《汽車綜合故障診斷與維修》課件-項目四：任務1CAN 總線系統故障診斷與排除

任務1：CAN總線系統故障診斷與排除項目四：汽車舒適系統故障診斷與排除《汽車綜合故障診斷與維修》CONTENTS目錄1學習目標3知識鏈接2任務導入4任務實施知識目標能力目標素質目標1學習目標(1)掌握CAN總線系統結構和工作原理。(2)掌握CAN總線系統故障的診斷方法。(1)能制定CAN總線系統常見故障的診斷流程。(2)能正確使用檢測設備進行CAN總線系統故障的診斷與排除。（1）培養學生的邏輯思維能力和創新能力。（2）培養學生具備誠信、嚴謹、規范、求真的職業精神。（3）培養學生具備能主動獲取信息、團隊協作與溝通交流的能力。2任務導入一輛轎車,遙控鑰匙無法正常控制右側車門開、閉鎖;打開點火開關,操作駕駛員側玻璃升降器開關無法控制所有車窗升降;操作后視鏡,左右后視鏡均不動作。請制定出故障的診斷流程,并對本車輛進行維修,填寫故障診斷排除報告。3知識鏈接工作原理汽車技術水平的大幅提高,致使汽車上的傳感器、控制器數量不斷增多,有些傳感器的信號為公用信號,多個系統都需要采集,比如發動機控制單元、儀表控制單元均需要采集冷卻液溫度傳感器信號、發動機轉速傳感器信號、車速傳感器信號等,用以控制車輛的正常運行,為了優化線路、降低成本、提高汽車工作的可靠性,串行數據總線誕生。CAN是ISO國際標準化的串行通信協議,是ControllerAreaNetwork的縮寫。CAN是一種有效支持分布式控制或實時控制的串行通信網絡,屬于現場總線的范疇。3知識鏈接工作原理CAN總線系統主要包括控制單元和數據線,控制單元通過收發器(發射接收放大器)并聯在總線導線上。CAN總線系統采用CAN-Low、CAN-High兩根雙絞線進行數據傳輸。為了有效抑制外部干擾,雙絞線上的信號是按相反相位傳輸的。CAN數據總線中的控制器、收發器和兩個數據傳輸終端置于控制單元內部,數據傳輸終端也可以置于控制單元外部。(一)CAN總線系統的組成3知識鏈接工作原理常見的CAN總線分為三大類:高速CAN、低速CAN(容錯CAN)和單線CAN,其共同點是通信協議相同但是傳遞數據的速度不同。車輛采用高速CAN以便于動力系統之間的大數據傳輸,用低速CAN實現舒適系統之間的小數據傳輸,美系車輛常以單線CAN進行系統間數據傳遞。(一)CAN總線系統的組成3知識鏈接工作原理高速CAN又叫動力CAN，車輛動力系統包括發動機系統，變速箱系統，動力轉向系統，ABS系統，安全氣囊系統組合而成。低速CAN總線的通訊速率為125Kbit/S，125Kbit=125000bit,一秒鐘可以專遞125000個0或1，每一位的時間為8us。低速CAN總線又叫舒適CAN總線和容錯CAN總線，常用于車身電器系統。單線CAN總線和高速CAN低速CAN的通訊協議都相同，但是通訊速率不同，單線CAN的通訊速率為15Kbit/S，一秒鐘可以專遞15000個0或1，每一位的時間為65us。只需要一根線即可實現數據的傳輸，因為通訊協議和CAN相同，所以叫做單線CAN,單線CAN線因為通訊速率低常用于舒適系統。(一)CAN總線系統的組成3知識鏈接工作原理1.動力CAN工作特性及抗干擾原理在數據總線的末端,CANH與CANL線路之間各有一個120Ω的終端電阻。數據符號1和0以500kbit/s的速率按順序傳輸。通過總線傳輸的數據通過CANH信號電壓和CANL信號電壓之間的電壓差來表示。在兩個線路總線處于靜止時,CANH和CANL信號線路未被驅動,代表邏輯“0”。此狀態下,兩個信號線路電壓均為2.5V,電壓差約為0V。當傳輸邏輯“1”時,CANH信號線路電壓被拉高至大約3.5V,CANL信號線路電壓被拉低至約1.5V,電壓差約為(2.0±0.5)V。兩線變化的電壓產生的磁場方向剛好相反,把兩根線絞在一起兩個磁場相互抵消,對外就沒有了電磁干擾,當外界有信號干擾任意一根線時,終端電阻會使兩根線電壓同時變化,差分信號無法生成也就不會被干擾,這就是動力CAN總線使用雙絞線加終端電阻降低使用差分信號抗干擾的原理。動力CAN總線波形和信號數據如圖4-1、圖4-2所示。(二)CAN總線系統的工作原理3知識鏈接工作原理(2)低速CAN工作特性因為通訊速率低信號反射小，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在不傳數據時，隱性電壓為0V，傳數據時，顯性電壓為3.6V；CAN-L在不傳輸數據時，隱性電壓為5V，傳數據時，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，但是具備較強的抗干擾能力，其CAN芯片能自動識別總線狀態，并能根據總線狀態調整不同的接收模式，當相互短路，或者CAN－H、CAN-L任意一根對地或電源短路，或CAN－H和CAN-L有一根斷路時，CAN芯片均可自動識別，并將CAN系統切換到單線通訊模式，保證信號的正常傳輸。低速CAN總線波形如圖4-3所示。