汽車綜合故障診斷項目五網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)故障診斷課件

學習目標1掌握汽車CAN總線通訊故障的診斷維修方法5.1CAN總線系統(tǒng)的故障診斷及檢修CAN-BUS系統(tǒng)是汽車內(nèi)提供一種特殊的局域網(wǎng)，為汽車的控制器之間提供數(shù)據(jù)交換，像常見的奧迪A6、奔馳、寶馬、帕薩特B5、寶來等車型都采用了CAN數(shù)據(jù)總線（簡稱CAN總線）。由于我國中高級轎車主要引進歐洲車型，因此國內(nèi)轎車大多采用CAN總線技術(shù)。5.1.1CAN總線系統(tǒng)故障原因CAN總線系統(tǒng)中擁有一個CAN控制器、一個信息收發(fā)器、兩個數(shù)據(jù)傳輸終端及兩條數(shù)據(jù)傳輸總線，如圖所示。1．電源線路故障

汽車上所用的控制單元模塊需要一個供電電壓，如果汽車電源系統(tǒng)提供的工作電壓不正常，就會使得汽車電控模塊出現(xiàn)短暫的不正常工作，將會引起整個汽車CAN總線系統(tǒng)出現(xiàn)通信不暢。

汽車多路信息傳輸系統(tǒng)的核心部分是含有通訊IC芯片的電控模塊ECM。ECM的正常工作電壓在10.5～15.0V的范圍內(nèi)。如果汽車電源系統(tǒng)提供的工作電壓低于該值，就會造成一些對工作電壓要求高的ECM出現(xiàn)短暫的停止工作，從而使整個汽車多路信息傳輸系統(tǒng)出現(xiàn)短暫的無法通訊。2．CAN總線鏈路故障CAN總線的數(shù)據(jù)傳輸線采用雙絞線的結(jié)構(gòu)，當CAN總線系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸線出現(xiàn)短路、斷路或線路物理性質(zhì)變化引起通信信號衰減或失真，都會導致多個電控單元工作不正常，使CAN總線系統(tǒng)無法工作。

判斷是否為鏈路故障，一般可采用示波器或汽車專用光纖診斷儀來觀察通訊數(shù)據(jù)信號是否與標準通訊數(shù)據(jù)信號相符，亦可逐一抽出總線檢查。3．CAN總線節(jié)點故障

汽車CAN總線系統(tǒng)中的電子控制模塊被稱為節(jié)點，CAN總線系統(tǒng)由網(wǎng)關(guān)、多個節(jié)點以及數(shù)據(jù)傳輸線組成，如圖所示，其中節(jié)點故障就是電控模塊的故障。軟件故障

即傳輸協(xié)議或軟件程序有缺陷或沖突，從而使汽車CAN總線系統(tǒng)通信出現(xiàn)混亂或無法工作，這種故障一般會成批出現(xiàn)。硬件故障

一般是電控模塊芯片或集成電路發(fā)送損壞，造成汽車CAN總線系統(tǒng)無法正常工作。5.1.2CAN總線系統(tǒng)的檢測1．總線終端電阻的檢測

汽車控制單元模塊中內(nèi)部都有封裝電阻，單個阻值一般為120Ω左右。我們平時說的CAN總線終端電阻，實際上是CAN通訊總線連接的控制單元終端電阻并聯(lián)后的總和，阻值約為60Ω，如圖所示。

舒適CAN總線、驅(qū)動CAN總線、診斷CAN總線、擴展CAN總線的終端電阻均為60Ω左右，其中J519、J234、J533等控制模塊中未標注的電阻均為千歐級別，并聯(lián)后對終端電阻的阻值影響可忽略不計。終端電阻的測量步驟總結(jié)如下將蓄電池的電極線拔除；等待大約5分鐘，直到所有的電容器都充分放電；連接測量萬用表并測量總阻值；將一個帶有終端電阻控制單元的插頭拔下來檢測總的阻值是否發(fā)生變化；第一個控制單元（帶有終端電阻）的插頭連接好，再將第二個控制單元的插頭拔下來；檢測總的阻值是否發(fā)生變化；分析測量結(jié)果。

