汽车网络技术课件 凌永成 第8章 汽车网络系统检修(二)
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图8-65 CAN-High导线与CAN-Low 导线装混的故障波形
8.2.5 LIN总线故障波形分析 1.LIN总线标准波形
LIN总线仅靠一根导线传输数据。如果无信息发送或者发送到LIN 数据总线上的是一个隐性电平，那么数据总线导线上的电压就是蓄电池 电压。
图8-66 LIN总线标准波形
2.LIN总线通过200Ω接触电阻对正极短路（不可工作）
图8-67 LIN总线通过200Ω接触电阻对正极短路的故障波形（不可工作）
由图8-67所示的故障波形可以看出，当LIN总线通过200Ω的接触电阻 对正极短路时，其显性电压的最低值已经达到5V左右，超过了极限值。此 时，LIN总线已经无法正常工作。
3.LIN总线通过300Ω接触电阻对正极短路（可以工作）
8.2.4 舒适CAN和信息CAN总线故障波形分析 1.CAN-High导线与CAN-Low导线之间短路
图8-45 CAN-High导线与CAN-Low导线之间短路的示意图
图8-46
CAN-High导线与CAN-Low导线之间短路的故障波形（零线坐标重叠）
由故障波形可以看出，CAN-High与CAN-Low的电压波形完全相同。 CAN-High导线与CAN-Low导线之间短路影响所有舒适CAN或信息CAN的 工作，舒适CAN或信息CAN因而转为单线工作。此时，通信过程中，只有 一条线路的电压起作用，控制单元利用该电压对地值确定传输的数据内容。
图8-54
CAN-Low导线断路的示意图
图8-55 CAN-Low导线断路 的故障波形（0.02ms/Div.）
图8-56 CAN-Low导线断路 的故障波形（0.5ms/Div.）
图8-57 不同控制单元的工作状态
7.CAN-High导线断路
图8-58 CAN-High导线断路的故障波形
CAN-High导线断路时，CAN-Low导线波形正常，CAN-High导线电 压长时间保持在零电位，但偶有变化。
图8-50 CAN-High导线对正极短路的故障波形
CAN-High导线的电压大约为12V或为蓄电池电压。CAN-Low导线的 电压正常。在该故障情况下，所有舒适CAN或信息CAN都转为单线工作。
4.CAN-Low导线对地短路
图8-51 CAN-Low导线对地短路的故障波形
CAN-Low导线的电压置于0V，CAN-High导线的电压正常。在该 故障情况下，所有舒适CAN或信息CAN都转为单线工作。
2.CAN-High导线对地短路
图8-48 CAN-High导线对地短路的示意图
图8-49 CAN-High导线对地短路的故障波形
由故障波形可以看出，CAN-High导线的电压置于0V，CAN-Low 导线的电压正常。在该故障情况下，所有舒适CAN或信息CAN都转为单 线工作。
3.CAN-High导线对正极短路
9.CAN-High导线通过接触电阻对地短路
图8-60 CAN-High导线通过接触电阻对地短路的故障波形
CAN-High导线的显性电压移向接地方向。CAN-High导线的显性电 压大约为1V，正常的显性电压大约为4V。该1V电压就是受接触电阻的影 响所致，接触电阻阻值越小，则显性电压越小。在没有接触电阻的情况下 短路，该电压应为0V。
11.CAN-Low导线通过接触电阻对地短路
图8-62 CAN-Low导线通过接触电阻对地短路的故障波形
CAN-Low导线的隐性电压拉向0V方向。CAN-Low导线隐性电压大约 为3V，正常值应大约为5V。该3V电压就是受接触电阻的影响所致。接触 电阻的阻值越小，则隐性电压越小。在没有接触电阻的情况下，该电压值 应为0V。
需要指出的是：处于休眠 状态下的舒适和信息CAN总 线波形与此相类似，但区别 在于，休眠状态下的舒适和 信息CAN总线的CAN-High 导线上的电压恒为0V，且无 明显波动。
图8-42 CAN-Low导线与正极短路的故障波形
