《汽車(chē)綜合故障診斷與維修》課件-項(xiàng)目四：任務(wù)1CAN 總線系統(tǒng)故障診斷與排除

任務(wù)1：CAN總線系統(tǒng)故障診斷與排除項(xiàng)目四：汽車(chē)舒適系統(tǒng)故障診斷與排除《汽車(chē)綜合故障診斷與維修》CONTENTS目錄1學(xué)習(xí)目標(biāo)3知識(shí)鏈接2任務(wù)導(dǎo)入4任務(wù)實(shí)施知識(shí)目標(biāo)能力目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)1學(xué)習(xí)目標(biāo)(1)掌握CAN總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理。(2)掌握CAN總線系統(tǒng)故障的診斷方法。(1)能制定CAN總線系統(tǒng)常見(jiàn)故障的診斷流程。(2)能正確使用檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行CAN總線系統(tǒng)故障的診斷與排除。（1）培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和創(chuàng)新能力。（2）培養(yǎng)學(xué)生具備誠(chéng)信、嚴(yán)謹(jǐn)、規(guī)范、求真的職業(yè)精神。（3）培養(yǎng)學(xué)生具備能主動(dòng)獲取信息、團(tuán)隊(duì)協(xié)作與溝通交流的能力。2任務(wù)導(dǎo)入一輛轎車(chē),遙控鑰匙無(wú)法正?？刂朴覀?cè)車(chē)門(mén)開(kāi)、閉鎖;打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān),操作駕駛員側(cè)玻璃升降器開(kāi)關(guān)無(wú)法控制所有車(chē)窗升降;操作后視鏡,左右后視鏡均不動(dòng)作。請(qǐng)制定出故障的診斷流程,并對(duì)本車(chē)輛進(jìn)行維修,填寫(xiě)故障診斷排除報(bào)告。3知識(shí)鏈接工作原理汽車(chē)技術(shù)水平的大幅提高,致使汽車(chē)上的傳感器、控制器數(shù)量不斷增多,有些傳感器的信號(hào)為公用信號(hào),多個(gè)系統(tǒng)都需要采集,比如發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元、儀表控制單元均需要采集冷卻液溫度傳感器信號(hào)、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)、車(chē)速傳感器信號(hào)等,用以控制車(chē)輛的正常運(yùn)行,為了優(yōu)化線路、降低成本、提高汽車(chē)工作的可靠性,串行數(shù)據(jù)總線誕生。CAN是ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化的串行通信協(xié)議,是ControllerAreaNetwork的縮寫(xiě)。CAN是一種有效支持分布式控制或?qū)崟r(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò),屬于現(xiàn)場(chǎng)總線的范疇。3知識(shí)鏈接工作原理CAN總線系統(tǒng)主要包括控制單元和數(shù)據(jù)線,控制單元通過(guò)收發(fā)器(發(fā)射接收放大器)并聯(lián)在總線導(dǎo)線上。CAN總線系統(tǒng)采用CAN-Low、CAN-High兩根雙絞線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。為了有效抑制外部干擾,雙絞線上的信號(hào)是按相反相位傳輸?shù)?。