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袖珍示波器DS201/DS203在汽车诊断上的运用
本人从事轿车售后服务行业。随着芯片科技的发展，发动机控制已经从化油器时代过渡到了电喷时代。再用以前的“万用表”思维修车就跟不上时代了。再者现在车辆模块间通信已经使用CAN BUS技术，最新的BMW轿车已经开始使用FlexRay通信，传输率从xxxKbit/s级别约到了xxMbit/s级别。汽修售后服务人员感叹，修车人越来越像修电脑了。在汽车狭小的空间里面，有时候又要一边路试一边测波形。那些笨重的示波器显然不合适，很荣幸笔者在市场上无意间寻找到了袖珍示波器DS201/DS203。感谢开发人员设计出这么完美的袖珍示波器。
第一袖珍示波器DS201已经伴随笔者3年年头半了。2011年4月DS203刚开买就马上入手，现在一直使用DS203应为四通道，性能也更强大。满足所以汽车诊断要求。仅凭个人使用袖珍示波器DS201/DS203总结几个功能使用。一.测量导线通断，导线信号是否和其他导线短路。二.测量总线波形。三.测量发电机杂波。四.测量点火波形。五.测量喷油嘴波形。六.测量爆震传感器波形。七.测量继电器接合时的压降。八.测量宝马E66无钥匙便捷启动系统引起的总线唤醒引起漏电等故障。九.修汽车电脑时测量信号。十.使用波形输出功能+场效应管的组合，测量点火线圈、电子风扇、喷油嘴等等执行器。十 一.VANOS相关测量。等功能。
一.测量导线通断，导线信号是否和其他导线短路。DS201/DS203都有WAVE OUT（波形输出功能），而且可以用通道A测量输出的波形，应为袖珍示波器内部是共地的。利用这个功能可以测量一段导线是否有传输信号能力、有没有衰减等。汽车上导线被车身磨到是个常见故障。在检查导线时，就可以利用WAVE OUT接到被测导线上，用通道A测量导线的另一端能不能测得标准波形。如果怀疑对地短路，那就把通道A测量车身接到，看有没有波形漏到车身接到上了；用同样的方法可以测量导线有没有和其他导线和元器件短路。这个方法的好处是：导线被压住时，用万用表是测不出来的，用WAVE OUT激励一个较高频率波形，在车身接地上看是不是有波形被测量到。如果有出现波形，那么说明导线有问题。
二.测量总线波形。这个用法太常见了，只要是高端车型必定有总线传输。测量波形是否正常就很重要。我例举一个F02 740LI车辆K-CAN2波形不正常的案例做说明。车型：F02 730LI
里程：12820KM
客户反映：有时仪表黑屏，雨刷关不掉。
核实故障：雨刷乱刷，仪表黑屏。CIC黑屏，但是开音响按钮时CIC能亮。仪表有手刹灯亮起来。具体请看视频。但是开关几次电门后故障现象消失了。
故障排除过程：
1，使用ISID读取故障代码。有非常多的故障码。我总结一下就是ZGM,CAS,FRM,JB,FZD模块报K-CAN2通讯故障。
2，根据故障代码生成检测计划AT6131_01TIMOU2 - CAN/FlexRay 的总线系统分析：信息丢。结果提示：
信息缺失的发送控制单元：
发射器缺失信息 1.CAS-------****----(30 共 48) 2.JBE-------**------(17 共 43) 3.VDM-------*-------(4 共 25) 4.FRM-------*-------(5 共 34) 5.ACSM------*-------(1 共 12)
从可能性最高的控制单元区域开始查找故障。 如有必要，继续在可能性第二高的控制单元区域查找故障。
出现故障的可能性与显示的星号的数量相对应 (*)。 ***** ：高可能性 * ：低可能性
发射器缺失信息 1.CAS-------62% (30 共 48) 48 62% 2.JBE-------39% (17 共 43) 43 39% 3.VDM-------16% (4 共 25) 25 16% 4.FRM-------14% (5 共 34) 34 14% 5.ACSM------8% (1 共 12) 12 8%
从可能性最高的控制单元区域开始查找故障。 如有必要，继续在可能性第二高的控制单元区域查找故障。
出现故障的可能性与显示的星号的数量相对应 (*)。 ***** ：高可能性 * ：低可能性
