第8章 车载网络系统检修

车载网络技术第8章车载网络系统检修8.1常用 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 仪器8.1.1万用表1.万用表的基本功能万用表（Multi-meter）又叫多用表、三用表、复用表，分为指针式万用表和数字式万用表两大类。2.数字式多功能汽车万用表数字式多功能汽车万用表（图8-1和图8-2）除具有一般万用表的通断性、电压、电流、电阻测试功能之外，还具有信号频率测量、发动机转速测量、脉宽测量、温度测量、占空比测量等汽车电路检测的实用功能，是汽车电工必备的得力工具。图8-1AT-950B多功能汽车万用表图8-2K616多功能汽车万用表8.1.2示波器1.示波器的基本功能示波器（Oscilloscope）是一种用途十分广泛的电子测量仪器。它能把电信号变换成图象，便于人们研究各种电现象的变化过程。利用示波器能观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线，还可以用它测试各种不同的电量，如电压、电流、频率、相位差、幅值等等。汽车示波器不仅可以快速捕捉电信号，还可以记录信号波形，显示电信号的动态波形，便于一面观察一面 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 。无论是高速信号（如喷油器、间歇性故障信号）还是低速信号（如节气门位置变化及氧传感器信号），用汽车示波器都可得到真实的波形曲线，犹如医生给患者做心电图一样。2.多通道通用示波器在汽车网络系统的故障诊断、检测中，既可以采用多通道通用示波器（图8-3和图8-4）对总线波形进行分析，也可以使用具有示波器功能的汽车专用检测仪对总线波形进行分析。图8-3安泰信ADS1022CL+双通道示波器图8-4RIGOLDS1204B四通道示波器Protek6502A型双通道示波器（20MHz）Fluke190SeriesII型便携式四通道示波器8.1.3汽车检测仪汽车检测仪是现代汽车故障诊断、检测和维修必不可少的设备。汽车检测仪一般都具有读取故障码、清除故障码、动态数据分析和执行元件测试等功能。1.大众汽车集团专用汽车检测仪VAS5051VAS5051是大众、奥迪车系的专用汽车检测仪，是一个集车辆诊断、检测、信息系统于一体的综合式检测仪，在大众、奥迪车系电路检测，特别是汽车网络系统的故障诊断、检测和波形分析中发挥着不可替代的作用。VAS5051实际上是一个检测仪系列，可以用于捷达、宝来、迈腾、速腾、高尔夫、奥迪、桑塔纳、高尔、帕萨特、波罗以及红旗等车型的汽车网络系统的故障诊断与检测。此外，还具有对特定的车系／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、传送汽车底盘号码等专业功能。图8-5VAS5051汽车检测仪总成图8-6VAS5051汽车检测仪图8-7VAS5051B汽车检测仪图8-8VAS5052汽车检测仪图8-9VAS5053汽车检测仪VAS5051系列汽车检测仪通过CAN总线诊断接口与汽车进行通信（图8-10），实现汽车故障的诊断、检测和维修指导。图8-10VAS5051系列汽车检测仪通过CAN总线诊断接口与汽车进行通信加装专用的以太网网卡和相应软件之后，VAS5051还可以与国际互联网（INTERNET）连接，实现远程遥控诊断（Tele-Diagnose）。图8-11VAS5051专用的以太网网卡图8-12远程遥控诊断（Tele-Diagnose）2.宝马汽车集团专用汽车检测仪GT1宝马（BMW）车系所使用的车辆检测设备叫作综合测试仪GT1，是一种功能强大的汽车检测设备。GT1不仅具有DIS功能，同时，还提供TIS和WDS。在实际的修车过程中，绝大部分故障都可以通过GT1得到解决。