汽车车载网络控制技术(ppt 121页).ppt

1、第3章 汽车车载网络系统故障诊断,3.1 汽车车载网络系统故障检测 3.1.1汽车车载网络系统故障类型 3.1.2汽车车载网络系统故障检测注意事项 3.1.3专用诊断仪在汽车车载网络系统故障检测中的应用 3.2汽车车载网络系统故障诊断 3.2.1汽车车载网络系统故障诊断方法 3.2.2汽车车载网络总线系统故障自诊断 3.2.3汽车车载网络系统故障诊断分析,汽车车载网络控制技术,书名：汽车车载网络控制技术 书号：978-7-111-51649-1 作者：吴海东 出版社：机械工业出版社,一、任务工作页 先由学生熟悉如下工作页，了解本任务内容。在学习该任务所涉及的知识后，在老师的指导下完成本任务，同

2、时完成工作页内容的填写。 二、任务所涉及的知识 本项任务主要是掌握汽车车载网络系统的常见故障与诊断。要完成任务，有必要先了解汽车车载网络系统常见故障的类型及其产生的原因，学会常见故障诊断的方法,下一页,返回,3.1 汽车车载网络系统故障检测3.1.1 汽车车载网络系统故障类型,3.1 汽车车载网络系统故障检测3.1.1 汽车车载网络系统故障类型,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:电源系统故障;车载网络信息传输系统的链路(或通信线路)故障;车载网络信息传输系统的节点(电控模块)故障,上一页,下一页,返回,1.车载网络电源系统故障 汽车车载网络信息传

3、输系统的核心部分是含有通信IC芯片的电控模块(ECM)，电控模块的正常工作电压在10. 515. 0 V。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。 这类故障产生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,3.1 汽车车载网络系统故障检测3.1.1 汽车车载网络系统故障类型,2.车载网络节点故障 节点是汽车车载网络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，从而使汽车多路信息传输系统通

4、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,上一页,下一页,返回,3.1 汽车车载网络系统故障检测3.1.1 汽车车载网络系统故障类型,硬件故障，一般由于通信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。对于采用低版本信息传输协议，即点到点信息传输协议的汽车多路信息系统，如果有节点故障，将出现整个汽车多路信息传输系统无法工作的现象。 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,3.1 汽车车载网络系统故障检测3.1.1 汽车车载网络系统故障类型,3.车载网络链路故障 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

5、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。故障类型如图3-1所示,上一页,下一页,返回,3.1 汽车车载网络系统故障检测3.1.1 汽车车载网络系统故障类型,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，应该首先检测多路信息传输系统的工作状况。由于许多控制信息是通过多路信息传输系统进行传输的，如果多路信息传输系统有故障，则这些信息将无法传输，导致网络终端节点无法正常工作，给故障诊断带来了困难,3.1 汽车车载网络系统故障检测3.1.2 汽车车载网络系统故障检测注意事项,1.汽车车载网络系统故障诊断注意事项 1)

6、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。 4)不要触摸动力系统接口模块线束连接器端子或动力系统接口模块电路板上的锡焊元件，以防静电放电造成损坏,上一页,下一页,返回,3.1 汽车车载网络系统故障检测3.1.2 汽车车载网络系统故障检测注意事项,5)为避免损坏线束连接器端子，在对动力系统接口模块线束连接器进行测试时，务必使用合适的线束测试引线。 6)动力系统接口模块对

7、电磁干扰(EMI)极其敏感。在执行维修程序时，要确保动力系统接口模块线束布设正确，且牢固装在安装夹上。 7)由于动力系统接口模块电路具有一定的敏感性，因此制定了专门的线路修理程序，要严格执行,上一页,下一页,返回,3.1 汽车车载网络系统故障检测3.1.2 汽车车载网络系统故障检测注意事项,8)确保所有线束连接器正确固定。 9)发动机运行时，不得从车辆电气系统上断开蓄电池。 10)在充电前，务必从车辆电气系统上断开蓄电池。 11)切勿使用快速充电器启动车辆。 12)确保蓄电池电缆端子坚固,上一页,下一页,返回,3.1 汽车车载网络系统故障检测3.1.2 汽车车载网络系统故障检测注意事项,13)

8、在安装新的动力系统接口模块前，确保要安装的类型正确，务必参见最新的备件信息。 14)当接头需要更换时，只能更换认可的电气接头，以保证正确地配合并防止线路中电阻过大。在更换新的控制单元后，必须对新的控制单元进行重新编码(recoiled)，控制单元的编码(coding)工作可以用厂家专用的诊断仪进行，按菜单提示进行操作,3.1 汽车车载网络系统故障检测3.1.2 汽车车载网络系统故障检测注意事项,汽车车载网络系统故障诊断仪可以方便地检测电路物理特性，方便地读取或清除故障码;它可以与ECU中的中央处理器直接进行数据交换，显示静态或动态ECU的工作状况和各种传感器输出的瞬时数据;它能在静态或动态的情

9、况下，向电控系统各执行器发出检修作业需要的动作指令，以便检查执行器的工作状况,3.1 汽车车载网络系统故障检测3.1.3 专用诊断仪在汽车车载网络系统故障检测中的应用,1.汽车万用表的使用 汽车万用表是检测电子电路时最常用的仪表之一(图3-12)，它具有携带及使用方便、可测参数多等显著特点。在检测汽车电控系统、网络系统时通常使用汽车万用表。通过汽车万用表，可以判别故障的具体部位和检测元件的状态(图3-13,上一页,下一页,返回,3.1 汽车车载网络系统故障检测3.1.3 专用诊断仪在汽车车载网络系统故障检测中的应用,2.诊断仪的使用 在多路传输系统的诊断中，专用诊断设备必不可少，具有多路传输系

