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课题四典型汽车车载网络系统原理与检修 任务一掌握一汽丰田皇冠轿车车载网络系统原理与检修任务二掌握本田雅阁轿车车载网络系统原理与检修任务三掌握其他车型车载网络系统原理与检修 任务一掌握一汽丰田皇冠轿车车载网络系统原理与检修 一 任务工作页先由学生熟悉如下工作页 了解本任务内容 在学习该任务所涉及的知识后 在老师的指导下完成本任务 同时完成工作页内容的填写 下一页 返回 任务一掌握一汽丰田皇冠轿车车载网络系统原理与检修 二 任务所涉及的知识 一 多路传输系统的组成一汽丰田于2005年3月开始陆续向市场投放新皇冠轿车 这是丰田皇冠的第12代轿车 其型号为TV7300RoyalSln3 TV7300RoyalSln3A TV7300RoyalSlnG3等在新皇冠轿车的多路通信系统中 高速的实时通信部分使用了CAN总线 CAN通信系统的主要组件有ECM 制动防滑控制ECU 转向角传感器 偏移率传感器 网关ECU 动力转向ECU 电视摄像头ECU 诊断接头 DLC3 驾驶员侧CANJ C和乘客侧CANJ C 多路传输系统如图4 1 1所示 位置如图4 1 2所示 上一页 下一页 返回 任务一掌握一汽丰田皇冠轿车车载网络系统原理与检修 CAN的驱动类型为差分电压驱动 如图4 1 3所示 在CAN通信系统中 两个终端电路间的线束称为主总线 主总线与组件之间的线束称为分总线 终端电路由电阻器和电容器组成 安装在CANJ C内 二 多路传输系统的检修1 CAN相关组件的标准值1 驾驶员侧CANJ C CANJ C连接器如图4 1 4所示 CANJ C的连接器可以通过总线的颜色和连接器连接侧来识别 J11 J12 J13和J14可以互换 J15和X8可以互换 2 乘客侧CANJ C连接器 CANJ C连接器如图4 1 7所示 CANJ C的连接器可以通过总线的颜色和连接器连接侧来识别 J32和J33可以互换 J16J17和J18可以互换 上一页 下一页 返回 任务一掌握一汽丰田皇冠轿车车载网络系统原理与检修 3 DLC3诊断接头端子如图4 1 8所示 4 制动防滑控制ECU 检查制动防滑控制ECU线束侧连接器 S2 如图4 1一9所示 5 转向角传感器 检查转向传感器线束侧连接器 S13 如图4 1 10所示 6 偏移率传感器 检查偏移率传感器线束连接器 Y1 如图4 1 11所示 7 ECM 从ECM上断开连接器 E2 如图4 1 12所示 连接器端子的标准值见表4 1 8 上一页 下一页 返回 任务一掌握一汽丰田皇冠轿车车载网络系统原理与检修 8 网关ECU 从网关ECU上断开连接器 G1 如图4 1 13所示 连接器端子的标准值见表4 1 99 动力转向ECU 从动力转向ECU上断开连接器 P1 如图4 1 14所示 连接器端子的标准值见表4 1一1010 电视摄像头ECU 从电视摄像头ECU上断开连接器 T19 如图4 1 15所示 连接器端子的标准值见表4 1一11 上一页 下一页 返回 任务一掌握一汽丰田皇冠轿车车载网络系统原理与检修 2 CAN通信系统的故障检测 1 主总线是否断开或短路检查 2 CAN总线是否与电源 B短路检查 3 CAN总线是否与搭铁短路检查 4 主总线是否断开检查 5 驾驶员侧CANJ C检查 6 乘客侧CANJ C检查 上一页 下一页 返回 任务一掌握一汽丰田皇冠轿车车载网络系统原理与检修 3 