《车载网络技术》2版第8章 车载网络系统检修

1、车载网络技术第8章 车载网络系统检修8.1 常用检测仪器8.1.1 万用表1.万用表的基本功能 万用表（Multi-meter）又叫多用表、三用表、复用表，分为指针式万用表和数字式万用表两大类。 2.数字式多功能汽车万用表 数字式多功能汽车万用表（图8-1和图8-2）除具有一般万用表的通断性、电压、电流、电阻测试功能之外，还具有信号频率测量、发动机转速测量、脉宽测量、温度测量、占空比测量等汽车电路检测的实用功能，是汽车电工必备的得力工具。图8-1 AT-950B多功能汽车万用表 图8-2 K616 多功能汽车万用表8.1.2示波器1.示波器的基本功能 示波器（Oscilloscope）是一种用

2、途十分广泛的电子测量仪器。它能把电信号变换成图象，便于人们研究各种电现象的变化过程。 利用示波器能观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线，还可以用它测试各种不同的电量，如电压、电流、频率、相位差、幅值等等。 汽车示波器不仅可以快速捕捉电信号，还可以记录信号波形，显示电信号的动态波形，便于一面观察一面分析。 无论是高速信号 （如喷油器、间歇性故障信号）还是低速信号 （如节气门位置变化及氧传感器信号），用汽车示波器都可得到真实的波形曲线，犹如医生给患者做心电图一样。 2.多通道通用示波器 在汽车网络系统的故障诊断、检测中，既可以采用多通道通用示波器（图8-3和图8-4）对总线波形进行分析，也可以

3、使用具有示波器功能的汽车专用检测仪对总线波形进行分析。图8-3 安泰信ADS1022CL+双通道示波器图8-4 RIGOL DS1204B四通道示波器Protek 6502A型双通道示波器（20MHz） Fluke 190 Series II型便携式四通道示波器 8.1.3 汽车检测仪 汽车检测仪是现代汽车故障诊断、检测和维修必不可少的设备。汽车检测仪一般都具有读取故障码、清除故障码、动态数据分析和执行元件测试等功能。1.大众汽车集团专用汽车检测仪VAS5051 VAS5051是大众、奥迪车系的专用汽车检测仪，是一个集车辆诊断、检测、信息系统于一体的综合式检测仪，在大众、奥迪车系电路检测，特别

4、是汽车网络系统的故障诊断、检测和波形分析中发挥着不可替代的作用。 VAS5051实际上是一个检测仪系列，可以用于捷达、宝来、迈腾、速腾、高尔夫、奥迪、桑塔纳、高尔、帕萨特、波罗以及红旗等车型的汽车网络系统的故障诊断与检测。 此外，还具有对特定的车系车型支持专业功能，如提供系统基本调整、自适应匹配 （含防盗控制单元及钥匙匹配）、编码、单独通道数据、登录系统、传送汽车底盘号码等专业功能。图8-5 VAS5051汽车检测仪总成图8-6 VAS5051汽车检测仪 图8-7 VAS5051B汽车检测仪 图8-8 VAS5052汽车检测仪 VAS5051系列汽车检测仪通过CAN总线诊断接口与汽车进行通信（

5、图8-10），实现汽车故障的诊断、检测和维修指导。图8-10 VAS5051系列汽车检测仪通过CAN总线诊断接口与汽车进行通信图8-9 VAS5053汽车检测仪 加装专用的以太网网卡和相应软件之后， VAS5051还可以与国际互联网（INTERNET）连接，实现远程遥控诊断（Tele-Diagnose）。图8-11 VAS5051专用的以太网网卡图8-12 远程遥控诊断（Tele-Diagnose） 近年来，大众汽车集团在其售后服务体系中，开始推广使用VAS615X系列检测仪。 作为VAS505X系列检测仪的升级换代产品，VAS615X系列检测仪的功能更加丰富和完善。 同时，VAS615X系列

