宝马CAN总线故障诊断与分析

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学位论文作者签名：字－惰
日期： 加ｌ埠·王－够
指导老师躲壹艿名
日期：ａ吣ｌ平。∑·中
西南交通大学硕士学位论文主要工作（贡献）声明
本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下： １、介绍宝马Ｅ９０车型总线系统中主总线系统的Ｄ．ＢＵＳ、Ｋ－ＣＡＮ、ＰＴ－ＣＡＮ、Ｆ－ＣＡＮ、 ＭＯＳＴ和子总线系统的Ｋ．ＢＵＳ、ＬＩＮ．ＢＵＳ、ＢＳＤ的作用、数据带宽及总线结构。 ２、以宝马Ｅ９０车型中总线系统中关联功能最多，最重要的一个控制单元——脚部 空间模块（ＦＲＭ）为例，介绍其相关的控制单元，进行控制逻辑分析。 ３、通过实验手段模拟ＣＡＮ总线系统的不同工况，运用宝马专用的诊断设备，对ＣＡＮ 总线不同工况下的波形进行测量、分析和归纳。包括正常工作、ＣＡＮ－Ｈ或ＣＡＮ－Ｌ对地短 路、ＣＡＮ－Ｈ或ＣＡＮ－Ｌ对电源短路、ＣＡＮ－Ｈ和ＣＡＮ－Ｌ相互短路、ＣＡＮ－Ｈ或ＣＡＮ－Ｌ断路、ＣＡＮ—Ｈ和 ＣＡＮ—Ｌ同时断路、ＣＡＮ－Ｈ或ＣＡＮ—Ｌ通过连接电阻对地短路、ＣＡＮ—Ｈ或ＣＡＮ－Ｌ通过连接电阻对 电源短路、ＣＡＮ—Ｈ和ＣＡＮ－Ｌ通过连接电阻相互短路、终端电阻故障，并介绍故障检查方 法。 ４、通过收集汽车维修企业在实际工作中真实的ＣＡＮ总线系统故障案例，并加以分 析，与试验结果比对，最终归纳出一套对于汽车维修企业较为实用的ＣＡＮ总线系统故 障诊断的基本思路和方法。
本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成 果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰 写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均己在文中作了明确说明。 本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。
学位论文作者签名：涉＿培
本文首先以宝马Ｅ９０车型为例，对总线系统进行了介绍。在这里重点对ＣＡＮ总线 系统的工作原理进行了分析，并以宝马Ｅ９０车型总线系统中涉及关联模块最多的脚部 空间模块为例，介绍其相关的控制单元，进行控制逻辑分析。接下来，通过实验手段 模拟ＣＡＮ总线系统的不同工况，运用宝马专用的诊断设备，对ＰＴ—ＣＡＮ、Ｋ－ＣＡＮ、Ｆ－ＣＡＮ 的正常工作波形和短路、断路、终端电阻故障等不同工况下的故障波形进行测量、分 析和归纳。汽车维修人员可以在实际工作中将实测波形与本文分析的典型故障波形进 行直观对比，从而迅速查找故障原因，并确定故障点。最后，把试验结果和实际案例 相结合，分析实际工作中ＣＡＮ总线系统典型故障案例，对故障进行诊断和排除。最终 归纳出ＣＡＮ总线系统故障诊断的基本思路和方法。
Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｍａｓｔｅｒ Ｄｅｇｒｅｅ Ｔｈｅｓｉｓ
ＤＩＡＧＮＯ ＳＩＳ ＡＮＤ ＡＮＡＬＹＳＩＳ ＯＦ ＴＨＥ ＢＭＷ
ＣＡＮ ＢＵＳ ＦＡＵＬＴ
Ｇｒａｄｅ：２００８ Ｃａｎｄｉｄａｔｅ：Ｌｉｕ Ｒｕｉ Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｄｅｇｒｅｅ Ａｐｐｌｉｅｄ ｆｏｒ．Ｉ Ｍａｓｔｅｒ ｏｆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｓｐｅｃｉａｌｉｔｙ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．Ｈｕａｎｇ Ｙａｎｑｕａｎ
第２章宝马Ｅ９０车型总线系统……………………………………………………………………．．４ ２．１系统概览………………………………………………………………………………………．４ ２．２ Ｅ９０总线系统介绍………………………………………………………………………………６ ２．２．１主总线系统………………．：………………………………………………………………７ ２．２．２子总线系统………………………………………………………………………………．８
第４章波形测量与故障诊断………………………………………………………………………１８ ４．１总线波形测量硬件……………………………………………………………………………１８ ４．２总线波形测量软件……………………………………………………………………………２２ ４．３ ＣＡＮ总线波形测量与分析…………………………………………………………………２２ ４．３．１ ＰＴ－ＣＡＮ工作波形分析…………………………………………………………………２２ ４．３．２ Ｋ－ＣＡＮ工作波形分析…………………………………………………………………一３７ ４．３．３ Ｆ－ＣＡＮ工作波形分析…………………………………………………………………．．４７ ４．３．４小结…………………………………………………………………………………………………………………４９
日期：为ＪＩ心、ｆｔ．
西南交通大学工程硕士论文
摘
要