CAN通信系统的故障码一汽丰田皇冠轿车CAN总线的故障代码由DLC3进行检查 但是DLC3分总线检测不到CAN总线系统的故障 一汽丰田皇冠轿车CAN通信系统的故障代码显示如下 U0073 94 U0123 62 U0124 95 U0126 63 U0100 65 U0073 49 U0105 41 U0121 42 U0001连接解码器到DLC3上 有与CAN通信系统有关的故障码输出 且在通信总线检查的界面显示出所有与CAN连接的组件 则此时的故障原因可能是CAN的历史故障码存在 故障码含义见表4 1 12 上一页 返回 任务二掌握本田雅阁轿车车载网络系统原理与检修 一 任务工作页先由学生熟悉如下工作页 了解本任务内容 在学习该任务所涉及的知识后 在老师的指导下完成本任务 同时完成工作页内容的填写 二 任务所涉及的知识 一 多路传输系统的控制功能本田雅阁轿车对其主要车身辅助电器设备采用网络系统控制 称为多路传输系统 该系统由3个控制装置组成 分别为驾驶员侧控制装置 前乘客侧控制装置和车门侧控制装置 图4 2 1 采用网络系统控制 减少了线束数量 提高了控制功能及其可靠性 下一页 返回 任务二掌握本田雅阁轿车车载网络系统原理与检修 二 多路传输系统的控制电路本田雅阁轿车多路传输系统控制电路如图4 2 2 图4 2 6所示 三 多路传输系统的主要控制原理1 防盗控制当关闭点火开关 拔出点火钥匙 关闭并锁定各车门 后备箱盖 发动机罩盖后 多路传输系统驾驶员侧控制装置的A13端子接收点火钥匙拔出信号 A16端子接收左前车门开关关闭信号 A17端子接收左后车门开关关闭信号 B6端子接收发动机罩盖开关关闭信号 B8端子接收后备箱盖开关关闭信号 前乘客侧控制装置的A14端子接收右端子接后车门开关关闭信号 A15端子接收右前车门开关关闭信号 前乘客侧控制装置的B9端子将信息通过粉色传输导线输入驾驶员侧控制装置的B1端子 驾驶员侧控制装置综合判断各信号 由AS端子控制防盗指示灯闪烁 系统进入防盗警戒状态 上一页 下一页 返回 任务二掌握本田雅阁轿车车载网络系统原理与检修 2 车门遥控使用遥控器可对各车门进行锁止 开锁控制 对后备箱盖进行开锁控制 遥控接收装置接收到遥控器信号后 向前乘客侧控制装置发送相应的控制信号 前乘客侧控制装置的A10 All端子控制左后车门锁启动器 右前车门锁启动器 右后车门锁启动器动作 A10 B11端子控制左前车门锁启动器动作 B1端子控制后备箱锁开启电机动作 当车门被锁定或开锁时 多路传输系统控制各车外灯闪烁 锁门时闪烁一次 开锁时闪烁两次如果点火钥匙未拔下或某车门 发动机罩盖 后备箱盖未关闭 使用遥控器进行锁止 开锁时 多路传输系统将鸣响予以提醒 上一页 下一页 返回 任务二掌握本田雅阁轿车车载网络系统原理与检修 3 休眠与唤醒多路传输系统处于休眠状态时 各控制装置停止工作 以减少电能消耗 当多路传输系统被唤醒后 各控制装置即恢复正常工作 转入休眠状态的条件为 关闭点火开关 打开 关闭某个车门 确认车外灯均熄灭 满足这些条件1min后 多路传输系统自动转入休眠状态 多路传输系统的唤醒有两种方式 接通点火开关或操作任一个与多路传输系统相关的电器开关 上一页 下一页 返回 任务二掌握本田雅阁轿车车载网络系统原理与检修 4 失效保护当多路传输系统的元件 导线等出现故障时 系统进入失效保护模式 如果出现硬件故障 保护功能会使系统输出的信号取固定值 对某控制装置输出的故障信号 系统将拒绝其传输 以保证系统的基本功能 四 多路传输系统的检测1 