汽车电子控制技术第二章.ppt

模块2 汽车多路复用系统,课题2.1 多路复用通信协议课题2.2 多路复用系统课题2.3 其他数据总线网络课题2.4 汽车多路复用系统诊断基础课题2.5 A类总线系统诊断课题2.6 B类总线系统诊断课题2.7 控制器局域网总线诊断,课题2.1 多路复用通信协议,由于汽车电子控制系统的增加，汽车传感器的数量不断增多，增加的元件和导线使汽车生产成本上升。例如，早期的汽车装备了三个发动机冷却剂温度传感器，一个传感器用于动力系统控制模块(PCM控制喷油和点火，一个用于冷却风扇模块控制散热器风扇的运行，第三个用于组合仪表指示发动机温度。,下一页,返回,课题2.1 多路复用通信协议,目前，很多汽车制造厂商采用了多路复用(MUX)系统，实现了不同控制模块之间的数据共享。多路复用提供了使用单个电路，在几个控制模块之间发布并共享数据的能力。由于数据是通过单个电路传输的，因此，消除了数量庞大的线束。MUX接线系统使用了现场总线数据链路，连接每个模块并允许数据从一个模块传输到另一个模块的。每个模块能在现场总线数据链路之上传输并接收数字信息。每台连接到数据总线的计算机叫做一个节点。来自某传感器的信号输送到一个模块后，能被其他的模块所使用。,上一页,下一页,返回,课题2.1 多路复用通信协议,MUX系统和非多路复用系统之间的主要差异是数据采集和处理的方法。在非多路复用系统中，来自传感器的模拟信号经一根专用导线传送到计算机。在计算机内，模拟信号转换成数字信号。由于每个传感器要求有自己的专用导线，因此传感器和执行器所必需的导线数量是很大的。在一个MUX系统中，来自传感器的模拟信号被发送到一台计算机，转换成数字信号，并由计算机发布到一条公共的数据总线上。由于任何系统的计算机或控制模块在一个时刻只处理一个输入，所以它在需要的时候调用这些数据信号。通过把从传感器到控制模块的数据分时传输，就能使用单个数据电路了。,上一页,下一页,返回,课题2.1 多路复用通信协议,协议是计算机用来在数据总线之上与另一台进行通信的语言。协议可在波特率和传送方法上不同。例如，有些制造厂商使用了脉宽调制，而有些则使用了可变的脉宽。美国汽车工程师学会(SAE)根据通信速度(波特率)定义了不同种类的协议。(1)A类，通用异步收发(UART)低速协议，波特率低于10 kb/s，异步协议是指在节点之间的通信只在需要时才进行而不是连续地进行;(2)B类，中速协议，波特率为10-125 kb/s;(3)C类，高速协议，波特率为125-1 000 kb/s,上一页,下一页,返回,课题2.1 多路复用通信协议,一、ISO 9141-2协议国际标准化组织ISO 9141-2协议，波特率为10.4 kb/s，属于B类系统，是用于车载计算机模块和OBD II故障诊断仪之间通信的协议。如图2-1所示，该系统是一个双线故障诊断总线，包括一根K线和一根L线。K线用于把数据从模块传输到故障诊断仪，L线用于把数据从故障诊断仪传输到模块。,上一页,下一页,返回,课题2.1 多路复用通信协议,ISO-K总线是另外一种采用ISO 9141-2协议的故障诊断总线，允许在单根接线上进行双向通信。使用ISO-K总线的汽车要求故障诊断仪为总线系统提供12 V电源。在总线上数据以数字信号的形式进行传送，如图2-2所示。,上一页,下一页,返回,课题2.1 多路复用通信协议,二、ISO 14230-4协议 ISO 14230-4协议采用单根双向数据传输线，在故障诊断仪和模块之间进行通信。欧洲的汽车制造商多使用这种系统，用做故障诊断总线。通信系统要求有一个主模块，收发信息的原理与UART系统相似，主模块轮流询问从模块，然后等待响应，进而控制消息的传输。无通信信号时，传输线上的电压保持5 V;通信时传输线上的电压降低，形成具有固定脉宽的数据流。,上一页,下一页,返回,课题2.1 多路复用通信协议,三、J1850协议J1850总线系统是OBD-II的B类标准，该总线有两个不同的版本。