任务十 车载网络系统检测与维修,主编,：殷振,波,学习目标,1.,能描述车载网络技术的优点、布线方式与应用,2.,能描述车载网络技术的总体结构,3.,能描述,CAN,网络、,LIN,网络和,MOST,网络的结构、基本特征和数据传送,4.,能检修故障诊断仪不通电故障,5.,能检修故障诊断仪无法,进入,ECM,故障,返回,任务描述,一,辆雪佛兰科鲁兹汽车因无法启动进店维修，维修,人员发现,故障诊断仪不通电并且无法,与,ECM,、,BCM,等,高速,GLAN,装置进行通信,。维修人员需要在分析车载网络电路的基础上，分析故障点，制订故障检修计划，合理使用故障诊断仪、万用表、辅助测试线等设备，找出故障点，合理采取维修措施,，以,进一步维修汽车。,返回,环节一：收集信息,01,环节二：制订计划,02,环节三：形成方案,03,环节四：任务实施,04,目 录,环节五：控制拓展,05,06,环节,六,：检查评议,1,环节,一：信息收集,1.1,车载网络技术概述,车载网络技术的优点,返回,为了,简化导线，提高信息传输的速度和可靠性，降低故障率，车载网络技术应运而生，即一辆汽车不管有多少个控制单元，每个电控单元都只需引出两条线共同接在两个节点上，这两条导线就称为数据总线。,可,减少线束尺寸和质量、降低成本、减少插接器,数量,可以,进行设备之间的,通信,通过,信息共享，减少传感器信号的重复,数量,通过,系统软件即可实现控制系统功能的变化和,升级,可,为诊断提供通用接口，利用多功能测试仪对数据进行测试与诊断，便于维护和故障检修。,1.1,车载网络技术概述,车载网络技术布线方式,返回,1.1,车载网络技术概述,车载网络技术在汽车上的应用,返回,1,）动力与,传动系统,将,发动机舱内的电控单元连接起来，实现诸如车辆行驶、停车及转弯等功能，采用高速网络,。连接,3,个电控单元，即发动机电控单元、,ABS,电控单元及自动变速器电控单元，可同时传递,10,组,数据。数据传递,的顺序为：,ABS,控制单元发动机电控单元自动变速器电控单元。,2,）安全系统,安全,气囊系统需要根据多个传感器的信息进行工作，因此使用的节点数会较多,。,3,）车身系统,连接,5,个电控单元，包括中央电控单元及,4,个车门电控单元，实现中央门锁、电动车窗、照明开关、后视镜加热及自诊断,5,种控制功能,。,4,）信息（娱乐）系统,具有,容量大、通信速度高等特点，因此采用光纤进行通信。,1.2,车载网络系统的总体结构,返回,车载网络系统主要由模块、数据总线、网络、架构、通信协议、网关等组成。,1,）模块,探测,信号和（或）进行信号处理的电子装置，如传感器、芯片等,。,2,）,数据总线,数据总线,是用来传输信号的导线,，速度,通常用比特率来,表示，使用,双绞线,。,3,）,网络,各模块在物理上的连接关系，有星形、总线形、环形、树形、混合形和网形等。,1.2,车载网络系统的总体结构,返回,4,）架构,架构,是信息高速公路的配置，其输入和输出端规定了什么信息能进和什么信息能出，架构,通常包括,1,2,条导线，采用双线时数据的传输是基于两条线的电压差。,5,）,通信协议,通信协议,的标准蕴含唤醒访问和握手,。唤醒,访问就是一个给模块的信号，这个模块为了节电,而,处于,休眠状态。握手就是模块间的相互,确认,兼容并处在工作状态,。,6,）,网关,网关,是连接异型网络的接口装置，如图,10-4,所示。它综合了桥接器和路由器的功能，汽车网关,主,要能,在,OSI,参考模型的物理层、数据链路层和应用层上对双方不同的协议进行翻译和解释。,1.3,控制器局域网,返回,控制器,局域网,（,Controller Area Network,，缩写为,CAN,）的功能是电控单元通过网络进行数据交换，,CAN,总线是德国,Bosch,公司为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一行串行数据通信协议。