10、统车辆对解码器的要求如下。 1)能够自动识别汽车ECU的型号和版本。 2)能够完全访问汽车控制单元上开放的存储资源。 3)能够不失真地按照原厂要求显示从汽车控制单元上获取的数据,上一页,下一页,返回,3.1 汽车车载网络系统故障检测3.1.3 专用诊断仪在汽车车载网络系统故障检测中的应用,4)必须支持以下5个功能:读取故障码;清除故障码;动态数据分析;执行元件测试;对特定的车系/车型支持专业功能，如提供系统基本调整、自适应匹配(含防盗控制单元及钥匙匹配)、编码、单独通道数据、登录系统、传送汽车底盘号等专业功能,3.1 汽车车载网络系统故障检测3.1.3 专用诊断仪在汽车车载网络系统故障检测中的

11、应用,2）诊断仪在现代汽车维修中的作用 现代车辆的计算机检测设备已经不只起到简单的故障记忆查询和消码的作用，它包含了强大的车辆信息功能，并且可以借助于本身的数据库通过对故障记忆的分析来引导维修人员进行维修工作,3.1 汽车车载网络系统故障检测3.1.3 专用诊断仪在汽车车载网络系统故障检测中的应用,3）大众车系专用故障诊断仪 目前大众车系计算机故障诊断仪以VAG1551、VAG1552和VAS505X为主，可以用于捷达、宝来、高尔夫、奥迪、桑塔纳、帕萨特、波罗以及红旗等车型的车载网络系统的故障诊断与检测。凡是VAG1551/1552具有的功能，VAS505X（图3-17、图3-18）都能够执行

12、,3.1 汽车车载网络系统故障检测3.1.3 专用诊断仪在汽车车载网络系统故障检测中的应用,VAS5051检测仪的功能。 我们通过对最基础的VAS5051检测仪进行介绍，来说明该系列检测仪的功能和在维修过程中的作用。从VAS5051的初始屏幕上我们可以看到该检测仪具有自诊断、测量、故障引导和功能引导四大功能,3.1 汽车车载网络系统故障检测3.1.3 专用诊断仪在汽车车载网络系统故障检测中的应用,自诊断功能。 首先我们介绍一下自诊断功能，自诊断功能是对车辆单独的控制单元进行检测，比如对发动机、变速箱、ABS和仪表等控制单元进行检测。这些控制单元具有独立的地址码， VAS5051可以单独和这些控

13、制单元进行通信，完成控制单元故障记忆的查询、故障记忆的清除等功能。在自诊断项目下，主要有以下功能（图3-20,3.1 汽车车载网络系统故障检测3.1.3 专用诊断仪在汽车车载网络系统故障检测中的应用,项目是“查询故障” 功能，该项功能可以直接查询到控制单元内存储的故障记忆。 项目是“最终控制诊断” 功能，该功能是检测仪主动激活控制单元所控制的执行元件进行动作，通过人为地观察执行元件的工作情况来判断执行元件的状况。 项目是“基础设定” 功能，该功能完成控制单元和执行元件之间基础的电位设定。例如，发动机控制单元的基础设定是完成节气门和控制单元之间的电位匹配，空调系统的基础设定是完成空调电机和控制单

14、元之间的电位匹配，大灯控制单元的基础设定是完成大灯照程电机和控制单元之间的电位匹配等,3.1 汽车车载网络系统故障检测3.1.3 专用诊断仪在汽车车载网络系统故障检测中的应用,项目是“清除故障存诸器” 功能，该功能是清除掉控制单元内部储存的故障记忆。 项目是“结束输出”功能，是退出自诊断功能,3.1 汽车车载网络系统故障检测3.1.3 专用诊断仪在汽车车载网络系统故障检测中的应用,项目是“编码控制单元” 功能，通过对控制单元的编码，可以改变和实现控制单元不同的功能。例如，通过对奥迪轿车中央门锁系统控制单元编码的改变，可以分别实现“安全锁”、“行车自锁” 和“锁车警报” 等功能，这就使得控制单元

15、的功能得到提升，并且在使用上更富人性化。另外，车辆上装备的每一个控制单元都有一个编码，编码的数字包括了车型的选择、发动机和变速器类型的选择以及使用地区的选择等，这就使得相同零件编号的控制单元可以通过编码的改变去适应不同的车型，使控制单元的零件具有通用性,3.1 汽车车载网络系统故障检测3.1.3 专用诊断仪在汽车车载网络系统故障检测中的应用,项目是“读取测量值” 功能，该项功能十分有用，通过对控制单元各个数据块的静态和动态的分析，可准确、快速地查找到故障原因。 项目是“读单个测量数据块”功能，是厂家使用的，在维修中没有用到。 项目是“匹配”功能。通过该功能，加上不同的匹配通道和数据，可以修改控

16、制单元内部的一些参数，从而改变控制单元的一些使用特点。例如，通过仪表的匹配可以改变仪表的语言，修改保养里程的显示，进行燃油消耗曲线的匹配等,3.1 汽车车载网络系统故障检测3.1.3 专用诊断仪在汽车车载网络系统故障检测中的应用,项目是“登录程序” 功能，就是要完成一些重要的设置。首先输入一个特定的登录码，然后控制单元才允许你向下进行匹配。例如，发动机控制单元定速巡航功能的开启和关闭功能的匹配等,3.1 汽车车载网络系统故障检测3.1.3 专用诊断仪在汽车车载网络系统故障检测中的应用,测量功能。 该项功能包括汽车万用表的使用功能，即检测仪可以测量电压、电阻和电流；另外，还可以测量传感器的波形。