图8-13综合测试仪GT1图8-14采用触摸屏技术的操作面板图8-15GT1与被检测车辆及宝马售后技术服务支持系统的联网图8-16GT1与被检测车辆及宝马售后技术服务支持系统的无线联网图8-17GT1与被检测车辆检测诊断接口的连接8.2检测仪的使用与波形分析8.2.1VAS5051检测仪的使用1.系统启动启动VAS5051检测仪，通过点击启动屏幕中的“车辆自诊断”按钮，进入“测量和信息系统”界面（图8-18）。然后连接测量导线，进入数字存储式示波器（DigitalStorageOscilloscope，略作DSO）界面。图8-18VAS5051检测仪的“测量和信息系统”界面进入DSO界面（图8-19）后，就可以进行参数设置、波形测量和读取测量结果了。在DSO屏幕上可以同时显示3个测量曲线。图8-19DSO界面（无故障的CAN总线波形）2.适配器的使用VAG1598/30适用于检测驱动（动力）CAN总线波形就车检测总线系统时，一定要使用适配器。VAG1598/11适用于检测舒适和信息CAN总线波形3.双通道检测驱动（动力）CAN总线（1）双通道工作模式下DSO的连线图8-22双通道工作模式下DSO的连线（AUDIA83.3TDI）（2）DSO的设置图8-23DSO的设置（双通道检测CAN总线电压）（3）电压值的应用图8-24总线波形显示的电压值4.单通道检测驱动（动力）CAN总线（1）DSO单通道工作模式的线路连接利用DSO的单通道对CAN总线的电压波形进行检测时，将DSO的红色测量导线连接CAN-High导线，黑色测量导线连接CAN-Low导线，如图8-25所示。图8-25DSO单通道工作模式下的线路连接（2）DSO的设置和电压分析当两个CAN信号用一个DSO通道进行检测时，DSO屏幕上显示的是CAN-High信号和CAN-Low信号的电压差。图8-26DSO的设置和电压分析（单通道工作时）5.在双通道模式下检测舒适CAN总线和信息CAN总线（1）在双通道工作模式下检测时DSO的连接图8-27检测舒适和信息CAN总线时DSO的连接（在双通道工作模式下）舒适CAN总线和信息CAN总线采用该形式的连接可以非常方便地判断总线是否处于“单线工作”状态。（2）DSO的设置图8-28在双通道工作模式下检测舒适和信息CAN总线时DSO的设置在舒适和信息CAN总线中，CAN-Low信号的隐性电平高于CAN-High信号的隐性电平，而CAN-High信号的显性电平高于CAN-Low信号的显性电平。为便于分析，建议将两条零线分开（图8-29）。（3）电压分析在舒适和信息CAN总线中，其信号电压必须达到规定区域，才能正确传输信息。在DSO屏幕上用蓝线给出了电压阈值（如CAN-High信号的显性电压至少要达到3.6V以上），如果未达到要求，控制单元将不能准确地判定信号电压是逻辑值0还是逻辑值1，这将导致出现故障存储或者总线转入单线工作状态。图8-29在双通道工作模式下检测舒适和信息CAN总线时的电压分析6.在单通道模式下检测舒适CAN总线舒适CAN的电压可以用DSO直接检测。进行总线诊断时，采用双通道模式进行电压检测更为适合，在单通道模式下检测舒适CAN总线主要用于快速判断总线是否处于激活状态。（1）单通道模式检测时DSO的连接图8-30在单通道模式下检测舒适CAN总线时DSO的连接（2）DSO的设定和电压分析当用单通道的DSO对两个CAN信号进行检测时，DSO屏幕上显示的是两个CAN信号的电压差值，即CAN-High信号与CAN-Low信号的电压差值。不难看出，在单通道模式下检测时，显性电压位于正电压区，隐性电压位于负电压区。图8-31在单通道模式下检测舒适CAN总线时DSO的设定和电压分析8.2.2CAN总线系统的故障信息当CAN总线系统发生故障时，可以借助VAS5051查询到CAN总线系统的故障存储记录。至于可能的故障原因和故障排除方法，需要具体参阅维修手册或者使用故障指南。1.驱动CAN总线的故障存储记录驱动CAN总线系统的故障存储记录见表8-5。2.舒适CAN总线和信息CAN总线的故障存储记录舒适CAN总线和信息CAN总线的故障存储记录见表8-6。