以奧迪A21.4車型為例，測量CAN-Antrieb總線的總阻值：帶有終端電阻的兩個控制單元是連接相通的。測量的結(jié)果是每一個終端電阻大約為120Ω，總阻值為60Ω，如圖所示。通過該測量可以分析，連接電阻是正常的。注意終端電阻不是一定為大約120Ω，而是相應(yīng)的阻值依賴于總線的結(jié)構(gòu)在總的阻值測量后，當在一個帶有終端電阻控制單元的插頭拔下后測量的阻值沒有發(fā)生變化，則說明系統(tǒng)中存在問題。這說明被拔取的控制單元的終端電阻可能損壞或者是CAN-Bus總線出現(xiàn)斷路。如果在拔取控制單元后顯示的阻值變得無窮大，那么，或者是連接中的控制單元終端電阻損壞，或者是到該控制單元的CAN-Bus數(shù)據(jù)傳輸線出現(xiàn)故障。

對于CAN總線系統(tǒng)中的終端電阻，可以使用萬用表進行測量。正常情況下總線一般都隱藏在汽車內(nèi)部，不容易進行直接測量，我們可以對總線的引出線端口，如診斷插座上的端子或者借助分離插頭等檢測工具，這里我們以奧迪車系4S店總線檢測的標配工具VAG1598/38為例介紹下汽車總線終端電阻的檢測方法，如圖所示。VAG1598/38的優(yōu)勢在于能夠?qū)AN總線上控制單元回路中的連接情況轉(zhuǎn)換到自身上，通過自身上CAN-High與CAN-Low兩排小插頭的拔出與插入來控制CAN總線網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的通斷，從而節(jié)省了人工查找線路的繁瑣操作，如圖所示。

測量前，我們先將VAG1598/38的連接插頭插入被測試汽車的總線診斷插座上，之后在在VAG1598/38上安裝被測試汽車的分離插頭。完成連接后，我們使用萬用表插入VAG1598/38相應(yīng)的端口上，如左圖所示。測量的阻值為58Ω，表明CAN-High線與CAN-Low線之間的阻值正常，如右圖所示。圖

測量CAN-High線與CAN-Low線之間的終端電阻圖CAN總線的終端電阻阻值顯示2．總線電壓的檢測CAN-High驅(qū)動數(shù)據(jù)總線的主體電壓應(yīng)是2.5V，當有信號傳輸時，總線上的電壓值會在2.5～3.5V之間高頻波動，測量時，將萬用表撥至電壓擋位，萬用表紅表連接到CAN-High線分配器端口上，黑表筆與車身搭鐵，測量的電壓為2.7V左右，如圖所示。

同樣的，CAN-Low驅(qū)動數(shù)據(jù)總線上有信號傳輸時，總線上的電壓值會在1.5～2.5V之間高頻波動，因此，萬用表的測量值為1.5～2.5V之間，小于2.5V但靠近2.5V，如圖所示。3．總線波形的檢測

檢測CAN總線波形信號時，一般采用測試儀或示波器測量總線數(shù)據(jù)信號的波形，例如采用雙通道的示波器進行同步波形的測量，能夠直觀地觀察CAN總線系統(tǒng)波形信號有無異?，F(xiàn)象。

使用示波器測量CAN總線波形時，首先需要設(shè)置參數(shù)，點擊電腦界面上的通道A后，左下角選擇DOS1，點擊電腦界面上的通道B，左下角選擇DOS2，完成參數(shù)設(shè)置后，將示波器的兩支黑表筆搭鐵，之后將連接DOS1的紅表筆接在CAN-High線端口上，連接DOS2的紅表筆接在CAN-Low線端口上，如圖所示。