17、在实际的维修工作中，检测仪在对控制单元进行计算机检测的同时，还需要对线路和传感器进行测试。该测试仪的这项功能可以兼并,3.1 汽车车载网络系统故障检测3.1.3 专用诊断仪在汽车车载网络系统故障检测中的应用,故障引导功能。 该项功能的实现需要检测仪内部储存的大量车型数据来支持。由于现代车型的更新变化很快，对维修人员要掌握的车辆技术和车型信息的要求就越来越高。把这些新的车型信息存储在检测仪中，当维修人员需要某项信息的时候可以马上调出来，并且检测仪可以根据故障记忆的描述，结合自己强大的数据库，帮助维修人员查找故障。当然，检测仪储存的车辆信息，要根据厂家车型的变化定期进行升级更新,3.1 汽车车载网

18、络系统故障检测3.1.3 专用诊断仪在汽车车载网络系统故障检测中的应用,当执行该功能时，选择要检测的车型，检测仪就调出该车型的信息，并且把该车型上的所有控制单元检测一遍。检测完后，根据检测到的故障记忆，检测仪可以指导你进行下一步的维修工作，帮助你查找故障原因,3.1 汽车车载网络系统故障检测3.1.3 专用诊断仪在汽车车载网络系统故障检测中的应用,功能引导。 随着车辆控制单元的增多，每个控制单元下面都有很多的功能匹配和信息说明。这个功能项目的作用是维修人员主动地对某个控制单元进行操作，通过这种操作来完成对控制单元的匹配和故障查找等工作,3.1 汽车车载网络系统故障检测3.1.3 专用诊断仪在汽

19、车车载网络系统故障检测中的应用,3.汽车示波器在电控系统故障诊断中的应用 现代汽车已进入电子控制时代，电子控制已涉及汽车动力性、经济性、安全性、可靠性、净化性和舒适性等诸多方面，且各种控制系统电控单元之间相互联系紧密，可随时进行实时数据通信。电子设备占整车比例逐步上升，电子设备的故障越来越多，也越来越具有挑战性。而汽车示波器为综合判断汽车电子设备(包括网络)故障提供了有力保证,3.1 汽车车载网络系统故障检测3.1.3 专用诊断仪在汽车车载网络系统故障检测中的应用,1)汽车电子信号的种类 汽车电控系统的功能是电控单元通过接收并识别各个传感器提供的电子信号，指挥不同执行器动作，维持汽车的日常运转

20、。当某些电子信号出现异常时，表明汽车存在与之相对应的某些故障，因此，检测这些电子信号，并分析其特征可以进行故障诊断。汽车系统中存在五种基本电子信号,上一页,下一页,返回,3.1 汽车车载网络系统故障检测3.1.3 专用诊断仪在汽车车载网络系统故障检测中的应用,直流信号 汽车中产生直流信号的传感器或电源装置有蓄电池或动力控制模块（PCM） 输出的传感器。模拟传感器有发动机冷却水温度传感器、燃油温度传感器、进气温度传感器、节气门位置传感器、翼板式或热丝式空气流量计、真空和节气门开关，以及通用汽车、克莱斯勒汽车和亚洲汽车采用的进气压力传感器。 ）交流信号 汽车中产生交流信号的传感器和装置有：车速传感

21、器（VSS）、ABS轮速传感器、磁电式曲轴位置（CKP)和凸轮轴位置（CMP）传感器、从模拟压力传感器（MAP）信号得到的发动机真空平衡波形和爆震传感器（KS,3.1 汽车车载网络系统故障检测3.1.3 专用诊断仪在汽车车载网络系统故障检测中的应用,频率调制信号。 汽车中产生可变频率信号的传感器和装有数字式空气流量计、福特数字式进气压力传感器、光电式车速传感器（VSS）、霍尔式车速传感器（VSS）、光电式凸轮轴和曲轴位置（CKP） 传感器、霍尔效应式凸轮轴（CAM） 和曲轴位置（CKP）传感器。 ）脉宽调制信号。 汽车中产生脉宽调制信号的电路或装有初级点火线圈、电子点火正时电路、废气再循环控制

22、（EGR） 装置、净化装置、涡轮增压和其他控制电磁阀、喷油器、怠速控制电机或电磁阀,3.1 汽车车载网络系统故障检测3.1.3 专用诊断仪在汽车车载网络系统故障检测中的应用,串行数据（多路）信号。 如果汽车中装备有自诊断能力和其他串行数据送给能力的控制模块，则串行数据由发动机和自动变速器控制计算机（PCM）、车身控制计算机（BCM）、防滑制动系统（ABS/TRC）或其控制模块产生,3.1 汽车车载网络系统故障检测3.1.3 专用诊断仪在汽车车载网络系统故障检测中的应用,2)汽车电子信号的判断 汽车发动机控制计算机通过分辨各类电子信号的特征，识别各个传感器提供的各种信息，并依据这些特征发出各种命

23、令，指挥不同的执行器动作。这些特征就是汽车电子信号的五种判定依据，往往汽车故障也就从这些特征中体现出来,3.1 汽车车载网络系统故障检测3.1.3 专用诊断仪在汽车车载网络系统故障检测中的应用,1)五种判断依据的定义 幅值:电子信号在一定点上的即时电压。 频率:电子信号在两个事件或循环之间的时间，一般指每秒的循环数。 脉冲宽度:电子信号所占的时间或占空比。 形状:电子信号的外形特征，包括其曲线、轮廓和上升沿、下降沿等 阵列:组成专门信息信号的重复方式，如1缸传送给发动机控制计算机的上止点同步脉冲信号、传给解码器的有关冷却水温度信号的串行数据流等,上一页,下一页,返回,3.1 汽车车载网络系统故

