汽車車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)-張立新-主編3模塊三 低速CAN總線的檢測與修復(fù)2

2024/4/21汽車車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)全國交通運輸職業(yè)教育教學(xué)指導(dǎo)委員會組織編寫黃鵬主編悅中原景忠玉副主編全國交通運輸職業(yè)教育高職汽車運用與維修技術(shù)專業(yè)規(guī)劃教材2024/4/21高速CAN總線的檢測與修復(fù)低速CAN總線的檢測與修復(fù)LIN總線系統(tǒng)的檢測與修復(fù)MOST總線系統(tǒng)的檢測與修復(fù)模塊二模塊三模塊四模塊五模塊六FlexRay總線系統(tǒng)的檢測與修復(fù)車載網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)知模塊一

模塊三低速CAN總線的檢測與修復(fù)模塊三低速CAN總線的檢測與修復(fù)學(xué)習(xí)目標(biāo)

1．掌握低速CAN總線信號波形特點和系統(tǒng)組成；

2．掌握低速CAN數(shù)據(jù)總線電壓的檢測方法；

3．掌握低速CAN數(shù)據(jù)總線波形的檢測方法；

4．掌握低速CAN網(wǎng)絡(luò)的診斷流程；

5．能說出低速CAN與高速CAN數(shù)據(jù)總線的區(qū)別；

6．能用萬用表對低速CAN數(shù)據(jù)總線進行測量并進行分析；

7．能用示波器測量低速CAN總線數(shù)據(jù)波形并進行分析；

8．能用診斷儀對低速CAN網(wǎng)絡(luò)進行診斷。建議課時10課時。模塊三低速CAN總線的檢測與修復(fù)

一、低速CAN總線的認(rèn)知

下列總線一般為低速CAN總線：舒適CAN、信息娛樂CAN。如圖3-1所示為2008款奧迪A4L車輛應(yīng)用的CAN舒適系統(tǒng)。這里先介紹CAN舒適系統(tǒng)。圖3-12008款奧迪A4L車輛CAN舒適系統(tǒng)模塊三低速CAN總線的檢測與修復(fù)

舒適CAN數(shù)據(jù)總線連接10塊電腦，它們是車載電網(wǎng)控制單元J519、倒車攝像系統(tǒng)控制單元J772、掛車識別控制單元J345、轉(zhuǎn)向柱電子控制單元J527、駕駛員座椅記憶控制單元J136、副駕駛員座椅記憶控制單元J521、駕駛員側(cè)車門控制單元J386、副駕駛員側(cè)車門控制單元J387、舒適/便捷系統(tǒng)的中央控制單元J393和自動空調(diào)控制單元J255。模塊三低速CAN總線的檢測與修復(fù)

1．低速CAN總線信號波形

低速系統(tǒng)CAN總線的速率達到100kb/s，為了使低速CAN總線抗干擾能力強且電流消耗低，與高速CAN總線相比做了一些改動。首先，由于使用了單獨的驅(qū)動器（功率放大器），這兩個CAN信號就不再有彼此的依賴關(guān)系，即任一根CAN線斷路，CAN系統(tǒng)不受影響。低速CAN總線的CAN-H線和CAN-L線間沒有終端電阻，即高低CAN線不再彼此相互影響，而是彼此獨立作為電源來工作。在隱性狀態(tài)（靜電平）時，CAN-H線信號為0V，在顯性狀態(tài)時≥3.6V。對于CAN-L信號來說，隱性電平為5V，顯性電平≤1.4V，如圖3-2所示。在示波器上顯示的低速CAN總線波形圖（靜態(tài)）如圖3-3所示。圖3-2低速系統(tǒng)的信號波形圖模塊三低速CAN總線的檢測與修復(fù)圖3-3示波器上顯示的低速CAN總線波形模塊三低速CAN總線的檢測與修復(fù)

2．低速CAN總線的CAN收發(fā)器

低速系統(tǒng)CAN總線中收發(fā)器的結(jié)構(gòu)如圖3-4所示，其工作原理與動力CAN總線收發(fā)器基本是一樣的，只是輸出的電壓和出現(xiàn)故障時切換到CAN-H線或CAN-L線（單線工作模式）的方法不同，另外，CAN-H線和CAN-L線之間的短路會被識別出來，并且在出現(xiàn)故障時會關(guān)閉CAN-L驅(qū)動器，在這種情況下，CAN-H線和CAN-L線信號是相同的。圖3-4低速CAN中收發(fā)器的結(jié)構(gòu)圖模塊三低速CAN總線的檢測與修復(fù)

