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简析FlexRay总线原理及故障诊断(二)

2021-11-03戈华飞

汽车维护与修理 2021年7期
关键词:支路断路探针

戈华飞

保时捷(中国)技术诊断专家

上海交通电台客座专家

世界技能大赛汽车技术项目教练组成员(上海)

汽车技术不断变化的今天,你不努力、不学习,明天就有可能会被行业所淘汰!快来一起了解新技术、使用新工具、开拓新思路,争做一名与时俱进的汽车诊断师吧!

2 FlexRay总线的故障诊断

下面以2015款奥迪Q7车FlexRay总线为例,介绍FlexRay总线的故障诊断方法。

2.1 FlexRay总线的拓扑结构

2015款奥迪Q7车FlexRay总线的拓扑结构如图8所示。数据总线诊断接口(J533)为 FlexRay总线的控制器,所有FlexRay总线上的控制单元都在不同的支路上与J533相连。该车FlexRay总线共6条支路。如果一条支路上仅连接有1个控制单元,则可称为“点对点连接”,如安全气囊控制单元(J234)与J533的连接;如果一条支路上连接有多个控制单元,则可称为“菊链连接”,如发动机控制单元(J623)、ABS控制单元(J104)与J533的连接。

图8 2015款奥迪Q7车FlexRay总线

每条支路末端相应的控制单元内都有2个47 Ω的电阻,每个中间控制单元内都有2个1.3 kΩ的电阻。这些电阻均可在脱开控制单元导线连接器后,用万用表在各个控制单元上测得。中间控制单元的进端和出端在控制单元内部以桥接的方式相连(图9),而信号不是经控制单元处理后再输出,所以在控制单元的FlexRay总线进端和出端的信号相同。

图9 中间控制单元内部FlexRay总线端子的连接方式

2.2 FlexRay总线的故障模型

FlexRay总线的故障模型主要以下3种。

(1)当某条支路的BP线或BM线对正极或对搭铁短路时,则整条支路均会失灵。比如支路1的BM线对搭铁短路,J104和J623将无法与J533通信。

(2)当某条支路的BP线或BM线断路时,所有位于断点后方(远离J533方向)的控制单元均失去通信。比如在支路3中,J775与R242之间的BP线断路,J775仍能与J533通信,但J527和R242无法与J533通信,

(3)当某个支路中的中间控制单元断电时,只有断电的中间控制单元失去通信,其他控制单元均能正常通信。比如支线2中的J217断电,J217将无法与J533通信,但J500仍能与J533通信。

2.3 FlexRay总线波形的测量

由于FlexRay总线的传输速率高达10 Mbit/s,想要采集到标准的波形就需要使用高速探针(图10),并且要将示波器的采样率调至10 Mpts(图11)。

图10 高速探针

图11 pico示波器采样率的调整窗口(截屏)

高速探针有别于普通的测试导线,高速探针的长度相较于普通的测试导线要短很多,而且内部还带有补偿调整电路,可以弥补一些因测试导线引起的信号失真。由于高速探针长度的限制,所以在测量时需要一些辅助手法。如图12所示,将高速探针的正极接入FlexRay总线的信号线,高速探针的负极由黑色的小夹子引出来,夹在一个红色的导线上,然后将红色导线接到车身搭铁上。

图12 高速探针的连接方法

如果使用普通的测试线及未调整示波器采样率,则波形上会有很大的毛刺(图13),信号失真严重。

图13 失真的FlexRay总线信号波形(截屏)

2.4 FlexRay总线故障波形的分析

(1)如图14所示,当BM线对搭铁短路时,BM线和BP线上的信号波形均呈下拉趋势,且差分信号波形呈下探趋势。

图14 BM线对搭铁短路时的信号波形(截屏)

(2)如图15所示,当BP线对搭铁短路时,BM线和BP线上的信号波形均呈下拉趋势,但差分信号波形呈上探趋势。

图15 BP线对搭铁短路时的信号波形(截屏)

(3)如图16所示,当BP线或BM线断路时,测得的波形外观基本一致,波形的幅值增大。放大波形观察,如图17a所示,若BP线断路,则BP信号波形有明显的毛刺;如图17b所示,若BM线断路,则BM信号波形有明显的毛刺。

图16 FlexRay总线断路时的信号波形(截屏)

图17 放大后的故障波形(截屏)

(续完)

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