課題三汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)故障與診斷

1、課題三汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)故障與診斷任務(wù)一掌握汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的常見故障與診斷一、任務(wù)工作頁 先由學(xué)生熟悉如下工作頁，了解本任務(wù)內(nèi)容。在學(xué)習(xí)該任務(wù)所涉及的知識后，在老師的指導(dǎo)下完成本任務(wù)，同時(shí)完成工作頁內(nèi)容的填寫。二、任務(wù)所涉及的知識 本項(xiàng)任務(wù)主要是掌握汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的常見故障與診斷。要完成任務(wù)，有必要先了解汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)常見故障的類型及其產(chǎn)生的原因，學(xué)會(huì)常見故障診斷的方法。下一頁返回任務(wù)一掌握汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的常見故障與診斷 (一)汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)故障類型 一般說來，引起汽車車載網(wǎng)絡(luò)信息傳輸系統(tǒng)故障的原因有三類:電源系統(tǒng)故障;車載網(wǎng)絡(luò)信息傳輸系統(tǒng)的鏈路(或通信線路)故障;車載網(wǎng)絡(luò)信息傳輸系統(tǒng)

2、的節(jié)點(diǎn)(電控模塊)故障。 1.車載網(wǎng)絡(luò)電源系統(tǒng)故障 汽車車載網(wǎng)絡(luò)信息傳輸系統(tǒng)的核心部分是含有通信IC芯片的電控模塊(ECM)，電控模塊的正常工作電壓在10. 115. 0 V。如果汽車電源系統(tǒng)提供的工作電壓低于該范圍，就會(huì)造成一些對工作電壓要求高的電控模塊出現(xiàn)短暫的停工，從而使整個(gè)汽車多路信息傳輸系統(tǒng)出現(xiàn)短暫無法通信的現(xiàn)象。 這類故障產(chǎn)生的原因主要是蓄電池、發(fā)電機(jī)、供電線路、熔斷絲等元器件有故障。上一頁下一頁返回任務(wù)一掌握汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的常見故障與診斷 2.車載網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)故障 節(jié)點(diǎn)是汽車車載網(wǎng)絡(luò)信息傳輸系統(tǒng)中的電控模塊，因此節(jié)點(diǎn)故障就是電控模塊的故障。它包括軟件故障和硬件故障兩類。軟件故障，即

3、傳輸協(xié)議和軟件程序有缺陷或沖突，從而使汽車多路信息傳輸系統(tǒng)通信出現(xiàn)混亂或無法工作，這種故障一般成批出現(xiàn)，且無法維修。硬件故障，一般由于通信芯片或集成電路故障，造成汽車多路信息傳輸系統(tǒng)無法正常工作。對于采用低版本信息傳輸協(xié)議，即點(diǎn)到點(diǎn)信息傳輸協(xié)議的汽車多路信息系統(tǒng)，如果有節(jié)點(diǎn)故障，將出現(xiàn)整個(gè)汽車多路信息傳輸系統(tǒng)無法工作的現(xiàn)象。 這類故障產(chǎn)生的原因主要是各類控制單元、傳感器等元器件有故障。上一頁下一頁返回任務(wù)一掌握汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的常見故障與診斷 3.車載網(wǎng)絡(luò)鏈路故障 當(dāng)汽車車載網(wǎng)絡(luò)信息傳輸系統(tǒng)的鏈路(或通信線路)出現(xiàn)故障時(shí)，如通信線路的短路、斷路，以及線路物理性質(zhì)引起的通信信號衰弱或失真，都會(huì)引

4、起多個(gè)電控單元無法工作或電控系統(tǒng)錯(cuò)誤，使多路信息傳輸系統(tǒng)無法工作。故障類型如圖3-1一1所示。 (二)汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)故障診斷 裝有車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的汽車出現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)該首先檢測多路信息傳輸系統(tǒng)的工作狀況。由于許多控制信息是通過多路信息傳輸系統(tǒng)進(jìn)行傳輸?shù)?，如果多路信息傳輸系統(tǒng)有故障，則這些信息將無法傳輸，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)終端節(jié)點(diǎn)無法正常工作，給故障診斷帶來了困難。上一頁下一頁返回任務(wù)一掌握汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的常見故障與診斷 1.汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)故障診斷注意事項(xiàng) 1)使用測試器時(shí)，其開放端口電壓應(yīng)為7V或更低。不要在測量端口施加7V或更高的電壓 2)在檢查電路之前確保關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，斷開蓄電池負(fù)極電纜。禁止在點(diǎn)