CAN數(shù)據(jù)總線中的控制器、收發(fā)器和兩個(gè)數(shù)據(jù)傳輸終端置于控制單元內(nèi)部,數(shù)據(jù)傳輸終端也可以置于控制單元外部。(一)CAN總線系統(tǒng)的組成3知識(shí)鏈接工作原理常見(jiàn)的CAN總線分為三大類(lèi):高速CAN、低速CAN(容錯(cuò)CAN)和單線CAN,其共同點(diǎn)是通信協(xié)議相同但是傳遞數(shù)據(jù)的速度不同。車(chē)輛采用高速CAN以便于動(dòng)力系統(tǒng)之間的大數(shù)據(jù)傳輸,用低速CAN實(shí)現(xiàn)舒適系統(tǒng)之間的小數(shù)據(jù)傳輸,美系車(chē)輛常以單線CAN進(jìn)行系統(tǒng)間數(shù)據(jù)傳遞。(一)CAN總線系統(tǒng)的組成3知識(shí)鏈接工作原理高速CAN又叫動(dòng)力CAN，車(chē)輛動(dòng)力系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，變速箱系統(tǒng)，動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，ABS系統(tǒng)，安全氣囊系統(tǒng)組合而成。低速CAN總線的通訊速率為125Kbit/S，125Kbit=125000bit,一秒鐘可以專(zhuān)遞125000個(gè)0或1，每一位的時(shí)間為8us。低速CAN總線又叫舒適CAN總線和容錯(cuò)CAN總線，常用于車(chē)身電器系統(tǒng)。單線CAN總線和高速CAN低速CAN的通訊協(xié)議都相同，但是通訊速率不同，單線CAN的通訊速率為15Kbit/S，一秒鐘可以專(zhuān)遞15000個(gè)0或1，每一位的時(shí)間為65us。只需要一根線即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，因?yàn)橥ㄓ崊f(xié)議和CAN相同，所以叫做單線CAN,單線CAN線因?yàn)橥ㄓ嵥俾实统Ｓ糜谑孢m系統(tǒng)。(一)CAN總線系統(tǒng)的組成3知識(shí)鏈接工作原理1.動(dòng)力CAN工作特性及抗干擾原理在數(shù)據(jù)總線的末端,CANH與CANL線路之間各有一個(gè)120Ω的終端電阻。數(shù)據(jù)符號(hào)1和0以500kbit/s的速率按順序傳輸。通過(guò)總線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)通過(guò)CANH信號(hào)電壓和CANL信號(hào)電壓之間的電壓差來(lái)表示。在兩個(gè)線路總線處于靜止時(shí),CANH和CANL信號(hào)線路未被驅(qū)動(dòng),代表邏輯“0”。此狀態(tài)下,兩個(gè)信號(hào)線路電壓均為2.5V,電壓差約為0V。當(dāng)傳輸邏輯“1”時(shí),CANH信號(hào)線路電壓被拉高至大約3.5V,CANL信號(hào)線路電壓被拉低至約1.5V,電壓差約為(2.0±0.5)V。兩線變化的電壓產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向剛好相反,把兩根線絞在一起兩個(gè)磁場(chǎng)相互抵消,對(duì)外就沒(méi)有了電磁干擾,當(dāng)外界有信號(hào)干擾任意一根線時(shí),終端電阻會(huì)使兩根線電壓同時(shí)變化,差分信號(hào)無(wú)法生成也就不會(huì)被干擾,這就是動(dòng)力CAN總線使用雙絞線加終端電阻降低使用差分信號(hào)抗干擾的原理。動(dòng)力CAN總線波形和信號(hào)數(shù)據(jù)如圖4-1、圖4-2所示。