第一个版本支持41.6 kb/s的传输速率，福特采用了该协议并称为SCP协议，系统使用双绞线传输脉宽调制(P1V M)信号。第二个版本支持10.4 kb/s的传输速率，通用汽车和戴姆勒克莱斯勒应用了这种协议，通用汽车称为二类系统，而戴姆勒克莱斯勒称为可编程通信接口(PCI)，系统采用单线传输的可变脉宽调制(VPWM)数据总线。,上一页,下一页,返回,课题2.1 多路复用通信协议,四、J2284协议 J2284总线协议属于C类标准，又称为控制器局域网(CAN)CAN网络能支持高达1 Mb/s的传输速率，用于系统的实时控制。罗伯特博施在20世纪80年代早期开发了CAN，目前，在欧洲应用十分广泛。大部分装备CAN总线的汽车只把CAN总线用在模块间的通信，与故障诊断仪的通信常采用ISO-K总线。美国SAE已经要求把CAN C网络作为故障诊断仪与PC M通信的协议。,上一页,返回,课题2.2 多路复用系统,一、A类数据总线网络1988年，克莱斯勒开发了一种多路复用系统，并用到2003年份的车型上，该系统被称为克莱斯勒冲突检测(CCD)，是典型的A类总线，如图2-3所示。CCD系统的应用，显示出很多优点:接线减少;计算机中的驭动器减少;传感器的载荷减少;诊断功能增强。CCD系统利用双绞线以数字形式传输数据。其中一根接线称为总线(+)，另一根称为总线(-)。所有连接到CCD总线系统的模块安装有一块专门的CCD芯片。在大多数汽车中，车身控制模块(BCM)是总线系统的主模块，其他模块是从模块。主模块提供偏压给总线电路供电，总线供电电路如图2-4所示。,下一页,返回,课题2.2 多路复用系统,在没有数据传输时，总线(+)和总线(-)电路上的偏压是2.50 V。如图2-5所示，5 V稳压电源经一个13 k的电阻器把电流传送到总线(-)电路，然后电流经过两个并联的120的电阻器进入总线(+)电路，最后电流经第二个13 k的电阻器到接地。两个120 的电阻器称为端接电阻，用于抑制感应电压。其中一个端接电阻在BCM内部，而另一个位于动力系统控制模块(PCM)中。,上一页,下一页,返回,课题2.2 多路复用系统,如图2-6所示，在CCD芯片中的比较器相当于一个电压表，正表笔连接到总线(+)电路，负表笔连接到总线(-)电路，电压表会测出电路之间的电压差)总线无数据传输时，电压差接近0V(实际为0.02 V)当一个模块需要发送一个数据时，微处理器利用“与非”门同时操纵两个驭动器，不断的接通和切断，来回转换。,上一页,下一页,返回,课题2.2 多路复用系统,当两个驭动器接通时，总线(+)的电压被拉高到接近5 V，总线(-)被拉低到接近0 V,电压差接近5 V，比特值为0;当两个驭动器切断时，总线(+)的电压恢复为2.49 V，总线(-)恢复为2.51 V,电压差接近0V，比特值为1。由于驭动器以7 812.5次/秒的速率来回切换(接通和切断)，因此，总线(+)上的电压不会升到满5 V，总线(-)上的电压也不会降到0V，只要比较器测量到一个大于0.06 V的电压差，计算机就会分辨出一个比特值的改变(由1变为0)，从而达到传输数据的目的。,上一页,下一页,返回,课题2.2 多路复用系统,二、B类数据总线网络J1850协议规定r$类数据总线网络。从1998年开始，戴姆勒克莱斯勒逐渐取消CCD总线系统，并以新的可编程通信接口(PCI)总线系统代替。PCI系统是一种单线、双向通信总线，系统的模块是并联的，系统中的每个模块为自己提供偏压，并接有端接电阻(图2-7)。模块向总线发送数据时，一个可变的脉宽调制信号(VPIWM)在07.75 V切换，用来表示1和0比特位(图2-8),上一页,下一页,返回,课题2.2 多路复用系统,电压变化呈梯形状，向上或向下倾斜，这样可以抑制电磁感应。VPIWM电压的高低和长度决定了比特值是1还是0。