汽车车身电子控制技术

模块1车身计算机系统课题1.1车身计算机结构和原理课题1.2信号输入装置课题1.3执行器课题1.4车身计算机系统的诊断基础课题1.5计算机电源电压及接地线路的检测课题1.6执行器检测课题1.7传感器检测课题1.1车身计算机结构和原理计算机是存储并处理数据的电子设备，也用于控制其他部件的设备。车身计算机在汽车上的使用已十分广泛，包括温度控制、照明电路、巡行车速控制、制动防抱死和安全气囊等。在有些系统中，转向灯、后窗电子除雾器和间歇式刮水器系统等也被包括在车身控制器的功能之中。车身计算机系统主要由信号输入装置(传感器)、车身计算机(BCM)和执行器组成。下一页返回课题1.1车身计算机结构和原理一、车身计算机的基本功能

车身计算机是由输入/输出(I/0)接口、中央处理器(CPU)和存储器(又称“内存”)等组成，车身计算机所具有的基本功能如下。

(1)输入:来自输入设备的电压信号。该设备可以是一个传感器或由驾驶员控制的开关;(2)处理:计算机使用输入的信息并把它与编程指令进行比较。逻辑电路把输入信号处理成输出需求;上一页下一页返回课题1.1车身计算机结构和原理(3)存储:程序指令存储在电子内存中。有些输入信号暂时存储，是为后面的处理做准备;(4)输出:计算机依据处理结果向输出设备发出控制指令。这些输出设备可能是仪表板显示器或者一个系统执行器。一台计算机的输出也可用做另一台计算机的输入。上一页下一页返回课题1.1车身计算机结构和原理计算机接收到的电压信号有模拟信号和数字信号两类。许多来自传感器的输入是模拟变量。例如，温度从低到高的连续变化，温度传感器的输出也是连续变化。与模拟信号表示法相比，数字电压波形是方形的，从一个电位到另一个电位的变化是突然的，如图1-1所示。数字电压由通/断或高/低电压所产生，图1-2是一个最简单的数字电压产生器。电源参考电压是5V，开关打开时电压传感器会读出5V的高电压，开关闭合时电压传感器的读数接近为0V计算机包含一个由晶体振荡芯片构成的时钟电路，芯片产生了一系列非常规则的电压脉冲，并为每个脉冲发射一位二进制码，维持计算机中有秩序的信息流，如图1-3所示。上一页下一页返回课题1.1车身计算机结构和原理二、输入/输出接口

使用输入或输出信号时，可能要对之进行调节。这种调节可能包括信号放大和信号转换。有些输入传感器产生小于1V的低电压，这类信号在被发送到微处理器之前必须被放大。放大过程是由计算机内部的输入调节芯片中的放大电路完成的，如图1-4所示。

上一页下一页返回课题1.1车身计算机结构和原理为了让计算机从传感器接收信息并向执行器发出命令，必须设计接口电路，即输入接口电路和输出接口电路。接口被用来保护计算机免于过电位并转化输入和输出信号。数字计算机不能直接处理传感器的模拟信号，必须通过输入接口把模拟信号转换成数字信号。模/数(A/D)转换器持续地每隔一定时间扫描模拟信号。例如，如果A/D转换器扫描TPS信号并发现信号在5V处，则A/D转换器给该特定的电压分配一个数字值。然后，A/D转换器把该数字值变成一个二进制码(图1-5)。一些执行器可能要求模拟信号，输出接口中的数/模(D/A)转换器把微处理器输出的数字指令转换成模拟信号输出。上一页下一页返回课题1.1车身计算机结构和原理三、中央处理器

中央处理器(CPU)是计算机的“大脑”。CPU由数千个放在一块小的芯片上的晶体管组成。CPU把信息放进或从计算机内存中取出信息。输入信息在CPU中接受处理并与内存中的程序核对。CPU根据程序指令进行信息运算和逻辑判断。一旦完成了全部的计算，CPU就会发出命令，矫正或调整受控系统的运行，如图1-6所示。上一页下一页返回课题1.1车身计算机结构和原理

程序是一套计算机必须遵循的指令。计算机所使用的程序用一系列数字被“烧”进了集成电路(IC)芯片中。这些数字代表了计算机能理解的电压的不同组合。程序指导微处理器进行决策。例如，程序可能在传感器信息应该取回时通知微处理器，然后告诉微处理器怎样解释该信息。最后，程序指导微处理器进行继电器和电磁阀等输出控制设备的激活。计算机内存中储存着微处理器要引用的程序和其他汽车数据。微处理器通过内存信息读写，执行计算和决策。上一页下一页返回课题1.1车身计算机结构和原理CPU的主要元件如图1-7所示。所使用的寄存器包括累加器、数据计数器、程序计数器和指令寄存器等。算术逻辑单元(ALU)执行算术及逻辑的功能。

计算机要求一种存储永久和临时数据的方法。内存包含许多不同的位置。这些位置类似文件柜中的文件夹，其每个位置包含一块信息。每个内存位置被分配给一个地址。该地址可以与文件夹上的字母或数字排列相比拟。每个地址用二进制码表示。上一页下一页返回课题1.1车身计算机结构和原理

当发动机正在运行时，发动机的计算机从传感器接收大量的信息。该计算机可能不会立即处理全部信息，而是通过指定某内存地址，并把信息写进内存之中。

当需要被存储的信息时，微处理器指定存储信息的地址并请求该信息，内存把该信息的一份拷贝发送到微处理器。上一页下一页返回课题1.1车身计算机结构和原理

四、计算机常用的几种类型内存芯片如下

(1)只读存储器(ROM)。用于存储永久的程序和数据。该信息被用来指导计算机响应输入数据时怎么做。CPU读出存储在ROM中的信息，但它不能向ROM中写入或改变信息。ROM是被编程的固定存储器。该内存在计算机掉电时不会丢失。ROM包含公式、标定等。上一页下一页返回课题1.1车身计算机结构和原理(2)随机存取存储器(RAM)。用于存储由CPU读写的临时信息。RAM存储等待读取的输入信息以及等待发送到输出设备的输出信息。只要电流流经内存，数据就会被保存在RAM中。通过点火开关与蓄电池相连的RAM会在开关切断时丢失数据。

(3)可编程序的只读存储器(PROM)。存储在PROM中的信息是全部计算机逻辑的基础，存储着特定汽车的控制数据和运行参数。许多情况下，在相同厂商的不同车型之间，计算机是可互换的，但PROM不可互换，每一型号的车型都对应特定的PROMO上一页下一页返回课题1.1车身计算机结构和原理(4)可擦可编程只读存储器(EPROM)oEPROM与PROM是相似的，其内存可被擦除以允许安装新的数据。当微电路被紫外线照射时，紫外线会擦除其内存。

(5)电可擦除只读存储器(EEPROM)。允许用电每次改变一位信息。有些厂商利用这种类型的内存来存储关于里程、汽车识别号和选项的信息。EEPROM可以通过数据链路连接器(DLC)与了家的专门诊断设备相连接，进行重新编程。)上一页下一页返回课题1.1车身计算机结构和原理五、信息处理过程以进气温度(ACT)传感器的输入为例，说明计算机如何处理信息。如果空气温度低，则空气的密度高;空气温度高，则密度小。冷而稠的空气比较稀、较热空气需要更多的燃油。微处理器必须供应与空气温度和密度有关的正确量的燃油。