9.CAN-High导线和CAN-Low导线装混
图8-43 CAN-High导线和CAN-Low导线装混的示意图
12.CAN-High导线与CAN-Low导线之间通过接触电阻短路
图8-63 CAN-High导线与CAN-Low导线之间通过接触电阻短路的故障波形
CAN-High导线与CAN-Low导线之间通过接触电阻短路时，CAN-High 导线与CAN-Low导线的显性电压均正常，但CAN-High导线与CAN-Low导 线的隐性电压相互靠近。CAN-High导线的隐性电压大约为1V，正常值应为 0V；CAN-Low导线的隐性电压大约为4V，正常值应为5V。
13.CAN-High导线与CAN-Low导线装混
图8-64 CAN-High导线与 CAN-Low导线装混的示意图
发生CAN-High导线与CAN-Low 导线装混故障时，CAN总线的隐性 电压会有一个偏移（在图8-65的左 边缘）。在隐性状态，某控制单元 的导线装混会导致CAN-High导线 上的电压升高和CAN-Low导线上 的电压下降。
总线处于激活状态时，其静态电流和总线波形如图8-70和图8-71所示。
图8-70 总线处于激活状态时的静态电流（实测值）
图8-71 总线处于激活状态时的总线波形（实测波形）
总线处于非激活状态时，其静态电流和总线波形如图8-72 和图8-73所示。
图8-72 总线处于非激活状态时的静态电流 （实测值，并不是标准值）
图8-73
总线处于非激活状态时的总线波形（实测波形）
8.3.2 CAN总线终端电阻的检测 1.终端电阻的作用
高频信号传输时，信号波长相对传输导线较短，信号在传输导线终端 会形成反射波，干扰原来的信号，所以需要在传输导线的末端加装终端电 阻，使信号到达传输导线末端后不再反射。 装在驱动CAN总线上的 终端电阻可以用万用表进行 测量，但是装在舒适CAN总 线和信息CAN总线上不能用 万用表测量。
10.CAN-Low导线对正极通过接触电阻短路
图8-61 CAN-Low对正极通过接触电阻短路的故障波形
CAN-Low导线的隐性电压拉向正极方向。CAN-Low导线的隐性电压 大约为13V，正常值应大约为5V。该13V电压就是受接触电阻的影响所致。 接触电阻的阻值越小，则隐性电压越大。在没有接触电阻的情况下，该电 压值应为蓄电池电压。
8.CAN-High导线对正极通过接触电阻短路
图8-59 CAN-High导线对正极通过接触电阻短路的故障波形
CAN-High导线的隐性电压拉向正极方向。CAN-High导线隐性电压大约 为1.8V，正常时应大约为0V。该1.8V电压是由于接触电阻引起的。接触 电阻阻值越小则隐性电压越大。在没有接触电阻的情况下，该电压值应该 是蓄电池电压，即电源正极电压。
8.3.3 CAN总线线束维修 在维修CAN总线的线束时，应特别注意以下几点。 1.不要拆开总线接点 线束制造商在生 产线束时，CAN总线 的总线接点是使用专 用设备进行压接的， 连接非常可靠，可有 效防止杂波的侵入。 在维修CAN总线的线 束时，不要拆开总线 接点，以免引入杂波， 造成干扰。
7.CAN-Low导线断路
图8-38 CAN-Low 导线断路示意图
CAN-Low波形变化范围很大 且杂乱无章（可能有其他控制单 元的信号窜入）。发生CAN-Low 导线断路故障时，驱动CAN总线 无法正常工作。
图8-39 CAN-Low导线断路的故障波形（1）
图8-40 CAN-Low导线断路的故障波形（2）
图8-32 CAN-High导线与 CAN-Low导线短路的故障波形
2.CAN-High导线对正极短路
图8-33 CAN-High导线对正极短路的故障波形
CAN-High导线的电压被置于12V；CAN-Low导线的隐性电压被置于 大约12V。
3.CAN-High导线对地短路
图8-34
CAN-High导线对地短路的故障波形
CAN-High导线的电压位于0V；CAN-Low导线的电压也位于0V，但在 CAN-Low导线上还能够看到一小部分电压变化。