,1.3,控制器局域网,CAN,数据总线的构成,返回,（,1,）,CAN,控制器,接收本,ECU,内微处理器发出的指令数据，并将数据处理后传送给,CAN,收发器。,（,2,）,CAN,收发器,将,CAN,控制器提供的数据转换成,CAN,网络信号改放出去，同时接收数据总线,数据，并将数据传送给,CAN,控制器。,（,3,）终端,电阻,终端,电阻的作用是避免数据在高速传输终了时产生反射波使数据遭到破坏,，,导致,传输失败,。,（,4,）,CAN,数据总线,CAN,数据总线是用来传输数据的双绞数据线，它分为高位和低位数据线,。,1.3,控制器局域网,CAN,数据总线的构成,返回,1,）开始域,开始,域标志着数据开始，由,1,位构成，带有大约,5V,电压（由系统决定）的,1,位被,送,入高位,CAN,线，带有大约,0V,电压的,1,位被送入低位,CAN,线。,2,）状态域,状态,域用于判定数据中的优先权，由,11,位构成。如果,2,个电控单元都要同时发送,各,自,的数据，那么具有较高优先仅的电控单元优先发送。,3,）检查域,检查,域用来显示在数据域中所包含的信息项目数，由,6,位构成。,4,）数据域,传,给其他电控单元的信息，最大由,64,位构成。,5,）安全域,检测,传递数据中的错误，由,16,位构成。,6,）确认域,由,2,位构成,。,CAN,接收器发出信号通知,CAN,发送器,，,CAN,接收器已经正确接收到,数,据,。,如果,检查,到错误，,CAN,接收器立即通知,CAN,发送器,，,CAN,发送器再,发送一次数据。,7,）线束域,结束,域由,7,位构成，标志数据列的线束,。,1.3,控制器局域网,CAN,数据总线的数据传递过程,返回,1,）提供数据,电控,单元的微处理器向,CAN,控制器提供需要发送的数据,。,2,）发送数据,CAN,收发器,接收数据,，转为,CAN,网络信号并传送到,CAN,数据总线,上,。,3,）接收数据,所有,与,CAN,数据总线构成,网络的电控单元转为接收器，从,CAN,数据总线上,接收,数据,。,4,）检查数据,电控,单元检查判断所接收的数据是否所需要的数据,。,5,）处理数据,如接收,的数据重要，该数据将被微处理器接受并进行处理，否则，忽略,接收的,数据。,1.3,控制器局域网,CAN,数据总线故障诊断的步骤,返回,1,）了解该车型车载网络系统特点（包括传输介质、几种子网及车载网络系统的结构形式等）,并画出车载网络系统的网络构成图。,2,）了解车载网络系统的功能，如有无唤醒功能和休眠功能等。,3,）检查汽车电源系统是否存在故障，如交流发动机的输出波形是否正常（若不正常，将导致信号干扰等故障）等。,4,）检查车载网络系统的链路是否存在故障，采用示波器检测链路的信号波形进行判断。,5,）如果是节点故障，只能采用替换法进行检测。,1.4,局部连接网络,LIN,返回,局部,连接网络,LIN,（,Local Interconnect Network,）,是一个汽车底层网络协议，在汽车网络层次结构中作为低端网络的通用协议，并逐渐取代目前各种各样的低端总线系统。,LIN,局部连接网络典型的应用是车上传感器和执行器的联网,。,LIN,网络由一个主节点（也称局部连接网络指令器控制单元）和多个节点（也称局部连接网络执行器控制单元）构成，主节点可以执行主任务，也可以执行从任务，从节点只能执行从任务。总线上的信息传送由主节点控制,。,在,LIN,网络中，信息以帧为单位传输。每个帧包括,3,个字节的控制与安全信息以及,2,个或,4,个或,8,个字节的,数据。每个,信息帧由主节点发出和一个,13,位显性（低电平）起始域开始，之后主节点接着发送同步域和标识符域（主任务）；从节点发回数据域和校验域（从任务）。受单线传输媒体电磁干扰的限制，,LIN,数据总线最大位位流传输速度为,29kb/s,；另一方面，为了避免与实际系统定时溢出时间发生冲突，最小位流传输速度限定为,1kb/s,。