項目一汽車總線系統(tǒng)檢測

汽車舒適與安全系統(tǒng)檢修項目一汽車總線系統(tǒng)檢測一、項目要求二、相關知識三、項目實施一、項目要求 【知識要求】 1．掌握汽車總線系統(tǒng)工作原理 2．掌握汽車總線系統(tǒng)檢測方法 【能力要求】 能夠使用VAS5051、V.A.G1551或V.A.G1552對汽車總線系統(tǒng)進行檢測二、相關知識

（一）總線系統(tǒng)信息傳輸及總體構成 1．總線系統(tǒng)信息傳輸 總線系統(tǒng)的信息一般采用多路傳輸。 所謂多路傳輸也叫時分復用技術（Time-DivisionMultiplexing，TDM），是將不同的信號相互交織在不同的時間段內(nèi)，沿著同一個信道傳輸。 在接收端再用某種方法，將各個時間段內(nèi)的信號提取出來還原成原始信號的通信技術，多路傳輸原理如圖1-1所示。圖1-1多路傳輸原理圖 2．總線系統(tǒng)構成 總線系統(tǒng)主要由控制器、數(shù)據(jù)總線、網(wǎng)絡、通信協(xié)議、網(wǎng)關等組成。 （二）CAN-BUS的結構 1．CAN-BUS各組成部件及功能 CAN-BUS包括控制單元（CPU）、收發(fā)器（Tranceiver）、發(fā)送器（Transmitter）、接收器（Receiver），如圖1-7所示。圖1-7CAN-BUS數(shù)據(jù)總線組成 2．數(shù)據(jù)傳輸形式和數(shù)據(jù)傳輸原理（1）數(shù)據(jù)傳輸形式 目前，在汽車上應用的總線數(shù)據(jù)傳輸可以采用單線形式，也可以采用雙線形式。

原則上數(shù)據(jù)傳輸總線用一條導線就足以滿足功能要求了，使用第二條導線傳輸信號只不過是與第一條導線上的傳輸信號形成鏡像關系，這樣可有效地抑制外部干擾。 電控單元之間的所有信息都是通過兩根數(shù)據(jù)線CAN-Low線和CAN-High線來傳輸?shù)?，例如，發(fā)動機和自動變速器控制單元之間的傳輸如圖1-8所示。 電控單元間進行大量的信息交換，CAN-BUS數(shù)據(jù)總線也能完全勝任，如果需要增加額外信息，只需修改軟件即可。圖1-8數(shù)據(jù)傳輸形式（2）數(shù)據(jù)傳輸原理 CAN-BUS中的數(shù)據(jù)傳遞就像一個電話會議，如圖1-9所示。 一個電話用戶（電控單元）將數(shù)據(jù)“講入”網(wǎng)絡中，其他用戶通過網(wǎng)絡“接聽”這個數(shù)據(jù)，對這個數(shù)據(jù)感興趣的用戶就會利用數(shù)據(jù)，而其他用戶則選擇忽略。圖1-9CAN數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)傳輸原理（3）CAN-BUS傳遞數(shù)據(jù)的格式 3．CAN-BUS的數(shù)據(jù)傳遞過程 CAN-BUS并沒有指定的數(shù)據(jù)接收者，數(shù)據(jù)在CAN-BUS傳輸過程中，可以被所有電控單元接收和計算。 CAN-BUS的數(shù)據(jù)傳遞過程如圖1-11所示。圖1-11CAN-BUS的數(shù)據(jù)傳遞過程 4．CAN總線的傳輸仲裁 如果多個電控單元要同時發(fā)送各自的數(shù)據(jù)列，那么數(shù)據(jù)總線上就必然會發(fā)生數(shù)據(jù)沖突。 為了避免發(fā)生這種情況，CAN-BUS就必須決定哪個控制單元的數(shù)據(jù)列首先進行發(fā)送，總線采用傳輸仲裁，原則是：具有最高優(yōu)先權的數(shù)據(jù)首先發(fā)送。 （三）大眾車系CAN-BUS

1．大眾車系CAN-BUS類型 以邁騰轎車為例，該系統(tǒng)設定為5個不同的區(qū)域，分別為動力（驅(qū)動）系統(tǒng)、舒適系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、儀表系統(tǒng)、診斷系統(tǒng)5個局域網(wǎng)，如圖1-14所示。

圖1-14CAN-BUS的子系統(tǒng) 5個子局域網(wǎng)的傳輸速率見表1-2。 其中在CAN總線系統(tǒng)下還存在LIN總線系統(tǒng)，其傳輸速率為20kbit/s，整個CAN總線系統(tǒng)最大可承載1