4.CAN-Low导线对地短路
图8-35 CAN-Low导线对地短路的故障波形
CAN-Low导线的电压大约为0V；CAN-High导线的隐性电压也被降至0V。
5.CAN-High导线和CAN-Low导线均对正极短路
图8-36 CAN-High导线和CAN-Low导线均对正极短路的故障波形
CAN-High导线和CAN-Low导线两条导线的电压都约为12V。
Leabharlann Baidu
6.CAN-High导线断路
图8-37 CAN-High导线断路的故障波形
CAN-High波形变化范围很大且杂乱无章（可能有其他控制单元的信 号窜入）。发生CAN-High导线断路故障时，驱动CAN总线无法正常工作。
汽车网络技术
沈阳大学
凌永成
配套教材信息
教材名称：汽车网络技术 教材主编：凌永成 教材定价：35RMB 出版社：清华大学出版社 出版时间：2012年3月 国际标准书号（ISBN ）： 978-7-302-28149-8 教材所属系列： 普通高等院校汽车工程类规划教材
8.2.3 驱动CAN总线故障波形分析 1.CAN-High导线与CAN-Low导线短路
图8-68 LIN总线通过300Ω接触电阻对正极短路的故障波形
由图8-68的故障波形可以看出，当LIN总线通过300Ω的接触电阻对正 极短路时，其显性电压的最低值为1.75V左右，最高值为3.75V左右，在允 许范围内。此时，LIN总线可以正常工作。
8.3 静态电流的检测与线束维修
8.3.1 休眠模式及静态电流的检测 1.CAN总线的休眠模式
5.CAN-Low导线对正极短路
图8-52 CAN-Low导线对正极短路的示意图
图8-53 CAN-Low导线对正极短路的故障波形
CAN-Low导线的电压大约为12V或为蓄电池电压，CAN-High导 线的电压正常。在该故障情况下，所有舒适CAN或信息CAN都转为单 线工作。
6.CAN-Low导线断路 CAN-Low导线断路的示意图如图8-54所示，其故障波 形如图8-55和图8-56所示。
为降低车辆不运行时 的电能消耗，舒适CAN和 信息CAN总线具有休眠模 式。 当关闭点火开关，车辆 落锁35s后或不锁车但没任 何操作10min后，CAN总 线将进入休眠模式。 CAN总线处于休眠模 式时，其静态电流为 6~8mA，而处于非休眠模 式（激活状态）时，其静 态电流约为700mA。
2.静态电流的检测
2.终端电阻检测
3.终端电阻的测量步骤
图8-74 测量两个终端电阻总的阻值
4.测量结果的分析 1）驱动CAN总线的总阻值
图8-75 实际测量得到的驱动CAN总线两个
终端电阻的总阻值（AUDI A2 1.4车型 ）
2）驱动CAN总线的单个阻值
图8-76 实际测量得到的驱动CAN总线的 单个终端电阻阻值（AUDI A2 1.4车型 ）
CAN-Low波形变化范围很大且杂乱无章（可能有其他控制单元的信 号窜入）。发生CAN-Low导线断路故障时，驱动CAN总线无法正常工作。
8.CAN-Low导线与正极短路
图8-41 CAN-Low导线与正极短 路的示意图
发生CAN-Low导线对正极短路 故障时， CAN-Low导线的电压 恒为蓄电池电压，且CAN-High 导线能继续传送CAN总线信号。
图8-44 CAN-High导线和CAN-Low导线装混的故障波形
当CAN导线装混时，CAN-Low导线上会出现一条高于2.5V（静电平） 的电压波形曲线，实测波形也证实了这一点——在图8-44的左侧，CANLow导线电压高于2.5V。 当一个控制单元或一组控制单元的CAN-High导线与CAN-Low导线装 混时，暂时在示波器上不一定就能看出有什么差别。出现差别的频率可能 非常低，以至于经过很长时间也不会显示出来。
在图8-46所示的故障波形中，通道A 和通道B 的零线坐标是几乎重叠 在一起的。通过设置，可以将两个通道的零线坐标分开（图8-47）。将零 线坐标分开后，可以更加清楚地观察CAN-High导线与CAN-Low导线的波 形变化。