最后，我們通過示波器觀察CAN總線的波形，正常情況下CAN-High線與CAN-Low線的波形大小相等、相位相反，如圖所示。

在CAN-BUS上，信息傳遞是通過兩個二進制邏輯狀態(tài)0（顯性）和1（隱性）來實現(xiàn)的，每個邏輯狀態(tài)都對應(yīng)于相應(yīng)的電壓值。控制單元利用兩條線上的電壓差來確認數(shù)據(jù)。

當CAN-BUS數(shù)據(jù)總線對地短路時，檢測到的CAN-BUS數(shù)據(jù)總線的信號波形如圖（b）所示。

當CAN-BUS數(shù)據(jù)總線對正極短路時，檢測到的CAN-BUS數(shù)據(jù)總線的信號波形如圖（b）所示。

當CAN-BUS數(shù)據(jù)總線中的CAN-Low總線斷路時，檢測到的CAN-BUS數(shù)據(jù)總線的信號波形如圖（b）所示。

當CAN-BUS數(shù)據(jù)總線中的CAN-High總線斷路時，檢測到的CAN-BUS數(shù)據(jù)總線的信號波形如圖（b）所示。

當CAN-High和CAN-Low短路時，檢測到的CAN-BUS數(shù)據(jù)總線的信號波形如圖（b）所示。

當CAN-BUS數(shù)據(jù)總線處于睡眠模式時，檢測到的CAN-BUS數(shù)據(jù)總線的信號波形如圖所示。

通過對汽車總線的波形信號進行檢測分析，我們就可以判斷出汽車CAN總線通訊故障的原因。汽車總線故障波形總結(jié)如下CAN-Low線對地短路CAN-Low線的電壓置于0V、CAN-High線的電壓電位正常，汽車網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)在此故障下，變更為單線工作狀態(tài)。CAN-High線對地短路CAN-High線的電壓置于0V、CAN-Low線的電壓電位正常，汽車網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)在此故障下，變更為單線工作狀態(tài)。CAN-Low線對正極短路CAN-Low線的電壓大約為12V、CAN-High線的電壓電位正常，汽車網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)在此故障下，變更為單線工作狀態(tài)。CAN-High線對正極短路CAN-High線的電壓大約為12V、CAN-Low線的電壓電位正常，汽車網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)在此故障下，變更為單線工作狀態(tài)。CAN-High線與CAN-Low線相交CAN-High線與CAN-Low線兩線波形呈現(xiàn)電壓相等、波形相同、極性相同的特征。5.1.3CAN總線系統(tǒng)的故障案例分析汽車CAN總線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的故障特點一是群死群傷，二是風馬牛不相及，不宜用通常修車的邏輯思維來診斷CAN系統(tǒng)故障。例如：一輛寶馬X5（E53底盤），自動變速器不能升擋，反復維修后，變速器仍不能解決問題，將發(fā)動機、自動變速器、ABS電腦逐一拆除，很快就診斷是ABS系統(tǒng)故障。汽車網(wǎng)絡(luò)總線系統(tǒng)出了故障，有時是故障現(xiàn)象與故障原因完全沒有明確的邏輯聯(lián)系。

在進行故障維修之前，我們可以先使用故障診斷儀（如圖所示）連接被測汽車的診斷接口，之后讀取故障碼，查看故障碼后，能大致獲取到汽車故障的信息。1．別克GL8發(fā)電機控制單元總線通訊故障（1）故障現(xiàn)象

一輛別克GL8汽車，輕按一鍵啟動按鈕給汽車上電后，發(fā)動機故障指示燈常亮，如圖所示。此后踩剎車，長按一鍵啟動按鈕發(fā)動汽車時，汽車無法著車，儀表盤黑屏。（2）故障診斷

在進行故障排查前，維修技師將故障診斷儀的插頭插入ECM連接總線的診斷插座（如圖所示）上，其中6號端口為CAN-High連接線端口，14號端口為CAN-Low連接線端口。