000

kbit/s。1局域網(wǎng)總線電源供電線傳輸速率（kbit/s）2動力系統(tǒng)總線155003舒適系統(tǒng)總線301004信息系統(tǒng)總線301005診斷系統(tǒng)總線305006儀表系統(tǒng)總線15100表1-2 CAN-BUS的傳輸速率 2．動力總線系統(tǒng) CAN動力總線系統(tǒng)主要由發(fā)動機控制單元、ABS控制單元、ESP控制單元、自動變速器控制單元、安全氣囊控制單元、組合儀表控制單元等組成。 3．舒適/信息系統(tǒng)總線 CAN舒適/信息系統(tǒng)總線的聯(lián)網(wǎng)控制單元包括自動空調(diào)控制單元、車門控制單元、舒適控制單元、收音機和導航顯示控制單元。 控制單元通過CAN舒適/信息系統(tǒng)總線的CAN-High線和CAN-Low線來進行數(shù)據(jù)交換，如車門開/關、車內(nèi)燈開/關、車輛位置（GPS）等。 由于使用同樣的脈沖頻率，所以CAN舒適系統(tǒng)總線和CAN信息系統(tǒng)總線可以共同使用一對導線，當然，前提條件是相應的車上有這兩種數(shù)據(jù)總線。（1）CAN舒適/信息系統(tǒng)總線信號波形（2）CAN舒適/信息系統(tǒng)總線的CAN收發(fā)器（3）單線工作模式下的CAN舒適/信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線 4．診斷系統(tǒng)總線（四）奧迪A6轎車總線系統(tǒng) 1．CAN總線（1）驅(qū)動系統(tǒng)CAN總線 ①驅(qū)動系統(tǒng)CAN總線組成。 ②驅(qū)動系統(tǒng)CAN總線特點如下所述。 ●500

kbit/s特高速傳輸。 ●級別CAN/C。 ●雙絞線：高線為橙色/黑色，低線為橙色/棕色。 ●在一根線斷路/短路時，所有功能都會停止。（2）舒適系統(tǒng)CAN總線 ①舒適系統(tǒng)CAN總線組成。

②舒適系統(tǒng)CAN總線特點如下所述。 ●傳輸率100

kbit/s。 ●級別CAN/B。 ●雙絞線：高線為橙色/綠色，低線為橙色/棕色。 2．LIN總線（1）LIN總線的含義 LIN是LocalInterconnectNetwork的縮寫，它也被稱為“局域子系統(tǒng)”，即LIN總線是CAN總線網(wǎng)絡下的子系統(tǒng)。 車上各個LIN總線系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換是由控制單元通過CAN數(shù)據(jù)總線實現(xiàn)的。 奧迪A6轎車LIN總線組成如圖1-30所示。圖1-30LIN總線組成示意圖（2）LIN總線傳輸特征 LIN總線的主要特性如下。 ①最大傳輸速率為19.2

kbit/s。 ②低成本基于通用UART接口，幾乎所有微控制器都具備LIN必需的硬件。 ③只需要一根數(shù)據(jù)傳輸線。 ④單主控制器/多從控制器設備模式無須仲裁機制，通過單主/多從的原則保證系統(tǒng)安全，奧迪A6空調(diào)系統(tǒng)的LIN總線子系統(tǒng)如圖1-31所示。圖1-31奧迪A6空調(diào)系統(tǒng)的LIN總線子系統(tǒng)實物圖 ⑤從節(jié)點不需振蕩器就能實現(xiàn)同步，節(jié)省了多從控制器部件的硬件成本。 ⑥保證信號傳輸?shù)难舆t時間。 ⑦不需要改變LIN節(jié)點上的硬件和軟件就可以在網(wǎng)絡上增加節(jié)點。 ⑧通常一個LIN網(wǎng)絡上節(jié)點數(shù)目小于12個，共有64個標志符。 ⑨單線，基本色：紫色+標識色。 LIN總線系統(tǒng)是單線式，底色是紫色，有標識色。 該線的橫截面面積為0.35

mm2，無須屏蔽，該系統(tǒng)允許一個LIN主控制單元最多與16個LIN從控制單元進行數(shù)據(jù)交換。（3）LIN總線組成和工作原理 ①LIN主控制單元。

②LIN從控制單元。

③數(shù)據(jù)傳遞過程。 ④LIN總線系統(tǒng)的物理結構。 3．多媒體定向系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)總線的結構與檢修（1）概述 在汽車網(wǎng)絡中常見的多媒體定向系統(tǒng)傳輸（MediaOrientedSystemsTransport，MOST），就是比較典型的光學網(wǎng)絡，下面就來介紹一下MOST在汽車中的實際應用情況。 MOST具有如下優(yōu)點。 ①保證低成本的條件下，達到24.8

Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速度。 ②無論是否有主控計算機都可以工作。 ③使用POF優(yōu)化信息傳送質(zhì)量。 ④支持聲音和壓縮圖像的實時處理。 ⑤支持數(shù)據(jù)的同步和異步傳輸。 ⑥發(fā)送/接收器嵌有虛擬網(wǎng)絡管理系統(tǒng)。 ⑦支持多種網(wǎng)絡連接方式，提供MOST設備標準，方便、簡潔地應用系統(tǒng)界面。 ⑧通過采用MOST，不僅可以減輕連接各部件的線束質(zhì)量、降低噪聲，而且可以減輕系統(tǒng)開發(fā)技術人員的負擔，最終在用戶處實現(xiàn)各種設備的集中控制。 ⑨光纖網(wǎng)絡不會受到電磁輻射干擾與搭鐵環(huán)的影響。（2）奧迪A6轎車MOST數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)（3）奧迪A6MOST總線系統(tǒng)模式 MOST總線系統(tǒng)有3種工作模式：睡眠模式、待命模式、工作模式。（4）奧迪A6轎車MOST總線的控制單元和工作過程 ①控制單元的結構。 如圖1-38所示，MOST總線控制單元主要部件如下所述。圖1-38MOST總線控制單元的結構 ②MOST總線的控制單元工作過程。 MOST數(shù)據(jù)總線的一個基本特征是，它不像CAN-BUS數(shù)據(jù)總線那樣只傳輸控制數(shù)據(jù)和傳感器數(shù)據(jù)，它還能傳輸數(shù)字信號、音頻信號、視頻信號、圖形以及其他數(shù)據(jù)服務。 為了滿足數(shù)據(jù)傳輸?shù)母鞣N不同要求，每一個MOST數(shù)據(jù)總線信息分為3部分，如圖1-40所示。圖1-40MOST數(shù)據(jù)總線工作過程三、項目實施 （一）實施目的及要求 （二）實施步驟 1．寶來轎車總線系統(tǒng)診斷 寶來轎車動力傳動系統(tǒng)和舒適系統(tǒng)中裝用了兩套CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，系統(tǒng)網(wǎng)關內(nèi)置于儀表內(nèi)，負責動力CAN、舒適CAN和K診斷線的數(shù)據(jù)交換，如圖1-41所示。圖1-41汽車CAN數(shù)據(jù)傳輸結構 2．CAN數(shù)據(jù)總線的萬用表檢測 CAN數(shù)據(jù)總線可以采用數(shù)字萬用表進行電壓信號測試，判斷數(shù)據(jù)總線的信號傳輸是否存在故障，檢測方法如圖1-42所示。圖1-42用萬用表檢測CAN總線 用萬用表電阻擋測量CAN-High線和CAN-Low線之間的電阻，正常情況下應該有一個規(guī)定的電阻（電阻大小隨車型而異），不應直接導通；用萬用表電阻擋測量CAN-High線或CAN-Low線分別與搭鐵或蓄電池正極之間的導通性，正常情況下應不導通。（1）用萬用表檢測動力CAN總線 CAN-High線上有信號傳輸時，總線上的電壓值在2.5～3.5