(二)CAN總線系統(tǒng)的工作原理3知識(shí)鏈接工作原理(2)低速CAN工作特性因?yàn)橥ㄓ嵥俾实托盘?hào)反射小，取消了60歐姆的終端電阻，CAN－H和CAN-L的通訊波形也有所改變，CAN－H在不傳數(shù)據(jù)時(shí)，隱性電壓為0V，傳數(shù)據(jù)時(shí)，顯性電壓為3.6V；CAN-L在不傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，隱性電壓為5V，傳數(shù)據(jù)時(shí)，顯性電壓為1.4V。顯性差分電壓約為2.2V，隱性差分電壓約為-5V。低速CAN通訊速率低，但是具備較強(qiáng)的抗干擾能力，其CAN芯片能自動(dòng)識(shí)別總線狀態(tài)，并能根據(jù)總線狀態(tài)調(diào)整不同的接收模式，當(dāng)相互短路，或者CAN－H、CAN-L任意一根對(duì)地或電源短路，或CAN－H和CAN-L有一根斷路時(shí)，CAN芯片均可自動(dòng)識(shí)別，并將CAN系統(tǒng)切換到單線通訊模式，保證信號(hào)的正常傳輸。低速CAN總線波形如圖4-3所示。(二)CAN總線系統(tǒng)的工作原理3知識(shí)鏈接工作原理(3)單線CAN工作特性在不傳數(shù)據(jù)隱性時(shí)電壓為0V，傳數(shù)據(jù)顯性時(shí)電壓為7V左右。單線CAN總線波形如圖4-4所示。(二)CAN總線系統(tǒng)的工作原理圖4-4單線CAN總線波形3知識(shí)鏈接故障分析一、萬(wàn)用表檢測(cè)使用萬(wàn)用表20V電壓檔測(cè)量任意一根CAN線，2.5V到3.6V之間的為CAN－H，2.5V到1.4V之間的為CAN-L，兩根線電壓相加5V左右，正負(fù)不能大于0.3V。如果出現(xiàn)動(dòng)力CAN上所有模塊都不通訊時(shí)，可能是CAN－H或CAN-L對(duì)地短路或?qū)φ搪愤€有就是互短，這類(lèi)故障需要斷開(kāi)蓄電池負(fù)極5分鐘后，用萬(wàn)用表電阻檔測(cè)量CAN線終端電阻，不拔下模塊時(shí)，阻值要在60歐姆左右；如果終端電阻正常，需要分別測(cè)試CAN－H和CAN-L對(duì)地和對(duì)正的電阻情況，阻值不能小于20千歐姆，阻值如果不正常挨個(gè)拔下模塊，直到阻值正常為止。出現(xiàn)單個(gè)模塊不通訊先查模塊的電源和打鐵，如果電源打鐵正常加電測(cè)試模塊輸出CAN電壓情況，加電時(shí)要兩個(gè)人配合，一個(gè)人加電一個(gè)人測(cè)量CAN電壓，能輸出CAN電壓均為正常，如果模塊加電以后一直沒(méi)有CAN信號(hào)傳輸，模塊將會(huì)進(jìn)入休眠狀態(tài)，CAN電壓將會(huì)變?yōu)?V。3知識(shí)鏈接故障分析二、示波器檢測(cè)1、CAN-High、CAN-Low斷路分析如圖4-5所示，觀察這類(lèi)信號(hào)波形時(shí)，先觀察波形相位和切換方向重疊的部分，只要有這種類(lèi)似的波形，就說(shuō)明總線有斷路的地方，至于是CAN-H還是CAN-L斷路，可以參照重疊部分波形的顯性電平的高低來(lái)判定。如果CAN-H高于CAN-L，說(shuō)明CAN-H斷路；如果CAN-L高于CAN-H，說(shuō)明CAN-L斷路。3知識(shí)鏈接故障分析二、示波器檢測(cè)2、CAN-H、CAN-L對(duì)電源短路分析觀察此類(lèi)波形時(shí)，主要看所有控制模塊總線波形的隱性電平是否有一根信號(hào)線電壓始終保持為+B，而另外一根信號(hào)線為10V作右，如果有，就說(shuō)明CAN總線對(duì)+B短路。如果CAN-H為+B，CAN-L為10V，說(shuō)明CAN-H對(duì)+B短路；如果CAN-L為+B，CAN-H為10V，說(shuō)明CAN-L對(duì)+B短路，如圖4-6所示為CAN-H對(duì)正短路波形，圖4-7所示為CAN-L對(duì)正短路波形。