自诊断本田雅阁轿车多路传输系统的自诊断有两种模式 1 自诊断模式I1 将多路传输系统检查接口的1号 3号插孔短接5s以上2 接通点火开关 观察点火开关灯是否闪烁 蜂鸣器是否鸣响 如果多路传输系统控制装置内部储存故障信息 将以点火开关灯闪烁和蜂鸣器鸣响次数输出故障码 故障码内容见表4 2 1 上一页 下一页 返回 任务二掌握本田雅阁轿车车载网络系统原理与检修 2 自诊断模式 1 在自诊断模式 的状态下 断开检查接口5 10s 系统即自动进入自诊断模式 2 按表4 2 2所示输入开关信A3 当输入某开关信号时 点火开关灯闪亮一次 蜂鸣器鸣响一次 表示与该开关相关的电路正常 否则表示有故障 应检查有关电路 4 断开检查接口10s以上或关闭点火开关 自诊断模式即结束2 计算机端子检测 1 车门侧控制装置端子检测 2 前乘客侧控制装置端子检测 3 驾驶员侧控制装置端子检测 上一页 下一页 返回 任务二掌握本田雅阁轿车车载网络系统原理与检修 五 故障诊断实例1 车门非正常自动锁定一辆广州本田雅阁轿车 VIN码为LHGCF966912002708该车当点火开关钥匙插入点火开关时 不沦在了什么位置 关闭 ACC ON或发动机运转中 若关闭驾驶员侧车门 则4个车门均会自动锁定 而当点火开关钥匙不在点火开关里时 关闭驾驶员侧车门则不会发生自动锁门现象 首先进行多路传输系统自诊断测试 没有故障码显示 更换遥控接收装置 故障现象仍然存在更换左前车门锁启动器后 故障排除 上一页 下一页 返回 任务二掌握本田雅阁轿车车载网络系统原理与检修 2 发动机加速无力 怠速不稳一辆2005年出厂的本田雅阁7230型轿车 行驶里程近6万km 在车辆行驶40km左右后 故障指示灯点亮 发动机加速无力 怠速不稳 严重时甚至熄火 如果是在热车情况下 行驶巧km左右后该故障就会出现 如果此时打开空调 并把出风口调向下方 注 该车的ECU在此位置 故障会推迟出现 在行驶30km左右时出现 首先对蓄电池电压进行了测量 发动机怠速运转时 蓄电池电压为12 6 12 9V 中速运转时为13 7 13 9V 因此 可以排除蓄电池馈电的可能 上一页 下一页 返回 任务二掌握本田雅阁轿车车载网络系统原理与检修 用金德K81故障检测仪读取故障码 仪器指示为 分电器内信号不良 用汽车万用表和示波器对线路和分电器输出信号进行检查 未发现任何问题 因此 可以排除分电器损坏的可能 用一只好的发动机ECU代替原车发动机ECU 试车后故障依旧 因此 可以排除发动机ECU损坏的可能 再对点火正时和机械配合进行检查 未发现任何异常 因此 可以排除点火正时故障的可能 最后 更换发电机后 故障现象消失 上一页 返回 任务三掌握其他车型车载网络系统原理与检修 一 任务工作页先由学生熟悉如下工作页 了解本任务内容 在学习该任务所涉及的知识后 在老师的指导下完成本任务 同时完成工作页内容的填写 二 任务所涉及的知识 一 东风标志307的CAN车载网络管理系统1 系统的组成东风标志307的CAN车载网络由智能控制盒 BSI ABS控制单元 自动变速器控制单元 发动机控制单元以及连接它们之间的总线组成 如图4 3 1所示 下一页 返回 任务三掌握其他车型车载网络系统原理与检修 2 通信模式 1 并行通信 图4 3 3 在这种通信模式下 每一条电线仅传输一行二进制数 所以要传输一个数字化的同需要许多条线路 每个字节与其他字节是同时传送的 按发射器和接收器共同的时钟速度进行传输 即传统的通信模式 2 串行通信 图4 3 4 