24、障检测3.1.3 专用诊断仪在汽车车载网络系统故障检测中的应用,2)电子信号的判断依据 如表3-2所示，每个电子信号都可以用五种判定依据中的一个或多个进行判断,3.1 汽车车载网络系统故障检测3.1.3 专用诊断仪在汽车车载网络系统故障检测中的应用,3)汽车示波器的特点 与汽车万用表相比，示波器具有更精确及描述细致的优点。汽车万用表通常只能用一两个电参数来反映电信号的特征，而示波器则用电压随时间变化的图像来反映一个电信号，它显示的电信号比汽车万用表更准确、更形象。运用示波器，可使汽车电子设备的测试设定变得非常简单，只要像点菜单一样选择要测试的内容，无需任何设定和调整就可直接观察波形，使用极为方

25、便,上一页,下一页,返回,3.1 汽车车载网络系统故障检测3.1.3 专用诊断仪在汽车车载网络系统故障检测中的应用,4)汽车示波器的应用 1)用于部件或电路的故障分析 在汽车电子控制系统运行正常的情况下，利用示波器可诊断某个部件或某段电路的故障。下面以霍尔效应式车速传感器为例进行分析,3.1 汽车车载网络系统故障检测3.1.3 专用诊断仪在汽车车载网络系统故障检测中的应用,霍尔效应式传感器主要用于测量转动部件的位置和速度的电路中。车轮转动时，传感器便产生一连串的信号，且脉冲的个数(频率)随车速的增加而增加但信号的占空比在任何车速下保持恒定不变。 波形的振幅、频率和形状等关键判定依据应一致，即正

26、常的幅度基本上等于传感器的供电参考电压，两个脉冲之间的间隔、形状一致。当波形底部或顶部出现缺口或不规则以及波形高度(幅度)不相等时，则说明可能出现了故障(因为给传感器的供电电压是不变的);若波形对地电位过高，则说明电阻过大或传感器接地不良,上一页,下一页,返回,3.1 汽车车载网络系统故障检测3.1.3 专用诊断仪在汽车车载网络系统故障检测中的应用,2)用于汽车电子控制系统运行状态的分析。 在装有燃油反馈控制系统的汽车上，与其他测试仪表相比，汽车示波器能显示更多的关于随氧传感器信号变化所发生的情况。氧传感器非常敏感，且容易被干扰，因此，若氧传感器能产生合适、良好的波形，则说明整个系统(无沦发动

27、机还是电子控制部分)正常。用氧传感器反馈平衡分析方法可诊断真空漏气、点火不良、喷油不平衡、气缸压力等;运用氧反馈平衡技能，在实际中可以重新调整汽车,上一页,下一页,返回,3.1 汽车车载网络系统故障检测3.1.3 专用诊断仪在汽车车载网络系统故障检测中的应用,3)用于控制单元间的网络通信及控制单元与诊断设备间诊断接口的测试。 除可对传感器、执行器以及汽车电气系统进行检测外，示波器还可对控制单元之间的网络通信以及控制单元与诊断设备之间的诊断接口进行测试,3.1 汽车车载网络系统故障检测3.1.3 专用诊断仪在汽车车载网络系统故障检测中的应用,4.数字存储示波器的应用介绍 对于CAN数据总线上的信

28、号及参数进行检测，常用的检测设备是数字存储式示波器( DSO)。下面以CAN驱动数据总线检测为例，介绍VAS5051的DSO的使用方法。用DSO进行检测可以确定故障点的位置以及故障引发的原因。在使用DSO测试CAN总线的电压时，要求采用在无干扰功能下的DSO显示，同时在测量CAN总线信号波形时应注意准确调整DSO的时间值、电压值和触发信号,上一页,返回,3.1 汽车车载网络系统故障检测3.1.3 专用诊断仪在汽车车载网络系统故障检测中的应用,1) DSO双通道模式下的测量与分析。利用检测盒连接发动机控制单元，如图3-22、3-23所示为发动机控制单元与检测盒的线路连线。如图所示为在测试发动机控

29、制单元时双通道工作情况下DSO的线路连线图，要求两条CAN总线每一条线都通过一个通道进行测量。通道A红色的测量线连接CAN-H，黑色的测量线接地；通道B红色的测量线连接CAN-L，黑色的测量线接地,3.1 汽车车载网络系统故障检测3.1.3 专用诊断仪在汽车车载网络系统故障检测中的应用,运行发动机，此时可以测得如图3-24所示波形。其中1为通道所测量的CAN-H信号；2为通道B所测量的CAN-L信号；3表示CAN-H信号和CAN-L信号（通道A和通道B）的零线坐标置于等高（在同一零坐标线下对电压值进行分析更为简便）；4和5分别表示通道B和通道A的电压/单位的设定，在0.5V/单位值的设定下，D

30、SO的显示被较好地利用，这便于电压值的读取；6表示触发点的设定，它位于被测定信号的范围内， CAN-H信号在2.53.5V， CAN-L信号在1.52.5V；7表示时间单位值，该值应尽可能选择得小一些，最小的时间单位值为0.02/单位（DSO没有更小的时间单位）；表示显示传递的数据信息,3.1 汽车车载网络系统故障检测3.1.3 专用诊断仪在汽车车载网络系统故障检测中的应用,波形分析，如图3-25所示。CAN数据总线系统中的信息传输都是通过两个逻辑状态（0，显性；1，隐性） 来实现的，每一个逻辑状态都对应于相应的电压值。图5-1-25中所示2为CAN-H的隐性电压，其数值大约为2.6V （逻辑