上一页下一页返回课题1.1车身计算机结构和原理ACT传感器被放置在进气歧管里面以监测空气的温度。该传感器包含一个负温度系数的热敏电阻元件，电阻随着传感器温度的增加而减少。当ACT传感器温度低时，它向计算机发送一个高的模拟电压信号，同时A/D转换器把该信号转换成一个数字信号。当微处理器接收该ACT信号时，它调用ROM中的数据表。这些表为每个空气温度列出了空气密度。该密度的空气信息被中继到微处理器，并且微处理器操作输出激励器和喷油器以供应发动机需要的正确量的燃油，如图1-8所示。上一页返回课题1.2信号输入装置车身计算机输入信号可以来自其他计算机、驾驶员、技术员或各种传感器。驾驶员按动某个开关，提供一个输入信号，计算机接收该信号并执行特定的功能。例如，驾驶员希望重新设定在数字仪表板上的旅程计，按下复原按钮，该按钮会提供一个暂时的接地，计算机把该接地作为一个输入而接收，并把旅程计设为“0”。传感器是车身计算机最主要的输入装置，它把汽车的运行参数转换成电气信号输入计算机。传感器类型多种多样，有简单开关，也有物理的、化学的测量装置。下一页返回课题1.2信号输入装置一、热敏电阻器热敏电阻器用于传感发动机冷冻剂或环境的温度。它是一种固态可变电阻器，该电阻器由相对于温度的变化而改变电阻的半导体材料制成。通过监测热敏电阻器的电阻值，计算机可观察非常小的温度变化。计算机发送一个参考信号经一固定电阻器到热敏电阻器(通常是5V)。随着电流经热敏电阻器接地，电压感应电路测量热敏电阻上的电压降，如图1-9所示，其电压降会随着热敏电阻器电阻的改变而改变，计算机将该电压降编译成一个温度值。

上一页下一页返回课题1.2信号输入装置热敏电阻器有两种类型:负温度系数(NTC)热敏电阻器和正温度系数(PTC)热敏电阻器。NTC热敏电阻器随着温度的增加而减少其电阻，而PTC热敏电阻器随着温度的增加而增加其电阻。NTC较为常用。上一页下一页返回课题1.2信号输入装置二、惠斯通电桥

如图1-10所示，惠斯通电桥是一种在一个输入接线柱和接地之间串并联排列的电阻器。通常其中三个电阻器完全相同，第四个是传感电阻器。当全部电阻器的电阻相同时，桥是平衡的，电压传感器会指示0V。例如，假设参考电压是5V,电阻器有相同的电阻值，那么每个电阻器上的电压降是2.5V，此时，电压表的读数为0V。如果传感电阻器的电阻值发生变化，则电桥平衡就会发生改变。该传感电路会收到一个与电阻改变量成比例的电压读数。如果利用惠斯通电桥测量温度，则温度的变化被传感电路表示成一个电压的变化。惠斯通电桥也可用来测量压力和机械的应变。上一页下一页返回课题1.2信号输入装置惠斯通电桥常用于热线式空气流量(MAF)传感器。该传感器由热线式电阻、固定电阻和电子信号处理电路组成。热线和固定电阻形成了惠斯通电桥，传感电压取决于热敏电阻器的温度。上一页下一页返回课题1.2信号输入装置三、压电器件

压电器件常用于测量流体、空气或振动的压力。例如，发动机爆震传感器，该传感器测量发动机的敲缸、或者振动，并把振动转换成电压信号。

爆震传感器由压电器件和一个与之串联的电阻器组成，电阻器用于保护传感器免于过电流。压电器件是一块薄的附属于金属膜片的陶瓷盘。当发动机发生敲缸时，噪声的振动对膜片陶瓷盘中的压电晶体上施加压力，陶瓷盘产生一个与压力成正比的电压，电压产生的范围从0～1V或更大。每次发动机敲缸，传感器产生电压尖峰。上一页下一页返回课题1.2信号输入装置四、压阻器件

压阻器件与压电器件在结构上很类似，但工作原理完全不同。在压阻器件中的传感器像一个可变电阻器。其电阻值随着施加在晶体上的压力大小而改变。计算机向传感器电路提供了一个恒定的参考电压。传感器上的电压降会随着电阻的变化而变化，因此，控制模块能通过测量传感器的电压降而确定施加在晶体上的压力。压阻器件通常用于仪表的传感器。上一页下一页返回课题1.2信号输入装置五、电位计

如图1-11所示，电位计是一种可变直流分压器，由可移动滑动片和一个线绕电阻器组成。接线柱A是计算机提供的恒定的参考电压(通常为5V)。如果滑动片位于靠近该接线柱的位置，接线柱B提供给计算机的高电压信号。随着滑动片朝C接线柱移动，接线柱B的传感器信号电压减小。电位计用于测量线性的或旋转的运动，计算机将这些不同的电压值编译成不同的运动位置。上一页下一页返回课题1.2信号输入装置六、磁脉冲信号发生器磁脉冲信号发生器是利用磁感应原理来产生电压信号，常用于监测元件的转例如，磁脉冲式车轮传感器，向计算机提供车轮速度信息，控制仪表、巡防抱死制动、速度感应式转向和行驶平顺性等自动控制系统。磁脉冲信号发速行生器也用于监测元件的位置，例如，在发动机控制中，计算机需要知道曲轴的精确转角位置。上一页下一页返回课题1.2信号输入装置如图1-12所示，磁脉冲信号发生器由定时盘、拾取线圈、永久磁铁等组成。安装在旋转轴上的定时盘有若干个凸齿，齿数由制造商随应用而定。永久磁铁上的拾取线圈由细金属丝缠绕而成。在定时盘和拾取线圈之间留有很小的空气隙。随着定时盘旋转，拾取线圈输出正弦交流信号，如图1-13所示。该脉冲信号经放大、整形后送入微处理器。上一页下一页返回课题1.2信号输入装置七、霍尔效应式开关霍尔效应式开关与磁脉冲信号发生器功能类似。霍尔效应式开关工作原理:当电流经过一个薄的暴露在磁场中的导电材料时，则在导电材料的另一侧会感应出电压(图1-14)，称为霍尔电压。霍尔效应式开关包括永磁铁、由稼砷晶体组成的半导体层(霍尔层)以及百叶窗轮(图1-15)。上一页下一页返回课题1.2信号输入装置霍尔层一侧通有稳定的直流电，在霍尔层另一侧的两个接线柱用于输出电压。百叶窗轮由一系列交替的窗户和叶片组成，形成一个改变磁场强度的磁分流器。永磁铁安装在霍尔层对面，与霍尔层之间留有小的空气隙。百叶窗轮安装在一个旋转轴上。随着轮子的旋转，百叶窗(叶片)会通过该气隙。当百叶窗叶片进入气隙时，它拦截了磁场，霍尔层因失去磁场而输出低电位。当百叶窗的窗口进入气隙时，磁场穿过霍尔层，霍尔层输出高电位。上一页下一页返回课题1.2信号输入装置由于霍尔信号电压是一个弱的模拟信号，不能被计算机直接利用，因此，在霍尔效应式开关中设置了一个施密特触发器，将霍尔信号电压放大、整形成为数字化方波信号。该信号最终被发送到计算机，计算机以此确定信号的频率并计算速度。上一页下一页返回课题1.2信号输入装置八、反馈信号

如果计算机发送一个命令信号来打开一个在自动温度控制系统中的混合门，则一个反馈信号可能从执行器送回以通知计算机任务被执行了。反馈信号会核实门的位置以及执行器的动作(图1-16)。反馈是为了计算机在开关、继电器或其他执行器启动时监测其动作。执行器状态的改变会导致一个在计算机的电压感应电路中的可预测的变化。如果没有收到正确的反馈信号，则计算机可能设置一个故障码。上一页返回课题1.3执行器执行器是由车身计算机控制，具体执行某项控制功能的装置，包括继电器、电磁阀和电动机。随着控制功能的增加，执行器也相应增加。车身计算机一般是通过控制执行器电磁线圈的搭铁回路来控制执行器的。下一页返回课题1.3执行器一、继电器