当无法增加线路导致数据传输堵塞或成本 如电话线路 等原因无法增加数据线路时 我们采用串行通信方式来传输数据 组成二进制数字化的同的每行字节一个接一个地传输 按照发射器与接收器之间的同步时钟的速度进行 这种通信方法在汽车获取逻辑信息时比并行通信需要花费更多的时间 但它的优点在于减少了所需电线的数量 上一页 下一页 返回 任务三掌握其他车型车载网络系统原理与检修 3 CAN网络协议CAN网络协议由BoschGmbH从1983年开始开发 1986年该协议根据标准规范通过ISO internationalstandardorganisation 认证 可以帮助生产厂商改进产品 1992年 第一辆使用了总线技术的汽车走下了生产线 该车上网络内共涵盖5个系统 目前 标致汽车公司在所有车辆上都装备了CAN网络通信系统 1 通信媒介CAN网络协议与VAN网络协议一样 它对联系方式没有特殊要求 因此 它可以运用线束连接方式 这两根连接线束 图4 3 6 被命名为 CAN H CANHigh CAN L CANLow 上一页 下一页 返回 任务三掌握其他车型车载网络系统原理与检修 2 信息的编码CAN协议采用NRZ和Manchester编码体系而非采用每4比特 bit 插入一个相逆比特的VAN编码体系 CAN编码体系用的是比特填塞方法 如图4 3 8所示 要使信息能顺利传送 必须保证发送和接收设备的时钟系统保持同步 要保证信息传达的安全 我们采用比特填塞方法 逆比特堵塞 插入的比特使接收机的时钟达到同步 同时生成一个上行或下行的峰 在5个同水平的比特之后 又一个逆比特毫无迹象地加入进来 3 多路传输的接口程序和VAN协议相同 CAN的多路传输的接口与控制单元合在一起 如图4 3 9所示 上一页 下一页 返回 任务三掌握其他车型车载网络系统原理与检修 4 线路终端电阻如果我们使电压信号在信息传送线路上传送 而不用线路终端电阻 信号将被线束末端反射 并造成一些干扰 从而有可能扰乱信息传送线路上信息的发送 正如声波遇到墙反射回来一样 为了避免信号在电缆末端反射的现象发生 我们在线路端点放置一个与电缆相同的电阻 因此 在线路的每个端点都有两个120 的电阻 线路末端的电阻根据拓扑学和网络构造成对地整合于CAN网络结构中 上一页 下一页 返回 任务三掌握其他车型车载网络系统原理与检修 5 线路接口 图4 3 13 和VAN通信协议相同 线路接口通过信息帧接收和传送信息 由于接口相对简单 在损坏模式下无法正常运行发生短路或CAN H 或CAN L 中一条线接地会使网络传输中断 然而 根据网络拓扑和线路中断的位置 CAN H或CAN L的线路 断路并不意味着网络停滞 最好的情况下 信息传输大概能正常运行 控制单元也查不出了什么错误 最坏的情况下 网络不能正常运行 控制单元记录了若干故障当收到一个信息帧时 CAN H和CAN L边界的电压为2 5V 比较器 图4 3 14 测量出CAN H和CAN L之间的电位差 图4 3 15 上一页 下一页 返回 任务三掌握其他车型车载网络系统原理与检修 6 故障管理 图4 3一16 当只有一条线路 CAN H或CAN L 中断时 信息能够继续传输 网络在最好的情况下能保持正常运行状态 在这种情况下 控制单元检测不出任何错误 在线路中断和网络拓扑时 在最坏的情况下 总线上的优先线路处于断路状态 这时总线无法工作 在其他的情况下 无线路末段的控制单元 在CAN H和CAN L之间的短路 线路的电源或接地线的短路或两条线路断路将导致CAN总线的信息传输停止 