戈華飛

保時(shí)捷（中國(guó)）技術(shù)診斷專家

上海交通電臺(tái)客座專家

世界技能大賽汽車技術(shù)項(xiàng)目教練組成員（上海）

汽車技術(shù)不斷變化的今天，你不努力、不學(xué)習(xí)，明天就有可能會(huì)被行業(yè)所淘汰！快來(lái)一起了解新技術(shù)、使用新工具、開拓新思路，爭(zhēng)做一名與時(shí)俱進(jìn)的汽車診斷師吧！

2 FlexRay總線的故障診斷

下面以2015款?yuàn)W迪Q7車FlexRay總線為例，介紹FlexRay總線的故障診斷方法。

2.1 FlexRay總線的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

2015款?yuàn)W迪Q7車FlexRay總線的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖8所示。數(shù)據(jù)總線診斷接口（J533）為 FlexRay總線的控制器，所有FlexRay總線上的控制單元都在不同的支路上與J533相連。該車FlexRay總線共6條支路。如果一條支路上僅連接有1個(gè)控制單元，則可稱為“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接”，如安全氣囊控制單元（J234）與J533的連接；如果一條支路上連接有多個(gè)控制單元，則可稱為“菊鏈連接”，如發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元（J623）、ABS控制單元（J104）與J533的連接。

圖8 2015款?yuàn)W迪Q7車FlexRay總線

每條支路末端相應(yīng)的控制單元內(nèi)都有2個(gè)47 Ω的電阻，每個(gè)中間控制單元內(nèi)都有2個(gè)1.3 kΩ的電阻。這些電阻均可在脫開控制單元導(dǎo)線連接器后，用萬(wàn)用表在各個(gè)控制單元上測(cè)得。中間控制單元的進(jìn)端和出端在控制單元內(nèi)部以橋接的方式相連（圖9），而信號(hào)不是經(jīng)控制單元處理后再輸出，所以在控制單元的FlexRay總線進(jìn)端和出端的信號(hào)相同。

圖9 中間控制單元內(nèi)部FlexRay總線端子的連接方式

2.2 FlexRay總線的故障模型

FlexRay總線的故障模型主要以下3種。

（1）當(dāng)某條支路的BP線或BM線對(duì)正極或?qū)Υ铊F短路時(shí)，則整條支路均會(huì)失靈。比如支路1的BM線對(duì)搭鐵短路，J104和J623將無(wú)法與J533通信。

（2）當(dāng)某條支路的BP線或BM線斷路時(shí)，所有位于斷點(diǎn)后方（遠(yuǎn)離J533方向）的控制單元均失去通信。比如在支路3中，J775與R242之間的BP線斷路，J775仍能與J533通信，但J527和R242無(wú)法與J533通信，

（3）當(dāng)某個(gè)支路中的中間控制單元斷電時(shí)，只有斷電的中間控制單元失去通信，其他控制單元均能正常通信。比如支線2中的J217斷電，J217將無(wú)法與J533通信，但J500仍能與J533通信。

2.3 FlexRay總線波形的測(cè)量

由于FlexRay總線的傳輸速率高達(dá)10 Mbit/s，想要采集到標(biāo)準(zhǔn)的波形就需要使用高速探針（圖10），并且要將示波器的采樣率調(diào)至10 Mpts（圖11）。

圖10 高速探針

圖11 pico示波器采樣率的調(diào)整窗口（截屏）

高速探針有別于普通的測(cè)試導(dǎo)線，高速探針的長(zhǎng)度相較于普通的測(cè)試導(dǎo)線要短很多，而且內(nèi)部還帶有補(bǔ)償調(diào)整電路，可以彌補(bǔ)一些因測(cè)試導(dǎo)線引起的信號(hào)失真。由于高速探針長(zhǎng)度的限制，所以在測(cè)量時(shí)需要一些輔助手法。如圖12所示，將高速探針的正極接入FlexRay總線的信號(hào)線，高速探針的負(fù)極由黑色的小夾子引出來(lái)，夾在一個(gè)紅色的導(dǎo)線上，然后將紅色導(dǎo)線接到車身搭鐵上。

圖12 高速探針的連接方法

如果使用普通的測(cè)試線及未調(diào)整示波器采樣率，則波形上會(huì)有很大的毛刺（圖13），信號(hào)失真嚴(yán)重。

圖13 失真的FlexRay總線信號(hào)波形（截屏）

2.4 FlexRay總線故障波形的分析

（1）如圖14所示，當(dāng)BM線對(duì)搭鐵短路時(shí)，BM線和BP線上的信號(hào)波形均呈下拉趨勢(shì)，且差分信號(hào)波形呈下探趨勢(shì)。

圖14 BM線對(duì)搭鐵短路時(shí)的信號(hào)波形（截屏）

（2）如圖15所示，當(dāng)BP線對(duì)搭鐵短路時(shí)，BM線和BP線上的信號(hào)波形均呈下拉趨勢(shì)，但差分信號(hào)波形呈上探趨勢(shì)。

圖15 BP線對(duì)搭鐵短路時(shí)的信號(hào)波形（截屏）

（3）如圖16所示，當(dāng)BP線或BM線斷路時(shí)，測(cè)得的波形外觀基本一致，波形的幅值增大。放大波形觀察，如圖17a所示，若BP線斷路，則BP信號(hào)波形有明顯的毛刺；如圖17b所示，若BM線斷路，則BM信號(hào)波形有明顯的毛刺。

圖16 FlexRay總線斷路時(shí)的信號(hào)波形（截屏）

圖17 放大后的故障波形（截屏）

（續(xù)完）