31、值1）；3为CAN-H的显性电压，其数值大约为3.8V （逻辑值0）；4为CAN-L的隐性电压，其数值大约为2.4V （逻辑值1）；5为CAN-L的显性电压，其数值大约为1.2V （逻辑值0）。CAN数据总线只能有两种工作状态，在隐性电压电位时，两个电压值很接近；在显性电压电位时，两个电压差值大约为2.5V，电压值大约有100mV的小波动，见表3-3。如前所述，控制单元就是应用其电压差值来获得数据的,3.1 汽车车载网络系统故障检测3.1.3 专用诊断仪在汽车车载网络系统故障检测中的应用,2)DSO单通道模式下的测量与分析。也可直接利用DSO的单通道对CAN驱动数据总线系统的信号进行测量。当两

32、个CAN信号用一个DSO通道进行测量时，波形显示为其相应的电压差。这种测量方式在故障查询方面不如双通道的测量方式（两条线分开接地测量）。例如，在短路的故障形式下利用单通道模式分析是不可行的。单通道工作模式主要用于快速查看总线是否为激活状态。如图3-26所示为在测试发动机控制单元时单通道工作情况下DSO的线路连接图，通道A（或B）红色的测量线连接CAN-H，黑色的测量线连接CAN-L,3.1 汽车车载网络系统故障检测3.1.3 专用诊断仪在汽车车载网络系统故障检测中的应用,运行发动机，此时可以测得如图3-27所示波形。其中为电压单位 的设定，该电压单位值设定为0.5V/Div时DSO的显示可被较

33、好地利用，这便于电压图3-1-27单通道CAN数据总线波形图值的读取；2为时间单位值的设定，在单通道工作模式下，应设置最小的时间单位值，即0.01ms/Div ；3为零线位置，在单通道工作模式下进行测量，零线显示也为隐性电压电位（逻辑值1）；4为显性电压电位（逻辑值0）。由图3-1-27可以看出在DSO单通道工作模式下，CAN驱动数据总线的信号电压见表3-4，电压可能在100mV左右波动,3.1 汽车车载网络系统故障检测3.1.3 专用诊断仪在汽车车载网络系统故障检测中的应用,在电压电位图形上显示，有时候电压值也达到零线位置，这不是故障，在电压值达到零线电压之前，下一个测量值已经通过DSO进行

34、显示。这里需要注意，由于没有设定时间单位值，可能CAN数据总线系统的故障没有包含在DSO显示中,3.1 汽车车载网络系统故障检测3.1.3 专用诊断仪在汽车车载网络系统故障检测中的应用,3)常见的故障波形分析。 使用DSO可以确定故障点的位置以及故障引发的原因，在检测时用通道A测量CAN-H的信号电压，用通道B测量CAN-L的信号电压。 CAN-H与CAN-L短路故障（图3-28 ）。电压电位置于隐性电压值（大约2.5V）。通过插拔CAN驱动数据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-H和CAN-L线路连接引起的短路。当为线路短路引起的短路时，需要将CAN线组（ CAN

35、-H和CAN-L ）从节点处依次拔取，同时注意DSO的波形。当故障线组被取下后，DSO的波形恢复正常,3.1 汽车车载网络系统故障检测3.1.3 专用诊断仪在汽车车载网络系统故障检测中的应用,CAN-H对正极短路故障（图3-29）。 CAN-H线的电压电位被置于12V， CAN-L线的隐性电压也被置于大约12V。这是由于在控制单元收发器内的CAN-H和CAN-L的内部连接关系引起的。该故障的判断方法与两条总线短路故障相同。 CAN-H对地短路故障（图3-30）。 CAN-H的电压为0V， CAN-L的电压也位于0V，可是在CAN-L线上还能够看到一小部分的电压变化。该故障的判断方法与两条总线短

36、路故障相同。 CAN-L对地短路故障（图3-31） CAN-L的电压大约为0V， CAN-H线的隐性电压也被降至0V。该故障的判断方法与两条总线短路故障相同,3.1 汽车车载网络系统故障检测3.1.3 专用诊断仪在汽车车载网络系统故障检测中的应用,CAN-L对正极短路故障（如图3-32） CAN-H总线与CAN-L总线的电压都大约为12V。该故障的判断方法与两条总线短路故障相同。 CAN-H断路（图3-33）。 两条总线上的电压都接近1V， CAN-H信号偶尔缺失或无规律变化。在有控制单元工作时，那么示波中显示出的电平就会与CAN-H线上的正常电压一同变化。 CAN-L断路（图3-34）。 两

37、条总线上的电压都接近5V， CAN-L信号偶尔缺失或无规律变化。在有控制单元工作时，那么示波中显示出的电平就会与CAN-L线上的正常电压一同变化,3.1 汽车车载网络系统故障检测3.1.3 专用诊断仪在汽车车载网络系统故障检测中的应用,针对汽车车载网络系统故障常见的三种故障类型，在故障诊断时，要先了解该车型的汽车多路传输系统特点(包括：传输介质、几种子网及汽车多路传输系统的结构形式等)。熟悉汽车多路传输系统的功能，如：有无唤醒功能和休眠功能等。进一步检查汽车电源系统是否存在故障，如：交流发电机的输出波形是否正常(若不正常将导致信号干扰等故障)等。检查汽车多路传输系统的链路是否存在故障，采用替换

38、法或采用跨线法。检查汽车多路传输系统的节点是否存在故障,上一页,下一页,返回,3.2 汽车车载网络系统故障诊断3.2.1 汽车车载网络系统故障诊断方法,1.车载网络电源系统故障检测 1)故障产生的机理 汽车多路信息传输系统的核心部分是含有通信IC芯片的电控模块ECM，电控模块ECM的正常工作电压在10.5 15.0V的范围内。如果汽车电源系统提供的工作电压低于该值，就会造成一些对工作电压的电控ECM出现短暂的停止工作，从而使整个汽车多路信息传输系统出现短暂的无法通信。 对于电源故障，需要检查蓄电池电压、发电机工作情况、保险丝、接插件的连接状况、搭铁处的连接状况等,上一页,下一页,返回,3.2汽

