第七章-车载网络系统的故障与检修

正文主编第七章车载网络系统的故障与检修第一节车载网络系统故障第二节车载网络系统的故障检修第三节车载网络系统案例分析第一节车载网络系统故障一、故障状态二、故障现象三、故障类型一、故障状态1.错误激活状态2.错误认可状态3.总线关闭状态1.错误激活状态错误激活状态是指正常参与总线通信的状态，当错误激活状态单元检测到错误时，输出错误激活标志。2.错误认可状态错误认可状态是指容易出现错误的状态。处于错误认可状态的组件可以参与总线上的通信，但为了不妨碍其组件的通信，接收信息时不能发出出错激活的通知。处于错误认可状态的组件检测到错误，但其余处于错误激活状态的组件若没有检测到错误，即可判断为整个总线没有错误。当处于错误认可状态的组件检测到错误时，输出错误认可标志。3.总线关闭状态表7-1错误状态与计数器数值的关系错误状态发送出错计数器（TEC）接收出错计数器（REC）错误激活状态0～1270～12错误认可状态128～255128～25总线关闭状态大于或等于256表7-2出错计数器数值的变化条件条件变化发送出错计数器（TEC）接收出错计数器（REC）当接收单元检测出有错误时（如果在发送错误标志或超载标志期间，接收单元检测到的错误为位错误时，接收出错计数器值不增加）—加13.总线关闭状态表7-2出错计数器数值的变化条件条件变化发送出错计数器（TEC）接收出错计数器（REC）当接收单元检测到发送错误标志之后的位为显性时—加8当发送单元输出错误标志时加8—当发送单元检测出发送错误激活标志或超载标志期间有位错误时加8—当接收单元检测出发送错误激活标志或超载标志期间有位错误时加8—3.总线关闭状态②TEC，REC二者满足一条即可。表7-2出错计数器数值的变化条件当各单元检测出从错误激活标志、超载标志的第1位起有连续14位的隐性位时，以及此后每当检测出连续的8位显性时发送时加8接收时加8当检测到错误认可标志后追加有连续的8位显性时发送时加8接收时加8当发送单元正常发送数据时（直至ACK返回EOF结束，也没有检测出错误）减1；但当TEC=0时，为加/减0—当接收单元正常接收数据时（直至CRC序列也没有检测出错误，ACK可以正常返回）—当1≤REC≤127时，减1；当REC=0时，加/减0；当REC127时，调整为REC=127当总线组件128次检测到有连续的11位隐性时归零，即TEC=0归零，即REC+0二、故障现象1)整个网络失效或多个电控单元不工作或工作不正常。2)在不同系统、不同位置，同时表现出多个不同的故障现象，且故障现象之间没有任何关联。3)个别电控单元或多个电控单元在接上专用诊断仪后无法与诊断仪通信。三、故障类型1.汽车电源系统引起的故障2.节点故障3.链路故障1.汽车电源系统引起的故障车载网络系统的核心部分是含有通信IC芯片的电控单元，其正常工作电压在10.5～15.0V之间。若汽车电源系统提供的工作电压低于该值，会造成一些对工作电压要求较高的电控单元暂时停止工作，从而使整个车载网络系统暂时无法通信。如同用故障诊断仪在未起动发动机时就已经设定好要检测的传感界面，当发动机起动时，故障诊断仪往往又回到初始界面。2.节点故障(1)发送错误指令在网络覆盖的电控单元内，某些电控单元由于受到外界干扰，错误地向执行器发出指令，使一些执行器不能按照预先设计的控制机理正确动作。(2)电控单元内部短路检修时，在网线未损坏的情况下，通常采用排除法查找故障点。3.链路故障车载网络系统的链路(或通信线路)发生故障时，如通信线路短路、断路，以及由于线路物理性质引起的通信信号衰减或失真，都会引起多个电控单元无法工作或电控系统错误动作。判断是否为链路故障时，一般采用示波器或汽车专用光纤维修仪来观察通信数据信号是否与标准通信数据信号相符。另外，当车载网络系统工作不稳定时，使用故障诊断仪可以检测出有关总线的故障码。第二节车载网络系统的故障检修一、检修注意事项二、自诊断功能三、故障检修步骤与检测方法一、检修注意事项图7-1数据总线的检修一、检修注意事项1)使用测试器时，其开放端子电压应为7V或更低。