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1、德系轿车车载网络故障诊断技术新解（上）-汽车德系轿车车载网络故障诊断技术新解（上）车栽网络系统中电控单元越来越多，而这些电控单元是是由不目的供货商提 供的。在严格的用车环境下对车栽网络系统的随车诊断有其局限性：一方面，每个电 控单元仅对本地通信进行监控和诊断，并置出相应的本地故障码；另一方面，当车载网络 中有一处通信中断后会置出多个故障码，而这些故障码并没有被直接解释。经销店的技师面时复杂的车载网络系统，仅靠传统的故障诊断方法，用 鼓掌码判断故障点，根本不能精确定位故障，还会浪费时间。那么从何处进行故障诊断 呢？基于德系车呈现的车栽网络系统较为复杂，本文以德系车为倒，先追踪德系车栽网络系统诊断
2、技术的最新发展，了解专用诊断仪诊断过程变得更加智 能化和图形可视化，再从总线通信协议、即时作业管理系统（OSEK/VDX）的角度，归 纳车栽网络系统故障类型，故障起因进行准确定位，最后从实战的角度，运用车裁网络故 障诊断流程图和网络拓扑图的方法，引导大家进行有效地故障诊断。文/湖南张葵葵北京程玉光湖南夏富民一、德系轿车诊断技术的最新发展 随着信息、舒适、驾车辅助功能的增加，新一代宝马、大众、奔驰轿车的电控单 元越来越多，车裁网络系统也越来越复杂，使得故障诊断难度提升，但德系轿车车载网络 系统诊断技术具有以下共同点。1诊断数据在线传回德国德系车已实现将在线诊断数据归档到德国中央数据库系统，如大众
3、归口到德国总部沃尔夫斯堡中央数据库 2 车载网络系统模块化首要德系车的车载网络系统按功能和网络传播速度划分为三大功能区域:功能区域、次要功能区域、舒适功能区域。酋要功能区域指让车辆在路上较容易地到达指 定点的所有电控单元组成的区域；次要功能指在车辆行驶过程中，能让驾驶员和乘客通 过功能键实现一些便捷调整功能（如音箱系统、室内温度）的所 有电控单元组成的区域： 舒适功能区域内的电控单元数量则在逐渐递增，如远程信恩处理、交流聊天功能、导航功能等；其他有在线诊断监控、优化仪表显示区域。以大众车为例，其车载CAN网络系统分为驱动CAN、舒适/便捷CAN、信息娱 乐CAN、组合仪表CAN、诊断CAN，这
4、些车载网络中的分支区域系统 是由网关星形连 接在一起，诊断测试仪对电控单元的诊断要通过网关进行间接连接，如图1所示。MBS3专用诊断仪诊断图示化专用诊断仪内诊断界面框架体系与车载网络体系一致，诊断图示化，脉络清晰，如大众诊断系统软件体系ODIS （图2），方框变黑色表示该控制单元已安装，方框变黑且填充红色则表示该电控单元有控制，方框呈灰色则表示车辆未安装该电控单元。M2尢W鹘HOD焉商峻的”密弗氏示吃4 更新三个理念德系车载网络系统故障诊断更新了三个理念：维护保养不再依赖里程数，而是基于事件服务（CBS），如更换制动蹄片、发动机机油，并将车辆维护信息集成在钥匙中，最终传输到经销店总系统中，为客
5、户提供最优化的服务保养；实现远程在线匹配，如增减功能或更换电控单元后的系统匹配，保证网络运行的安全；可将故障诊断数据直接传递到德国总部进一步诊断。基于事件服务（CBS）就是按需维护，没有标准时间间隔可参照，是通过传感器或电控单元来持续监测主要车辆部件并判断是否需要维护，维护提醒信息则出现在仪表显示屏上，基于事件服务大大延长7维护保养间隔。二、德系轿车CAN总线故障类型依据IS011898-3协议车裁网络故障分成电源故障和总线故障两个主要 类型。电源故障指车载网络节点本身的电源线或搭铁线新路故障，而CAN总线故障叉分为如下类型（国3）: CAN总线（CAN_H或CAN_L）对某一控制单元断路故障