5、火開關(guān)接通時(shí)斷開或重新連接動(dòng)力系統(tǒng)接口模塊線束連接器。 3)在利用電焊設(shè)備進(jìn)行焊接時(shí)，必須從動(dòng)力系統(tǒng)接口模塊上斷開線束連接器。 4)不要觸摸動(dòng)力系統(tǒng)接口模塊線束連接器端子或動(dòng)力系統(tǒng)接口模塊電路板上的錫焊元件，以防靜電放電造成損壞 上一頁下一頁返回任務(wù)一掌握汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的常見故障與診斷 5)為避免損壞線束連接器端子，在對動(dòng)力系統(tǒng)接口模塊線束連接器進(jìn)行測試時(shí)，務(wù)必使用合適的線束測試引線。 6)動(dòng)力系統(tǒng)接口模塊對電磁干擾(E MI)極其敏感。在執(zhí)行維修程序時(shí)，要確保動(dòng)力系統(tǒng)接口模塊線束布設(shè)正確，且牢固裝在安裝夾上 7)由于動(dòng)力系統(tǒng)接口模塊電路具有一定的敏感性，因此制定了專門的線路修理程序，要嚴(yán)格

6、執(zhí)行。上一頁下一頁返回任務(wù)一掌握汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的常見故障與診斷 8)確保所有線束連接器正確固定。 9)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，不得從車輛電氣系統(tǒng)上斷開蓄電池 10)在充電前，務(wù)必從車輛電氣系統(tǒng)上斷開蓄電池 11)切勿使用快速充電器啟動(dòng)車輛 12)確保蓄電池電纜端子堅(jiān)固 13)在安裝新的動(dòng)力系統(tǒng)接口模塊前，確保要安裝的類型正確，務(wù)必參見最新的備件信息。 14)當(dāng)接頭需要更換時(shí)，只能更換認(rèn)可的電氣接頭，以保證正確地配合并防止線路中電阻過大。在更換新的控制單元后，必須對新的控制單元進(jìn)行重新編碼(recoiled)，控制單元的編碼(coding)工作可以用廠家專用的診斷儀進(jìn)行，按菜單提示進(jìn)行操作。上一頁下一頁

7、返回任務(wù)一掌握汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的常見故障與診斷 2.汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)故障診斷墓本步驟 針對汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)常見的三種故障類型，基本的診斷步驟是: 1)了解該車型的汽車多路傳輸系統(tǒng)特點(diǎn)，包括傳輸介質(zhì)、幾種子網(wǎng)系統(tǒng)及汽車多路信息傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式等 2)汽車多路信息傳輸系統(tǒng)的功能，包括有無喚醒功能和休眠功能等 3)檢查汽車電源系統(tǒng)是否存在故障，如交流發(fā)電機(jī)的輸出波形是否正常(若不正常將導(dǎo)致信號干擾故障)等 4)檢查汽車多路信息傳輸系統(tǒng)的鏈路是否存在故障，可采用替換法或跨線法進(jìn)行檢測。 5)如果是節(jié)點(diǎn)故障，只能采用替換法進(jìn)行檢測 6)利用車載網(wǎng)絡(luò)故障自診斷功能上一頁下一頁返回任務(wù)一掌握汽車車載網(wǎng)絡(luò)系

8、統(tǒng)的常見故障與診斷3.汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)故障診斷檢測方法 (1)車載網(wǎng)絡(luò)電源系統(tǒng)故障檢測 汽車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)正常的工作電壓應(yīng)該保證10.515.0V。如果汽車電源系統(tǒng)提供的電壓低于該范圍，就會(huì)造成某些電控設(shè)備不能正常工作，從而使整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)中斷 對于電源故障，需要檢查蓄電池電壓、發(fā)電機(jī)工作情況、保險(xiǎn)絲、接插件的連接狀況、搭鐵處的連接狀況等 (2)車載網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)故障檢測 在檢查車載網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)前，首先要檢查網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)的工作狀況，判斷是否存在功能性故障，功能性故障會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)中局部系統(tǒng)的工作。若存在功能性故障，應(yīng)首先排除。對于診斷傳感器是否有功能性故障，可以通過檢測傳感器的電壓值、電阻值等參數(shù)來診斷。上一頁