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。3)由于动力系统电控单元电路具有一定的敏感性，因此有专门的线路修理程序，要严格执行。4)动力系统电控单元对电磁干扰极其敏感。5)为避免损坏线束插接器端子，在对动力系统电控单元线束插接器进行测试时，务必使用合适的线束测试引线。6)不要触摸动力系统电控单元插接器端子或动力系统电控单元电路板上的锡焊元件，以防因静电放电造成损坏。7)在利用电焊设备进行焊接时，必须从动力系统电控单元上拆下线束插接器。8)确保所有线束插接器连接可靠。9)发动机运行时，不得从车辆电气系统上断开蓄电池电缆。一、检修注意事项10)在充电前，务必从车辆电气系统上断开蓄电池电缆。11)切勿使用快速充电器起动车辆。12)确保蓄电池电缆端子连接牢固。13)在安装新的动力系统电控单元前，确保类型正确，务必参见最新的备件信息。14)当插接器需要更换时，只能更换认可的电气插接器，以保证正确的配合，并防止线路中电阻过大。二、自诊断功能1.采用CAN的车辆对诊断仪的要求2.自诊断系统能识别的故障码1.采用CAN的车辆对诊断仪的要求•(1)能够自动识别汽车电控单元的型号和版本能够自动识别当前测试车型电控单元型号和版本，而不用人工选择车款、车型、诊断接口类型等信息。(2)能够完全访问汽车电控单元上开放的存储资源在汽车故障自诊断系统的设计过程中，预留了很多供外部诊断设备访问的存储单元，这些存储单元存放了反映汽车运行的非常重要的数据。(3)能够不失真地按照原厂要求显示从汽车电控单元上获取的数据完全按照诊断通信协议获得诊断数据之后，必须按照原厂要求显示这些数据。(4)支持以下功能：1)读取故障码。•2)清除故障码。•3)动态数据分析。•4)执行元件测试。•5)对特定的车系/车型支持专业功能2.自诊断系统能识别的故障码1)一条或两条数据线断路。2)两条数据线同时断路。3)数据线对搭铁短路或对正极短路。4)一个或多个电控单元有故障。图7-2电控单元插接器断开(能检测故障码)图7-3两条通信总线断路(能检测故障码)图7-4仅一条通信总线断路(不能检测故障码)图7-53个电控单元通信中断三、故障检修步骤与检测方法1.故障检修步骤2.故障检测方法1.故障检修步骤1)了解车载网络系统的结构形式，最好画出其网络结构基本框图。2)了解该车型多路信息传输系统的特点。①传输介质，如双绞线、同轴电缆、光纤和无线电(蓝牙技术)等。②网络类型，如CAN网、LAN网等。③网络通信协议类型，如CAN协议、VAN协议、CCD协议、ABUS协议、HBCC协议和DLCS协议等。3)了解车载网络系统的各种功能，如有无唤醒功能、休眠功能等。4)检查汽车电源系统是否存在故障，检查交流发电机的输出波形是否正常等。5)检查汽车多路信息传输系统的链路是否存在故障。6)检查是否为节点故障。7)利用车载网络系统的故障自诊断功能。①连接专用诊断仪，与出现故障的各电控系统进行通信，并读取故障码。②如有故障码，按故障码的提示进行检查。当车载网络系统的故障码与其他故障码同时出现时，应优先对车载网络系统进行故障诊断。若诊断仪具有电控单元诊断支持监视器功能，可充分利用该功能确定故障位置。1.故障检修步骤③检查电控单元的电源供应及搭铁回路是否良好。④检查CAN总线的两根线路是否良好，最好用多通道示波器对其进行波形检测。如不正常，再用万用表检查其是否断路或短路。⑤拔下电控单元线束插接器，对电控单元在CAN总线接口两端的数据传递终端电阻进行检测。如不符合要求，说明电控单元内部接触不良。⑥拔下电控单元线束插接器，检查CAN总线接口的接触情况，并使该电控单元在不接入车内网络系统的情况下观察故障现象的变化。若故障消失，则说明电控单元硬件损坏或内部软件故障(如未进行相应编程、设定等)。⑦对该电控单元进行重新设定，若故障不消失，则换用新电控单元，再视情况进行重新设定。2.