《国规新能源汽车整车控制系统检修（第2版）》教案 第12课 整车控制系统故障诊断与维修（三）

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课题整车控制系统故障诊断与维修（三）课时2课时（90min）教学目标知识目标：（1）了解整车控制系统通信系统的故障现象及原因（2）掌握整车控制系统通信系统的故障诊断方法技能目标：能够完成整车控制器与ABS-ESC间通信故障的诊断与维修素质目标：（1）学习楷模事迹，培养严于律己、耐心细致的模范精神（2）领略工匠风采，培养攻坚克难、兢兢业业的工匠精神教学重难点教学重点：整车控制系统通信系统的故障现象及原因，整车控制系统通信系统的故障诊断方法教学难点：完成整车控制器与ABS-ESC间通信故障的诊断与维修教学方法任务引入法、问答法、讨论法、实践操作法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材教学设计第1节课：传授新知（28min）课堂讨论（10min）第2节课：实践操作（35min）拓展阅读（5min）

课堂小结（3min）作业布置（2min）教学过程主要教学内容及步骤设计意图第一节课课前任务【教师】布置课前任务，和学生负责人取得联系，组织学生下载“任务工单——整车控制器信号输入电路典型故障检修”，并根据任务工单进行组内分工，同时提醒同学通过文旌课堂APP或其他学习软件，收集整车控制器信号输入电路典型故障的相关资料，并进行了解【学生】提前上网观看相关资料，熟悉教材通过课前的预热，让学生了解所学课程的大概内容，激发学生的学习欲望考勤（2min）【教师】使用文旌课堂APP进行签到【学生】按照老师要求签到培养学生的组织纪律性，掌握学生的出勤情况任务引入（5min）【教师】讲述“ABS故障指示灯亮了”的案例，然后提出以下问题：（1）车辆ABS出现故障会产生什么后果？（2）ABS故障指示灯亮的原因有哪些？【学生】聆听、思考、举手回答通过与本任务相关的案例引出任务，激发学生的学习兴趣，让学生带着相关背景去探索新知识传授新知（28min）【教师】通过大家的发言，引入新知，讲解整车控制系统通信系统的故障现象、原因及诊断方法整车控制系统的通信系统是指整车控制器与车辆上其他子系统（如驱动电机系统、充电系统、动力电池系统等）进行信息交换及控制信号传输的系统。整车控制系统的通信系统是新能源汽车网络控制系统的一部分，因此其也采用CAN总线进行通信。3.3.1整车控制系统通信系统的故障现象及原因1．故障现象整车控制系统通信系统发生故障时，一般会有一些明显的故障现象，总体来说表现为以下三种。（1）系统整体失效，整车控制器和其他控制单元之间不能通信，导致多个控制单元不工作，造成车辆功能异常。（2）同时表现出多个故障现象，且故障现象之间没有必要的联系。（3）控制单元无法连接故障诊断仪。2．故障原因引起整车控制系统通信系统故障的原因一般有线路故障、节点故障、电源故障三种。1）线路故障线路故障主要是通信系统发生短路、断路，以及由线路物理性质引起的通信信号的衰减或失真。2）节点故障这里所讲的节点指各控制单元，节点故障就是控制单元故障。节点故障主要表现为某控制单元信号丢失。这种故障现象比较明显，比较容易识别和排除。节点故障包括硬件故障和软件故障。（1）硬件故障是指由控制单元供电电路故障、集成电路故障、芯片故障造成的控制单元无法正常工作。（2）软件故障是指通信协议或软件程序有缺陷或冲突，从而使整车控制器与其他控制单元间的通信出现混乱或失效。3）电源故障通信系统的核心部分是含有通信芯片的控制单元，其正常工作电压为10.5～15V。如果车辆发生故障，使其提供的工作电压低于正常工作电压，将会导致一些对工作电压要求较高的控制单元无法工作，进而无法通信。由电源引起的故障通常会导致整个通信系统无法使用，因此比较容易识别和排除。