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由于信息技术的发展，汽车中的电子控制系统越来越复杂。许多汽车生产厂商将 计算机技术与车载控制系统相结合，运用ＣＡＮ数据总线系统来进行信息的传输与交换。 在信息的共享的同时也造成了故障原因的交叉和混合，从而使汽车故障现象更为复杂， 故障原因更加不易确定。如何准确找出故障原因，迅速判断出具体故障部件，并总结 出ＣＡＮ数据总线系统故障诊断的规律和方法，成为了摆在汽车维修企业面前急需解决 的一个问题。所以ＣＡＮ数据总线系统故障诊断是一个具有重要实用价值的研究课题。
关键词ＣＡＮ总线；控制单元；控制逻辑；故障诊断；波形测量
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Ａｂｓｔｒａｃｔ
Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｈｅ ｖｅｈｉｃｌｅ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｂｅｃｏｍｉｎｇ ｍｏｒｅ ａｎｄ ｍｏｒｅ ｃｏｍｐｌｅｘ．Ｍａｎｙ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｓ ｕｓｅ ＣＡＮ ＢＵＳ ｓｙｓｔｅｍ ｔｏ ｅｘｃｈａｎｇｅ ｄａｔａ ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｎｅｔｗｏｒｋ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｏｎ ｂｕｓ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ． Ｂｕｔ ａｔ ｔｈｅ ｓａｎｌｅ ｔｉｍｅ ｔｈｅ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ｆａｕｌｔ ｂｅｃｏｍｅ ｍｏｒｅ
ｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ，ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ ｔｈｅ ｒｅａｓｏｎ ｂｅｃｏｍｅｓ ｍｏｒｅ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ．Ｆｏｒ ｔｈｅ ＣＡＮ ＢＵＳ ｓｙｓｔｅｍ，ａ
ｋｅｙ ｐｒｏｂｌｅｍ ｉｓ ｈｏｗ ｔｏ ｆｉｎｄ ｏｕｔ ｔｈｅ ｒｅａｌ ｆａｕｌｔ ａｓ ｓｏｏｎ ａｓ ｐｏｓｓｉｂｌｅ ｉｎ ｔｈｅ ｍａｎｙ ｆａｕｌｔ
ｓｙｓｔｅｍ．Ｉｔ ｉｓ ｖｅｒｙ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｔｏ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｔｈｅ ＣＡＮ ＢＵＳ ｓｙｓｔｅｍ． Ｆｉｒｓｔ ｉｔ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ＣＡＮ ＢＵＳ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ＢＭＷ Ｅ９０ ｍｏｄｅｌｓ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｍａｉｎｌｙ
ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ ＣＡＮ ＢＵＳ ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｎ ｉｔ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｎｉｔｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｌｏｇｉｃ ｏｎ ｔｈｅ ＦＲＭ ｏｆ ＢＭＷ Ｅ９０ ｍｏｄｅｌｓ ｔｈａｔ ｉｓ ｍｏｓｔ ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ
ｗｉｔｈ ｏｔｈｅｒ ｍｏｄｕｌｅ．Ｎｅｘｔ ｉｔ ｍｅａｓｕｒｅｓ，ａｎａｌｙｚｅｓ ａｎｄ ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ ｔｈｅ ｗａｖｅｆｏｒｍ ｏｆ ｔｈｅ ｎｏｒｍａｌ
ｗｏｒｋ，ｓｈｏｒｔ ｃｉｒｃｕｉｔ ａｎｄ ｏｐｅｎ ｃｉｒｃｕｉｔ ｏｆ ＰＴ—ＣＡＮ，Ｋ－ＣＡＮ ａｎｄ Ｆ－ＣＡＮ ｕｓｉｎｇ ｅｘｃｌｕｄｉｎｇ ｔｏｏｌｓ ｏｆ ＢＭＷ．Ｔｈｅ ａｕｔｏ ｒｅｐａｉｒ ｐｅｒｓｏｎｎｅｌ ｉｎ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｗｏｒｋ ｃｏｍｐａｒｅｓ ｔｈｅ ｗａｖｅｆｏｒｍｓ、７ｌ，ｉｔｌｌ ｔｈｅ
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＣＡＮ ＢＵＳ；ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｎｉｔ；ｃｏｎｔｒｏｌ ｌｏｇｉｃ；ｓｈｏｒｔｃｏｍｉｎｇ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ；ｗａｖｅｆｏｒｍ
ｄｉａｇｎｏｓｉｓ
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目录