9、下一頁返回任務(wù)一掌握汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的常見故障與診斷 (3)車載網(wǎng)絡(luò)鏈路故障檢測 當(dāng)車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的鏈路(或通信線路)出現(xiàn)故障時(shí)，如通信線路的短路、斷路以及線路物理性質(zhì)引起的通信信號衰減或失真，都會(huì)引起多個(gè)控制單元無法工作或控制系統(tǒng)錯(cuò)誤動(dòng)作。判斷是否為鏈路故障時(shí)，一般采用示波器或汽車專用光纖診斷來觀察通信數(shù)據(jù)信號是否與標(biāo)準(zhǔn)通信數(shù)據(jù)信號相符。(三)汽車車載網(wǎng)絡(luò)總線傳輸系統(tǒng)故障自診斷 1)當(dāng)某一傳感器或電路產(chǎn)生了故障后，其信號就不能再作為汽車的控制參數(shù)，為了維護(hù)汽車的運(yùn)行，故障自診斷模塊便從其程序存儲(chǔ)器中調(diào)出預(yù)先設(shè)定的經(jīng)驗(yàn)值，作為該電路的應(yīng)急輸入?yún)?shù)，保證汽車可以繼續(xù)工作。 上一頁下一頁返回任務(wù)一掌

10、握汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的常見故障與診斷 2)當(dāng)電子控制系統(tǒng)自身產(chǎn)生故障時(shí)，故障自診斷模塊便觸發(fā)備用控制回路對汽車進(jìn)行應(yīng)急的簡單控制，使汽車可以開到修理廠進(jìn)行維修，這種應(yīng)急功能叫做“安全回家功能”。 3)當(dāng)某一執(zhí)行元件出現(xiàn)可能導(dǎo)致其他元件損壞或嚴(yán)重后果的故障時(shí)，為了安全起見，故障自診斷模塊采取一定的安全措施，自動(dòng)停止某些功能的執(zhí)行，這種功能稱為故障保險(xiǎn)。1.總線自診斷系統(tǒng)所能識別的故障總線自診斷系統(tǒng)能識別的故障有:1)一條或兩條數(shù)據(jù)線斷路2)兩數(shù)據(jù)線同時(shí)斷路3)數(shù)據(jù)線對地短路或?qū)φ龢O短路。4)一個(gè)或多個(gè)電子控制單元(ECU)有故障上一頁下一頁返回任務(wù)一掌握汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的常見故障與診斷2.自診斷系

11、統(tǒng)的功能 1)發(fā)現(xiàn)故障。輸入到微處理器的電壓信號在正常狀態(tài)下有一定的范圍，如果此范圍以外的信號被輸入時(shí)，ECU就會(huì)診斷出該信號系統(tǒng)處于異常狀態(tài)下。 2)故障分類。當(dāng)中央處理器工作正常時(shí)，通過診斷程序檢測輸入信號的異常情況，再根據(jù)檢測結(jié)果分為輕度故障、引起功能下降的故障以及重大故障等，并且將故障按重要性分類，預(yù)先編輯在程序中。當(dāng)中央處理器本身發(fā)生故障時(shí)，則通過WDT進(jìn)行故障分類。上一頁下一頁返回任務(wù)一掌握汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的常見故障與診斷 3)故障報(bào)警。一般通過設(shè)置在儀表板上報(bào)警燈的閃亮來向車主報(bào)警。在裝有顯示器的汽車上，也有直接用文字來顯示報(bào)警內(nèi)容的。 4)故障存儲(chǔ)。當(dāng)檢測故障時(shí)，在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)

12、故障部位的代碼，一般情況下，即使點(diǎn)火開關(guān)處于斷開位置，中央處理器和存儲(chǔ)部分的電源也保持接通狀態(tài)而不使存儲(chǔ)的內(nèi)容丟失。只有在斷開蓄電池電源或拔掉熔絲時(shí)，由于切斷了中央處理器的電源，存儲(chǔ)器內(nèi)的故障碼才會(huì)被消除 5)故障處理。在汽車運(yùn)行過程中如果發(fā)生故障，為了不妨礙正常行駛，由中央處理器進(jìn)行調(diào)控，利用預(yù)編程序中的代用值(標(biāo)準(zhǔn)值)進(jìn)行計(jì)算以保持基本的行駛性能，待停車后再由車主或維修入員進(jìn)行相應(yīng)的檢修。 上一頁下一頁返回任務(wù)一掌握汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的常見故障與診斷 6)故障自診斷模塊。從上述基本工作原理分析來看，故障自診斷模塊應(yīng)該包括:監(jiān)測輸入、邏輯運(yùn)算及控制、程序及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、備用控制回路、信息和數(shù)據(jù)驅(qū)