6、（故障1和2 ）、CAN总线（CAN_H或CAN_L）对正极短路故障（故障3和6）、CAN总线（CAN_H或CAN_L）对地短路故障（故障5和4 ）、CAN总线 CAN_H与CAN_L彼此之间短路故障（故障7, CAN总线CAN_H和CAN_L在某一段信号反向传输故障）、CAN H和CAN_L同时断路故障（故障8）、CAN总线终端电阻断路（故障9）。故障8是不可恢复的，影响总线功能；而故障1-7 9是单线故障且可恢复，不影响总线功能（表1 ）。在正常工作模式里没有线路故障，差 动接收CAN_H和CAN_L输入信号，也可以用于单线传输，所有的单线传输期间EMC 性能抗干扰性和辐射性比差动模式差。
7、11 IWH8 “ nOf41A4 心 “ hturi、9VA iE*t3T也 HC0 AiJK戟H鹿址就猊匚i ntViMCjC1 单线断路时的局部故障 单线断路故障是局部故障，信息只通过另一根未断线 正常传输。该类故障是间歇性症状表现，有时又会显现正常。如图4所示，CAN_H线断路做障1）,第一轮信息传输中，故障在断路点前未呈现故障征兆，在断路点后呈现故障征兆，第二轮信息传输后，症状正好相反。因通信协议ISO 11992-1规定，当节点之间通信中断超时，确认有故障后，节点之间的通信重新通过单线模式进行。出现 单线断路故障时，不允许改变数据，还是保留故障信息及故障状态，在未确定出是哪根线3
8、双线互短时的全局故障CAN H和CAN_L互短(故障7)时，总线还可工作。4双线断路故障双线断路，总线被隔断，总线不能正常工作。5 终端电阻断路故障为了避免信号反射，在2个CAN总线用上分别连接一个1200的终端电阻。这两个终端电阻并联，并构成一个60Q的等效电阻，关闭供电电压后可以在数据线之间测量这个等效电阻，如把便于拆装的控制单元从总线上脱开，然后在插头 上测量CAN_H和CAN_L之间的电阻(圉5)。单个电阻也可各自分开测量，则应为120Q。终端电阻断路，依据分布式系统的特点总线还能正常工作，只是终端电控单元无法通 信。6 总线传输受干扰的三种情境(1)总线信号电压过低，有搭铁倾向，通常
9、低于+/- 1V ；(2)泄漏电阻，通常高于5KO;(3)电磁干扰，总线干扰会导致不可恢复的硬故障。所有单线故障都可以被检测到，故障3、4、6和7可被故障管理系统单独检测出 来；故障1、2和5是被容错的，则需要辅助方法才可被检测出来。局部故障现象是暂时 的，相关故障信息会变化，而全局故障呈现静态故障信息显示，r1 cQ. TM便于故障位置判断。三、车载网路的拓扑分析基于车用即时操作系统OSEK/VDX标准，其网络管理（NM）模块提供了与节 点相关（本地）和网络相关（全局）的管理办法，使用逻辑环直接监控节点。在逻辑环 内，每个节点都有一个逻辑后继，逻辑环的第一节点是最后一个节点的后继。每个节点都
10、 由其他节点动态监控，通信次序与网络结构无关，每个节点都有一个唯一的标识符（ID 值），逻辑环信息被从最低ID健的节点向最高ID值的节点顺序传输，再返回最低ID值 的节点，形成逻辑环（图6）。任何节点都必须向其他节点发送信息，并且从其他节点接 收信息。画出车载网络系统的拓扑简图（图7），依据逻辑环的功能，进行故障诊断。用 诊断仪检测与电控单元1、电控单元2和电控单元3的通信，红色线表示节点间不通信，若出现多个故障码，从网络拓扑图中 分析出故障点在电控单元3与总线通信中断。（未完待续）（作者张葵葵单位：湖南交通职业技术学院；作者程玉光单位：北京交通运输职业学院乍者复富民单位：湖南永通一汽奥迪4s店）