心、故障诊 断、仪表显示等方面的控制。
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车载网络传输速度：
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典型的现代汽车车载网络
精品课件
Vehicle LAN（ 车载局域网）
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A 类网络的特点
➢ 适用于对实时性要求不高的场合， 主要应用于电动门窗、座椅调节、 灯光照明等控制。
➢ 位速率一般小于10Kbps；
“bit”（比特）为网络数据计量单位； “bps”是“bit per second”（每秒传输数据）的简写，为网络数据流 量单位；“512Kbps”也就代表“512Kbit/秒”的数据流量； “byte”为文件字节单位，1 个byte = 8 个bit；
如果一个码元只携带一个比 特的信息，则波特率和比特率在数值上 相等。
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6. 总线介质访问控制方 式
在总线上某一时刻若有两个节点同时 发送数据，则这两个数据将会在总线上发生“冲 突”，为了避免冲突产生，就要有一个解决“争 用”总线的方法，以使各节点充分利用总线的信 道空间和时间来传送数据而不发生冲突，这正是 介质访问控制方式的管理机制。
B级速率：10~100 kb/s，主要应用于电子车辆信 息中心、故障诊断、仪表显示、安全气囊等系统。
C级速率：最高可达1M kb/s，主要用于悬架控制、 先进发动机控制、牵引控制、ABS等系统。
SAE：美国机动车工程师学会 精品课件
二、车载网络的分类（2）
分类依据：功能和速率 ➢ A类：面向执行器、传感器的低速网络 ➢ B类：面向模块间数据共享的中速网络 ➢ C类：面向多路、实时闭环的高速网络 ➢ D类：面向信息、多媒体系统的网络 ➢ E类：面向乘员的安全系统