【畅所欲言】组织学生阅读“小李应聘维修员”的案例，并随机挑选学生回答问题你认同小李的做法吗？如果你是小李会如何选择？【学生】阅读、思考、回答【教师】总结学生的发言3.3.2整车控制系统通信系统的故障诊断方法整车控制系统通信系统故障诊断的一般方法如下。（1）用故障诊断仪检查各子系统通信是否正常。（2）若通过故障诊断仪读出通信异常，应检查线路是否存在短路或断路故障。首先，使用万用表对通信系统中的终端电阻、电压进行检测，基本确定线路是短路还是断路；然后，使用示波器检测电压波形，进一步确定故障原因及故障点。（3）若检测到某个控制单元至整车控制器的分支线短路，则应进一步检测该控制单元是否正常。常见的整车控制系统通信系统故障的诊断方法为诊断接口检测、终端电阻检测、电压检测、电压波形检测等。1．诊断接口检测诊断接口主要用来连接故障诊断仪，读取故障码，吉利帝豪EV450新能源汽车的诊断接口引脚如图3-29所示。其中，常用的引脚为3、4、5、6、11、13、14等七个引脚，引脚3和引脚11分别连接P-CAN的CAN-H总线和CAN-L总线，引脚4和引脚5接地，引脚6和引脚14分别连接V-CAN的CAN-H总线和CAN-L总线，引脚13连接LIN总线。2．终端电阻检测如图所示，通常为了避免信号反射，会在CAN总线的两端分别连接一个120Ω的终端电阻。这两个终端电阻并联，并构成一个60Ω的等效电阻。断电后，可以在CAN总线之间检测这个等效电阻，以判断线路的故障。检测方法是把一个便于拆装的节点从总线上脱开，然后使用万用表（见下图）测量CAN-H总线和CAN-L总线之间的电阻。若万用表显示电阻为60Ω左右，则表明线路无故障；若电阻无限大，则表明线路断路；若电阻无限小，则表明线路短路。3．电压检测通信系统的CAN-H总线和CAN-L总线间有一定的电压，在通信系统正常工作时，CAN-H总线的电压为2.5～3.5V，CAN-L总线的电压为1.5～2.5V。当通信系统处于休眠状态时，在正常情况下，CAN-H总线和CAN-L总线的电压为固定值，其大小因车型而异。电压检测的方法为：首先，将启动开关打开，万用表置于电压挡；然后，将万用表的一端接到CAN-H总线或CAN-L总线的引脚上，另一端接到车身上，如图所示；最后，读取电压，并进行判断。若电压为0V，则表明CAN-H总线或CAN-L总线对地短路；若电压大于正常值，则可能是CAN-H总线或CAN-L总线对电源短路。【视野拓展】组织学生阅读“视野拓展”的内容，随机挑选学生回答问题简述车辆激活的过程？【学生】阅读、思考、回答【教师】总结学生的发言4．电压波形检测采用示波器（见下图）检测CAN-H总线或CAN-L总线与车身接地间的电压时，会获得一个波形信号，根据该波形信号可判断出线路故障。正常情况下，CAN-H总线和CAN-L总线上的波形电位相反（一个为高电平，一个为低电平），且两条波形的电位和等于常数。检测方法为：将CAN总线中的CAN-H总线或CAN-L总线端接到示波器测试通道探头的正极，将CAN总线中的接地端连接到示波器测试通道探头的负极，对示波器测试通道进行相应的设置后，进行电压波形检测。常见的正常电压波形如图所示。若CAN-H总线或CAN-L总线波形为一条直线，且电压为0V，则该线路对地短路，如图所示为CAN-H总线对地短路电压波形。若CAN-H总线或CAN-L总线波形只有一处凸起，则该线路断路，如图所示为CAN-L总线断路电压波形。【学生】聆听、思考、理解、记忆通过讲解、图片展示、课堂互动等教学方法，让学生了解整车控制系统通信系统的故障现象、原因及诊断方法课堂讨论（10min）【教师】组织学生阅读“整车控制器与ABS-ESC间通信故障的诊断与维修”案例，然后以小组为单位讨论以下问题：整车控制器与ABS-ESC间通信故障的诊断步骤是怎样的？整车控制器与ABS-ESC间通信故障应如何维修？