损坏模式 总线不工作 上一页 下一页 返回 任务三掌握其他车型车载网络系统原理与检修 二 东风雪铁龙赛纳轿车车载网络管理系统1 东风雪铁龙赛纳轿车车载网络结构东风雪铁龙公司于2003年5月投放市场的赛纳轿车装备了多路传输系统所谓多路传输系统 就是指在一条数据线上传递的信号可以被多个系统共享 从而最大限度地提高系统整体效率 充分利用有限的资源 赛纳轿车多路传输系统使用了两个通信协议 汽车区域网络 vehicleareanetwork VAN 和控制器区域网络 controllerareanetwork CAN 上一页 下一页 返回 任务三掌握其他车型车载网络系统原理与检修 目前 赛纳轿车上有3个多路传输网络 CAN网络 VAN舒适网络 VAN车身1网络 CAN网络连接发动机控制单元 自动变速器控制单元 其传输速率较高 达250kbit s 其结构如图4 3 17所示 VAN舒适网络管理各种舒适性功能 驾驶员信息和行驶辅助等功能 其传输速率为125knit s 结构如图4 3 18所示 VAN车身1网络是一个安全网 连接安全气囊控制单元 智能保险控制盒 转向盘转换模块 其传输速率为62 5kbit s 如图4 3 19所示 三路传输网络都与智能控制盒 BSI 连接 实现了中央控制管理 上一页 下一页 返回 任务三掌握其他车型车载网络系统原理与检修 引起赛纳轿车多路传输系统故障的原因一般有三种 一是电源系统供电问题引起的故障 二是多路传输系统中的网线连接故障三是多路传输系统中的控制单元故障 上一页 下一页 返回 任务三掌握其他车型车载网络系统原理与检修 2 东风雪铁龙赛纳轿车车载网络故障检测 1 发动机无法启动故障检测故障现象 一辆赛纳轿车发动机无法启动 防盗指示灯闪烁报警 前照灯近光灯常亮无法关闭 收放机不工作 故障诊断 用PROXIA专用诊断仪检测发动机控制单元无法进入诊断界面 查诊断插头常供电4脚无电源电压 而该脚与座舱保险丝盒BH28的F8保险丝连接从座舱保险丝功能表得知 F8保险丝的功能为 危险信号开关一诊断一多功能屏幕一转向盘转换模块 COM2000 从电路图上看 该保险丝直接给转向盘转换模块COM2000供电 检查座舱保险丝盒BH28上的F8 5A 保险丝没有插上 插上F8保险丝 PROXIA诊断仪可正常进入诊断界面 从智能控制盒中读取故障如下 上一页 下一页 返回 任务三掌握其他车型车载网络系统原理与检修 F与转向盘转换模块的通信故障 本地 F蓄电池负荷故障 本地 F应答器识别未接收故障 本地 删除故障码 启动发动机 所有故障均消失 故障不再出现故障排除 插回座舱保险丝盒BH28上的F8保险丝 2 安全气囊故障灯点亮 同时喇叭不工作故障检测故障现象 一辆赛纳轿车安全气囊故障灯点亮 同时喇叭不工作 故障诊断 首先用PROXIA专用诊断仪检测安全气囊控制单元 故障有 P驾驶员点火器模块出现1故障 本地 检测类型为断路 P驾驶员点火器模块出现2故障 本地 检测类型为断路此处的驾驶员点火器模块即驾驶员安全气囊 故障码无法删除 上一页 下一页 返回 任务三掌握其他车型车载网络系统原理与检修 3 行驶途中突然熄火 无法启动故障检测故障现象 一辆赛纳轿车在行驶途中突然熄火 无法启动 故障诊断 用PROXIA专用诊断仪检测发动机控制单元 无法进入诊断界面检测BSI 读取故障为 P与发动机控制单元的通信故障 本地 P车辆纵向加速信息故障 隔开的 P发动机水温信息故障 本地 P车速信息故障 隔开的 检测自动变速器控制单元 