继电器是一个以小电流控制大电流工作的元件。如图1-17所示，通常计算机通过控制继电器线圈接地(小电流)来控制继电器触点的动作(大电流)，从而保护了计算机。如图1-18所示门锁电动机的控制实例，电动门锁的电动机运行时需要一个大电流，为了避免计算机直接控制电动机，设计解锁继电器，当计算机控制继电器通电时，从蓄电池电动机的大电流电路被接通，电动机动作。上一页下一页返回课题1.3执行器二、电磁阀

电磁阀是汽车上常见的一种执行器，计算机能通过电磁阀来控制车门的动作，控制元件的真空、空调系统风门的移动等。电磁阀的控制通常由计算机经过输出驭动器控制接地来提供。上一页下一页返回课题1.3执行器三、电动机

汽车自动控制用电动机有步进电动机和伺服电动机两类。许多系统采用步进电动机来精确控制被控设备的运动置。如图1-19所示，步进电动机由2相、4相或更多励磁绕组的永磁铁电枢组成，通过把电压脉冲施加到电动机的电枢绕组，电枢会转动一个指定的度数。当相同的电压脉冲被反向施加在绕组上时，电枢会在相反方向旋转相同的度数。上一页下一页返回课题1.3执行器有些控制系统常使用永磁式伺服电动机，如图1-20所示，它具有一种服从控制信号的要求而动作的职能。在信号到来之前，转子静止不动;信号到来之后，转子立即转动;信号消失时，转子能及时自行停转。伺服电动机可以把电信号变换轴上的转角或转速，施加在电枢绕组上的电压的极性决定了电动机旋转的方向。上一页返回课题1.4车身计算机系统的诊断基础一、电子维护注意事项1.维护注意事项

技术员在维修车身计算机系统之前，必须采取一些预防措施。任何系统电路的过载将会导致对BCM的破坏。遵循以下的维护注意事项以防止BCM和电路损坏。(1)不要轻易地将系统电路直接接地或连到电源上;(2)只使用高阻抗万用表(ioM}或更大)来检测电路;下一页返回课题1.4车身计算机系统的诊断基础(3)在接通或断开BCM的电气连接之前，确保点火开关是断开的;(4)在接通或断开传感器或执行器的电气连接之前，要断开点火开关;(5)在断开或连接蓄电池接线柱，在拔出或更换熔断器时，要断开点开关;(6)穿戴静电放电带，使身体接地，以避免产生静电放电而损坏电子元件。上一页下一页返回课题1.4车身计算机系统的诊断基础2.静电放电

有些制造了家采用一个代码或符号标示元件和电路，用以警告技术员这些元件对静电敏感(图1-21)。静电可能导致元件失效。

对于那些对静电敏感的部件，应遵循以下的操作指南，以防止身体静电损坏电子部件。上一页下一页返回课题1.4车身计算机系统的诊断基础(1)保持部件良好接地;(2)避免接触该部件的电气接线柱;(3)在使用电压表时，首先连接负极表笔;(4)把部件从包装中拆卸前，要穿戴静电放电带，使身体接地(5)当更换PROM时，要穿戴静电放电带，使身体接地。上一页下一页返回课题1.4车身计算机系统的诊断基础3.静电干扰

静电干扰或射频干扰可能引起车身计算机故障。汽车的高压线、点火线圈和电动机都会产生无线电波干扰。在一定的条件下，射频干扰会触发传感器或执行器，因此可能引起系统间歇性故障。

BCM良好的接地，会使BCM免于静电干扰或射频干扰。有些BCM的接地点多达5个。在检查BCM之前，要核实BCM的接地是否良好。上一页下一页返回课题1.4车身计算机系统的诊断基础二、故障码

大部分BCM都具有故障自诊断功能，并将故障码存储在内存中。故障码可以通过故障诊断仪调取，在早期系统中，也可以通过故障灯或LED显示故障码。不同车型调取故障码的方法差别很大，技术员必须根据维修手册中的步骤进行操作。上一页下一页返回课题1.4车身计算机系统的诊断基础故障码通常不会指明故障元件，只指明系统的电路工作不正常。例如，显示为F11的代码，指出空调高压侧温度传感问题，并不表明传感器一定是坏的;只是表明在那个电路中有故障，包括接线、连接、传感器和BCM。为了确定故障点，要遵循维修手册中的故障诊断步骤进行检测。上一页下一页返回课题1.4车身计算机系统的诊断基础有些BCM会把故障码存储在内存中直到被消除，或超过一定的发动机启动次数后故障不再出现而自动消除。有些计算机会显示两套故障码。第一套故障码是存储在内存中的所有代码，包括硬码和间歇码。第二套显示的代码只有硬码，硬码是BCM最近一次检测电路时检测到的故障。在第一套中显示，但没有显示在第二套中的代码是间歇码。间歇码是那些在过去曾发生，但没有在最近一次BCM电路检测期间出现的故障码。

很多间歇码都是由电气连接不良引起的，诊断应该从肉眼检测开始。即使是硬码，在进行任何测试之前，也要用肉眼检测该电路。上一页下一页返回课题1.4车身计算机系统的诊断基础三、肉眼检查

在检修BCM控制系统之前，先做彻底地肉眼检测，并检测以下事项。

(1)传感器和执行器是否有物理损坏;(2)传感器、执行器和控制模块的电气连接;(3)接地是否可靠;(4)接线是否有烧坏或破损点，是否与锐边或热排气歧管的接触等;(5)真空软管是否有夹紧、刀痕或断开现象。

进行肉眼检测可以避免无谓的诊断而浪费时间。尤其要检查隐藏在其他元件之下的接线和软管。)上一页下一页返回课题1.4车身计算机系统的诊断基础四、故障诊断仪

故障诊断仪是一种用来与BCM进行通信的微处理器，可以用于读取故障码、执行系统运行、执行器和传感器的测试(图1-22)。进行诊断时，故障诊断仪与汽车的诊断链路接头(DLL)连接，技术员通过故障诊断仪进行被测系统的选择，按照维修手册中标明的方法读取故障码。上一页下一页返回课题1.4车身计算机系统的诊断基础技术员通过故障诊断仪可获得汽车系统的大部分运行信息。有些诊断仪要求使用适配器和卡盘，连接和使用故障诊断仪的典型步骤如下。

(1)关闭点火开关;(2)将车型数据卡安装到故障诊断仪中;(3)把故障诊断仪的电源电缆与汽车蓄电池接线柱相连，注意极性;上一页下一页返回课题1.4车身计算机系统的诊断基础(4)把车型、年份和VIN码输入故障诊断仪;(5)为所维修汽车选择适当的故障诊断仪数据电缆(适配器);(6)把故障诊断仪电缆连接到数据链路连接器(DLa)，把点火开关转到运行挡;(7)选择车身控制模块，用故障诊断仪读取故障码;(8)运行被诊断的系统，用故障诊断仪读取传感器和执行器的数据;(9)将传感器和执行器的数据与维修手册中的标准数据对比，为故障诊断提供参考。上一页下一页返回课题1.4车身计算机系统的诊断基础五、卡迪拉克BCM故障码的读取

许多制造厂家会提供一种不需使用故障诊断仪的读取故障码的方法。用来显示故障码(DTc)的方法在不同了家以及相同厂家的不同产品之间差异很大。

下面以卡迪拉克BCM为例，说明不使用故障诊断仪进行故障码读取的过程。故障码读取的过程可能随不同车型、不同年份、安装的不同仪表板而有所不同。卡迪拉克利用车载ECC面板来显示故障码，1997年以后生产的车型，采用TechII故障诊断仪读取。上一页下一页返回课题1.4车身计算机系统的诊断基础很多卡迪拉克汽车可以通过电子温度控制面板(ECC)来获取故障码以及其他系统的运行信息。由于BCM和发动控制模块(ECM)彼此共享信息，因此，BCM和ECM的故障码都可通过ECC来读取。在开始诊断时，把点火开关放置在运行挡。同时按下在ECC面板上的“Off'’和“armer”按钮(图1-23)，按住这些按钮直到全部显示段发亮。