39、车车载网络系统故障诊断3.2.1汽车车载网络系统故障诊断方法,2)故障实例分析 (1)故障现象 一辆上海别克轿车，在车辆行使过程中，时常出现转速表、里程表、燃油表和水温表指示为零的现象,3.2 汽车车载网络系统故障诊断3.2.1 汽车车载网络系统故障诊断方法,2)故障检测 用TECH2扫描工具(微机故障诊断仪)读取故障代码中出现各个电控模块均没有当前故障代码，而在历史故障代码中出现多个故障代码。其中：SDM(安全气囊控制模块)中出现U1040失去与ABS控制模块的对话；U1000二级功能失效；U1064失去多重对话；U1016失去与PCM的对话；IPC(仪表控制模块)中出现U1016失去与PC

40、M的对话；BCM(车身控制模块)中出现U1000 二级功能失效,3.2 汽车车载网络系统故障诊断3.2.1 汽车车载网络系统故障诊断方法,3)故障分析与排除 经过故障代码的读取可以知道，该车的多路信息传输系统存在故障，因为OBD-II规定U字头的故障代码为汽车多路信息传输系统的故障代码。通过查阅上海别克轿车的电源系统的电路图(见图3-2)可以知道，上面的电控模块共用一根电源线，并且通过前围板。由于故障代码为间歇性的，一次断定可能是这根电源线发生间歇断路故障,3.2 汽车车载网络系统故障诊断3.2.1 汽车车载网络系统故障诊断方法,2节点故障 1)故障形成机理 节点是汽车多路信息传输系统中的电控

41、模块，因此节点故障就是电控模块ECM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，从而使汽车多路信息传输系统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。硬件故障一般由于通信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。对于采用低版本信息传输协议，即点到点信息传输协议的汽车多路信息传输系统，如果有节点故障，将出现整个汽车多路信息传输系统无法工作,3.2 汽车车载网络系统故障诊断3.2.1 汽车车载网络系统故障诊断方法,2)故障实例分析 (1)故障现象 一辆上海帕萨特B5轿车在使用中出现机油压力报警灯与安全气囊故障指示灯报警，同时发动机转速表不能运行,3.2 汽

42、车车载网络系统故障诊断3.2.1 汽车车载网络系统故障诊断方法,2)故障检测 用V.A.G.1552故障阅读仪读取发动机控制系统的故障代码，发现有两个偶发性故障代码：18044安全气囊控制单元无信号输出；18048仪表数据输出错误。用V.A.G.1552故障阅读仪读取仪表系统的故障代码为：01314049发动机控制单元无通信；01321049安全气囊控制单元无通信,3.2 汽车车载网络系统故障诊断3.2.1 汽车车载网络系统故障诊断方法,3)故障分析和排除 通过读取故障代码可以初步判断故障在于汽车多路信息传输系统。通过对汽车电气线路进行分析，电源系统引起故障的概率很小，故障很可能是节点或链路故

43、障。用替换法试安全气囊控制单元，故障得以排除,3.2 汽车车载网络系统故障诊断3.2.1 汽车车载网络系统故障诊断方法,3.车载网络链路故障检测 (1)故障形成机理 当车载网络系统的链路(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减或失真，都会引起多个控制单元无法工作或控制系统错误动作。判断是否为链路故障时，一般采用示波器或汽车专用光纤诊断仪来观察通信数据信号是否与标准通信数据信号相符,上一页,下一页,返回,3.2 汽车车载网络系统故障诊断3.2.1 汽车车载网络系统故障诊断方法,若网络系统有故障，将会出现一定的故障现象。常见的网络故障现象如下。 1)数据总

44、线的两根导线短路。若两根导线之间短路，将导致整个网络失效。 2)导线对地短路。若两根导线中的某一根接地短路，则接上解码器诊断时无模块响应。 3)导线对电源短路。若两根导线中的某一根对电源短路，将导致整个网络失效。 4)一根导线断路。若一根导线断路，则仍可进入“DATA LINK DIAGNOSTIC”（数据链接诊断）菜单并进行测试,3.2 汽车车载网络系统故障诊断3.2.1 汽车车载网络系统故障诊断方法,5)两根导线都断路。若两根导线在靠近数据链接接头（诊断接头） 处发生断路，解码器和网络之间将无法通信。不过在网络的一个分支上两根导线都断路时，只有断点后面的模块无法与解码器通信。 6)两根导线

45、均对地短路。若两根导线都对地短路，将导致整个网络失效，各控制单元将按“故障模式” 工作。汽车可以启动或行驶，但模块将只能使用与其直接连接的传感器,3.2 汽车车载网络系统故障诊断3.2.1 汽车车载网络系统故障诊断方法,7)控制单元内部故障。若网关彻底损坏，将导致整个网络失效。当初步判断为某两个控制单元之间的数据总线出现故障时，可以用万用表对这两个模块之间的数据总线进行检查，并注意检查线束连接器端口和接头是否损坏、弯曲和松脱（接头侧和线束侧,3.2 汽车车载网络系统故障诊断3.2.1 汽车车载网络系统故障诊断方法,实际检查时，还可充分利用两个数据传递终端电阻进行数据线路故障范围的确定。在系统完

46、全正常的情况下，断开电源，拔下整个网络数据传输系统中除作为数据传输系统终端的两块控制单元外的任一模块，在拔下的模块上找到数据总线，用万用表测量线束侧的两数据总线之间的电阻都应约为两个数据传递终端电阻并联后的电阻值（高速数据传输系统通常为60左右），否则说明通信线路或作为数据传输系统终端的两块控制单元产生故障。此时再检查作为网络数据传输系统终端的两块控制单元的数据传递终端电阻，如正常，则为总线通信线路故障,3.2 汽车车载网络系统故障诊断3.2.1 汽车车载网络系统故障诊断方法,2)故障实例分析 (1)故障现象 一辆奥迪100轿车的电控自动空调系统在开关接通的情况下，鼓风机能工作，但是空调系统却