第１章绪论…………………………………………………………………………………………．１ １．１课题的研究背景及意义………………………………………………………………………．１ １．２国内外研究现状………………………………………………………………………………２ １．３研究的内容和方法……………………………………………………………………………．３
ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｉａｇｎｏｓｅ ｏｕｔ ｔｈｅ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｆａｕｌｔ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ａｎｄ ｓｕｍｍａｒｉｚｅ ｔｈｅ ｌａｗ ａｎｄ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｄｉａｇｎｏｓｉｎｇ ｔｈｅ ｆａｕｌｔ ｏｆ ＣＡＮ ＢＵＳ ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｉｓ ｉｓ ａ ｖｅｒｙ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ ｐｒｏｂｌｅｍ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｒｅｐａｉｒ．Ｗｅ ｓｈｏｕｌｄ ｆｉｎｄ ｏｕｔ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｄｉａｇｎｏｓｉｎｇ ｔｈｅ ｆａｕｌｔ ｏｆ ＣＡＮ ＢＵＳ
ａｎｄ ｅｌｉｍｉｎａｔｅｓ ｔｈｅ ｆａｕｌｔｓ ｔｈｒｏｕｇｈ ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ、析ｔｌｌ ｔｈｅ ｔｙｐｉｃａｌ ａｃｔｕａｌ ｃａｓｅｓ． Ｆｉｎａｌｌｙ ｉｔ ｓｕｍｓ ｕｐ ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｉｄｅａｓ ａｎｄ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｔｈｅ ＣＡＮ ＢＵＳ ｓｙｓｔｅｍ ｆａｕｌｔ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ．
Ａｐｒ．１，２０１４
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ｗａｖｅｆｏｒｍｓ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｈｅ Ｃａｎ ｑｕｉｃｋｌｙ ｆｉｎｄ ｔｈｅ ｆａｕｌｔ ｒｅａｓｏｎ ａｎｄ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｔｈｅ ｆａｕｌｔ ｐｏｉｎｔ． Ｆｉｎａｌｌｙ ｉｔ ｄｉａｇｎｏｓｅｓ ａｎｄ ｅｘｃｌｕｄｅｓ ｔｈｅ ｆａｕｌｔ ｏｆ ＣＡＮ ＢＵＳ ｓｙｓｔｅｍ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｒｅａｌｌｙ ｔｙｐｉｃａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｉｔ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｙｐｉｃａｌ ｆａｉｌｕｒｅｓ ｏｆ ＣＡＮ ＢＵＳ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｗｏｒｋ ｃａｓｅ，ｄｉａｇｎｏｓｅｓ
第３章脚部空间模块ＣＡＮ总线控制逻辑分析……………………………………………………１０ ３．１脚部空间模块系统概览………………………………………………………………………１０ ３．２控制单元功能介绍……………………………………………………………………………１２ ３．２．１碰撞安全控制单元或多重乘员保护系统……………………………………………。１２ ３．２．２挂车模块………………………………………………………………………………。１２ ３．２．３动态稳定控制系统……………………………………………………………………一１３ ３．２。４远光灯辅助系统………………………………………………………………………一１３ ３．２．４车顶功能中心…………………………………………………………………………．．１５ ３。２。５接线盒电子装置………………………………………………………………………～１５ ３．２．６纵向动态管理…………………………………………………………………………一１７ ３．２．７转向柱开关中心………………………………………………………………………一１７
国内图书分类号：ＴＰ２０６＋．３ 国际图书分类号：６２１．３
密级：公开
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级
姓
名
申请学位级别
专
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指导老师
三雯雯』∑级 塞９ 室 王猩亟± 电氢王猩
黄彦全塾援
二０一四年四月一日
附录２：扉页示例（英文） Ｃｌａｓｓｉｆｉｅｄ ｌｎｄｅｘ：ＴＰ２０６＋．３ Ｕ．Ｄ．Ｃ：６２１．３