V之間高頻波動，因此CAN-High線的主體電壓應是2.5

V，所以萬用表的測量值為2.5～3.5

V之間，大于2.5

V但靠近2.5

V。 同理，CAN-Low線信號在總線空閑時的電壓約為2.5

V，總線上有信號傳輸時，總線上的電壓值在1.5～2.5

V之間高頻波動，因此CAN-Low線的主體電壓應是2.5

V，所以萬用表的測量值為1.5～2.5

V之間，小于2.5

V但靠近2.5

V。（2）用萬用表測量舒適CAN總線 CAN-High線信號在總線空閑時的電壓約為0

V，總線上有信號傳輸時，總線上的電壓值在0～5

V之間高頻波動，因此CAN-High線的主體電壓應為0

V，所以萬用表的測量值為0.35

V左右。 同理，CAN-Low線信號在總線空閑時的電壓約為5

V。 總線上有信號傳輸時，總線上的電壓值在0～5

V之間高頻波動，因此CAN-Low線的主體電壓應是5

V，所以萬用表的測量值為4.65

V左右。 3．CAN數(shù)據(jù)總線的波形檢測（1）雙通道模式CAN數(shù)據(jù)總線波形 雙通道模式CAN數(shù)據(jù)總線波形必須采用帶有雙通道的示波器或檢測儀，例如，VAS5051。 ①檢測電路連接。 電路連接如圖1-43所示。圖1-43雙通道模式檢測電路連接 ②CAN-BUS數(shù)據(jù)總線的標準波形。 CAN-BUS數(shù)據(jù)總線的標準波形如圖1-44所示。圖1-44CAN-BUS數(shù)據(jù)總線的標準波形（2）CAN-BUS數(shù)據(jù)總線故障波形 ①CAN-BUS數(shù)據(jù)總線對地短路時的信號波形。 如圖1-45（a）所示，當CAN-BUS數(shù)據(jù)總線對地短路時，檢測到的CAN-BUS數(shù)據(jù)總線的信號波形如圖1-45（b）所示。圖1-45CAN-BUS數(shù)據(jù)總線對地短路及其信號波形 ②CAN-BUS數(shù)據(jù)總線對正極短路時的信號波形。 如圖1-46（a）所示，當CAN-BUS數(shù)據(jù)總線對正極短路時，檢測到的CAN-BUS數(shù)據(jù)總線的信號波形如圖1-46（b）所示。圖1-46CAN-BUS數(shù)據(jù)總線對正極短路及其信號波形圖1-46CAN-BUS數(shù)據(jù)總線對正極短路及其信號波形（續(xù)） ③CAN-Low斷路時的信號波形。 如圖1-47（a）所示，當CAN-BUS數(shù)據(jù)總線CAN-Low斷路時，檢測到的CAN-BUS數(shù)據(jù)總線的信號波形如圖1-47（b）所示。圖1-47CAN-Low斷路及CAN-BUS數(shù)據(jù)總線信號波形 ④CAN-High斷路時的信號波形。 如圖1-48（a）所示，當CAN-BUS數(shù)據(jù)總線CAN-High斷路時，檢測到的CAN-BUS數(shù)據(jù)總線的信號波形如圖1-48（b）所示。圖1-48CAN-High斷路及CAN-BUS數(shù)據(jù)總線信號波形 ⑤CAN-High和CAN-Low短路時的信號波形。 如圖1-49（a）所示，當CAN-High和CAN-Low短路時，檢測到的CAN-BUS數(shù)據(jù)總線的信號波形如圖1-49（b）所示。圖1-49CAN-High和CAN-Low短路及CAN-BUS數(shù)據(jù)總線信號波形圖1-49CAN-High和CAN-Low短路及CAN-BUS數(shù)據(jù)總線信號波形（續(xù)） ⑥CAN-High和CAN-Low交叉連接時的信號波形。 如圖1-50（a）所示，CAN-High和CAN-Low交叉連接時，檢測到的CAN-BUS數(shù)據(jù)總線的信號波形如圖1-50（b）所示。圖1-50CAN-High和CAN-Low交叉連接及CAN-BUS數(shù)據(jù)總線信號波形圖1-50CAN-High和CAN-Low交叉連接及CAN-BUS數(shù)據(jù)總線信號波形 ⑦CAN-BUS數(shù)據(jù)總線處于睡眠模式時的信號波形。 當CAN-BUS數(shù)據(jù)總線處于睡眠模式時，檢測到的CAN-BUS數(shù)據(jù)總線的信號波形如圖1-51所示。圖1-51CAN-BUS數(shù)據(jù)總線處于睡眠模式時的信號波形（3）動力CAN總線系統(tǒng)的故障診斷 寶來轎車動力傳動CAN系統(tǒng)主要包括發(fā)動機控制單元、自動變速器控制單元、ABS/EDL控制單元、轉(zhuǎn)向角傳感器、四輪驅(qū)動控制單元、安全氣囊控制單元、儀表控制單元（內(nèi)置網(wǎng)關），如圖1-52所示。圖1-52動力CAN總線網(wǎng)絡 ①動力CAN總線系統(tǒng)的電路。 寶來轎車動力CAN總線系統(tǒng)的安全氣囊、ABS、EDS總線電路如圖1-53、圖1-54所示。圖1-53安全氣囊總線電路圖1-54ABS、EDS總線電路 ②診斷步驟如下所述。 ●連接故障解碼器，接通點火開關，按動“PRINT”鍵接通打印機（鍵內(nèi)指示燈亮）按動“1”鍵選擇“快速數(shù)據(jù)傳遞”，顯示屏顯示：英文顯示Rapiddatatransfer HELPEenteraddressword××中文含義快速數(shù)據(jù)傳遞