13、動(dòng)輸出等模塊)3. OBD- II標(biāo)準(zhǔn)診斷儀接口 OBD- II是on-hoard diagnositics的縮寫，即第二代隨車L算機(jī)診斷系統(tǒng)，它代表了目前大部分診斷儀的技術(shù)水平，可以說是一個(gè)實(shí)際的標(biāo)準(zhǔn)，因而得到了汽車制造商的支持。其主要特點(diǎn)有: 1)診斷插座統(tǒng)一為16針插座，并統(tǒng)一安裝于駕駛室儀表板下方。診斷插座如圖3-1-8所示，引腳定義見表3-1-1上一頁下一頁返回任務(wù)一掌握汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的常見故障與診斷 2)串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議采用IS09141和SAE兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。 3)具有統(tǒng)一的5位故障代碼。例如，P1352的第一個(gè)英文字母代表被測控制器，如P代表發(fā)動(dòng)機(jī)計(jì)算機(jī)控制器(power) , B

14、代表車身計(jì)算機(jī)控制器ho_場)，C代表底盤計(jì)算機(jī)控制器( chassis) ,第二個(gè)字代表制造廠，第三個(gè)字代表SAE定義的故障范圍碼，最后兩個(gè)字代表原廠故障碼 4)具有用診斷儀直接讀取并清除故障碼的功能 5)具有行車記錄功能，能記錄車輛行駛過程中的有關(guān)數(shù)據(jù)資料。 6)具有記憶并重新顯示故障信息的功能。上一頁下一頁返回任務(wù)一掌握汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的常見故障與診斷4.常見車型的OBD- II端子分析(1)大眾車系的OBD- II端子(圖3-1-9 )(2)奧迪車系的OBD- II端子(圖3-1一10)(3)福特車系的OBD- II端子(圖3-1一11) (四)專用診斷儀在汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)故障診斷中的

15、應(yīng)用 汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)故障診斷儀可以方便地檢測電路物理特性，方便地讀取或清除故障碼;它可以與ECU中的中央處理器直接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，顯示靜態(tài)或動(dòng)態(tài)ECU的工作狀況和各種傳感器輸出的瞬時(shí)數(shù)據(jù);它能在靜態(tài)或動(dòng)態(tài)的情況下，向電控系統(tǒng)各執(zhí)行器發(fā)出檢修作業(yè)需要的動(dòng)作指令，以便檢查執(zhí)行器的工作狀況。上一頁下一頁返回任務(wù)一掌握汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的常見故障與診斷 1.汽車萬用表的使用 汽車萬用表是檢測電子電路時(shí)最常用的儀表之一(圖3-1-12)，它具有攜帶及使用方便、可測參數(shù)多等顯著特點(diǎn)。在檢測汽車電控系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)時(shí)通常使用汽車萬用表。通過汽車萬用表，可以判別故障的具體部位和檢測元件的狀態(tài)(圖3一1一13)。

16、2.診斷儀的使用 在多路傳輸系統(tǒng)的診斷中，專用診斷設(shè)備必不可少，具有多路傳輸系統(tǒng)車輛對解碼器的要求如下。 1)能夠自動(dòng)識別汽車ECU的型號和版本。 2)能夠完全訪問汽車控制單元上開放的存儲(chǔ)資源 3)能夠不失真地按照原廠要求顯示從汽車控制單元上獲取的數(shù)據(jù)。上一頁下一頁返回任務(wù)一掌握汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的常見故障與診斷 4)必須支持以下5個(gè)功能:讀取故障碼;清除故障碼;動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分析;執(zhí)行元件測試;對特定的車系/車型支持專業(yè)功能，如提供系統(tǒng)基本調(diào)整、自適應(yīng)匹配(含防盜控制單元及鑰匙匹配)、編碼、單獨(dú)通道數(shù)據(jù)、登錄系統(tǒng)、傳送汽車底盤號等專業(yè)功能 3.汽車示波器在電控系統(tǒng)故障診斷中的應(yīng)用 現(xiàn)代汽車已進(jìn)入電子