8.2.3驱动CAN总线故障波形分析1.CAN-High导线与CAN-Low导线短路图8-32CAN-High导线与CAN-Low导线短路的故障波形2.CAN-High导线对正极短路图8-33CAN-High导线对正极短路的故障波形CAN-High导线的电压被置于12V；CAN-Low导线的隐性电压被置于大约12V。3.CAN-High导线对地短路图8-34CAN-High导线对地短路的故障波形CAN-High导线的电压位于0V；CAN-Low导线的电压也位于0V，但在CAN-Low导线上还能够看到一小部分电压变化。4.CAN-Low导线对地短路图8-35CAN-Low导线对地短路的故障波形CAN-Low导线的电压大约为0V；CAN-High导线的隐性电压也被降至0V。5.CAN-High导线和CAN-Low导线均对正极短路图8-36CAN-High导线和CAN-Low导线均对正极短路的故障波形CAN-High导线和CAN-Low导线两条导线的电压都约为12V。6.CAN-High导线断路图8-37CAN-High导线断路的故障波形CAN-High波形变化范围很大且杂乱无章（可能有其他控制单元的信号窜入）。发生CAN-High导线断路故障时，驱动CAN总线无法正常工作。7.CAN-Low导线断路图8-39CAN-Low导线断路的故障波形（1）图8-38CAN-Low导线断路示意图CAN-Low波形变化范围很大且杂乱无章（可能有其他控制单元的信号窜入）。发生CAN-Low导线断路故障时，驱动CAN总线无法正常工作。图8-40CAN-Low导线断路的故障波形（2）CAN-Low波形变化范围很大且杂乱无章（可能有其他控制单元的信号窜入）。发生CAN-Low导线断路故障时，驱动CAN总线无法正常工作。8.CAN-Low导线与正极短路图8-41CAN-Low导线与正极短路的示意图图8-42CAN-Low导线与正极短路的故障波形发生CAN-Low导线对正极短路故障时，CAN-Low导线的电压恒为蓄电池电压，且CAN-High导线能继续传送CAN总线信号。需要指出的是：处于休眠状态下的舒适和信息CAN总线波形与此相类似，但区别在于，休眠状态下的舒适和信息CAN总线的CAN-High导线上的电压恒为0V，且无明显波动。9.CAN-High导线和CAN-Low导线装混图8-43CAN-High导线和CAN-Low导线装混的示意图图8-44CAN-High导线和CAN-Low导线装混的故障波形当CAN导线装混时，CAN-Low导线上会出现一条高于2.5V（静电平）的电压波形曲线，实测波形也证实了这一点——在图8-44的左侧，CAN-Low导线电压高于2.5V。当一个控制单元或一组控制单元的CAN-High导线与CAN-Low导线装混时，暂时在示波器上不一定就能看出有什么差别。出现差别的频率可能非常低，以至于经过很长时间也不会显示出来。8.2.4舒适CAN和信息CAN总线故障波形分析1.CAN-High导线与CAN-Low导线之间短路图8-45CAN-High导线与CAN-Low导线之间短路的示意图图8-46CAN-High导线与CAN-Low导线之间短路的故障波形（零线坐标重叠）由故障波形可以看出，CAN-High与CAN-Low的电压波形完全相同。CAN-High导线与CAN-Low导线之间短路影响所有舒适CAN或信息CAN的工作，舒适CAN或信息CAN因而转为单线工作。此时，通信过程中，只有一条线路的电压起作用，控制单元利用该电压对地值确定传输的数据内容。在图8-46所示的故障波形中，通道A和通道B的零线坐标是几乎重叠在一起的。通过设置，可以将两个通道的零线坐标分开（图8-47）。将零线坐标分开后，可以更加清楚地观察CAN-High导线与CAN-Low导线的波形变化。图8-47CAN-High导线与CAN-Low导线之间短路的故障波形（零线坐标分开）2.CAN-High导线对地短路图8-48CAN-High导线对地短路的示意图图8-49CAN-High导线对地短路的故障波形由故障波形可以看出，CAN-High导线的电压置于0V，CAN-Low导线的电压正常。