故障检测方法(1)检测电控单元的功能故障(2)检测CAN数据总线故障(3)检测电控单元故障(4)检查车载网络系统的链路故障(5)检查车载网络系统节点(电控单元)故障(6)检查软件故障与电控单元编程(7)检查故障码(8)数据总数的波形检测法(1)检测电控单元的功能故障•在检查数据总线系统之前，应确保所有与数据总线相连的电控单元无功能故障。功能故障是指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。(2)检测CAN数据总线故障•1)两个电控单元组成的双线式数据总线系统的检测•2)3个或更多电控单元组成的双线式数据总线系统的检测如图7-7所示图7-6两个电控单元组成的双线式数据总线系统的检测1)两个电控单元组成的双线式数据总线系统的检测图7-73个电控单元组成的双线式数据总线系统的检测2)3个或更多电控单元组成的双线式数据总线系统的检测(3)检测电控单元故障•1)了解车载网络系统的输入/输出信号•2)检查汽车电源系统故障1)了解车载网络系统的输入/输出信号•网络系统中的某些输出信号没有时，可以怀疑发送这些信号的电控单元可能存在故障。通过CAN系统的输入/输出信号表，可确定某个信号的发送流程。诊断故障时，可通过查看相应的数据流缩小故障范围。例如，在查找车速表无车速显示的故障时，要了解车速是由ABS(ABS/TCS)HU/CM或DSCHU/CM，还是由PCM发送到组合仪表的。2)检查汽车电源系统故障•若汽车电源系统提供的工作电压低于10.5～15.0V，会使电控单元暂时停止工作，从而使整个车载网络系统无法通信。此时，除检查蓄电池电压、插接器连接情况、相关的熔丝、发动机与车身的搭铁、相应电控单元的电源供给等情况外，还应检查交流发电机的输出波形是否正常。若不正常将产生信号干扰故障。(4)检查车载网络系统的链路故障•常见的网络故障现象如下：•1)数据总线的两根导线短路。若两根导线之间短路，将导致整个网络失效。•2)导线对搭铁短路。若两根导线中的某一根搭铁短路，则接上诊断仪诊断时，无电控单元响应。•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“DATALINKDIAGNOSTIC”(数据链接诊断)菜单并进行测试。•5)两根导线都断路。若两根导线在靠近数据链接接头(诊断插接器)处发生断路，诊断仪和网络之间将无法通信。但网络的一个分支上两根导线都断路时，只有断点后面的电控单元无法与诊断仪通信。(4)检查车载网络系统的链路故障•6)两根导线均对搭铁短路。若两根导线都对搭铁短路，将导致整个网络失效。各电控单元将按“故障模式”工作。汽车可以起动或行驶，但电控单元将只能使用与其直接连接的传感器。•7)电控单元内部故障。若网关彻底损坏，将导致整个网络失效。图7-8数据总线波形(4)检查车载网络系统的链路故障(5)检查车载网络系统节点(电控单元)故障•节点故障包括软件故障和硬件故障。车载网络系统中每个电控单元的内部都有一个CAN控制器和一个CAN收发器，作为车载网络系统终端的两个电控单元，其内部还装有一个数据传递终端，即一个电阻。对于高速数据传输系统，该电阻通常为120Ω左右。因此，在检查这两个终端电控单元时，可先对其内部的数据传递终端电阻进行测量。(6)检查软件故障与电控单元编程•软件故障即传输协议或软件程序有缺陷或冲突，从而使车载网络系统通信出现混乱或无法工作。•在更换新的电控单元后，必须对电控单元进行重新编码，可用厂家专用的诊断仪进行编码，按菜单提示进行操作。(7)检查故障码•1)手动检查法(使用诊断检查线)•2)使用丰田手持检测仪检查(8)数据总数的波形检测法•1)检测前的准备工作•2)CAN总线的波形测量图7-9动力CAN的连接方式2)CAN总线的波形测量2)CAN总线的波形测量•①测量接线方法•②动力CAN总线的标准波形•③动力CAN总线的CAN-H与CAN-L之间的短路波形及说明•④动力CAN总线的CAN-L断路波形•