之后在故障診斷儀上選擇通用車型，等待信息的加載完畢后，選擇自動搜索，操作界面上會彈出一個17位的車輛識別碼，維修技師與別克GL8前擋風玻璃的左下側(cè)車輛識別碼（如圖所示）進行對照，確認無誤后點擊確定。

然后在快速測試模式下加載故障信息，等待故障信息加載完畢后，選擇ECM（發(fā)動機控制模塊），根據(jù)被測車型選擇2.4升發(fā)動機識別碼，之后讀取故障碼，如圖所示，故障診斷儀上顯示的故障信息為ECM與變速器控制模塊無法通訊。

之后維修技師查看相關(guān)的總線網(wǎng)絡(luò)圖，如圖所示，ECM通過39號CAN-High總線、40號CAN-Low總線依次連接自動變速器控制單元、電子自動控制單元、車身控制單元、診斷插座。（3）故障維修

了解了總線連接布局后，如圖所示，維修技師使用萬用表測量診斷插座上6號CAN-High與14號CAN-Low之間的終端電阻，測量的阻值為120Ω，說明總線連接存在斷路現(xiàn)象。結(jié)合故障診斷儀報出的ECM與變速器控制模塊無法正常通訊故障碼，維修技師診斷為發(fā)動機控制單元總線連接存在斷路現(xiàn)象。

技師進行維修時，如圖所示，先找到ECM與變速器控制單元之間的連接部分并拔出總線通訊插頭。首先測量藍色插頭部分時，如圖所示，使用導線連接插頭部分20號、21號端口，之后連接到萬用表兩支表筆上，測量阻值為120Ω左右，表明ECM到DLC之間的總線封裝電阻是正常的。然后使用萬用表連接ECM藍色插座上的20號、21號針腳，測量阻值為120Ω左右，表明ECM內(nèi)部封裝電阻是正常的。經(jīng)過測量未發(fā)現(xiàn)任何故障，說明故障原因可能為插頭與插座之間存在松動，導致接觸不良，維修技師使用小號的平口螺絲刀對總線插頭20號、21號端子進行預緊后重新插入，維修技師再次測量診斷插座上總線的終端電阻，測量的阻值為60Ω，說明發(fā)動機控制單元通訊總線斷路的問題已經(jīng)解決。

最后，維修技師進入車內(nèi)，汽車上電后，發(fā)現(xiàn)儀表盤上的發(fā)動機故障指示燈熄滅，再次通過故障診斷儀進行檢測，界面顯示無故障碼，系統(tǒng)正常，至此，ECM總線通訊故障修復完畢。2．大眾邁騰驅(qū)動CAN總線通訊故障（1）故障現(xiàn)象

一輛里程為100多公里的邁騰汽車，在行駛過程中突然熄火，駕駛員進行點火起動時，發(fā)現(xiàn)汽車無法著車。（2）故障診斷

技師進行維修前，使用VAS5052測試儀讀取故障碼，顯示驅(qū)動CAN總線上的信息無法傳輸?shù)蕉鄠€控制器，如圖所示。

技師根據(jù)顯示的故障碼分析如下：驅(qū)動CAN總線信息無法傳輸?shù)娇刂破?，一般是?qū)動CAN總線的控制器損壞或者驅(qū)動CAN總線發(fā)生故障導致的，鑒于該車為新車，控制器本身損壞的可能性較小，我們重點放在對汽車總線數(shù)據(jù)傳輸線的檢測排查上。

技師調(diào)試用測試儀檢測驅(qū)動CAN總線的信號波形，顯示結(jié)果如圖所示，根據(jù)波形圖分析，CAN-High總線的電壓電位被置于12V（電源電壓），能夠得知驅(qū)動CAN-High總線對正極短路。（3）故障維修

診斷出故障原因后，打開故障車左側(cè)儀表后的主線束，在節(jié)點處逐一斷開CAN總線進行排查，當斷開變速箱驅(qū)動CAN總線時（如圖所示），VAS5052顯示與驅(qū)動CAN總線的控制器均能夠收到信息，故障碼得以清除。