,1.5 MOST,总线,MOST,总线的结构,返回,MOST,（,Media Oriented Systems Transport,，多媒体定向系统传输）是汽车上媒体传送的网络标准。,MOST,采用塑料光缆（,POF,）的网络协议，将音响装置、电视、全球定位系统及电话等设备相互连接起来，给用户带来了极大的便利,。,MOST,总线系统的显著特点是它的环形,结构。,各控制单元之间通过一个环形数据总线连接，该总线只向一个方向传输数据，这意味着一个控制单元总是拥有,2,根光纤，一根用于发射器，另一根用于接收器。控制单元通过一根光纤将数据传送至环形结构中的下一个控制单元，这个过程一直持续到数据返回至原先传送它们的那个控制单元。因此，形成了一个闭合的环路。,1.5 MOST,总线,MOST,总线的基本特征,返回,MOST,可以不需要额外的主控计算机系统，结构灵活、性能可靠和易于扩展；,MOST,以网络光纤作为物理层的传输介质，可以连接视听设备、通信设备以及信息服务设备；,MOST,网络支持“即插即用”方式，在网络上可以随时添加和去除设备；,保证,低成本的条件下，达到,24.8Mbps,数据传输速度；,支持,多种网络连接方式，无论是否有主控,ECU,都可以工作；,支持,声音和压缩图像的实时处理，支持数据的同步和异步传输；,MOST,利用一根光纤，最多可以同时传送,15,个频道的,CD,质量的非压缩音频数据，在一个局域网上，最多可以连接,64,个节点（装置）。,1.5 MOST,总线,MOST,总线的数据传输,返回,为了,满足数据传输的各种不同要求，每一个,MOST,数据总线信息份为,3,个部分：同步数据,实时传送音频信号、视频信号等流动型数据；异步数据,传送访问网络及访问数据库等的数据包；控制数据,传送控制信号及控制整个网络的依据。,1.6,雪佛兰科鲁兹汽车车载网络电路简介,返回,雪佛兰科鲁兹车载网络电路称之为串行数据电路，分为,CAN,数据总线、,MOST,数据总线和,LIN,数据总线,3,种。,（,1,）,CAN,数据总线,雪佛兰科鲁兹汽车按数据,交换,速度分为高速总线,GMLAN,和,低速总线,GLAN,。车身控制模块是网关,，用来转换,GLAN,和,GMLAN,之间,的串行数据信息，以在不同模块之间进行通信，网关按照网络传输协议与每个网络交互。,高速,GMLAN,串行数据网由双绞线组成,。在各端有,一个,120,的终端电阻器。数据符号（,1,和,0,）以,500kbit/s,的,速率按顺序传输,。当,双绞总线静止时，,GMLAN,高速和,GMLAN,低速信号电路无法被驱动，这表示为逻辑“,1”,。此状态下，两个信号电路的电压同为,2.5,伏，电压差约为,0,伏。当传输逻辑“,0”,时，,GMLAN,高速信号电路被拉高至大约,3.5,伏，而,GMLAN,低速电路被拉低至大约,1.5,伏，电压差约为,2.0(0.5),伏。,中,速,GMLAN,总线与高速,GMLAN,总线非常相似，除了,其,125kbit/s,的传输速率,。该总线主要用于信息娱乐系统。有时需要在低速,GMLAN,总线和中速,GMLAN,总线之间进行通信。这通常将,A11,收音机作为网关模块来实现。,低速,GMLAN,串行数据网由一条单线、带高压侧驱动的搭铁参考总线组成。在车辆路面操作期间，数据符号（,1,和,0,）以,33.3,千字节,/,秒的正常速率按顺序传输。与高速双线网络不同，单线低速网络在网络的各端不使用终端电阻器。要在总线上传输的数据符号在总线上由不同的电压信号表示。当低速,GMLAN,总线静止且未被驱动时，存在约,0.2,伏的低信号电压。这表示逻辑“,1”,。当传输逻辑“,0”,时，该信号电压被驱动升高至约,4.0,伏或更高。,1.6,雪佛兰科鲁兹汽车车载网络电路简介,返回,（,2,）,MOST,数据总线,MOST,总线以环路的形式进行配置，总线上的每个设备以设定的顺序发送和接收指定,MOST,地址上的数据。,MOST,总线上的每个设备必需有双绞铜线（