图8-47
CAN-High导线与CAN-Low导线之间短路的故障波形（零线坐标分开）
8.2.5 LIN总线故障波形分析 1.LIN总线标准波形
LIN总线仅靠一根导线传输数据。如果无信息发送或者发送到LIN 数据总线上的是一个隐性电平，那么数据总线导线上的电压就是蓄电池 电压。
图8-66 LIN总线标准波形
2.LIN总线通过200Ω接触电阻对正极短路（不可工作）
图8-67 LIN总线通过200Ω接触电阻对正极短路的故障波形（不可工作）
由图8-67所示的故障波形可以看出，当LIN总线通过200Ω的接触电阻 对正极短路时，其显性电压的最低值已经达到5V左右，超过了极限值。此 时，LIN总线已经无法正常工作。
3.LIN总线通过300Ω接触电阻对正极短路（可以工作）
8.2.4 舒适CAN和信息CAN总线故障波形分析 1.CAN-High导线与CAN-Low导线之间短路
图8-45 CAN-High导线与CAN-Low导线之间短路的示意图
图8-46
CAN-High导线与CAN-Low导线之间短路的故障波形（零线坐标重叠）
由故障波形可以看出，CAN-High与CAN-Low的电压波形完全相同。 CAN-High导线与CAN-Low导线之间短路影响所有舒适CAN或信息CAN的 工作，舒适CAN或信息CAN因而转为单线工作。此时，通信过程中，只有 一条线路的电压起作用，控制单元利用该电压对地值确定传输的数据内容。
图8-54
CAN-Low导线断路的示意图
图8-55 CAN-Low导线断路 的故障波形（0.02ms/Div.）
图8-56 CAN-Low导线断路 的故障波形（0.5ms/Div.）
图8-57 不同控制单元的工作状态
7.CAN-High导线断路
图8-58 CAN-High导线断路的故障波形
CAN-High导线断路时，CAN-Low导线波形正常，CAN-High导线电 压长时间保持在零电位，但偶有变化。
图8-50 CAN-High导线对正极短路的故障波形
CAN-High导线的电压大约为12V或为蓄电池电压。CAN-Low导线的 电压正常。在该故障情况下，所有舒适CAN或信息CAN都转为单线工作。
4.CAN-Low导线对地短路
图8-51 CAN-Low导线对地短路的故障波形
CAN-Low导线的电压置于0V，CAN-High导线的电压正常。在该 故障情况下，所有舒适CAN或信息CAN都转为单线工作。
2.CAN-High导线对地短路
图8-48 CAN-High导线对地短路的示意图
图8-49 CAN-High导线对地短路的故障波形
由故障波形可以看出，CAN-High导线的电压置于0V，CAN-Low 导线的电压正常。在该故障情况下，所有舒适CAN或信息CAN都转为单 线工作。
3.CAN-High导线对正极短路
9.CAN-High导线通过接触电阻对地短路
图8-60 CAN-High导线通过接触电阻对地短路的故障波形
CAN-High导线的显性电压移向接地方向。CAN-High导线的显性电 压大约为1V，正常的显性电压大约为4V。该1V电压就是受接触电阻的影 响所致，接触电阻阻值越小，则显性电压越小。在没有接触电阻的情况下 短路，该电压应为0V。
11.CAN-Low导线通过接触电阻对地短路
图8-62 CAN-Low导线通过接触电阻对地短路的故障波形
CAN-Low导线的隐性电压拉向0V方向。CAN-Low导线隐性电压大约 为3V，正常值应大约为5V。该3V电压就是受接触电阻的影响所致。接触 电阻的阻值越小，则隐性电压越小。在没有接触电阻的情况下，该电压值 应为0V。
需要指出的是：处于休眠 状态下的舒适和信息CAN总 线波形与此相类似，但区别 在于，休眠状态下的舒适和 信息CAN总线的CAN-High 导线上的电压恒为0V，且无 明显波动。
图8-42 CAN-Low导线与正极短路的故障波形
9.CAN-High导线和CAN-Low导线装混
图8-43 CAN-High导线和CAN-Low导线装混的示意图