虽然检测计划里面提示最大的可能是CAS模块，但是故障代码里面有K-CAN2通讯故障。我测量了K-CAN2的波形正常。
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所以我在FZD这里（因为最好拆）模拟K-CAN2 HL短路，故障现象就被模拟出来了。
3，出去试车，刚开始没有试到故障现象。在不平路面，车摇晃的很厉害的时候故障现象出现了，车行驶在平路上故障就不会出现。用我的示波器测波形，在故障状态时发现了如下问题波形。
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可以分析出是K-CAN2 L对地短路。当然我也模拟K-CAN2 L对地短路也可以得到以上的问题波形。
4，回厂，检测K-CAN2线路。测量终端电阻为59.2Ω，K-CAN2的H和L对地对正极都是无穷大。拆开左前仪表下部，右前仪表下部，顶棚前部检查K-CAN2总线。这个总线是从左侧仪表下部穿到右侧仪表下部JB处，最后通过右前A柱到达FZD处。仔细检查时发现F02的K-CAN2总线包裹的非常好，都不太可能会磨到。但是唯独在JB这里的有一个支架会磨到，而且是线束走向的设计问题。请看下图。
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5，重新包扎破损的K-CAN2导线，并对JB的铁支架帖隔热防震垫处理。故障排除!
三.测量发电机杂波。电源杂波对发动机、变速箱的工作有明显的干扰作用，严重时甚至导致故障灯点亮。我就以一个点火线圈干扰导致电压电压波动，引起的变速箱发冲。同样我以一个760LI变速箱发冲的案例说明。
车型：E66 760LI 配置6HP26变速箱
行驶里程：160890KM
VIN: WBAHN01026DK90***
故障现象：仪表显示不踩刹车可以挂档，中央显示屏显示变速箱故障，伴随变速箱不换挡（锁档）。早上冷启动试车，行驶大约2-3KM左右就会出现客户反映的故障。熄火后继续试车就很难试到这种故障现象。
使用ISID读取故障代码：
D1C7 ARS：PT-CAN 通信故障。
CD87 DME：PT-CAN 通信故障。
CDC7 DME2 PT-CAN 通信故障。
5F13 动态行驶稳定装置控制单元信息缺失，DSC 接收器，ARS 发射器。
507C EGS 驻车锁止器挂入故障。
CF07 变速箱控制系统：通信故障：PT-CAN。
都是关于PT-CAN（动力总线）用户通讯故障（缺失通讯信息），PT-CAN上挂着DME(发动机电脑)、EGS（变速箱电脑）、DSC（动态稳定电脑）ARS（动态驾驶电脑）等电脑。
请看下面PT-CAN网络示意图，如图一
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图一，PT-CAN网络概览图
根据故障代码生成检测计划：ABL-DIT-AT6131_01LEITNG AT6131_01LEITNG - CAN/FlexRay 系统分析：物理总线故障和通信故障
变速箱控制系统：通信故障：PT-CAN
ARS：PT-CAN 通信故障
DME：PT-CAN 通信故障
执行检测计划，没有明确结果，提示检查PT-CAN总线。
ABL-DIT-AT6131_01TIMOU2 AT6131_01TIMOU2 - CAN/FlexRay 的总线系统分析：信息丢失
动态行驶稳定装置控制单元信息缺失，DSC 接收器，ARS 发射器
执行检测计划，没有明确结果，提示检查PT-CAN总线。
ABL-DIT-B2460_GSBUS65 B2460_GSBUS65 - EGS：控制器区域网络总线
变速箱控制系统：通信故障：PT-CAN
执行监测计划提示：故障目前不存在
频率： 7
已显示下列 CC 信息：
电子换档机构：
CC-ID 179
机械换档机构：
CC-ID 307
第 3 档紧急程序曾激活
进行系统分析 (参见检测计划)。
说明EGS（变速箱电脑）曾经进入紧急模式（锁档），而且也显示了CC-ID 179/307。（CC-ID即检查控制信息）179含义如图二
179 |
电子变速箱控制系统