在该故障情况下，所有舒适CAN或信息CAN都转为单线工作。3.CAN-High导线对正极短路图8-50CAN-High导线对正极短路的故障波形CAN-High导线的电压大约为12V或为蓄电池电压。CAN-Low导线的电压正常。在该故障情况下，所有舒适CAN或信息CAN都转为单线工作。4.CAN-Low导线对地短路图8-51CAN-Low导线对地短路的故障波形CAN-Low导线的电压置于0V，CAN-High导线的电压正常。在该故障情况下，所有舒适CAN或信息CAN都转为单线工作。5.CAN-Low导线对正极短路图8-52CAN-Low导线对正极短路的示意图图8-53CAN-Low导线对正极短路的故障波形CAN-Low导线的电压大约为12V或为蓄电池电压，CAN-High导线的电压正常。在该故障情况下，所有舒适CAN或信息CAN都转为单线工作。6.CAN-Low导线断路图8-54CAN-Low导线断路的示意图CAN-Low导线断路的示意图如图8-54所示，其故障波形如图8-55和图8-56所示。图8-55CAN-Low导线断路的故障波形（0.02ms/Div.）图8-56CAN-Low导线断路的故障波形（0.5ms/Div.）图8-57不同控制单元的工作状态7.CAN-High导线断路图8-58CAN-High导线断路的故障波形CAN-High导线断路时，CAN-Low导线波形正常，CAN-High导线电压长时间保持在零电位，但偶有变化。8.CAN-High导线对正极通过接触电阻短路CAN-High导线的隐性电压拉向正极方向。CAN-High导线隐性电压大约为1.8V，正常时应大约为0V。该1.8V电压是由于接触电阻引起的。接触电阻阻值越小则隐性电压越大。在没有接触电阻的情况下，该电压值应该是蓄电池电压，即电源正极电压。图8-59CAN-High导线对正极通过接触电阻短路的故障波形9.CAN-High导线通过接触电阻对地短路图8-60CAN-High导线通过接触电阻对地短路的故障波形CAN-High导线的显性电压移向接地方向。CAN-High导线的显性电压大约为1V，正常的显性电压大约为4V。该1V电压就是受接触电阻的影响所致，接触电阻阻值越小，则显性电压越小。在没有接触电阻的情况下短路，该电压应为0V。10.CAN-Low导线对正极通过接触电阻短路图8-61CAN-Low对正极通过接触电阻短路的故障波形CAN-Low导线的隐性电压拉向正极方向。CAN-Low导线的隐性电压大约为13V，正常值应大约为5V。该13V电压就是受接触电阻的影响所致。接触电阻的阻值越小，则隐性电压越大。在没有接触电阻的情况下，该电压值应为蓄电池电压。11.CAN-Low导线通过接触电阻对地短路图8-62CAN-Low导线通过接触电阻对地短路的故障波形CAN-Low导线的隐性电压拉向0V方向。CAN-Low导线隐性电压大约为3V，正常值应大约为5V。该3V电压就是受接触电阻的影响所致。接触电阻的阻值越小，则隐性电压越小。在没有接触电阻的情况下，该电压值应为0V。12.CAN-High导线与CAN-Low导线之间通过接触电阻短路图8-63CAN-High导线与CAN-Low导线之间通过接触电阻短路的故障波形CAN-High导线与CAN-Low导线之间通过接触电阻短路时，CAN-High导线与CAN-Low导线的显性电压均正常，但CAN-High导线与CAN-Low导线的隐性电压相互靠近。CAN-High导线的隐性电压大约为1V，正常值应为0V；CAN-Low导线的隐性电压大约为4V，正常值应为5V。13.CAN-High导线与CAN-Low导线装混图8-64CAN-High导线与CAN-Low导线装混的示意图图8-65CAN-High导线与CAN-Low导线装混的故障波形发生CAN-High导线与CAN-Low导线装混故障时，CAN总线的隐性电压会有一个偏移（在图8-65的左边缘）。