CAN-H線的高電平為3.6V，CAN-H線的低電平為0V。

CAN-L線的高電平為5V，CAN-L線的低電平為1.4V。

邏輯“0”：CAN高線電壓為3.6V，CAN低線電壓為1.4V。

CAN-H線和CAN-L線上的數(shù)據(jù)傳遞由安裝在收發(fā)器內(nèi)的故障邏輯電路監(jiān)控，故障邏輯電路檢驗兩條CAN導(dǎo)線上的信號，如果出現(xiàn)故障（如某條CAN導(dǎo)線斷路），那么故障邏輯電路會識別出該故障，從而使用完好的一條導(dǎo)線（單線工作模式）。模塊三低速CAN總線的檢測與修復(fù)

3．單線工作模式下的低速CAN總線

如果因斷路、短路或與蓄電池電壓相連而導(dǎo)致兩條CAN導(dǎo)線中的一條不工作了，那么就會切換到單線工作模式。在單線工作模式下，CAN低速總線仍可工作?？刂茊卧褂肅AN不受單線工作模式影響，一個專用的故障輸出用于通知控制單元，現(xiàn)在收發(fā)器是工作在單線模式下。在示波器上顯示的低速CAN總線工作在單線模式下的波形（靜態(tài)）如圖3-5所示。模塊三低速CAN總線的檢測與修復(fù)圖3-5示波器上顯示的低速CAN總線工作在單線模式下的波形（靜態(tài)）模塊三低速CAN總線的檢測與修復(fù)

二、低速CAN數(shù)據(jù)總線的檢測

（一）低速CAN數(shù)據(jù)總線電壓的檢測

低速CAN總線可以采用數(shù)字萬用表進行電壓信號測試，大致判斷數(shù)據(jù)總線的信號傳輸是否存在故障。用數(shù)字萬用表在測量頻率信號時，萬用表具有分段采集和有效值運算的工作特性，因此，數(shù)字萬用表的顯示值只能反映被測信號的主體信號電壓值，不能顯示被測信號的每個細(xì)節(jié)。

CAN高線信號在總線空閑時的電壓約為0V，總線上有信號傳輸時，總線上的電壓值在0V和4V之間高頻波動，因此CAN高線的主體電壓應(yīng)是0V，所以萬用表的測量值為0.35V左右。

同理，CAN低線信號在總線空閑時的電壓約為5V，總線上有信號傳輸時，總線上的電壓值在5V和1V之間高頻波動，因此CAN低線的主體電壓應(yīng)是5V，所以萬用表的測量值為4.65V左右。模塊三低速CAN總線的檢測與修復(fù)

（二）低速CAN數(shù)據(jù)總線波形的檢測

1．正常波形

使用VAS6150診斷儀，選擇測量技術(shù)中的“數(shù)字存儲示波儀（DSO）”，即可進行波形測量，如圖3-6所示。圖3-6正常波形模塊三低速CAN總線的檢測與修復(fù)

信號分析：

（1）信號是在觸發(fā)器模式的正向沿被觸發(fā)。

（2）CAN-H和CAN-L的顯示呈倒鏡像關(guān)系。

（3）CAN-H初始電壓應(yīng)為0V和CAN-L的初始電壓應(yīng)為5V。

（4）CAN-H的顯性電平應(yīng)至少為3.6～4V，CAN-L的顯性電平應(yīng)至少為1～1.4V。模塊三低速CAN總線的檢測與修復(fù)

2．故障波形

1）CAN低線斷路故障

用示波器測出波形如圖3-7所示。圖3-7CAN低線斷路示波儀判斷圖模塊三低速CAN總線的檢測與修復(fù)

2）CAN高線斷路故障

用示波器測出波形如圖3-8所示。圖3-8CAN高線斷路示波儀判斷圖模塊三低速CAN總線的檢測與修復(fù)

3）CAN低線與蓄電池短接故障

用示波器測出波形如圖3-9所示。圖3-9CAN低線與蓄電池短接示波儀判斷圖模塊三低速CAN總線的檢測與修復(fù)

4）CAN低線與搭鐵短接故障

用示波器測出波形如圖3-10所示。圖3-10CAN低線與搭鐵短接示波儀判斷圖模塊三低速CAN總線的檢測與修復(fù)

5）CAN低線與CAN高線短接故障

用示波器測出波形如圖3-11所示。圖3-11CAN低線與CAN高線短接示波儀判斷圖模塊三低速CAN總線的檢測與修復(fù)

6）CAN低線與CAN高線交叉連接故障

用示波器測出波形如圖3-12所示。圖3-12CAN低線與CAN高線交叉連接示波儀判斷圖模塊三低速CAN總線的檢測與修復(fù)