典型的PCI总线数据包括如下信息(图2-9)(1)数据头(HGADGR):13个字节，包含数据类型、长度、优先级、目标模块、发送模块的信息;(2)数据(DATA)字节:正在被发送的消息，长度最大为8个字节;(3)循环冗余码校验(aRa)字节:检测数据是否已被损坏，是否有其他错误;(4)帧内响应(IFR)字节:如果发送模块要求一个来自目标模块的应答，会带有此信息。,上一页,下一页,返回,课题2.2 多路复用系统,三、控制器局域网 第一辆使用控制器局域网(CAN总线)的汽车是1991年的梅赛德斯5_Class，总线遵循J2284协议。根据传输速度不同，CAN总线系统分为CAN B和CAN C两类。CAN B是中速系统，传输速率低于125 kb/s，用于座椅、车窗、收音机、仪表板等车身电器的控制;CAN C总线的速度高达500 kb/s，用于发动机管理、制动防抱死等系统的实时控制。目前，汽车上出现了一种新的诊断用CANC总线，专用于连接故障诊断仪。一辆汽车可以同时配备多种总线网络。,上一页,下一页,返回,课题2.2 多路复用系统,CAN总线电路由一对双绞线组成，CAN C(+)和CAN C(-)。数据同时在两条线上传输，传输的信号相同，但两条线上的信号电压正好相反，即在同一时刻一条导线上是高电位，则另一条导线上是低电位，CAN总线将两条导线拧在一起，以减少电磁干扰。在布线时，总线尽力避开与大电流导线平行的路径，比如点火开关驭动电路、电动机和大电流PG M电路。,上一页,下一页,返回,课题2.2 多路复用系统,在所有CAN总线系统中，每个模块都为自己提供偏压，当某个模块与总线断路，其他模块组之间仍旧可以通信。不同的CAN总线系统也各有优缺点。例如，高速CAN C总线只在点火开关打开时才工作，CAN B总线能在点火开关关掉时保持激活状态。控制模块根据自身需求，决定它应该连接到哪个总线系统。,上一页,下一页,返回,课题2.2 多路复用系统,在同一辆汽车上使用两个分开的总线网络，给制造厂商提供了每个系统最适宜的特性。实时交换数据的汽车系统应采用CAN C。其他可能需要在点火开关关掉时传输数据的模块会被连接到CAN B总线上。在点火开关打开后CAN C总线被激活，总线偏压为2.5 V。当CAN C(+)和CAN C(-)两者电位相等时，总线是隐性的，比特值“1”被传输。当CANC(+)电位拉高以及CAN C(-)电位拉低时，总线是显性的，比特值+0;被传输(图2-10)CAN C总线中有两个端接电阻，分别位于两个相隔最远的CAN C模块中，每个端接电阻为120，由于模块是并联的，因此总电阻是60。,上一页,下一页,返回,课题2.2 多路复用系统,无论点火开关是断开或接通，CAN B总线总是处于激活状态。当CAN B(+)为00.2 V,CAN B(-)为4.85.0 V时，总线是隐性的，逻辑值为+1;。当CAN B(+)电位拉到3.65.0 V,CAN B(-)电位拉低到1.40V时，总线是显性，逻辑值为“0(图2-11)。当CAN B(+)大约为0 V,CAN B(-)接近蓄电池电压时，总线处于休眠状态。,上一页,下一页,返回,课题2.2 多路复用系统,在CAN B总线中，每个模块都有自己的端接电阻，全部总线端接电阻由安装在汽车上的模块数决定。CAN B模块内部有两个端接电阻，端接电阻把CAN B(+)和CAN B(-)分别连接到各自的收发器插头终端(图2-12)。为了提供端接和偏压，收发器内部把CAN B(+)电阻器接地，把CAN B(-)电阻器连到了一个5 V电源。当该CAN B总线进入休眠模式，连到CAN B(-)插头终端的5 V电压切换成蓄电池电压。,上一页,下一页,返回,课题2.2 多路复用系统,中控网关模块(CGW)用于连接三个CAN总线网络(CAN B,CAN C和诊断用CAN C)。与计算机网络中的路由器相似，该模块允许不同总线之间的数据交换。