6、检测仪按照工业笔记本的标准制造，坚固耐用，可在40cm的高度跌落而无损伤，更加符合汽车维修车间的实际需要。图8-13 VAS6150B检测仪（1）图8-14 VAS6150B检测仪（）图8-15 VAS6150D检测仪2.宝马汽车集团专用汽车检测仪GT1 宝马（BMW）车系所使用的车辆检测设备叫作综合测试仪GT1，是一种功能强大的汽车检测设备。 GT1不仅具有DIS功能，同时，还提供TIS和WDS。在实际的修车过程中，绝大部分故障都可以通过GT1得到解决。 图8-16 综合测试仪GT1 图8-17 采用触摸屏技术的操作面板 图8-18 GT1与被检测车辆及宝马售后技术服务支持系统的联网图8-1

7、9 GT1与被检测车辆及宝马售后技术服务支持系统的无线联网图8-20 GT1与被检测车辆检测诊断接口的连接3.宝马汽车集团新一代服务站系统ISTA/P 从2009年开始，宝马汽车集团在其售后服务体系中，开始逐步推广以综合服务信息显示器（Integrated Service Information Display，ISID。图8-21）为核心的新一代服务站系统ISTA/P（图8-22和图8-23）。图8-21 ISID检测仪图8-22 宝马汽车集团新一代服务站系统ISTA/P综合服务技术应用/编程（Integrated Service Technical Application/Programm

8、ing，ISTA/P）系统组件图8-23 宝马汽车集团新一代服务站系统ISTA/P示意图（1）系统构成 标准的宝马汽车集团新一代在线服务器版本的服务站系统主要由以下组件构成：综合服务信息服务器（Integrated Service Information Server，ISIS。图8-24）简称服务器，ISIS是用于宝马维修车间的智能服务器系统。 与ICOM 和ISID一起提供的新一代诊断和编程系统也基于ISIS服务器。此外，电脑管理零件目录（ETK）以及用于售后服务咨询和修理厂的服务过程管理系统也已集成到该服务器上。售后服务需要的全部数据都能在ISIS服务器上提供。图8-24 综合服务信息服

9、务器（ISIS）综合服务信息显示器（Integrated Service Information Display，ISID）简称诊断电脑或诊断仪、检测仪。 ISID运行ISTA/P应用程序，是一部功能强大的宝马维修车间的显示和操作装置，用于车辆的维修、检测以及接车服务。图8-25 综合服务信息显示器（ISID）综合服务信息显示器（ISID）综合服务软件站（Integrated Service Software Station，ISSS。图8-26）相当于综合业务技术应用/编程（ISTA/P）系统的操作平台。该应用通过集成在ISSS上的WSM与ISIS 或ISID通信。图8-26 集成编程服务主

10、机（ISSS）图8-27 ICOM分为A、B、C三种综合通信光学模块（Integrated Communication Optical Module，ICOM）是一个功能强大的车辆与检测系统之间的通信接口，广泛应用于宝马4S店，在维修车间以及售后服务范围内用于售后服务咨询、诊断和车辆编程过程。ICOM A是一个用于OBD-诊断系统的通信接口（图8-28）, 支持有线（LAN）和无线（WLAN）的通信。图8-28 ICOM A ICOMA2（图8-29）采用全铝壳机身并配有散热片，采用橡胶外壳（耐机械冲击），散热能力比ICOMA更好，也更耐摔，运行速度也更快。图8-29 ICOM A2 ICOM

11、 B在需要时建立诊断系统与车辆的MOST的通信接口。ICOM B属于ICOM A的扩展接口，通过一条标准通用串行总线（USB）与ICOM A 连接。图8-30 ICOM B ICOM C（图8-31）用于在OBD-诊断接口和老式圆诊断接口之间作为适配器使用，可将ICOM与老款宝马汽车连接起来。图8-31 ICOM C综合服务访问桥接器（Integrated Service Access Point，ISAP。图8-32）简称无线路由器，用于通过无线局域网将所有诊断和编程系统连接到ISIS服务器上。 ISAP在2.4 GHz或5GHz无线射频频带内进行发送和接收网络数据。图8-32 综合服务访问