上一页下一页返回课题1.4车身计算机系统的诊断基础完成自检后，计算机会显示其内存中的故障码。显示字符“8.8.8”大约1s时间，然后一个“二E”字符出现，这时发动机故障码开始显示。显示器会根据码号大小，从小到大依次显示全部故障码。所有与发动机有关的故障码会以"E”为前缀。故障码会被显示两次。第一套包括硬码和间歇码，第二套只有硬码，两套故障码用字符“.E.E”分隔。上一页下一页返回课题1.4车身计算机系统的诊断基础当所有“E"码显示完毕，计算机开始车身故障码显示。车身故障码通常以"F”为前缀。字符“二F”会在第一套码之前显示。第一套码是存储在内存中的全部故障码，包括硬码和间歇码，即最近100次发动机启动中检测到的码。当出现字符“.F.F”时，开始显示第二套码，第二套码全部是硬码。

当显示了全部码后，会显示字符“.7.0",表明系统为接下来的诊断程序做好了准备。在消除BCM故障码时，一起按下“Off""Lo”和“Hi”按钮直到出现“F.0.0"。松开按钮，".7.0”会再次出现。关掉点火开关，至少等待10s，故障码被清除。上一页返回课题1.5计算机电源电压及接地线路的检测像其他电气或电子元件一样，计算机必须有足够的供电电压和良好的接地才能正常工作。在进行检测前，必须配备检测车辆的车身计算机接线图。首先，测量蓄电池电压，作为参考值;关闭点火开关，检测计算机电源端子的供电电压，应为蓄电池电压，如果在该接线柱上无电压，则需要检查计算机的熔断器和相关的电路;把点火开关拨到运行挡，同时检查BCM的蓄电池和点火信号端子的电压，电压应为蓄电池电压，如果无电压，则检测与这些接线柱连接的熔断器、熔断或继电器。下一页返回课题1.5计算机电源电压及接地线路的检测车身计算机有多根接地线，接地点通常连接在发动机机体上或蓄电池负极处，此外，用来把计算机安装到汽车底盘上的紧固件也可能被用做接地。把点火开关放在运行挡处，在接地线上进行电压降测试，接地电路上的电压降不应超过0.2V。

许多制造了家为BCM全部传感器使用了同一个传感器接地。接地是否良好非常关键，接地不良会造成所有的传感器输出值发生偏差，由于这些电压值仍在传感器的正常运行参数之内，因此这种类型的故障可能不会设置导通故障，也不会产生故障码。上一页下一页返回课题1.5计算机电源电压及接地线路的检测但BCM基于错误的信息会导致BCM决策偏离正常值，引发系统运行问题。如图1-24所示，以一个温度感应电路为例。图(a)显示了由带10kΩ热敏电阻器的BCM所感应出的正常电压。图(b)显示了由仍旧带10kΩ热敏电阻器，但在传感器的回流电路中有附加的200电阻的BCM所感应出的电压，电压偏离了25mmV。由于该

200的电阻也影响着其他共享该接地电路的全部传感器，所以它们也会偏离25mmV。上一页下一页返回课题1.5计算机电源电压及接地线路的检测

不良的接地通常会导致电磁干扰(EMI，使参考信号出现噪声。可以使用示波器检查噪声。把示波器连接到传感器的5V信号端子和传感器接地端子之间，良好的波形应该是平直的(图1-25)如果波形有噪声，把示波器的负极表笔移到一个已知的良好接地，噪声消失了，则说明该传感器的接地电路存在故障或者有电阻;如果噪声仍然存在，则说明电源电路存在故障，或者在电路中另有电磁干扰，如交流发电机等。上一页返回课题1.6执行器检测本节介绍了执行器检测的一些基本方法。大多数计算机系统允许通过故障诊断仪来检测执行器。技术员采用激活选中的执行器来测试它们的运行情况。

采用其他方法检测时，一定要遵循制造了家的步骤。有些执行器的工作电压为5～7V，因此不要直接连接12V的电源。检测执行器的供电电压和接地情况时，如果线路良好，把该执行器从电路中断开，利用欧姆表测量执行器的电阻，检测执行器本身是否有故障。下一页返回课题1.6执行器检测大多数的执行器是一种电磁设备，可以通过在示波器上观察执行器的动作。示波器能够清晰显示出电路故障;如果执行器存在机械故障，通常也会影响它的电压波形。

如图1-26所示，以电磁阀的检测为例，计算机通过控制信号的脉冲宽度进而控制了电磁阀的动作。控制信号显示电磁阀的打开和关掉，电压尖峰脉冲是由电磁阀线圈的自感引起的。一个有故障的电磁阀，其波形常会出现噪声、毛刺或圆角。有些执行器是由脉宽调制信号所控制的，通过改变信号的脉宽、信号的频率和电压电平控制设备运行。上一页返回课题1.7传感器检测一、电阻型传感器的检测

电位器用于测量线性或旋转的运动，输入计算机的电压应随着传感器电阻值的改变而平稳地变化。在不破坏导线绝缘层的情况下检测电压信号，需要一系列的跨接线，如图1-27所示。

用欧姆表测量电阻值的变化。把传感器从系统断开，用欧姆表的表笔与参考接线柱和接地接线柱相连，测试结果与标准进行核对，测试结果良好时，则把表笔连接在参考接线柱和反馈接线柱之间，电阻应随着滑动片位置的变化而平稳和连续地变化(图1-28)下一页返回课题1.7传感器检测如图1-29所示是利用示波器检测电位计和热敏电阻，传感器波形是一个随着电压增加而上升的直流信号。大多数在计算机中电位计参考电压是5V，因此，这些传感器的输出的电压为5V,电压应是平稳变化的。如果信号中有毛刺出现，传感器可能损坏。上一页下一页返回课题1.7传感器检测二、磁脉冲信号发生器的检测

磁脉冲信号发生器常采用汽车速度和单个车轮速度的信息。

检测磁脉冲信号发生器时，把它从系统断开，利用欧姆表检测线圈的电阻值，与标准值进行比较。用电压表交流挡的最低量程检测传感器输出信号，旋转传动轴，观察电压信号变化，电压信号应随着转速的变化而变化。也可以用示波器来检测磁脉冲信号发生器。将示波器的表笔接在传感器的两个接线柱上，转速一定时，信号波形应是正弦波;当转速变化时，交流信号的波幅和频率应随着变化，如图1-30所示。上一页下一页返回课题1.7传感器检测三、霍尔效应式开关的检测

利用数字式万用表检查霍尔效应式开关的供电电压和接地是否正常，利用示波器检测传感器信号输出是否正常。

把示波器的正表笔连到信号线，负表笔搭铁，随着旋转轴的旋转，示波器显示一个标准的5V或12V方波，其频率随转速的增加而增加，如图1-31所示。如果没有波形，则说明在霍尔效应式开关信号线或接地线断路。如果方波的上升和下降沿倾斜，可能是转速脉冲轮离霍尔效应式开关的磁铁过远，或者晶体管出了故障。如果波形存在毛刺和噪声，检查接地线是否搭铁可靠，是否存在电磁干扰。上一页下一页返回课题1.7传感器检测四、用故障诊断仪检测传感器