12.CAN-High导线与CAN-Low导线之间通过接触电阻短路
图8-63 CAN-High导线与CAN-Low导线之间通过接触电阻短路的故障波形
CAN-High导线与CAN-Low导线之间通过接触电阻短路时，CAN-High 导线与CAN-Low导线的显性电压均正常，但CAN-High导线与CAN-Low导 线的隐性电压相互靠近。CAN-High导线的隐性电压大约为1V，正常值应为 0V；CAN-Low导线的隐性电压大约为4V，正常值应为5V。
13.CAN-High导线与CAN-Low导线装混
图8-64 CAN-High导线与 CAN-Low导线装混的示意图
发生CAN-High导线与CAN-Low 导线装混故障时，CAN总线的隐性 电压会有一个偏移（在图8-65的左 边缘）。在隐性状态，某控制单元 的导线装混会导致CAN-High导线 上的电压升高和CAN-Low导线上 的电压下降。
总线处于激活状态时，其静态电流和总线波形如图8-70和图8-71所示。
图8-70 总线处于激活状态时的静态电流（实测值）
图8-71 总线处于激活状态时的总线波形（实测波形）
总线处于非激活状态时，其静态电流和总线波形如图8-72 和图8-73所示。
图8-72 总线处于非激活状态时的静态电流 （实测值，并不是标准值）
图8-73
总线处于非激活状态时的总线波形（实测波形）
8.3.2 CAN总线终端电阻的检测 1.终端电阻的作用
高频信号传输时，信号波长相对传输导线较短，信号在传输导线终端 会形成反射波，干扰原来的信号，所以需要在传输导线的末端加装终端电 阻，使信号到达传输导线末端后不再反射。 装在驱动CAN总线上的 终端电阻可以用万用表进行 测量，但是装在舒适CAN总 线和信息CAN总线上不能用 万用表测量。
10.CAN-Low导线对正极通过接触电阻短路
图8-61 CAN-Low对正极通过接触电阻短路的故障波形
CAN-Low导线的隐性电压拉向正极方向。CAN-Low导线的隐性电压 大约为13V，正常值应大约为5V。该13V电压就是受接触电阻的影响所致。 接触电阻的阻值越小，则隐性电压越大。在没有接触电阻的情况下，该电 压值应为蓄电池电压。
8.CAN-High导线对正极通过接触电阻短路
图8-59 CAN-High导线对正极通过接触电阻短路的故障波形
CAN-High导线的隐性电压拉向正极方向。CAN-High导线隐性电压大约 为1.8V，正常时应大约为0V。该1.8V电压是由于接触电阻引起的。接触 电阻阻值越小则隐性电压越大。在没有接触电阻的情况下，该电压值应该 是蓄电池电压，即电源正极电压。
8.3.3 CAN总线线束维修 在维修CAN总线的线束时，应特别注意以下几点。 1.不要拆开总线接点 线束制造商在生 产线束时，CAN总线 的总线接点是使用专 用设备进行压接的， 连接非常可靠，可有 效防止杂波的侵入。 在维修CAN总线的线 束时，不要拆开总线 接点，以免引入杂波， 造成干扰。
7.CAN-Low导线断路
图8-38 CAN-Low 导线断路示意图
CAN-Low波形变化范围很大 且杂乱无章（可能有其他控制单 元的信号窜入）。发生CAN-Low 导线断路故障时，驱动CAN总线 无法正常工作。
图8-39 CAN-Low导线断路的故障波形（1）
图8-40 CAN-Low导线断路的故障波形（2）
图8-32 CAN-High导线与 CAN-Low导线短路的故障波形
2.CAN-High导线对正极短路
图8-33 CAN-High导线对正极短路的故障波形
CAN-High导线的电压被置于12V；CAN-Low导线的隐性电压被置于 大约12V。
3.CAN-High导线对地短路
图8-34
CAN-High导线对地短路的故障波形
CAN-High导线的电压位于0V；CAN-Low导线的电压也位于0V，但在 CAN-Low导线上还能够看到一小部分电压变化。
4.CAN-Low导线对地短路
图8-35 CAN-Low导线对地短路的故障波形