(二)CAN總線系統的工作原理3知識鏈接工作原理(3)單線CAN工作特性在不傳數據隱性時電壓為0V，傳數據顯性時電壓為7V左右。單線CAN總線波形如圖4-4所示。(二)CAN總線系統的工作原理圖4-4單線CAN總線波形3知識鏈接故障分析一、萬用表檢測使用萬用表20V電壓檔測量任意一根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，正負不能大于0.3V。如果出現動力CAN上所有模塊都不通訊時，可能是CAN－H或CAN-L對地短路或對正短路還有就是互短，這類故障需要斷開蓄電池負極5分鐘后，用萬用表電阻檔測量CAN線終端電阻，不拔下模塊時，阻值要在60歐姆左右；如果終端電阻正常，需要分別測試CAN－H和CAN-L對地和對正的電阻情況，阻值不能小于20千歐姆，阻值如果不正常挨個拔下模塊，直到阻值正常為止。出現單個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試模塊輸出CAN電壓情況，加電時要兩個人配合，一個人加電一個人測量CAN電壓，能輸出CAN電壓均為正常，如果模塊加電以后一直沒有CAN信號傳輸，模塊將會進入休眠狀態，CAN電壓將會變為0V。3知識鏈接故障分析二、示波器檢測1、CAN-High、CAN-Low斷路分析如圖4-5所示，觀察這類信號波形時，先觀察波形相位和切換方向重疊的部分，只要有這種類似的波形，就說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判定。如果CAN-H高于CAN-L，說明CAN-H斷路；如果CAN-L高于CAN-H，說明CAN-L斷路。3知識鏈接故障分析二、示波器檢測2、CAN-H、CAN-L對電源短路分析觀察此類波形時，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線電壓始終保持為+B，而另外一根信號線為10V作右，如果有，就說明CAN總線對+B短路。如果CAN-H為+B，CAN-L為10V，說明CAN-H對+B短路；如果CAN-L為+B，CAN-H為10V，說明CAN-L對+B短路，如圖4-6所示為CAN-H對正短路波形，圖4-7所示為CAN-L對正短路波形。3知識鏈接故障分析二、示波器檢測3、CAN-H、CAN-L對地短路分析觀察此類波形時，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線電壓始終保持為0V，而另外一根信號線為0.5V，如果有，就說明CAN總線對接地短路。如果CAN-H為0V，CAN-L為0.5V，說明CAN-H對地短路；如果CAN-L為0，CAN-H為0.5V，說明CAN-L對地短路。如圖4-8所示為CAN-L對地短路波形，圖4-9所示為CAN-H對地短路波形。3知識鏈接故障分析二、示波器檢測4、CAN-H、CAN-L對+B虛接分析如圖4-11所示，觀察此類波形時，主要看所有控制模塊總線波形的隱性電平是否同時明顯小于2.5V，如果有，就說明CAN總線存在對地虛接。如果CAN-L的隱性電平大于CAN-H，說明CAN-H對地虛接；如果CAN-H的隱性電平大于CAN-L，說明CAN-L對地虛接。3知識鏈接故障分析二、示波器檢測5、CAN-H、CAN-L對地虛接分析如圖410所示,觀察此類波形時,主要看所有控制模塊總線波形的隱性電平是否同時明顯大于2.5V,如果有,就說明CAN總線存在對+B虛接。如果CANH的隱性電平大于CANL,說明CANH對+B虛接;如果CANL的隱性電平大于CANH,說明CANL對+B虛接,如圖410所示為CANH對+B虛接波形。4任務實施案例1.右前車門CAN總線斷路故障檢修一輛邁騰B8車輛,操作遙控器落鎖和中控鎖按鈕,右側車門無法正常落鎖;打開點火開關,駕駛員側玻璃升降器開關無法操作右側車門車窗升降;操作后視鏡,右側后視鏡無法調節;向右撥動轉向燈開關,右側后視鏡上的轉向指示燈無法正常工作。1.故障現象4任務實施2.故障分析由于右側車門、玻璃升降器、后視鏡均無法正常工作,說明右側車門功能整體失效。故障可能原因有:J386與J387之間的CAN總線存在通信故障,右側車門控制單元J387供電及搭鐵故障,右側車門控制單元J387自身故障。右側車門控制單元電源及通信電路如圖4-12所示。案例1.右前車門CAN總線斷路故障檢修4任務實施3.故障診斷流程第一步:掃描網關列表。右前門控制單元J387通信異常,說明網關與J387之間通信異常,可能原因為:J387自身故障,右側車門控制單元J387供電及搭鐵故障,CAN總線故障。案例1.右前車門CAN總線斷路故障檢修4任務實施3.故障診斷流程第二步:測量J387的供電及搭鐵。打開點火開關,測量J387的T20a/19號端子,標準電壓為+B,實測電壓為12.25V,測試結果正常。打開點火開關,測量J387的T20a/20號端子,標準電壓為0V,