CGW从一个总线读取数据，然后把该数据转移到其他的总线。如果有几个数据正在同时发送，这些数据会被存入一个缓冲区，并按优先级依次发送。CGW也监测CAN网络是否失效，当检测到故障时，储存相应的网络故障码(U码)。CGW也是故障诊断仪连接到CAN网络的网关。故障诊断仪通过诊断用CAN C总线连接到该网关。,上一页,返回,课题2.3 其他数据总线网络,没有任何一个数据总线能同时满足汽车计算机的全部控制需求，因此，除主要的总线网络之外，汽车上还应用其他一些的总线网络。一、本地互联网数据总线本地互联网络(LIN)总线是一种通用异步收发(UART)低速网络，有一个主模块、多个从模块。LIN主模块连接到CAN总线并控制数据的传输速率。主模块在从模块和CAN总线之间翻译数据(如图2-13所示)，对从模块的诊断需通过主模块进行。,下一页,返回,课题2.3 其他数据总线网络,LIN总线系统的主模块能支持多达15个从模块，主模块的端接电阻是1 k,从模块使用30 k的端接电阻。从模块可以是控制模块、传感器或执行器。智能传感器可以在LIN总线发送数字消息，智能执行器可以接收LI N总线上的数字信号命令。主模块或从模块都能发送数据，数据在一根导线之上传输，传输速率为120 kb/s),上一页,下一页,返回,课题2.3 其他数据总线网络,二、媒体定向系统传输数据总线媒体定向系统传输(MOST)数据总线系统是一个专为音频和视频数据传输而设计的数据系统。MOST总线通过光纤利用没有任何电磁干扰的光波来传输数据，传输速率为25 Mb/s。传统的视频和音频是利用模拟信号进行传输的，使用光纤数据总线的MOST系统，其数据通信是数字的。在MOST数据总线上的模块利用LED、光电二极管和MOST收发器来与光信号通信(图2-14),上一页,下一页,返回,课题2.3 其他数据总线网络,LED和光电二极管是光纤收发器的重要组成部分，LE D把来自MOST收发器的电压信号转换成光信号，送入光缆;光电二极管把光缆上的光信号变成电压信号，然后送到MOST收发器。微处理器指令MOST收发器以电压信号把消息发送到光纤收发器，MOST收发器也把来自光纤收发器的电压信号发送到微处理器。,上一页,下一页,返回,课题2.3 其他数据总线网络,总线上的模块通过光纤电缆连成一个环形(图2-15)，数据只在一个方向发送，通常由主模块开始。由主模块发出的数据被送到环中的下一个模块，该模块接受后继续发送给它的下一个模块，直到发送模块接收到了它自己的消息为止。如果某模块接收到了一个它不需要的数据，数据由MOST收发器接受后直接返回光纤收发器，不会送入微处理器。,上一页,下一页,返回,课题2.3 其他数据总线网络,光纤电缆结构如图2-16所示，光纤内环由聚甲基丙烯酸甲醋(PMMA)组成，电缆内环被一种光学透明的反射膜包裹。电缆的外壳由聚酞胺制成，使内环与外部光隔绝。外罩通常涂有醒目的颜色，以便与导线区分，同时也保护了电缆免于破坏和高温。如果电缆被直着放置，则有些光会以直线穿过内环。然而，大部分的光波基于全反射原理穿过电缆内环，以“之”字形路径传输(图2-17),上一页,下一页,返回,课题2.3 其他数据总线网络,三、无线总线网无线网无需使用物理接线就能把模块连接在一起以传输信息。例如，车胎压力信息能从车胎中的传感器直接传输到汽车上的控制模块，而不使用导线。实现无线通信的技术有多种，蓝牙技术最常见。蓝牙技术利用一个标准化的无线传输协议将各个控制模块相互连起来。在汽车内，笔记本电脑、非手持式移动电话都可以通过蓝牙实现与外界的通信。,上一页,返回,课题2.4 汽车多路复用系统诊断基础,如果汽车的多路复用系统失效，症状可能表现为单个功能(如仪表)不工作，或多个功能的失效。总线系统的失效包括电路的断开、短路、高电阻和元件的失效。如果某模块不工作，不要立即判定是总线系统问题，可能是由于系统失去了蓄电池供电或接地不良而导致的。