三、低速CAN總線的故障診斷

（一）故障現(xiàn)象

邁騰B7L轎車操作左前車門上的右后車窗升降器按鈕E714和右前車窗升降器按鈕E715時，右側(cè)兩車窗玻璃都不能升降；但是操作右邊兩車門上的車窗升降器開關(guān)E716和E713時，右側(cè)前后兩車窗玻璃能正常升降，其他車窗按鈕操控情況正常。模塊三低速CAN總線的檢測與修復(fù)

（二）故障分析

（1）該轎車舒適CAN總線系統(tǒng)采用雙絞線的線性的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，主要有車門升降機控制功能、車門閉鎖器控制功能、汽車轉(zhuǎn)向盤解鎖控制功能、J519電源控制功能、油泵控制功能、后視鏡調(diào)節(jié)控制功能及兒童鎖控制功能等。在以上控制功能實現(xiàn)過程中，舒適CAN總線系統(tǒng)起到控制單元激活功能和相關(guān)信息傳遞的功能。舒適系統(tǒng)CAN總線通過2根相互絞合的信號線同時傳遞數(shù)據(jù)，一根為CAN-H（橙/綠色），一根為CAN-L（橙/棕色）。舒適系統(tǒng)所有的控制單元掛接在2根線路上進行數(shù)據(jù)交換和信號傳遞，如圖3-13所示。模塊三低速CAN總線的檢測與修復(fù)圖3-13邁騰B7轎車舒適CAN總線系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模塊三低速CAN總線的檢測與修復(fù)

（2）根據(jù)2012款邁騰B7L的電路圖可知，該車的右前窗和右后窗的控制原理如圖3-14所示。根據(jù)圖分析可得出2012款邁騰B7L的右側(cè)兩門窗玻璃的左前車門上的右后車窗升降器按鈕E714和右前車窗升降器按鈕E715發(fā)出的電壓信號，由左前車窗控制單元J386通過CAN到達右側(cè)前部車窗控制單元J387，再由LIN線控制右側(cè)后部車窗控制單元J927單獨操作右側(cè)車門上的車窗升降器按鈕E713或E716時，玻璃能正常升降，說明右側(cè)車窗控制單元。J387和J927及其供電電路、右側(cè)兩車窗升降器電動機V148和V472、搭鐵電路、右邊兩個車窗升降器按鈕（E713、E716）及電源線路均沒有故障；而且左側(cè)兩車窗控制完好，基本排除左側(cè)車窗控制單元J386引起故障的可能性。模塊三低速CAN總線的檢測與修復(fù)圖3-142012款邁騰B7L右側(cè)門窗控制電路原理圖模塊三低速CAN總線的檢測與修復(fù)

（三）查找故障原因

（1）基于舒適總線系統(tǒng)的控制原理和實際工作情況，說明J386（駕駛員側(cè)車門控制的單元）與J533、J519之間的通信正常。由于右側(cè)車門所有功能完全失效，而右后車門的喚醒及多數(shù)功能均受控于右車門。所以右前車門控制模塊或其電路出現(xiàn)故障的概率較高，J387自身故障，J387電源電路故障，J387與舒適總線之間通信故障。

（2）用VAS6150D診斷儀進行自診斷測試，診斷無法與J387控制單元通信，與其他控制模塊通信正常，說明故障主要在J387及相關(guān)電路上。用萬用表測量J387的供電與搭鐵，測供電T20a/19對搭鐵電壓＋B，測供電T20a/20對搭鐵電壓小于0.1V，說明J387供電無異常。模塊三低速CAN總線的檢測與修復(fù)

（3）用數(shù)字示波器測量J387CAN線、T20a/14和T20a/15的波形，根據(jù)波形表明CAN-H與CAN-L互相影響，CAN-L通信異常，但CAN-H基本正常，測試點到J387以及J387內(nèi)總線未見異常、故障在測試點到總線節(jié)點之間的CAN-L上，故障性為斷路或電阻過大，節(jié)點到TTVR（右前門連接位置）線路異常。由于節(jié)點到TTVR之間的線束隱藏在車內(nèi)，TTVR插針不便于測量，基于測量方便，優(yōu)先檢查TTVR到J387線路。檢查TTVR插頭，發(fā)現(xiàn)CAN-L線斷開。模塊三低速CAN總線的檢測與修復(fù)

（四）解決辦法

故障原因可能為，此車在交通事故后維修裝配線束時或車門的開關(guān)磨損，使線路受到損傷，最終導(dǎo)致線束斷開。連接斷點后，右側(cè)車門功能恢復(fù)正常。模塊三低速CAN總線的檢測與修復(fù)技能實訓(xùn)

（一）項目一低速CAN網(wǎng)絡(luò)電壓和波形測量

1．項目目標(biāo)

能夠測量并應(yīng)用低速CAN網(wǎng)絡(luò)的電壓和波形測量。

2．項目內(nèi)容

（1）連接專用工具，測出實驗車型的低速CAN總線的平均電壓，并記錄。模塊三低速CAN總線的檢測與修復(fù)