大多数的故障诊断仪会显示许多传感器的电压值或开关位置。获取这些信息的方法随所使用的故障诊断仪而不同。选择传感器显示功能会显示被选择的传感器的值。如果操作者要求开关位置，则选择输入/输出，显示会表明被计算机用做输入的不同开关的位置。上一页返回图1-1返回图1-2返回图1-3返回图1-4返回图1-5返回图1-6返回图1-7返回图1-8返回图1-9返回图1-10返回图1-11返回图1-12返回图1-13返回图1-14返回图1-15返回图1-16返回图1-17返回图1-18返回图1-19返回图1-20返回图1-21返回图1-22返回图1-23返回图1-24返回图1-25返回图1-26返回图1-27返回图1-28返回图1-29返回图1-30返回图1-31返回模块2汽车多路复用系统课题2.1多路复用通信协议课题2.2多路复用系统课题2.3其他数据总线网络课题2.4汽车多路复用系统诊断基础课题2.5A类总线系统诊断课题2.6B类总线系统诊断课题2.7控制器局域网总线诊断课题2.1多路复用通信协议由于汽车电子控制系统的增加，汽车传感器的数量不断增多，增加的元件和导线使汽车生产成本上升。例如，早期的汽车装备了三个发动机冷却剂温度传感器，一个传感器用于动力系统控制模块(PCM控制喷油和点火，一个用于冷却风扇模块控制散热器风扇的运行，第三个用于组合仪表指示发动机温度。下一页返回课题2.1多路复用通信协议目前，很多汽车制造厂商采用了多路复用(MUX)系统，实现了不同控制模块之间的数据共享。多路复用提供了使用单个电路，在几个控制模块之间发布并共享数据的能力。由于数据是通过单个电路传输的，因此，消除了数量庞大的线束。MUX接线系统使用了现场总线数据链路，连接每个模块并允许数据从一个模块传输到另一个模块的。每个模块能在现场总线数据链路之上传输并接收数字信息。每台连接到数据总线的计算机叫做一个节点。来自某传感器的信号输送到一个模块后，能被其他的模块所使用。上一页下一页返回课题2.1多路复用通信协议MUX系统和非多路复用系统之间的主要差异是数据采集和处理的方法。在非多路复用系统中，来自传感器的模拟信号经一根专用导线传送到计算机。在计算机内，模拟信号转换成数字信号。由于每个传感器要求有自己的专用导线，因此传感器和执行器所必需的导线数量是很大的。在一个MUX系统中，来自传感器的模拟信号被发送到一台计算机，转换成数字信号，并由计算机发布到一条公共的数据总线上。由于任何系统的计算机或控制模块在一个时刻只处理一个输入，所以它在需要的时候调用这些数据信号。通过把从传感器到控制模块的数据分时传输，就能使用单个数据电路了。上一页下一页返回课题2.1多路复用通信协议协议是计算机用来在数据总线之上与另一台进行通信的语言。协议可在波特率和传送方法上不同。例如，有些制造厂商使用了脉宽调制，而有些则使用了可变的脉宽。美国汽车工程师学会(SAE)根据通信速度(波特率)定义了不同种类的协议。(1)A类，通用异步收发(UART)低速协议，波特率低于10kb/s，异步协议是指在节点之间的通信只在需要时才进行而不是连续地进行;(2)B类，中速协议，波特率为10-125kb/s;(3)C类，高速协议，波特率为125-1000kb/s上一页下一页返回课题2.1多路复用通信协议一、ISO9141-2协议国际标准化组织ISO9141-2协议，波特率为10.4kb/s，属于B类系统，是用于车载计算机模块和OBDII故障诊断仪之间通信的协议。如图2-1所示，该系统是一个双线故障诊断总线，包括一根K线和一根L线。K线用于把数据从模块传输到故障诊断仪，L线用于把数据从故障诊断仪传输到模块。上一页下一页返回课题2.1多路复用通信协议ISO-K总线是另外一种采用ISO9141-2协议的故障诊断总线，允许在单根接线上进行双向通信。使用ISO-K总线的汽车要求故障诊断仪为总线系统提供12V电源。在总线上数据以数字信号的形式进行传送，如图2-2所示。上一页下一页返回课题2.1多路复用通信协议二、ISO14230-4协议

ISO14230-4协议采用单根双向数据传输线，在故障诊断仪和模块之间进行通信。欧洲的汽车制造商多使用这种系统，用做故障诊断总线。通信系统要求有一个主模块，收发信息的原理与UART系统相似，主模块轮流询问从模块，然后等待响应，进而控制消息的传输。无通信信号时，传输线上的电压保持5V;通信时传输线上的电压降低，形成具有固定脉宽的数据流。上一页下一页返回课题2.1多路复用通信协议三、J1850协议J1850总线系统是OBD-II的B类标准，该总线有两个不同的版本。第一个版本支持41.6kb/s的传输速率，福特采用了该协议并称为SCP协议，系统使用双绞线传输脉宽调制(P1VM)信号。第二个版本支持10.4kb/s的传输速率，通用汽车和戴姆勒克莱斯勒应用了这种协议，通用汽车称为二类系统，而戴姆勒克莱斯勒称为可编程通信接口(PCI)，系统采用单线传输的可变脉宽调制(VPWM)数据总线。上一页下一页返回课题2.1多路复用通信协议四、J2284协议

J2284总线协议属于C类标准，又称为控制器局域网(CAN)CAN网络能支持高达1Mb/s的传输速率，用于系统的实时控制。罗伯特·博施在20世纪80年代早期开发了CAN，目前，在欧洲应用十分广泛。大部分装备CAN总线的汽车只把CAN总线用在模块间的通信，与故障诊断仪的通信常采用ISO-K总线。美国SAE已经要求把CANC网络作为故障诊断仪与PCM通信的协议。上一页返回课题2.2多路复用系统一、A类数据总线网络1988年，克莱斯勒开发了一种多路复用系统，并用到2003年份的车型上，该系统被称为克莱斯勒冲突检测(CCD)，是典型的A类总线，如图2-3所示。CCD系统的应用，显示出很多优点:接线减少;计算机中的驭动器减少;传感器的载荷减少;诊断功能增强。CCD系统利用双绞线以数字形式传输数据。其中一根接线称为总线(+)，另一根称为总线(-)。所有连接到CCD总线系统的模块安装有一块专门的CCD芯片。在大多数汽车中，车身控制模块(BCM)是总线系统的主模块，其他模块是从模块。主模块提供偏压给总线电路供电，总线供电电路如图2-4所示。下一页返回课题2.2多路复用系统