【学生】聆听、思考、小组讨论，由小组代表发表讨论结果【教师】与学生一起评价各组的发言通过课堂讨论，激发学生的学习兴趣，加深学生对所学知识的理解第二节课实践操作（35min）【教师】组织学生扫码观看“整车控制器与ABS-ESC间通信故障检修”视频，然后带领学生到实操间进行实践操作下面以吉利帝豪EV450新能源汽车为例，进行整车控制器与ABS-ESC间通信故障检修。1．准备工作（1）所用车型：吉利帝豪EV450。（2）作业工具：绝缘手套、安全帽、护目镜、绝缘鞋、车外三件套、车内四件套、万用表、故障诊断仪、故障检测盒、新能源汽车拆装常用工具等。2．操作步骤（1）将启动开关置于ON位，连接故障诊断仪，读取故障码，如图所示。测量蓄电池电压，结果为12.45V，在标准范围内（电压标准值：11～14V），如图所示。（3）取下整车控制器保险丝EF19和EF29（见下图），并分别测量其电阻，结果都小于1Ω，符合标准。（4）检查整车控制器线束连接器的端子电压。①将启动开关置于OFF位，断开整车控制器线束连接器CA66。②将启动开关置于ON位，分别测量整车控制器线束连接器CA66端子12、端子50对车身接地的电压，结果在标准范围内（电压标准值：11～14V）。（5）检查整车控制器线束连接器接地端子的导通性。①将启动开关置于OFF位。②分别测量整车控制器线束连接器CA66端子1、端子2、端子26、端子54与车身接地之间的电阻，结果都小于1Ω，符合标准。（6）检查ESC线束连接器的端子电压。①将启动开关置于OFF位，断开ESC线束连接器CA20，如图所示。②将启动开关置于ON位，分别测量ESC线束连接器CA20端子1、端子25、端子28对车身接地的电压，结果都为14V，在标准范围内（电压标准值：11～14V）。如图所示为测量ESC线束连接器CA20端子28对车身接地的电压。（7）检查ESC线束连接器接地端子的导通性。①将启动开关置于OFF位。②测量ESC线束连接器CA20端子13、端子38与车身接地之间的电阻，结果都小于1Ω，符合标准，如图所示。（8）检查整车控制器与ESC之间线束连接器的数据通信线路。①测量整车控制器线束连接器CA66端子22与ESC线束连接器CA20端子14之间的电阻，结果为0.5Ω，小于1Ω，在标准范围内，如图所示。②测量整车控制器线束连接器CA66端子23与ESC线束连接器CA20端子26之间的电阻，结果为98.3Ω，不在标准范围内，如图所示。因此可以确定为整车控制器线束连接器CA66故障，应更换整车控制器线束连接器CA66。【学生】以小组为单位，进行实操，根据分工填写“任务工单——整车控制系统通信系统的典型故障检修”【教师】根据学生表现，填写考核评价表以实际工作中需要的技能为出发点，切实帮助学生掌握操作技能，通过理论结合实践，加深对知识的理解和运用，锻炼学生应对实际问题的能力拓展阅读（5min）【教师】组织学生阅读“从汽车兵到大国工匠”案例，然后组织学生以小组为单位讨论以下问题：（1）你认为汽车兵与大国工匠有什么共同点？（2）张国强的事迹带给你哪些启发？思考、小组讨论，由小组代表上台发表讨论结果【教师】与学生一起评价各组的发言思想政治教育有机融入教学过程，加强学生学习楷模事迹，培养严于律己、耐心细致的模范精神；领略工匠风采，培养攻坚克难、兢兢业业的工匠精神课堂小结（3min）【教师】简要总结本节课的要点本节课学习了整车控制系统通信系统的故障现象、原因及诊断方法，并通过实际操作掌握了整车控制器与ABS-ESC间通信故障的诊断与维修方法；希望大家课下能多练习，对整车控制系统通信系统的故障诊断方法有一定认识，并能正确、熟练地完成整车控制器与ABS-ESC间通信故障的诊断与维修【学生】总结回顾知识点总结知识点，巩固印象作业布置（2min）【教师】布置课后作业（1）复习所学知识，观看“整车控制器与ABS-ESC间通信故障检修”视频，熟练掌握操作步骤、