47、不制冷,3.2 汽车车载网络系统故障诊断3.2.1 汽车车载网络系统故障诊断方法,2)故障检测 通过观察，发现空调压缩机的电磁离合器不吸合，但发动机工作正常。检查电磁离合器线路的电阻值，电阻值符合规定值，检查空调控制单元的输出端没有输出信号。此时用V.A.G.1552故障阅读仪读取发动机控制系统和空调控制系统的故障代码，均无故障代码。用V.A.G.1552故障阅读仪读取空调控制单元的数据流，发动机的转速数据为零。由于发动机工作正常，因此发动机控制单元接收的发动机转速信号应该正常，检查发动机控制单元和空调控制单元之间的通信线路，发现两者之间的转速通信线的接脚变形造成链路断路，修复接插件后故障排除

48、,3.2 汽车车载网络系统故障诊断3.2.1 汽车车载网络系统故障诊断方法,4. CAN总线的检测方法 1）CAN总线用在国产轿车的车型 CAN双线式数据总线系统是一个有两条线的总线系统，通过这两条数据总线，数据便可以按顺序传到与系统相连的控制单元。这些控制单元就是通过CAN总线彼此相通的(即通过CAN总线传递数据)。CAN双线式系统目前已经广泛应用在电控汽车上，国产一汽宝来(BORA)、一汽奥迪A6、上海帕萨特B5和波罗(POLO)轿车上均不同程度地采用了CAN双线式数据总线系统,3.2 汽车车载网络系统故障诊断3.2.1 汽车车载网络系统故障诊断方法,2）检测控制单元的功能故障 在检查数据

49、总路线系统前，须保证所有与数据总路线相连的控制单元无功能故障。功能故障不会直接影响数据总线系统，但会影响某一系统的功能流程的故障。例如：传感器损坏，其结果就是传感器信号不能通过数据总线传递。这种功能故障对数据总线系统有间接影响。这会影响需要该传感器信号的控制单元的通信。如存在功能故障，先排除该故障。记下该故障并消除所有控制单元的故障代码,3.2 汽车车载网络系统故障诊断3.2.1 汽车车载网络系统故障诊断方法,3）检测CAN总线的故障 两个控制单元组成的双线式数据总线系统的检测 检测时，关闭点火开关，断开两个控制单元(见图3-3)。检查数据总线是否断路、短路或对正极/地短路。如果数据总线无故障

50、，更换较易拆下(或较便宜)的一个控制单元试一下。如果数据总线系统仍不能正常工作，更换另一个控制单元,3.2 汽车车载网络系统故障诊断3.2.1 汽车车载网络系统故障诊断方法,三个或更多控制单元组成的双线式数据总线系统的检测 检测时，先读出控制单元内的故障代码。如图3-4所示，如果控制单元1与控制单元2 和控制单元3之间无通信。关闭点火开关，断开与总线相连的控制单元，检查数据总线是否 断路。如果总线无故障，更换控制单元l，如果所有控制单元均不能发送和接收信号(存储器“硬件故障”)，则关闭点火开关，断开与数据总线相连的控制单元，检测数据总线是否短路，是否对正极/地短路,3.2 汽车车载网络系统故障

51、诊断3.2.1 汽车车载网络系统故障诊断方法,汽车车载网络总线传输系统故障自诊断 1)当某一传感器或电路产生了故障后，其信号就不能再作为汽车的控制参数，为了维护汽车的运行，故障自诊断模块便从其程序存储器中调出预先设定的经验值，作为该电路的应急输入参数，保证汽车可以继续工作,3.2汽车车载网络系统故障诊断 3.2.2汽车车载网络总线系统故障自诊断,2)当电子控制系统自身产生故障时，故障自诊断模块便触发备用控制回路对汽车进行应急的简单控制，使汽车可以开到修理厂进行维修，这种应急功能叫做“安全回家功能”。 3)当某一执行元件出现可能导致其他元件损坏或严重后果的故障时，为了安全起见，故障自诊断模块采取

52、一定的安全措施，自动停止某些功能的执行，这种功能称为故障保险,上一页,下一页,返回,3.2汽车车载网络系统故障诊断 3.2.2汽车车载网络总线系统故障自诊断,1.总线自诊断系统所能识别的故障 总线自诊断系统能识别的故障有: 1)一条或两条数据线断路 2)两数据线同时断路 3)数据线对地短路或对正极短路。 4)一个或多个电子控制单元(ECU)有故障,3.2汽车车载网络系统故障诊断 3.2.2汽车车载网络总线系统故障自诊断,2.自诊断系统的功能 1)发现故障。输入到微处理器的电压信号在正常状态下有一定的范围，如果此范围以外的信号被输入时，ECU就会诊断出该信号系统处于异常状态下。 2)故障分类。当

53、中央处理器工作正常时，通过诊断程序检测输入信号的异常情况，再根据检测结果分为轻度故障、引起功能下降的故障以及重大故障等，并且将故障按重要性分类，预先编辑在程序中。当中央处理器本身发生故障时，则通过WDT（看门狗）进行故障分类,上一页,下一页,返回,3.2汽车车载网络系统故障诊断 3.2.2汽车车载网络总线系统故障自诊断,3)故障报警。一般通过设置在仪表板上报警灯的闪亮来向车主报警。在装有显示器的汽车上，也有直接用文字来显示报警内容的。 4)故障存储。当检测故障时，在存储器中存储故障部位的代码，一般情况下，即使点火开关处于断开位置，中央处理器和存储部分的电源也保持接通状态而不使存储的内容丢失。只