在没有数据传输时，总线(+)和总线(-)电路上的偏压是2.50V。如图2-5所示，5V稳压电源经一个13kΩ的电阻器把电流传送到总线(-)电路，然后电流经过两个并联的120Ω的电阻器进入总线(+)电路，最后电流经第二个13kΩ的电阻器到接地。两个120Ω的电阻器称为端接电阻，用于抑制感应电压。其中一个端接电阻在BCM内部，而另一个位于动力系统控制模块(PCM)中。上一页下一页返回课题2.2多路复用系统如图2-6所示，在CCD芯片中的比较器相当于一个电压表，正表笔连接到总线(+)电路，负表笔连接到总线(-)电路，电压表会测出电路之间的电压差)总线无数据传输时，电压差接近0V(实际为0.02V)当一个模块需要发送一个数据时，微处理器利用“与非”门同时操纵两个驭动器，不断的接通和切断，来回转换。上一页下一页返回课题2.2多路复用系统当两个驭动器接通时，总线(+)的电压被拉高到接近5V，总线(-)被拉低到接近0V,电压差接近5V，比特值为0;当两个驭动器切断时，总线(+)的电压恢复为2.49V，总线(-)恢复为2.51V,电压差接近0V，比特值为1。由于驭动器以7812.5次/秒的速率来回切换(接通和切断)，因此，总线(+)上的电压不会升到满5V，总线(-)上的电压也不会降到0V，只要比较器测量到一个大于0.06V的电压差，计算机就会分辨出一个比特值的改变(由1变为0)，从而达到传输数据的目的。上一页下一页返回课题2.2多路复用系统二、B类数据总线网络J1850协议规定r$类数据总线网络。从1998年开始，戴姆勒克莱斯勒逐渐取消CCD总线系统，并以新的可编程通信接口(PCI)总线系统代替。PCI系统是一种单线、双向通信总线，系统的模块是并联的，系统中的每个模块为自己提供偏压，并接有端接电阻(图2-7)。模块向总线发送数据时，一个可变的脉宽调制信号(VPIWM)在0～7.75V切换，用来表示1和0比特位(图2-8)上一页下一页返回课题2.2多路复用系统电压变化呈梯形状，向上或向下倾斜，这样可以抑制电磁感应。VPIWM电压的高低和长度决定了比特值是1还是0。典型的PCI总线数据包括如下信息(图2-9)(1)数据头(HGADGR):1～3个字节，包含数据类型、长度、优先级、目标模块、发送模块的信息;(2)数据(DATA)字节:正在被发送的消息，长度最大为8个字节;(3)循环冗余码校验(aRa)字节:检测数据是否已被损坏，是否有其他错误;(4)帧内响应(IFR)字节:如果发送模块要求一个来自目标模块的应答，会带有此信息。上一页下一页返回课题2.2多路复用系统三、控制器局域网

第一辆使用控制器局域网(CAN总线)的汽车是1991年的梅赛德斯5_Class，总线遵循J2284协议。根据传输速度不同，CAN总线系统分为CANB和CANC两类。CANB是中速系统，传输速率低于125kb/s，用于座椅、车窗、收音机、仪表板等车身电器的控制;CANC总线的速度高达500kb/s，用于发动机管理、制动防抱死等系统的实时控制。目前，汽车上出现了一种新的诊断用CANC总线，专用于连接故障诊断仪。一辆汽车可以同时配备多种总线网络。上一页下一页返回课题2.2多路复用系统CAN总线电路由一对双绞线组成，CANC(+)和CANC(-)。数据同时在两条线上传输，传输的信号相同，但两条线上的信号电压正好相反，即在同一时刻一条导线上是高电位，则另一条导线上是低电位，CAN总线将两条导线拧在一起，以减少电磁干扰。在布线时，总线尽力避开与大电流导线平行的路径，比如点火开关驭动电路、电动机和大电流PGM电路。上一页下一页返回课题2.2多路复用系统在所有CAN总线系统中，每个模块都为自己提供偏压，当某个模块与总线断路，其他模块组之间仍旧可以通信。不同的CAN总线系统也各有优缺点。例如，高速CANC总线只在点火开关打开时才工作，CANB总线能在点火开关关掉时保持激活状态。控制模块根据自身需求，决定它应该连接到哪个总线系统。上一页下一页返回课题2.2多路复用系统在同一辆汽车上使用两个分开的总线网络，给制造厂商提供了每个系统最适宜的特性。实时交换数据的汽车系统应采用CANC。其他可能需要在点火开关关掉时传输数据的模块会被连接到CANB总线上。在点火开关打开后CANC总线被激活，总线偏压为2.5V。当CANC(+)和CANC(-)两者电位相等时，总线是隐性的，比特值“1”被传输。当CANC(+)电位拉高以及CANC(-)电位拉低时，总线是显性的，比特值+0;被传输(图2-10)CANC总线中有两个端接电阻，分别位于两个相隔最远的CANC模块中，每个端接电阻为120Ω，由于模块是并联的，因此总电阻是60Ω。上一页下一页返回课题2.2多路复用系统无论点火开关是断开或接通，CANB总线总是处于激活状态。当CANB(+)为0～0.2V,CANB(-)为4.8～5.0V时，总线是隐性的，逻辑值为+1;。当CANB(+)电位拉到3.6～5.0V,CANB(-)电位拉低到1.40V时，总线是显性，逻辑值为“0"(图2-11)。当CANB(+)大约为0V,CANB(-)接近蓄电池电压时，总线处于休眠状态。

上一页下一页返回课题2.2多路复用系统在CANB总线中，每个模块都有自己的端接电阻，全部总线端接电阻由安装在汽车上的模块数决定。CANB模块内部有两个端接电阻，端接电阻把CANB(+)和CANB(-)分别连接到各自的收发器插头终端(图2-12)。为了提供端接和偏压，收发器内部把CANB(+)电阻器接地，把CANB(-)电阻器连到了一个5V电源。当该CANB总线进入休眠模式，连到CANB(-)插头终端的5V电压切换成蓄电池电压。

上一页下一页返回课题2.2多路复用系统中控网关模块(CGW)用于连接三个CAN总线网络(CANB,CANC和诊断用CANC)。与计算机网络中的路由器相似，该模块允许不同总线之间的数据交换。CGW从一个总线读取数据，然后把该数据转移到其他的总线。如果有几个数据正在同时发送，这些数据会被存入一个缓冲区，并按优先级依次发送。CGW也监测CAN网络是否失效，当检测到故障时，储存相应的网络故障码(U码)。CGW也是故障诊断仪连接到CAN网络的网关。故障诊断仪通过诊断用CANC总线连接到该网关。上一页返回课题2.3其他数据总线网络没有任何一个数据总线能同时满足汽车计算机的全部控制需求，因此，除主要的总线网络之外，汽车上还应用其他一些的总线网络。一、本地互联网数据总线本地互联网络(LIN)总线是一种通用异步收发(UART)低速网络，有一个主模块、多个从模块。LIN主模块连接到CAN总线并控制数据的传输速率。主模块在从模块和CAN总线之间翻译数据(如图2-13所示)，对从模块的诊断需通过主模块进行。下一页返回课题2.3其他数据总线网络LIN总线系统的主模块能支持多达15个从模块，主模块的端接电阻是1kΩ,从模块使用30kΩ的端接电阻。从模块可以是控制模块、传感器或执行器。智能传感器可以在LIN总线发送数字消息，智能执行器可以接收LIN总线上的数字信号命令。主模块或从模块都能发送数据，数据在一根导线之上传输，传输速率为1～20kb/s)上一页下一页返回课题2.3其他数据总线网络二、媒体定向系统传输数据总线媒体定向系统传输(MOST)数据总线系统是一个专为音频和视频数据传输而设计的数据系统。MOST总线通过光纤利用没有任何电磁干扰的光波来传输数据，传输速率为25Mb/s。传统的视频和音频是利用模拟信号进行传输的，使用光纤数据总线的MOST系统，其数据通信是数字的。在MOST数据总线上的模块利用LED、光电二极管和MOST收发器来与光信号通信(图2-14)上一页下一页返回课题2.3其他数据总线网络LED和光电二极管是光纤收发器的重要组成部分，LED把来自MOST收发器的电压信号转换成光信号，送入光缆;光电二极管把光缆上的光信号变成电压信号，然后送到MOST收发器。