之后我們檢查變速箱驅(qū)動CAN總線（如圖所示），發(fā)現(xiàn)其附近的起動機線束上有一小段毛刺，剛好刺穿變速箱CAN總線，使得變速箱CAN總線與蓄電池正極短路。經(jīng)過包扎處理后，邁騰汽車無法起動的故障得以解決。3．寶馬730Li停放后無法啟動（1）故障現(xiàn)象

一輛配置M54發(fā)動機的寶馬730Li汽車，車主有事下車辦公后，4h左右回來后發(fā)現(xiàn)汽車無法啟動，經(jīng)過其他車輛的蓄電池進行跨接啟動，汽車能夠正常著車，然而停放一段時間后故障依舊出現(xiàn)。（2）故障診斷技師經(jīng)過詢問車主故障發(fā)生的現(xiàn)象、時間等信息，初步診斷為汽車存在漏電問題。遂使用診斷儀執(zhí)行休眠電流測試，當車輛進入休眠狀態(tài)后，測的電流為18A，數(shù)值嚴重過大。之后測量總線網(wǎng)絡(luò)的信號電壓，發(fā)現(xiàn)所有區(qū)域的網(wǎng)路電壓都異常，高位線電壓為3.4V，低位線電壓為2.0V，說明車輛沒有真正進入休眠狀態(tài)。已知該車的總線喚酲信號是由CAS控制模塊發(fā)出的，喚酲信號電壓是12V直流電壓。對喚酲信號的電壓進行測量，發(fā)現(xiàn)汽車進入休眠狀態(tài)后，該電壓仍為12V，說明整車電子控制系統(tǒng)還處于工作狀態(tài)。斷開CAS控制模塊后，故障依舊，說明該電壓并不是由CAS控制模塊輸出的。接著檢查動力總線部分，逐一斷開動力總線的控制模塊，發(fā)現(xiàn)當斷開駐車制動控制模塊時，喚酲信號電壓變?yōu)?V。技師分析駐車制動控制模塊可能存在故障，造成喚醒信號電壓始終被拉高，車輛無法進入休眠狀態(tài)，停放后，因漏電導致蓄電池電量不足，汽車無法著車。（3）故障維修技師經(jīng)過檢測排查后，確定為駐車制動控制模塊已經(jīng)損壞，更換新的駐車制動控制模塊后，等待汽車進入休眠模式，分別測量汽車的休眠電流與總線信號電壓，數(shù)值均正常，故障已解決。感謝聆聽學習目標2掌握汽車LIN總線通訊故障的診斷維修方法5.2LIN總線系統(tǒng)的故障診斷及檢修LIN是由摩托羅拉（Motorola）與奧迪（Audi）等知名企業(yè)聯(lián)手推出的一種低成本的開放式串行通訊協(xié)議，用于實現(xiàn)汽車中的分布式電子系統(tǒng)控制，在車載網(wǎng)絡(luò)中，LIN總線主要為CAN總線提供輔助功能。5.2.1LIN總線系統(tǒng)故障原因LIN-BUS是一種輔助性的總線網(wǎng)絡(luò)，采用非屏蔽的單根導線，能為不需要用到CAN總線的裝置提供較為完善的網(wǎng)絡(luò)功能，包括空調(diào)控制（ClimateControl）后視鏡（Mirrors）車門模塊（DoorModules）座椅控制（Seats）智能性交換器（SmartSwitches）低成本傳感器（Low-costSensors）等