54、有在断开蓄电池电源或拔掉熔丝时，由于切断了中央处理器的电源，存储器内的故障码才会被消除,上一页,下一页,返回,3.2汽车车载网络系统故障诊断 3.2.2汽车车载网络总线系统故障自诊断,5)故障处理。在汽车运行过程中如果发生故障，为了不妨碍正常行驶，由中央处理器进行调控，利用预编程序中的代用值(标准值)进行计算以保持基本的行驶性能，待停车后再由车主或维修人员进行相应的检修。 6)故障自诊断模块。从上述基本工作原理分析来看，故障自诊断模块应该包括:监测输入、逻辑运算及控制、程序及数据存储器、备用控制回路、信息和数据驱动输出等模块,3.2汽车车载网络系统故障诊断 3.2.2汽车车载网络总线系统故障自

55、诊断,3. OBD- II标准诊断仪接口 OBD- II是on-hoard diagnositics的缩写，即第二代随车计算机诊断系统，它代表了目前大部分诊断仪的技术水平，可以说是一个实际的标准，因而得到了汽车制造商的支持。其主要特点有: 1)诊断插座统一为16针插座，并统一安装于驾驶室仪表板下方。诊断插座如图3-8所示，引脚定义见表3-1,上一页,下一页,返回,3.2汽车车载网络系统故障诊断 3.2.2汽车车载网络总线系统故障自诊断,2)串行数据通信协议采用IS09141和SAE两个标准。 3)具有统一的5位故障代码。例如，P1352的第一个英文字母代表被测控制器，如P代表发动机计算机控制器

56、(power) , B代表车身计算机控制器（body)，C代表底盘计算机控制器( chassis) ,第二个字代表制造厂，第三个字代表SAE定义的故障范围码，最后两个字代表原厂故障码。 4)具有用诊断仪直接读取并清除故障码的功能。 5)具有行车记录功能，能记录车辆行驶过程中的有关数据资料。 6)具有记忆并重新显示故障信息的功能,上一页,下一页,返回,3.2汽车车载网络系统故障诊断 3.2.2汽车车载网络总线系统故障自诊断,4.常见车型的OBD- II端子分析 (1)大众车系的OBD- II端子(图3-9 ) (2)奥迪车系的OBD- II端子(图3-10) (3)福特车系的OBD- II端子(

57、图3-11,上一页,下一页,返回,3.2汽车车载网络系统故障诊断 3.2.2汽车车载网络总线系统故障自诊断,3.2汽车车载网络系统故障诊断3.2.3汽车车载网络系统故障诊断分析,以某款装备了总线系统的汽车为例，分析车载网络系统故障检测与诊断等方面的知识。 1.车载网络系统简介 该款汽车数据通讯系统结构图，如图3-35所示,由上图可见，该款汽车共采用CAN、LIN和K三种总线。发动机ECU通过防盗模块与诊断插座DLC的7端子之间采用K线通讯；前车身电脑BCM(FBCM)与后车身电脑BCM(RBCM)及辅助仪表之间采用单线制的LIN通讯；ECU与组合仪表各带125的终端电阻，两者之间通过CAN-H

58、(高线)与CAN-L(低线)连接，构成了闭合的总线，前车身电脑BCM、DLC、ABS模块、气囊SRS模块、空调模块等并联在总线上。总线由仪/发G(白色)、仪/室A(白色)两个插头连接而成，其中，仪/发G插头(仪/发G的含义：仪表线束和发动机线束连接G插头)位于仪表工作台右侧下方，而仪/室A插头位于仪表工作台左侧下方,3.2汽车车载网络系统故障诊断3.2.3汽车车载网络系统故障诊断分析,1）CAN-H(高线)的连接 仪/发G插头的针脚G1端子连接ECU的62端子；仪/发G插头的针孔G1端子分别连接空调模块的A6端子、气囊模块的A15端子和仪/室A插头的针孔的A1端子；仪/室A插头的针孔的A10端

59、子分别连接DLC的6端子、前BCM的PE2 18端子以及组合仪表的30端子；仪/室A插头的针脚连接ABS模块的5端子，并且将A1端子与A10端子相连接。 （2）CAN-L(低线)的连接 仪/发G插头的针脚G14端子连接ECU的81端子；仪/发G插头的针孔G14端子分别连接空调模块的A1端子、气囊模块的A16端子和仪/室A插头的针孔的A14端子；仪/室A插头的针孔的A9端子分别连接DLC的14端子、前BCM的PE21端子以及组合仪表的29端子；仪/室A插头的针脚连接ABS模块的6端子，并且将A9端子与A14端子相连接,3.2汽车车载网络系统故障诊断3.2.3汽车车载网络系统故障诊断分析,2CAN

60、总线的检测方法 （1）诊断仪检测 通过诊断仪可以方便的读取总线上各模块的数据流和故障码，也有利于诊断总线故障。由于发动机ECU与诊断插座DLC之间采用K线通讯，因此，对发动机检测时，可选择OBD-接头连接诊断仪，而检测除发动机以外其他电控模块，必须选用CAN-BUS接头来连接诊断仪。当总线出现链路故障时，诊断仪只能通过K线与发动机电控模块保持通讯，而无法进入其他电控模块，此时仪表会出现异常。当支线出现故障(如断路)时，诊断仪无法进入出现与之连接的电控模块，其他模块可正常进入。 （2）电阻值测量 由于DLC并联在总线上，可以在DLC相应端子上进行总线电阻值测量，但是应注意进行电阻值测量时应先断开