在隐性状态，某控制单元的导线装混会导致CAN-High导线上的电压升高和CAN-Low导线上的电压下降。8.2.5LIN总线故障波形分析1.LIN总线标准波形LIN总线仅靠一根导线传输数据。如果无信息发送或者发送到LIN数据总线上的是一个隐性电平，那么数据总线导线上的电压就是蓄电池电压。图8-66LIN总线标准波形2.LIN总线通过200Ω接触电阻对正极短路（不可工作）图8-67LIN总线通过200Ω接触电阻对正极短路的故障波形（不可工作）由图8-67所示的故障波形可以看出，当LIN总线通过200Ω的接触电阻对正极短路时，其显性电压的最低值已经达到5V左右，超过了极限值。此时，LIN总线已经无法正常工作。3.LIN总线通过300Ω接触电阻对正极短路（可以工作）图8-68LIN总线通过300Ω接触电阻对正极短路的故障波形由图8-68的故障波形可以看出，当LIN总线通过300Ω的接触电阻对正极短路时，其显性电压的最低值为1.75V左右，最高值为3.75V左右，在允许范围内。此时，LIN总线可以正常工作。8.3静态电流的检测与线束维修8.3.1休眠模式及静态电流的检测1.CAN总线的休眠模式为降低车辆不运行时的电能消耗，舒适CAN和信息CAN总线具有休眠模式。当关闭点火开关，车辆落锁35s后或不锁车但没任何操作10min后，CAN总线将进入休眠模式。CAN总线处于休眠模式时，其静态电流为6~8mA，而处于非休眠模式（激活状态）时，其静态电流约为700mA。2.静态电流的检测总线处于激活状态时，其静态电流和总线波形如图8-70和图8-71所示。图8-70总线处于激活状态时的静态电流（实测值）图8-71总线处于激活状态时的总线波形（实测波形）总线处于非激活状态时，其静态电流和总线波形如图8-72和图8-73所示。图8-72总线处于非激活状态时的静态电流（实测值，并不是标准值）图8-73总线处于非激活状态时的总线波形（实测波形）8.3.2CAN总线终端电阻的检测1.终端电阻的作用高频信号传输时，信号波长相对传输导线较短，信号在传输导线终端会形成反射波，干扰原来的信号，所以需要在传输导线的末端加装终端电阻，使信号到达传输导线末端后不再反射。装在驱动CAN总线上的终端电阻可以用万用表进行测量，但是装在舒适CAN总线和信息CAN总线上不能用万用表测量。2.终端电阻检测3.终端电阻的测量步骤图8-74测量两个终端电阻总的阻值4.测量结果的分析（1）驱动CAN总线的总阻值图8-75实际测量得到的驱动CAN总线两个终端电阻的总阻值（AUDIA21.4车型）（2）驱动CAN总线的单个阻值图8-76实际测量得到的驱动CAN总线的单个终端电阻阻值（AUDIA21.4车型）8.3.3CAN总线线束维修在维修CAN总线的线束时，应特别注意以下几点。1.不要拆开总线接点线束制造商在生产线束时，CAN总线的总线接点是使用专用设备进行压接的，连接非常可靠，可有效防止杂波的侵入。在维修CAN总线的线束时，不要拆开总线接点，以免引入杂波，造成干扰。图8-77CAN总线的总线接点（亦即导线的接合点）图8-78AUDI汽车的驱动CAN总线接点位于左侧A柱的线束内图8-79AUDI汽车舒适CAN和信息CAN的总线接点位于右侧A柱仪表台右侧线束内1—驱动CAN-High导线（橙/黑）；2—驱动CAN-Low导线（橙/棕）1—信息CAN-Low导线（橙/棕）；2—信息CAN-High导线（橙/紫）；3—舒适CAN-High导线（橙/绿）；4—舒适CAN-Low导线（橙/棕）2.维修接点不宜离总线接点过近为确保CAN导线不被外界的杂波侵入，维修接点不宜离总线接点过近，两者至少要保证有100mm的距离。3.导线的绞合为确保维修质量，大众汽车集团备有专用的CAN总线维修导线。图8-80维修接点不宜离总线接点过近图8-81CAN总线的专用维修导线及相关要求图8-82维修CAN总线的专用工具VAS1978及其使用GAMEOVER