（2）畫出低速CAN總線的理論波形，標(biāo)明隱/顯性時CAN線高線和低線的電壓值。模塊三低速CAN總線的檢測與修復(fù)

（3）將專用工具連接在車輛上，打開點火開關(guān)，測量低速CAN總線的波形并繪制在適當(dāng)位置。標(biāo)明隱性、顯性時高線、低線的電壓。關(guān)閉點火開關(guān)、鎖車，車輛休眠后，測量波形，標(biāo)明高線、低線的電壓。模塊三低速CAN總線的檢測與修復(fù)

（4）將專用工具連接在車輛上，打開點火開關(guān)，利用專用工具模擬低速CAN總線各種故障情況（CAN-H/L對搭鐵/正短路、互短、斷路）（表3-1）。

①測出每種故障情況下總線的故障波形，并記錄（拍照或截圖）。

②利用萬用表測出每種總線故障情況下該總線支路的電壓和電阻。

③然后讀取診斷儀中的故障代碼以及有故障的控制單元。

④指出哪種情況下低速CAN總線可以正常工作。模塊三低速CAN總線的檢測與修復(fù)

（5）根據(jù)測量的故障波形，將所對應(yīng)的波形圖進行排列（表3-2）。模塊三低速CAN總線的檢測與修復(fù)模塊三低速CAN總線的檢測與修復(fù)

（二）項目二CAN網(wǎng)絡(luò)診斷儀操作和CAN網(wǎng)絡(luò)綜合故障診斷（奧迪A4L、A6L）

1．項目目標(biāo)

能夠通過診斷儀進行CAN網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)總線的診斷、維修和CAN網(wǎng)絡(luò)綜合故障診斷。

2．項目內(nèi)容

（1）通過引導(dǎo)型故障查詢和自診斷分別在J533中讀取，打開點火開關(guān)時各CAN網(wǎng)絡(luò)上控制單元的數(shù)據(jù)狀態(tài)，關(guān)閉點火開始時各CAN網(wǎng)絡(luò)上控制單元的數(shù)據(jù)狀態(tài)，并記錄。模塊三低速CAN總線的檢測與修復(fù)

（2）查詢維修手冊找出并記錄A6L（C7）車型CAN網(wǎng)絡(luò)總線的維修注意事項。運用專用工具VAS1978B，修復(fù)一小段CAN數(shù)據(jù)線。

（3）以小組為單位討論當(dāng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D上指定的控制單元或總線出現(xiàn)故障時，車輛會出現(xiàn)的故障現(xiàn)象。

對應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D的故障點，利用1598/38或者拔除相應(yīng)電器元件模擬故障，觀察故障現(xiàn)象是否與討論結(jié)果一致（表3-3）。模塊三低速CAN總線的檢測與修復(fù)

（4）CAN總線故障查找，使用兩種方法解決當(dāng)前車輛的總線故障：

①不使用示波器，只用萬用表和診斷儀來找到總線故障。

②使用示波器和診斷儀來找到總線故障。模塊三低速CAN總線的檢測與修復(fù)模塊小結(jié)

（1）低速CAN總線的CAN-H線和CAN-L線間沒有終端電阻，即高低CAN線不再彼此相互影響，而是彼此獨立作為電源來工作。在隱性狀態(tài)（靜電平）時，CAN-H線信號為0V，在顯性狀態(tài)時≥3.6V。對于CAN-L信號來說，隱性電平為5V，顯性電平≤1.4V。

（2）低速系統(tǒng)CAN總線中收發(fā)器的結(jié)構(gòu)工作原理與動力CAN總線收發(fā)器基本是一樣的，只是輸出的電壓和出現(xiàn)故障時切換到CAN-H線或CAN-L線（單線工作模式）的方法不同，另外，CAN-H線和CAN-L線之間的短路會被識別出來，并且，在出現(xiàn)故障時會關(guān)閉CAN-L驅(qū)動器，在這種情況下，CAN-H線和CAN-L線信號是相同的；CAN-H線的高電平為3.6V，CAN-H線的低電平為0V；CAN-L線的高電平為5V，CAN-L線的低電平為1.4V；邏輯“0”：CAN高線電壓為3.6V，CAN低線電壓為1.4V。模塊三低速CAN總線的檢測與修復(fù)

（3）低速CAN總線CAN高線信號在總線空閑時的電壓約為0V，總線上有信號傳輸時，總線上的電壓值在0V和4V之間高頻波動，因此CAN高線的主體電壓應(yīng)是0V，所以萬用表的測量值為0.35V左右。同理，CAN低線信號在總線空閑時的電壓約為5V，總線上有信號傳輸時，總線上的電壓值在5V和1V