3知識(shí)鏈接故障分析二、示波器檢測(cè)3、CAN-H、CAN-L對(duì)地短路分析觀察此類(lèi)波形時(shí)，主要看所有控制模塊總線波形的隱性電平是否有一根信號(hào)線電壓始終保持為0V，而另外一根信號(hào)線為0.5V，如果有，就說(shuō)明CAN總線對(duì)接地短路。如果CAN-H為0V，CAN-L為0.5V，說(shuō)明CAN-H對(duì)地短路；如果CAN-L為0，CAN-H為0.5V，說(shuō)明CAN-L對(duì)地短路。如圖4-8所示為CAN-L對(duì)地短路波形，圖4-9所示為CAN-H對(duì)地短路波形。3知識(shí)鏈接故障分析二、示波器檢測(cè)4、CAN-H、CAN-L對(duì)+B虛接分析如圖4-11所示，觀察此類(lèi)波形時(shí)，主要看所有控制模塊總線波形的隱性電平是否同時(shí)明顯小于2.5V，如果有，就說(shuō)明CAN總線存在對(duì)地虛接。如果CAN-L的隱性電平大于CAN-H，說(shuō)明CAN-H對(duì)地虛接；如果CAN-H的隱性電平大于CAN-L，說(shuō)明CAN-L對(duì)地虛接。3知識(shí)鏈接故障分析二、示波器檢測(cè)5、CAN-H、CAN-L對(duì)地虛接分析如圖410所示,觀察此類(lèi)波形時(shí),主要看所有控制模塊總線波形的隱性電平是否同時(shí)明顯大于2.5V,如果有,就說(shuō)明CAN總線存在對(duì)+B虛接。如果CANH的隱性電平大于CANL,說(shuō)明CANH對(duì)+B虛接;如果CANL的隱性電平大于CANH,說(shuō)明CANL對(duì)+B虛接,如圖410所示為CANH對(duì)+B虛接波形。4任務(wù)實(shí)施案例1.右前車(chē)門(mén)CAN總線斷路故障檢修一輛邁騰B8車(chē)輛,操作遙控器落鎖和中控鎖按鈕,右側(cè)車(chē)門(mén)無(wú)法正常落鎖;打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān),駕駛員側(cè)玻璃升降器開(kāi)關(guān)無(wú)法操作右側(cè)車(chē)門(mén)車(chē)窗升降;操作后視鏡,右側(cè)后視鏡無(wú)法調(diào)節(jié);向右撥動(dòng)轉(zhuǎn)向燈開(kāi)關(guān),右側(cè)后視鏡上的轉(zhuǎn)向指示燈無(wú)法正常工作。1.故障現(xiàn)象4任務(wù)實(shí)施2.故障分析由于右側(cè)車(chē)門(mén)、玻璃升降器、后視鏡均無(wú)法正常工作,說(shuō)明右側(cè)車(chē)門(mén)功能整體失效。故障可能原因有:J386與J387之間的CAN總線存在通信故障,右側(cè)車(chē)門(mén)控制單元J387供電及搭鐵故障,右側(cè)車(chē)門(mén)控制單元J387自身故障。右側(cè)車(chē)門(mén)控制單元電源及通信電路如圖4-12所示。案例1.右前車(chē)門(mén)CAN總線斷路故障檢修4任務(wù)實(shí)施3.故障診斷流程第一步:掃描網(wǎng)關(guān)列表。右前門(mén)控制單元J387通信異常,說(shuō)明網(wǎng)關(guān)與J387之間通信異常,可能原因?yàn)?J387自身故障,右側(cè)車(chē)門(mén)控制單元J387供電及搭鐵故障,CAN總線故障。案例1.右前車(chē)門(mén)CAN總線斷路故障檢修4任務(wù)實(shí)施3.故障診斷流程第二步:測(cè)量J387的供電及搭鐵。打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān),測(cè)量J387的T20a/19號(hào)端子,標(biāo)準(zhǔn)電壓為+B,實(shí)測(cè)電壓為12.25V,測(cè)試結(jié)果正常。打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān),測(cè)量J387的T20a/20號(hào)端子,標(biāo)準(zhǔn)電壓為0V,