17、控制時(shí)代，電子控制已涉及汽車動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、安全性、可靠性、凈化性和舒適性等諸多方面，且各種控制系統(tǒng)電控單元之間相互聯(lián)系緊密，可隨時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信。電子設(shè)備占整車比例逐步上升，電子設(shè)備的故障越來越多，也越來越具有挑戰(zhàn)性。而汽車示波器為綜合判斷汽車電子設(shè)備(包括網(wǎng)絡(luò))故障提供了有力保證。上一頁下一頁返回任務(wù)一掌握汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的常見故障與診斷 (1)汽車電子信號的種類 汽車電控系統(tǒng)的功能是電控單元通過接收并識別各個(gè)傳感器提供的電子信號，指揮不同執(zhí)行器動(dòng)作，維持汽車的口常運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)某些電子信號出現(xiàn)異常時(shí)，表明汽車存在與之相對應(yīng)的某些故障，因此，檢測這些電子信號，并分析其特征可以進(jìn)行故障診斷。汽車

18、系統(tǒng)中存在五種基本電子信號。 (2)汽車電子信號的判斷 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)控制計(jì)算機(jī)通過分辨各類電子信號的特征，識別各個(gè)傳感器提供的各種信息，并依據(jù)這些特征發(fā)出各種命令，指揮不同的執(zhí)行器動(dòng)作。這些特征就是汽車電子信號的五種判定依據(jù)，往往汽車故障也就從這些特征中體現(xiàn)出來。上一頁下一頁返回任務(wù)一掌握汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的常見故障與診斷 1)五種判斷依據(jù)的定義 幅值:電子信號在一定點(diǎn)上的即時(shí)電壓。 頻率:電子信號在兩個(gè)事件或循環(huán)之間的時(shí)間，一般指每秒的循環(huán)數(shù)。 脈沖寬度:電子信號所占的時(shí)間或占空比。 形狀:電子信號的外形特征，包括其曲線、輪廓和上升沿、下降沿等 陣列:組成專門信息信號的重復(fù)方式，如1缸傳送給發(fā)動(dòng)

19、機(jī)控制計(jì)算機(jī)的上止點(diǎn)同步脈沖信號、傳給解碼器的有關(guān)冷卻水溫度信號的串行數(shù)據(jù)流等 2)電子信號的判斷依據(jù) 如表3-1-2所示，每個(gè)電子信號都可以用五種判定依據(jù)中的一個(gè)或多個(gè)進(jìn)行判斷上一頁下一頁返回任務(wù)一掌握汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的常見故障與診斷 (3)汽車示波器的特點(diǎn) 與汽車萬用表相比，示波器具有更精確及描述細(xì)致的優(yōu)點(diǎn)。汽車萬用表通常只能用一兩個(gè)電參數(shù)來反映電信號的特征，而示波器則用電壓隨時(shí)間變化的圖像來反映一個(gè)電信號，它顯示的電信號比汽車萬用表更準(zhǔn)確、更形象。運(yùn)用示波器，可使汽車電子設(shè)備的測試設(shè)定變得非常簡單，只要像點(diǎn)菜單一樣選擇要測試的內(nèi)容，無需任何設(shè)定和調(diào)整就可直接觀察波形，使用極為方便。 (4

20、)汽車示波器的應(yīng)用 1)用于部件或電路的故障分析 在汽車電子控制系統(tǒng)運(yùn)行正常的情況下，利用示波器可診斷某個(gè)部件或某段電路的故障。下面以霍爾效應(yīng)式車速傳感器為例進(jìn)行分析。上一頁下一頁返回任務(wù)一掌握汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的常見故障與診斷 霍爾效應(yīng)式傳感器主要用于測量轉(zhuǎn)動(dòng)部件的位置和速度的電路中。車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，傳感器便產(chǎn)生一連串的信號，且脈沖的個(gè)數(shù)(頻率)隨車速的增加而增加但信號的占空比在任何車速下保持恒定不變。 波形的振幅、頻率和形狀等關(guān)鍵判定依據(jù)應(yīng)一致，即正常的幅度基本上等于傳感器的供電參考電壓，兩個(gè)脈沖之間的間隔、形狀一致。當(dāng)波形底部或頂部出現(xiàn)缺口或不規(guī)則以及波形高度(幅度)不相等時(shí)，則說明可能出現(xiàn)了故障(因?yàn)榻o傳感器的供電電壓是不變的);若波形對地電位過高，則說明電阻過大或傳感器接地不良。上一頁下一頁返回任務(wù)一掌握汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的常見故障與診斷