CAN-Low导线的电压大约为0V；CAN-High导线的隐性电压也被降至0V。
5.CAN-High导线和CAN-Low导线均对正极短路
图8-36 CAN-High导线和CAN-Low导线均对正极短路的故障波形
CAN-High导线和CAN-Low导线两条导线的电压都约为12V。
Leabharlann Baidu
6.CAN-High导线断路
图8-37 CAN-High导线断路的故障波形
CAN-High波形变化范围很大且杂乱无章（可能有其他控制单元的信 号窜入）。发生CAN-High导线断路故障时，驱动CAN总线无法正常工作。
汽车网络技术
沈阳大学
凌永成
配套教材信息
教材名称：汽车网络技术 教材主编：凌永成 教材定价：35RMB 出版社：清华大学出版社 出版时间：2012年3月 国际标准书号（ISBN ）： 978-7-302-28149-8 教材所属系列： 普通高等院校汽车工程类规划教材
8.2.3 驱动CAN总线故障波形分析 1.CAN-High导线与CAN-Low导线短路
图8-68 LIN总线通过300Ω接触电阻对正极短路的故障波形
由图8-68的故障波形可以看出，当LIN总线通过300Ω的接触电阻对正 极短路时，其显性电压的最低值为1.75V左右，最高值为3.75V左右，在允 许范围内。此时，LIN总线可以正常工作。
8.3 静态电流的检测与线束维修
8.3.1 休眠模式及静态电流的检测 1.CAN总线的休眠模式
5.CAN-Low导线对正极短路
图8-52 CAN-Low导线对正极短路的示意图
图8-53 CAN-Low导线对正极短路的故障波形
CAN-Low导线的电压大约为12V或为蓄电池电压，CAN-High导 线的电压正常。在该故障情况下，所有舒适CAN或信息CAN都转为单 线工作。
6.CAN-Low导线断路 CAN-Low导线断路的示意图如图8-54所示，其故障波 形如图8-55和图8-56所示。
为降低车辆不运行时 的电能消耗，舒适CAN和 信息CAN总线具有休眠模 式。 当关闭点火开关，车辆 落锁35s后或不锁车但没任 何操作10min后，CAN总 线将进入休眠模式。 CAN总线处于休眠模 式时，其静态电流为 6~8mA，而处于非休眠模 式（激活状态）时，其静 态电流约为700mA。
2.静态电流的检测
2.终端电阻检测
3.终端电阻的测量步骤
图8-74 测量两个终端电阻总的阻值
4.测量结果的分析 1）驱动CAN总线的总阻值
图8-75 实际测量得到的驱动CAN总线两个
终端电阻的总阻值（AUDI A2 1.4车型 ）
2）驱动CAN总线的单个阻值
图8-76 实际测量得到的驱动CAN总线的 单个终端电阻阻值（AUDI A2 1.4车型 ）
CAN-Low波形变化范围很大且杂乱无章（可能有其他控制单元的信 号窜入）。发生CAN-Low导线断路故障时，驱动CAN总线无法正常工作。
8.CAN-Low导线与正极短路
图8-41 CAN-Low导线与正极短 路的示意图
发生CAN-Low导线对正极短路 故障时， CAN-Low导线的电压 恒为蓄电池电压，且CAN-High 导线能继续传送CAN总线信号。
图8-44 CAN-High导线和CAN-Low导线装混的故障波形
当CAN导线装混时，CAN-Low导线上会出现一条高于2.5V（静电平） 的电压波形曲线，实测波形也证实了这一点——在图8-44的左侧，CANLow导线电压高于2.5V。 当一个控制单元或一组控制单元的CAN-High导线与CAN-Low导线装 混时，暂时在示波器上不一定就能看出有什么差别。出现差别的频率可能 非常低，以至于经过很长时间也不会显示出来。
在图8-46所示的故障波形中，通道A 和通道B 的零线坐标是几乎重叠 在一起的。通过设置，可以将两个通道的零线坐标分开（图8-47）。将零 线坐标分开后，可以更加清楚地观察CAN-High导线与CAN-Low导线的波 形变化。
图8-47
CAN-High导线与CAN-Low导线之间短路的故障波形（零线坐标分开）