,下一页,返回,课题2.4 汽车多路复用系统诊断基础,大部分总线系统都通过数据链路连接器(DLL)与故障诊断仪进行通信，可以采用J1962中断箱(BOB)辅助数据系统的检测，如图2-18所示。J1962BOB是OBD-II的DLL检测工具，可用于任何具有OBD-II的汽车。BOB串联在DLL和故障诊断仪之间，提供了DLL端子的所有测试点，用来检测有关DLL电路的电压和电阻。分配给汽车的通信网络的诊断故障码称为U码，与用于动力系统故障的P码、车身系统故障的B码遵循同一个SAE标准。前缀+U;表示故障是与网络通信相关的。如果总线上的两个模块出现通信故障，需要接收信号的模块可能同时设置两个故障码，即一个U码和一个B码，U码表示与第二个模块的通信故障，B码表示系统没有执行某功能。,上一页,下一页,返回,课题2.4 汽车多路复用系统诊断基础,在总线网络中，模块能检测与一个或多个模块的通信故障，有些模块还能够监测总线电路上的电压，当出现总线电压过高、过低，总线短路或断路等异常情况时，设置U码，并显示故障码的状态。如果故障情况目前依然存在，则该故障码会显示为硬码;如果故障情况不存在了，则故障码显示为间歇码。,上一页,返回,课题2.5 A类总线系统诊断,A类总线系统是一种慢速总线，包含一个主模块和若干个从模块。主模块给总线系统供偏压。如果主模块失效，则所有总线通信都会中断。在CCD总线系统中，主模块通常是BCM，总线由双绞线CCD(+)和CCD(-)组成，并利用两根接线之间的电压差来传输数据。CCD总线故障会导致汽车电气系统工作异常，利用故障诊断仪尝试与汽车上所有的模块进行通信，从而确定故障是全部总线失效还是部分总线失效。如果故障诊断仪能够与汽车上的某个模块进行通信，则把其作为一个部分总线失效进行诊断。如果任何模块都不能与故障诊断仪进行通信，则按照全部总线失效进行诊断。,下一页,返回,课题2.5 A类总线系统诊断,如果初步测试表明是全部总线失效，失效的故障原因包括:主模块有故障;主模块的电源或接地电路有故障;来自主模块的总线电路有断路;总线电路对地短路;总线电路对电源短路;两根总线接线短路。在进一步确定故障类型时，将J1962 BOB连接到DLL，测量CCD总线电路电压，其中DLL端子3为CCD(+)，端子11为CCD(-)。在点火开关处于运行挡时，CCD(+)应有2.49 V的电压，而CCD(-)应有2.51 V的电压;关闭点火开关后，两根总线的正常电压是0 V,上一页,下一页,返回,课题2.5 A类总线系统诊断,如果电压表指示总线电压为12 V，则说明该电路对蓄电池短路。关闭点火开关，观察电压表读数，如果电压下降，则说明短路部位在点火开关供电电路。逐一拆下电路中的熔断器和继电器，同时观察电压表。如果在某个熔断器或继电器拔出后电压下降到了正常水平，标识该熔断器或继电器，利用维修手册确定是什么电路和元件，由那个熔断器保护或由那个继电器所控制。根据手册进一步确定故障点是元件，还是元件所在的电路接线。,上一页,下一页,返回,课题2.5 A类总线系统诊断,如果电压表指示总线电压为0V，则说明总线电路可能断路或对地的短路。在确定故障的类型时，断开蓄电池，将欧姆表的表笔插进DLL端子3和端子11中，测量总线系统的端接电阻。通常CCD总线系统有两个120的端接电阻，分别位于PCM和BCM之中，由于两个电阻在总线系统是并联连接，因此欧姆表的正确读数应为60。如果电阻值不正确，断开PCM和BCM，分别检查两个模块中的端接电阻是否良好，检查总线电路本身是否有断路或对地短路。如果端接电阻正常，总线电路也没有任何对地短路的迹象，则可能是主模块BCM的供电电路故障，不能为总线提供偏压，在更换BCM之前，核实电源和接地电路是完好的。,上一页,下一页,返回,课题2.5 A类总线系统诊断,如果初步测试表明是部分的总线失效，设法确定没有通信的模块。如果存在多个模块没有通信，则查找汽车的接线图，确定在受影响的模块之间是否有公共的节点，例如，共有的连接器、共有的接线、共有的电源线或者共有的接地。