微处理器指令MOST收发器以电压信号把消息发送到光纤收发器，MOST收发器也把来自光纤收发器的电压信号发送到微处理器。上一页下一页返回课题2.3其他数据总线网络总线上的模块通过光纤电缆连成一个环形(图2-15)，数据只在一个方向发送，通常由主模块开始。由主模块发出的数据被送到环中的下一个模块，该模块接受后继续发送给它的下一个模块，直到发送模块接收到了它自己的消息为止。如果某模块接收到了一个它不需要的数据，数据由MOST收发器接受后直接返回光纤收发器，不会送入微处理器。上一页下一页返回课题2.3其他数据总线网络光纤电缆结构如图2-16所示，光纤内环由聚甲基丙烯酸甲醋(PMMA)组成，电缆内环被一种光学透明的反射膜包裹。电缆的外壳由聚酞胺制成，使内环与外部光隔绝。外罩通常涂有醒目的颜色，以便与导线区分，同时也保护了电缆免于破坏和高温。如果电缆被直着放置，则有些光会以直线穿过内环。然而，大部分的光波基于全反射原理穿过电缆内环，以“之”字形路径传输(图2-17)上一页下一页返回课题2.3其他数据总线网络三、无线总线网无线网无需使用物理接线就能把模块连接在一起以传输信息。例如，车胎压力信息能从车胎中的传感器直接传输到汽车上的控制模块，而不使用导线。实现无线通信的技术有多种，蓝牙技术最常见。蓝牙技术利用一个标准化的无线传输协议将各个控制模块相互连起来。在汽车内，笔记本电脑、非手持式移动电话都可以通过蓝牙实现与外界的通信。上一页返回课题2.4汽车多路复用系统诊断基础如果汽车的多路复用系统失效，症状可能表现为单个功能(如仪表)不工作，或多个功能的失效。总线系统的失效包括电路的断开、短路、高电阻和元件的失效。如果某模块不工作，不要立即判定是总线系统问题，可能是由于系统失去了蓄电池供电或接地不良而导致的。下一页返回课题2.4汽车多路复用系统诊断基础大部分总线系统都通过数据链路连接器(DLL)与故障诊断仪进行通信，可以采用J1962中断箱(BOB)辅助数据系统的检测，如图2-18所示。J1962BOB是OBD-II的DLL检测工具，可用于任何具有OBD-II的汽车。BOB串联在DLL和故障诊断仪之间，提供了DLL端子的所有测试点，用来检测有关DLL电路的电压和电阻。

分配给汽车的通信网络的诊断故障码称为U码，与用于动力系统故障的P码、车身系统故障的B码遵循同一个SAE标准。前缀+U;表示故障是与网络通信相关的。如果总线上的两个模块出现通信故障，需要接收信号的模块可能同时设置两个故障码，即一个U码和一个B码，U码表示与第二个模块的通信故障，B码表示系统没有执行某功能。上一页下一页返回课题2.4汽车多路复用系统诊断基础在总线网络中，模块能检测与一个或多个模块的通信故障，有些模块还能够监测总线电路上的电压，当出现总线电压过高、过低，总线短路或断路等异常情况时，设置U码，并显示故障码的状态。如果故障情况目前依然存在，则该故障码会显示为硬码;如果故障情况不存在了，则故障码显示为间歇码。上一页返回课题2.5A类总线系统诊断A类总线系统是一种慢速总线，包含一个主模块和若干个从模块。主模块给总线系统供偏压。如果主模块失效，则所有总线通信都会中断。在CCD总线系统中，主模块通常是BCM，总线由双绞线CCD(+)和CCD(-)组成，并利用两根接线之间的电压差来传输数据。CCD总线故障会导致汽车电气系统工作异常，利用故障诊断仪尝试与汽车上所有的模块进行通信，从而确定故障是全部总线失效还是部分总线失效。如果故障诊断仪能够与汽车上的某个模块进行通信，则把其作为一个部分总线失效进行诊断。如果任何模块都不能与故障诊断仪进行通信，则按照全部总线失效进行诊断。下一页返回课题2.5A类总线系统诊断如果初步测试表明是全部总线失效，失效的故障原因包括:主模块有故障;主模块的电源或接地电路有故障;来自主模块的总线电路有断路;总线电路对地短路;总线电路对电源短路;两根总线接线短路。在进一步确定故障类型时，将J1962BOB连接到DLL，测量CCD总线电路电压，其中DLL端子3为CCD(+)，端子11为CCD(-)。在点火开关处于运行挡时，CCD(+)应有2.49V的电压，而CCD(-)应有2.51V的电压;关闭点火开关后，两根总线的正常电压是0V上一页下一页返回课题2.5A类总线系统诊断如果电压表指示总线电压为12V，则说明该电路对蓄电池短路。关闭点火开关，观察电压表读数，如果电压下降，则说明短路部位在点火开关供电电路。逐一拆下电路中的熔断器和继电器，同时观察电压表。如果在某个熔断器或继电器拔出后电压下降到了正常水平，标识该熔断器或继电器，利用维修手册确定是什么电路和元件，由那个熔断器保护或由那个继电器所控制。根据手册进一步确定故障点是元件，还是元件所在的电路接线。