(EGS/SMG) |
变速箱有故障！谨慎驾驶 |
变速箱有故障
变速箱功能或位置显示可能有故障。
不踩下制动器能够挂档。
请附近的 BMW 售后服务机构进行检查。 |
图二 CC-ID 179含义
307含义如图三
307 |
电子变速箱控制系统
(EGS/SMG) |
变速箱有故障！谨慎驾驶 |
变速箱故障
一些功能可能有故障。
不踩下制动器时能够挂档。
谨慎驾驶。
请附近的 BMW 售后服务机构进行检查。 |
图三 CC-ID 307
笔者进行总线诊断（测量PT-CAN波形），没有发现异常（波形正常）如图四。试车当故障出现时，PT-CAN波形也正常，如图四。为了确定 CAN Low (低速) 或 CAN High (高速) 导线是否损坏，可以测量 CAN Low (低速) (或者 CAN High (高速)) 的对地电压。
CAN Low (低速) 对地：电压大约 2.4 V
CAN High (高速) 对地：电压大约 2.6 V
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图四，PT-CAN正常波形
最终我们分析出现故障时P-CAN总线通讯正常，仪表显示变速箱故障而且变速箱油锁档现象，其他PT-CAN的模块都没有报故障码，EGS又有通讯故障。笔者检查变速箱插头没有发现问题，故判断为变速箱阀体故障，由于里程数较大（16万多公里）所以我们更换了变速箱总成。编程设码后，试车故障都没有再出现。所以交车了。
但是一个礼拜后客户有反映又出现一样的变速箱灯亮。我们读取故障代码：
CD87 DME：PT-CAN 通信故障
CDC7 DME2 PT-CAN 通信故障。
只是故障代码发生了变化，不在记录EGS故障代码。
根据故障代码生成检测计划：ABL-DIT-AT6131_01LEITNG AT6131_01LEITNG - CAN/FlexRay 系统分析：物理总线故障和通信故障
DME：PT-CAN 通信故障
执行检测计划，没有明确结果，提示检查PT-CAN总线。
我们重新检查PT-CAN总线，依旧没有发现故障（当故障出现时PT-CAN波形也没发现故障）。如图四
此时陷入了查询困境。如果PT-CAN通讯故障的话，整个网络都会出故障。可是该车出现故障时就是仪表报变速箱故障。所以笔者怀疑有其他的干扰引起的故障。
使用ISID的示波器测量供电电压。发现车子发动时在正极接线柱（跨接启动接线柱）处有干扰波峰干扰。将车辆熄火后测量，供电电压就恢复正常正常。使用示波器发现发动机室正极接线柱处确有电压波峰。请看图五
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图五，正极接线柱干扰波形
大约持续1.5毫秒。且波形不太规则，电压波峰高于60V。而且该杂波会随着转速的升高而频率加快。请看图五
但是我试着在发动机室正极和车身搭铁负极并联了一个3μF500V的电容器后，该杂波被消除了。说明该干扰波的驱动能力是比较低的，用3μ法的电容就能吸收干扰波形。请看图六。排除故障就有两个办法：1，掩盖发，就是接上电容把干扰波形吸收。2，找到干扰源，彻底解决。
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图六，在正极接线柱处并联3μF电容后的波形
该车上发动机运转部分可能有干扰源，为了彻底解决问题。笔者依次测量了发电机波形，喷油波形和点火波形。最终发现第八缸的点火初级波形的时候发现了异常。看下图七。测量方法：在点火线圈第1号针脚处或者再DME上测量第8号针脚，如图八
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图七，点火波形图
DME控制点火线圈充磁正常，约2.2ms低电平。自感电压上升的太高而且没有燃烧时间和衰减震荡，说明点火线圈本身、火花塞或者接地线有问题。从DME处断开第八缸的点火电路。测量正极和对地的波形就恢复正常。那么就确认第八缸点火部分有问题。但是试换点火线圈和火花塞后，测量波形依旧干扰依旧。那又是什么原因呢？那就是点火线圈的接地问题。我们仔细检查搭铁线，发现它的搭铁线根本没有安装紧固，它被藏到了进气道下面去了，用力拉就拉出来了。重新连接号搭铁线后，重新测量正极接线柱处波形恢复正常。测量第八缸点火波形，恢复正常。看图七