读取故障为 P节气门电位器信号故障 隔开的 P自动变速器与发动机控制单元对活故障 隔开的 上一页 下一页 返回 任务三掌握其他车型车载网络系统原理与检修 三 上海大众途安轿车车载网络管理系统1 CAN Bus系统组成1 CAN控制器 接收控制单元中央处理器中的处理数据并传给CAN收发器 同时控制收发器接收的数据 处理并传给中央处理器 2 CAN收发器 安装在控制器内部 同时兼接收和发送的功能 将控制器传来的数据化为电信号并将其送入数据传输线 3 数据传输终端 它是一个电阻 防止数据在线端被反射 以回声的形式返回 影响数据的传输 4 数据传输线5 网关6 诊断总线 上一页 下一页 返回 任务三掌握其他车型车载网络系统原理与检修 7 由于汽车不同控制器对CAN总线的性能要求不同 如图4 3 24所示的CAN总线系统设定为5个不同的区域 分别为驱动系统 舒适系统 信息系统 多功能仪表和诊断总线5个局域网 其速率 驱动系统 由15号线激活 为500kbit s 舒适系统 由30号线激活 为100kbit s 信息系统 由30号线激活 为100kbit s 诊断系统 由30号线激活 为500kbit s 仪表系统 由15号线激活 为100kbit s LIN总线为20kbit s CAN总线最大承载为1000kbit s 8 总线电平 总线电平分为显性电平与隐性电平 上一页 下一页 返回 任务三掌握其他车型车载网络系统原理与检修 2 途安轿车CAN Bus系统故障实例分析引起汽车多路信息传输系统故障的原因有汽车电源系统引起的故障 汽车多路信息传输系统的链路故障和节点故障 启动发动机 仪表盘上ABS指示灯 安全气囊指示灯 动力转向指示灯 ESP指示灯均不熄灭 且发动机转速表不动作 打方向盘无转向助力故障检测 上一页 下一页 返回 任务三掌握其他车型车载网络系统原理与检修 1 故障检测与分析连接诊断仪5051对该车进行自诊断 首先进行仪表系统检测 发现5051无法建立通信 接着进入ABS系统 还是不能建立通信 于是对全车计算机进行故障扫描 发现ABS控制单元J104 安全气囊控制单元J234 转向控制单元J500 转向柱控制单元J527和数据总线控制单元J533 网关 均无法建立通信 而发动机控制单元内却记录较多故障码 基本含义是驱动数据总线故障及驱动总线上各相关控制单元无通信 上一页 下一页 返回 任务三掌握其他车型车载网络系统原理与检修 CAN数据总线是一种控制单元间的数据传输形式 它将各个控制单元连接成一个整体 如数据总线出现故障 相连的各控制单元将无法正常工作途安轿车将CAN总线划分为驱动总线 舒适总线 信息娱乐总线 仪表总线和诊断总线 驱动总线连接发动机 变速箱 ABS 助力转向和安全气囊等重要系统 一旦它出现故障 将直接影响车辆的正常行驶与安全 分析故障码含义 初步诊断故障原因有驱动总线短路 驱动总线断路 驱动总线上某一控制单元内部短路或出现故障 造成信息错误 以至于各控制单元间无法建立通信 上一页 下一页 返回 任务三掌握其他车型车载网络系统原理与检修 2 故障排除根据由易到难的原则 同时考虑控制单元所安装位置的环境 环境恶劣 则容易产生故障 ABS J104 和转向助力 J500 的控制单元处于驾驶室外 环境相对恶劣 且拔 插接头相对容易 所以先对其进行检查 再检查其他控制单元 拔下J104接头 连接5051 还是无通信 不是J104的问题 拔下J500接头 连接5051 通信成功 看来问题出在J500上 拆下方向机总成 发现