检测这些公共的节点，核实其是否工作正常，并进行维修。,上一页,返回,课题2.6 B类总线系统诊断,一、ISO 9141-2总线系统诊断ISO 9141-2是一种诊断用总线，它提供了在故障诊断仪和模块之间的通信链路。许多OBD II汽车会使用这种协议与动力系控制模块(PC M)通信，也有些制造了家会使用该系统在故障诊断仪和汽车上的其他模块之间通信(图2-19),下一页,返回,课题2.6 B类总线系统诊断,ISO 9141-2总线使用K线把数据从模块传输到故障诊断仪，L线用来从故障诊断仪接收数据(图2-20)。诊断仪在K线上给模块提供偏压，同时模块在L线上给诊断仪提供偏压。如果该总线系统发生故障，则故障诊断仪和模块间的通信会中断。这种总线系统不用于汽车上模块之间的通信，因此不会影响到汽车本身的运行。当故障诊断仪不能与PC M进行通信时，查阅维修手册，确定该车上的其他模块是否也使用ISO 9141-2总线进行诊断。如果在总线上有其他模块，尝试故障诊断仪与每个模块进行连接，从而确定故障范围。有些故障诊断仪提供了一种汽车模块扫描功能，该功能会询问总线上的全部模块并要求响应，然后列出那些没有应答的模块。,上一页,下一页,返回,课题2.6 B类总线系统诊断,参考图2-19，如果节点1有响应，但节点2和节点3没有，则首先要检查的地方应是直插式连接器。如果只有节点1和节点3响应，则说明问题出在到节点2的总线电路中。由于电路是并联的，因此该问题不可能是对地短路或电源故障。检查总线和节点之间是否有断开现象，检查节点本身的电源电路，包括蓄电池供电端和接地电路。,上一页,下一页,返回,课题2.6 B类总线系统诊断,如果没有任何模块响应，把J1962 BOB连到DLL，检查K线和L线上的电压。在不连接故障诊断仪时，只有在L线上存在电压，是由模块提供的。如果电压为0V，可能是L线断路或对地的短路，断开蓄电池，利用欧姆表来确定故障的类型。如果是开路，则最可能的位置是在DLL和第一个节点的接线处。对地短路可能出现在电路中的任何地方。在查找短路部位时，断开直插式连接器，检查电阻值是否有变化。如果有，则说明故障在DLL和直插式连接器之间，否则，逐一断开直插式连接器侧的各个模块。在每个模块被断开后，检查电阻读数。如果断开某个模块后读数改变，则说明该模块有一个内部的故障，需要更换。如果在全部模块被断开后欧姆表依然指示对地短路，说明故障在接线中。,上一页,下一页,返回,课题2.6 B类总线系统诊断,二、ISO-K总线系统诊断如图2-21所示，ISO-K是一种诊断用总线，当采用ISO-K作为模块和故障诊断仪之间通信连接时，DLL中的接线柱到每个模块都有一根专用接线，例如，DLL的接线端子7通过K线与PC M相连。ISO-K只用于故障诊断仪与模块之间的通信，不用于模块间的通信。故障诊断仪为K线提供偏压。,上一页,下一页,返回,课题2.6 B类总线系统诊断,当故障诊断仪和模块之间的通信出现故障时，将J1962 BOB连到DLL，不连接故障诊断仪，关闭点火开关，在K线上的电压应该为0V。如果此时电路上有电压存在，则说明DLL和模块之间或者模块的内部有对电源短路现象。如果电压指示0V，用欧姆表检测K线是否对地短路，若有，短路点可能位于DLL和模块之间或者模块内部的接线之中。,上一页,下一页,返回,课题2.6 B类总线系统诊断,连接故障诊断仪，点火开关关闭，使用示波器来观察K线电压。示波器时间坐标设置为每分度10 ms。此时，在示波器上应看到12 V电压。在观察示波器波形的同时，把点火开关转到运行挡，尝试在故障诊断仪和模块之间建立通信。示波器波形会随着通信的建立而指示数字信号(图2-22),上一页,下一页,返回,课题2.6 B类总线系统诊断,三、J1850总线系统诊断戴姆勒克莱斯勒的可编程通信接口(PCI)是采用J1850协议的一种可变脉宽调制(VPIWM)系统，发生故障时会造成汽车电子系统工作不正常。