上一页下一页返回课题2.5A类总线系统诊断如果电压表指示总线电压为0V，则说明总线电路可能断路或对地的短路。在确定故障的类型时，断开蓄电池，将欧姆表的表笔插进DLL端子3和端子11中，测量总线系统的端接电阻。通常CCD总线系统有两个120Ω的端接电阻，分别位于PCM和BCM之中，由于两个电阻在总线系统是并联连接，因此欧姆表的正确读数应为60Ω。如果电阻值不正确，断开PCM和BCM，分别检查两个模块中的端接电阻是否良好，检查总线电路本身是否有断路或对地短路。如果端接电阻正常，总线电路也没有任何对地短路的迹象，则可能是主模块BCM的供电电路故障，不能为总线提供偏压，在更换BCM之前，核实电源和接地电路是完好的。上一页下一页返回课题2.5A类总线系统诊断如果初步测试表明是部分的总线失效，设法确定没有通信的模块。如果存在多个模块没有通信，则查找汽车的接线图，确定在受影响的模块之间是否有公共的节点，例如，共有的连接器、共有的接线、共有的电源线或者共有的接地。检测这些公共的节点，核实其是否工作正常，并进行维修。上一页返回课题2.6B类总线系统诊断一、ISO9141-2总线系统诊断ISO9141-2是一种诊断用总线，它提供了在故障诊断仪和模块之间的通信链路。许多OBDII汽车会使用这种协议与动力系控制模块(PCM)通信，也有些制造了家会使用该系统在故障诊断仪和汽车上的其他模块之间通信(图2-19)下一页返回课题2.6B类总线系统诊断ISO9141-2总线使用K线把数据从模块传输到故障诊断仪，L线用来从故障诊断仪接收数据(图2-20)。诊断仪在K线上给模块提供偏压，同时模块在L线上给诊断仪提供偏压。如果该总线系统发生故障，则故障诊断仪和模块间的通信会中断。这种总线系统不用于汽车上模块之间的通信，因此不会影响到汽车本身的运行。当故障诊断仪不能与PCM进行通信时，查阅维修手册，确定该车上的其他模块是否也使用ISO9141-2总线进行诊断。如果在总线上有其他模块，尝试故障诊断仪与每个模块进行连接，从而确定故障范围。有些故障诊断仪提供了一种汽车模块扫描功能，该功能会询问总线上的全部模块并要求响应，然后列出那些没有应答的模块。上一页下一页返回课题2.6B类总线系统诊断参考图2-19，如果节点1有响应，但节点2和节点3没有，则首先要检查的地方应是直插式连接器。如果只有节点1和节点3响应，则说明问题出在到节点2的总线电路中。由于电路是并联的，因此该问题不可能是对地短路或电源故障。检查总线和节点之间是否有断开现象，检查节点本身的电源电路，包括蓄电池供电端和接地电路。上一页下一页返回课题2.6B类总线系统诊断如果没有任何模块响应，把J1962BOB连到DLL，检查K线和L线上的电压。在不连接故障诊断仪时，只有在L线上存在电压，是由模块提供的。如果电压为0V，可能是L线断路或对地的短路，断开蓄电池，利用欧姆表来确定故障的类型。如果是开路，则最可能的位置是在DLL和第一个节点的接线处。对地短路可能出现在电路中的任何地方。在查找短路部位时，断开直插式连接器，检查电阻值是否有变化。如果有，则说明故障在DLL和直插式连接器之间，否则，逐一断开直插式连接器侧的各个模块。在每个模块被断开后，检查电阻读数。如果断开某个模块后读数改变，则说明该模块有一个内部的故障，需要更换。如果在全部模块被断开后欧姆表依然指示对地短路，说明故障在接线中。上一页下一页返回课题2.6B类总线系统诊断二、ISO-K总线系统诊断如图2-21所示，ISO-K是一种诊断用总线，当采用ISO-K作为模块和故障诊断仪之间通信连接时，DLL中的接线柱到每个模块都有一根专用接线，例如，DLL的接线端子7通过K线与PCM相连。ISO-K只用于故障诊断仪与模块之间的通信，不用于模块间的通信。故障诊断仪为K线提供偏压。上一页下一页返回课题2.6B类总线系统诊断当故障诊断仪和模块之间的通信出现故障时，将J1962BOB连到DLL，不连接故障诊断仪，关闭点火开关，在K线上的电压应该为0V。如果此时电路上有电压存在，则说明DLL和模块之间或者模块的内部有对电源短路现象。如果电压指示0V，用欧姆表检测K线是否对地短路，若有，短路点可能位于DLL和模块之间或者模块内部的接线之中。上一页下一页返回课题2.6B类总线系统诊断连接故障诊断仪，点火开关关闭，使用示波器来观察K线电压。示波器时间坐标设置为每分度10ms。此时，在示波器上应看到12V电压。在观察示波器波形的同时，把点火开关转到运行挡，尝试在故障诊断仪和模块之间建立通信。示波器波形会随着通信的建立而指示数字信号(图2-22)上一页下一页返回课题2.6B类总线系统诊断三、J1850总线系统诊断戴姆勒克莱斯勒的可编程通信接口(PCI)是采用J1850协议的一种可变脉宽调制(VPIWM)系统，发生故障时会造成汽车电子系统工作不正常。进行PCI总线系统的故障诊断，应首先确定该故障是全部总线失效，还是部分总线失效。上一页下一页返回课题2.6B类总线系统诊断全部总线失效通常表现为通信线路中有对电源短路或对地短路现象。如果初步测试显示是全部总线失效，将J1962BOB连接到DLL，通过DLL的总线端子2检测该系统是否有正确的偏压和端接电阻。利用电压表检测PCI总线是否对蓄电池电压(12V)短路或对地(0V)短路。电压读数为0V也可能是断路故障，但这种故障不会导致全部总线失效。用示波器检测PCI总线通信，总线静止时的正常电压是0V，进行信息通信时数据波形是一个可变脉宽调制信号，高电位接近7.75V，低电位接近0V。由于不同汽车会选有不同的网络组件，因此不同汽车总线上的端接电阻也是不同的。上一页下一页返回课题2.6B类总线系统诊断如果初步测试表明总线对蓄电池电压短路，则通过电路分解可进一步核实故障位置。用电压表测量PCI总线电压，关闭点火开关，等待20s，然后再次读表。如果电压表此时读数为0V，则说明总线网络对点火开关电路短路。如果电压表仍旧指示蓄电池电压，则说明总线对蓄电池供电线路短路。逐一拆下电路中的熔断器和继电器，同时观察电压表。如果在某个熔断器或继电器拔出后电压下降到了正常水平，则标识该熔断器或继电器，利用维修手册确定是什么电路和元件由那个熔断器保护或由那个继电器所控制。根据手册进一步确定故障点是元件，还是这些元件所在的电路接线。上一页下一页返回课题2.6B类总线系统诊断如果初步测试表明总线对地短路，则故障可能是某个模块有内部短路故障，也可能是PCI总线接线对地短路。有些汽车使用了一个公用的总线电路集线器，例如，图2-23显示了一个将BCM作为公用集线器的PCI总线系统。BCM上有三个总线连接器，这些连接器来自全部模块的不同的总线电路。逐个拔出连接器并观察系统的运行，如果拔出某个连接器后，总线系统恢复正常，则说明故障出在那个连接器对应的总线线路里。使用欧姆表来确定哪根总线接线是对地短路。参照维修手册来确定故障总线上的模块，并拔出那个模块，测量BCM连接器和底盘接地之间的电阻。如果读数为无穷大，则说明模块有故障。如果读数仍然很低，则说明该接线对地短路。上一页下一页返回课题2.6B类总线系统诊断如果总线系统没有公用总线集线器，则查阅汽车电路图并确定是否有连接器可以分解总线网络。用欧姆表测量DLL(使用J1962BOB)的端子2和接地之间的电阻，拔出该连接器，如果欧姆表仍旧显示低电阻，则说明故障位于DLL和连接器之间，否则故障在该连接器下游。确定故障总线上的模块，并逐个拔出总线上的模块，如果拔出某个模块后读数变化了，则说明故障在该模块。如果拔出全部模块后读数仍然很低，则说明故障存在于接线束中。上一页下一页返回课题2.6B类总线系统诊断如果初步测试表明是部分总线失效，则设法确定哪个模块不能通信。如果存在多个模块不能通信，利用汽车电路图来确定受影响的模块之间是否存在公共的导线连接。例如，寻找共有的连接器、共有的接线、模块共有的电源或者模块共有的接地。检查共有元件并核实其是否工作正常，需要时进行维修。上一页返回课题2.7控制器局域网总线诊断使用控制器局域网(CAN)总线系统的汽车一般会有两个或三个不同的CAN系统。汽车车身系统在CANB总线上通信;发动机控制、制动防抱死等系统会在CANC总线上通信;2005年后的车型，逐步开始使用诊断用CANC网络。进行CAN总线故障诊断的第一步是确定哪个总线网有故障。连接故障诊断仪，使用故障诊断仪访问中控网关模块(CGW)下一页返回课题2.7控制器局域网总线诊断CWG是三个CAN总线网络的共用元件，会提供表明哪个总线网络有故障的故障码。如果故障诊断仪不能与中控网关模块通信，则说明诊断用CANC电路有故障。当确认故障网络后，使用数字式万用表和示波器，进一步诊断网络的故障原因，诊断步骤如下。上一页下一页返回课题2.7控制器局域网总线诊断(1)如果故障码表明CANB(+)或CANB(-)电路有断路故障，则确定一个在CANB总线系统上的容易接近的模块，在该模块的连接器中，设置一个相应CANB电路上的对地短路点。例如，如果故障码表明CANB(-)是断路的，用跨接线使CANB(+)对地短路，如图2-24所示，假设节点1处CANB(-)有断路现象。由于CANB总线具有容错功能，一根总线对地短路不会造成通信中断，总线自动进入单线工作模式，除了节点1外，所有其他模块会通过CANB(-)进行通信。使用故障诊断仪尝试与所有节点进行通信，如果某个模块不能通信，说明该模块处存在断路现象，故障点在从受影响的总线电路到该模块的接线之间。上一页下一页返回课题2.7控制器局域网总线诊断(2)如果故障码表明某个CANB电路电压过高或过低，则利用数字式万用表来确定是否该故障是对电压(12V)短路还是对地(0V)短路的。如果在两个电路上的电压为500mV～1.0V，则这两个电路短路在一起。查找短路点的步骤与用于J1850VPWM总线的步骤相似，利用汽车电路图确定是否有用于电路分解的连接器，把电压表连接到短路电路，观察读数，同时打开连接器。确定了短路存在的电路分支后，在分支上的模块或其他连接器断开，以查找故障的根本原因。上一页下一页返回课题2.7