在帶寬要求不高、功能簡單、實時性要求低的場合，如車身電器的控制等方面，使用LIN總線可有效的簡化網(wǎng)絡(luò)線束、降低成本、提高網(wǎng)絡(luò)通訊效率和可靠性。LIN包含一個主節(jié)點和一個或多個從節(jié)點。如圖所示，所有節(jié)點都包含一個被分解為發(fā)送和接收任務(wù)的從屬通訊任務(wù)，而主節(jié)點還包含一個附加的主發(fā)送任務(wù)。在實時LIN線數(shù)據(jù)傳輸中，通訊總是由主任務(wù)發(fā)起的。LIN總線網(wǎng)絡(luò)通訊故障一般為控制單元故障或線路故障。對于線路故障，可分為：1．LIN總線短路故障LIN總線為單線傳輸，當與電源正極短路時，LIN總線的電壓會被拉高至12V電源電壓；當與車身搭鐵短路時，LIN總線的電壓會降低至0V。在這兩種情況下，LIN總線網(wǎng)絡(luò)均無法正常通訊。2．LIN總線斷路故障當LIN總線在某處存在斷路現(xiàn)象時，其電路下游所有從屬控制單元均不能正常工作；當LIN總線在分支線路交叉點出現(xiàn)斷路情況時，該分支線路的從屬控制單元均不能正常工作。在實際的檢測維修中，我們可以根據(jù)故障現(xiàn)象，結(jié)合LIN總線網(wǎng)絡(luò)電路圖，判斷出LIN總線斷路的大致位置。5.2.2LIN總線系統(tǒng)的故障案例分析

對于汽車LIN總線故障的診斷維修，主要結(jié)合故障現(xiàn)象通過自診斷及專用的檢測儀進行檢測，然后通過人工經(jīng)驗和自診斷結(jié)果來排查故障。1．大眾捷達車窗主控開關(guān)故障（1）故障現(xiàn)象

一輛2006年款的捷達轎車，行駛里程4萬公里，車主反映駕駛側(cè)的主控開關(guān)無法升降右后側(cè)的車窗。（2）故障診斷

電動車窗升降器的工作方式主要分為兩大類開關(guān)或模塊直接控制由車載網(wǎng)路傳輸信號和電控單元控制

現(xiàn)代汽車偏向于智能化電子控制，其中電動車窗采用車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，這種控制方式涉及多個電控單元，工作的電路既有連接保險、開關(guān)、繼電器、電機的普通線束，又有CAN總線和LIN總線，線路布局比較復雜。

技師根據(jù)車主所描述的故障現(xiàn)象檢測四門升降器，單獨控制均正常，但左前主控開關(guān)不能控制右后門，右后門開關(guān)可以單獨控制。另外，該車具有鎖車后自動升窗功能，其網(wǎng)絡(luò)連接是LIN總線連接，具備K線診斷功能，于是用VAS5051診斷儀進入地址46-舒適系統(tǒng)，進行故障查詢，故障碼為：V27-右后門玻璃升降電機故障。技師分析出故障點可能為線束損壞或控制單元出現(xiàn)了問題。

技師調(diào)取出捷達的LIN總線網(wǎng)絡(luò)連接電路圖，如圖所示。使用萬用表結(jié)合圖中的接線對故障車LIN總線導線進行測量，發(fā)現(xiàn)T23/3端口到T6q/2端口之間斷路。經(jīng)查找，發(fā)現(xiàn)在駕駛員座椅下的T23/3端口到T6q/2端口的LIN線存在機械性斷裂。（3）故障維修

技師經(jīng)過檢測排查后，將斷裂的LIN線進行搭接修復，修復后駕駛側(cè)車窗主控開關(guān)能夠正常地升降右后側(cè)的車窗，故障解決。2．大眾高爾夫空調(diào)故障（1）故障現(xiàn)象

一輛高爾夫A7轎車，采用半自動空調(diào)系統(tǒng)，車主反映空調(diào)開啟后壓縮機及鼓風機不工作，但空調(diào)控制面板上的A/C按鍵指示燈常亮。（2）故障診斷

維修前，技師先分析高爾夫A7轎車的空調(diào)控制系統(tǒng)采用LIN總線通訊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，如圖所示。J533-網(wǎng)關(guān)J301-空調(diào)控制單元J126-鼓風機控制單元G805-高壓壓力傳感器N280-空調(diào)壓縮機調(diào)節(jié)閥V2-鼓風機電機其中空調(diào)控制單元J