进行PCI总线系统的故障诊断，应首先确定该故障是全部总线失效，还是部分总线失效。,上一页,下一页,返回,课题2.6 B类总线系统诊断,全部总线失效通常表现为通信线路中有对电源短路或对地短路现象。如果初步测试显示是全部总线失效，将J1962 BOB连接到DLL，通过DLL的总线端子2检测该系统是否有正确的偏压和端接电阻。利用电压表检测PCI总线是否对蓄电池电压(12 V)短路或对地(0 V)短路。电压读数为0V也可能是断路故障，但这种故障不会导致全部总线失效。用示波器检测PCI总线通信，总线静止时的正常电压是0V，进行信息通信时数据波形是一个可变脉宽调制信号，高电位接近7.75 V，低电位接近0 V。由于不同汽车会选有不同的网络组件，因此不同汽车总线上的端接电阻也是不同的。,上一页,下一页,返回,课题2.6 B类总线系统诊断,如果初步测试表明总线对蓄电池电压短路，则通过电路分解可进一步核实故障位置。用电压表测量PCI总线电压，关闭点火开关，等待20s，然后再次读表。如果电压表此时读数为0V，则说明总线网络对点火开关电路短路。如果电压表仍旧指示蓄电池电压，则说明总线对蓄电池供电线路短路。逐一拆下电路中的熔断器和继电器，同时观察电压表。如果在某个熔断器或继电器拔出后电压下降到了正常水平，则标识该熔断器或继电器，利用维修手册确定是什么电路和元件由那个熔断器保护或由那个继电器所控制。根据手册进一步确定故障点是元件，还是这些元件所在的电路接线。,上一页,下一页,返回,课题2.6 B类总线系统诊断,如果初步测试表明总线对地短路，则故障可能是某个模块有内部短路故障，也可能是PCI总线接线对地短路。有些汽车使用了一个公用的总线电路集线器，例如，图2-23显示了一个将BCM作为公用集线器的PCI总线系统。BCM上有三个总线连接器，这些连接器来自全部模块的不同的总线电路。逐个拔出连接器并观察系统的运行，如果拔出某个连接器后，总线系统恢复正常，则说明故障出在那个连接器对应的总线线路里。使用欧姆表来确定哪根总线接线是对地短路。参照维修手册来确定故障总线上的模块，并拔出那个模块，测量BCM连接器和底盘接地之间的电阻。如果读数为无穷大，则说明模块有故障。如果读数仍然很低，则说明该接线对地短路。,上一页,下一页,返回,课题2.6 B类总线系统诊断,如果总线系统没有公用总线集线器，则查阅汽车电路图并确定是否有连接器可以分解总线网络。用欧姆表测量DLL(使用J1962 BOB)的端子2和接地之间的电阻，拔出该连接器，如果欧姆表仍旧显示低电阻，则说明故障位于DLL和连接器之间，否则故障在该连接器下游。确定故障总线上的模块，并逐个拔出总线上的模块，如果拔出某个模块后读数变化了，则说明故障在该模块。如果拔出全部模块后读数仍然很低，则说明故障存在于接线束中。,上一页,下一页,返回,课题2.6 B类总线系统诊断,如果初步测试表明是部分总线失效，则设法确定哪个模块不能通信。如果存在多个模块不能通信，利用汽车电路图来确定受影响的模块之间是否存在公共的导线连接。例如，寻找共有的连接器、共有的接线、模块共有的电源或者模块共有的接地。检查共有元件并核实其是否工作正常，需要时进行维修。,上一页,返回,课题2.7 控制器局域网总线诊断,使用控制器局域网(CAN)总线系统的汽车一般会有两个或三个不同的CAN系统。汽车车身系统在CAN B总线上通信;发动机控制、制动防抱死等系统会在CAN C总线上通信;2005年后的车型，逐步开始使用诊断用CAN C网络。进行CAN总线故障诊断的第一步是确定哪个总线网有故障。连接故障诊断仪，使用故障诊断仪访问中控网关模块(CGW),下一页,返回,课题2.7 控制器局域网总线诊断,CWG是三个CAN总线网络的共用元件，会提供表明哪个总线网络有故障的故障码。如果故障诊断仪不能与中控网关模块通信，则说明诊断用CAN C电路有故障。