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图八，点火线圈电路图
最终处理方案：重新连接搭铁线，图八。故障排除。
故障总结：该车出现故障一般都是在从冷车到热车的过程中会出现故障，一般在热车时都不容易出现故障。而我们BMW的点火策略是在冷车是是采取多次点火的。
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所以在冷车时点火干扰比较大所以会出现故障。那么既然有干扰，为什么就是亮变速箱故障灯亮呢？----我们E66 760LI变速箱是使用ZF的6HP/26型号。它的变速箱模块是安装在变速箱油底壳里面的。当第八缸的点火线圈次级的接地线虚接，在点火阶段会在发动机壳体上就会产生强烈的干扰。而变速箱模块就是安装在变速箱油底壳里面（即连在发动机壳体上）。所以就直接冲击变速箱模块，然后仪表就显示变速箱故障从而锁档。其他的模块都有通过车辆蓄电池（电容效果）吸收了杂波。
四.测量点火波形。在上面的案例里面已经有涉及点火波形测量。这里讲用DS203比对点火波形。测量一个正常车辆的点火波形，保存在DAT格式文件里面。然后用D通道的RecA(B)，就可以把刚刚测量的正常波形放在DS203主界面上做参考。这样就可以对怀疑的点火波形进行比对。请看下图
五.测量喷油嘴波形。为方便汽油车维修人员总结。喷油嘴波形也可以通过以上类似的方法测量，当然也包括氧传感器等。
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六.测量爆震传感器波形。爆震信号也可以测量，是我早期测量的一个图片。
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七.测量继电器接合时的压降。可通过测量电压变化看继电器触点的接触情况。
八.测量宝马E66无钥匙便捷启动系统引起的总线唤醒引起漏电等故障。宝马门把手信号是子总线（低速单线总线类似LIN总线）。如果怀疑门把手问题（偶尔发送总线信号）唤醒车辆。可以用SINGL（单次触发功能）进行波形捕捉，在触发里面设定好触发电平如6V下降沿触发。如果门把手有问题，那么就会自动捕捉到一个波形，并冻结住屏幕。
九.修汽车电脑时测量信号。修理模块内部时，比如测量晶振是否起振、内部总线是否正常。
十.使用波形输出功能+场效应管的组合，测量点火线圈、电子风扇、喷油嘴等等执行器。等功能。DS201/DS203有WAVE OUT（波形输出功能），但是不具备驱动能力。在测量功率负载元件时，是驱动不了的，就需要场效应管驱动。调整好WAVE OUT输出的频率波形类型，例如点火线圈充电时间是2.5ms,就可以调整波形输出到2.5ms然后通过场效应管放大后，直接驱动功率元件。在这个情形下，需要把袖珍示波器接地和电瓶接地共地。当然频率控制型电子风扇，如宝马5系电子风扇，是100HZ，PWM信号控制。就可以输出100HZ 50%PWM、就可以完美驱动电子风扇运行。
十一.VANOS相关测量。参考本人在轮胎帖子“DS203汽车诊断实用” http://www.minidso.com/bbs/read.php?tid=254&fpage=2
个性化：DS203支持开机画面自由选择。这个功能很好，在设备多的场合下可以区分自己的示波器的独特性。参看论坛说明http://www.minidso.com/bbs/read.php?tid=149
对后续功能的期望：希望在下一个版本中加入电流测量。因为在汽车诊断中，电流测量也是一个重要测量项目。在其他设备中是通过电流磁感应测量的，个人觉得加入电流测量的袖珍示波器更受欢迎！
总结：该系列袖珍示波器对于汽车诊断有很好的便利性，各项功能都能达到汽车诊断维修示波器测量要求。可以看清目前最新的FlexRay总线波形。对于汽车维修，是一个必不可少的诊断工具。
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发表于 2013-11-27 15:12:10
发表于 2013-11-28 10:04:44