当确认故障网络后，使用数字式万用表和示波器，进一步诊断网络的故障原因，诊断步骤如下。,上一页,下一页,返回,课题2.7 控制器局域网总线诊断,(1)如果故障码表明CAN B(+)或CAN B(-)电路有断路故障，则确定一个在CAN B总线系统上的容易接近的模块，在该模块的连接器中，设置一个相应CAN B电路上的对地短路点。例如，如果故障码表明CAN B(-)是断路的，用跨接线使CAN B(+)对地短路，如图2-24所示，假设节点1处CAN B(-)有断路现象。由于CAN B总线具有容错功能，一根总线对地短路不会造成通信中断，总线自动进入单线工作模式，除了节点1外，所有其他模块会通过CAN B(-)进行通信。使用故障诊断仪尝试与所有节点进行通信，如果某个模块不能通信，说明该模块处存在断路现象，故障点在从受影响的总线电路到该模块的接线之间。,上一页,下一页,返回,课题2.7 控制器局域网总线诊断,(2)如果故障码表明某个CAN B电路电压过高或过低，则利用数字式万用表来确定是否该故障是对电压(12 V)短路还是对地(0 V)短路的。如果在两个电路上的电压为500 mV1.0 V，则这两个电路短路在一起。查找短路点的步骤与用于J1850 VPW M总线的步骤相似，利用汽车电路图确定是否有用于电路分解的连接器，把电压表连接到短路电路，观察读数，同时打开连接器。确定了短路存在的电路分支后，在分支上的模块或其他连接器断开，以查找故障的根本原因。,上一页,下一页,返回,课题2.7 控制器局域网总线诊断,(3)如果故障码表明CAN B(+)和CAN B(-)两个电路都过高或过低，则说明故障属于全部总线失效。故障现象可能包括前照灯接通、仪表中的警告指示灯点亮、仪表板背光灯处于最大亮度、仪表不工作等。查找故障点的步骤与第2条中所描述的步骤相同。(4)如果故障码表明CAN C电路短路，会导致全部CAN C总线失效。短路可能是对电源、对地或两个电路短路在一起。故障可能包括仪表中的警告指示灯点亮、仪表不工作、发动机不能启动等。在查找短路点时，每次断开一个模块并观察症状，观察在CAN电路上的欧姆表读数，确定是否是由模块故障引起的，否则故障出在接线中。,上一页,下一页,返回,课题2.7 控制器局域网总线诊断,(5)如果故障码表明与某个模块的通信中断，检查该模块上的电源和接地电路是否良好。如果供电电路完好，则检查CAN总线和该模块之间是否存在断路，否则更换该模块。在诊断CAN总线时，总线正常状态如下。(1)在点火开关处于运行挡时，在CAN B(+)上的正常电压读数为280V(2)在点火开关处于运行挡时，在CAN B(-)上的正常电压读数为920 mV;,上一页,下一页,返回,课题2.7 控制器局域网总线诊断,(3)在点火开关断开，总线睡眠时，在CAN B(+)上的正常电压读数为0V;(4)在点火开关断开，总线睡眠时，在CAN B(-)上的正常电压读数为4.084.72 V;(5)CAN B的端接电阻是无法测量的，在蓄电池断开时显示为无穷大，否则表明有短路现象;,上一页,下一页,返回,课题2.7 控制器局域网总线诊断,(6)CAN C总线的端接电阻为60;(7)诊断用CAN C总线的端接电阻为60;(8)在点火开关处于运行挡时，在CAN C(+)上的正常电压读数约为2.60 V;(9)在点火开关处于运行挡时，在CAN C上的正常电压读数约为2.40 V,上一页,返回,图2-1,返回,图2-2,返回,图2-3,返回,图2-4,返回,图2-5,返回,图2-6,返回,图2-7,返回,图2-8,返回,图2-9,返回,图2-10,返回,图2-11,返回,图2-12,返回,图2-13,返回,图2-14,返回,图2-15,返回,图2-16,返回,图2-17,返回,图2-18,返回,图2-19,返回,图2-20,返回,图2-21,返回,图2-22,返回,图2-23,返回,图2-24,返回,