12、桥接器图8-33 集成测量接口盒（IMIB）图8-34 不间断电源（USV）（2）ISID检测仪与被检测车辆的连接带有MOST总线的车辆的连接方法。在带有MOST总线的E65（2002款7系短轴距版）至E9X（2005-2007款3系）车辆上进行诊断和编程时，按图8-35所示方法连接车辆通信接口。图8-35 带有MOST总线的车辆的连接方法（ICOM A+ICOM B）带有I总线/K总线的旧款车辆的连接方法。在不带OBD-接口的旧款车辆上进行诊断和编程时，通过发动机舱内圆形诊断插座上的车辆通信接口连接车辆（图8-36）。图8-36 带有I总线/K总线的旧款车辆的连接方法（ICOM A+ICOM

13、 C）从F01/F02（2009款7系）开始及以后生产的车辆的连接方法。从F01/F02起，在对车辆进行诊断和编程时，按图8-37所示方法连接车辆通信接口即可。图8-37 从F01/F02开始及以后生产的车辆的连接方法（仅用ICOM A即可）8.2 检测仪的使用与波形分析8.2.1 VAS5051检测仪的使用1.系统启动 启动VAS5051检测仪，通过点击启动屏幕中的“车辆自诊断”按钮，进入 “测量和信息系统”界面（图8-38）。然后连接测量导线，进入数字存储式示波器（Digital Storage Oscilloscope，略作DSO）界面。图8-38 VAS5051检测仪的“测量和信息系统

14、”界面 进入DSO界面（图8-39）后，就可以进行参数设置、波形测量和读取测量结果了。在DSO屏幕上可以同时显示3个测量曲线。图8-39 DSO界面（无故障的CAN总线波形）2.适配器的使用图8-40 VAG1598/30适用于检测动力CAN总线波形 就车检测总线系统时，一定要使用适配器。 图8-41 VAG1598/11适用于检测舒适和信息CAN总线波形 3. 双通道检测动力CAN总线（1）双通道工作模式下DSO的连线图8-42 双通道工作模式下DSO的连线（AUDI A8 3.3 TDI）（2）DSO的设置图8-43 DSO的设置（双通道检测CAN总线电压）（3）电压值的应用图8-44 总

15、线波形显示的电压值4.单通道检测动力CAN总线（1）DSO单通道工作模式的线路连接 利用DSO的单通道对CAN总线的电压波形进行检测时，将DSO的红色测量导线连接CAN-High导线，黑色测量导线连接CAN-Low导线，如图8-45所示。图8-45 DSO单通道工作模式下的线路连接（2） DSO的设置和电压分析 当两个CAN信号用一个DSO通道进行检测时，DSO屏幕上显示的是CAN-High信号和CAN-Low信号的电压差。图8-46 DSO的设置和电压分析（单通道工作时）5.在双通道模式下检测舒适CAN总线和信息CAN总线（1）在双通道工作模式下检测时DSO的连接图8-47 检测舒适和信息C

16、AN总线时DSO的连接（在双通道工作模式下） 舒适CAN总线和信息CAN总线采用该形式的连接可以非常方便地判断总线是否处于“单线工作”状态。 （2）DSO的设置图8-48 在双通道工作模式下检测舒适和信息CAN总线时DSO的设置 在舒适和信息CAN总线中，CAN-Low信号的隐性电平高于CAN-High信号的隐性电平，而CAN-High信号的显性电平高于CAN-Low信号的显性电平。为便于分析，建议将两条零线分开（图8-29）。（3）电压分析 在舒适和信息CAN总线中，其信号电压必须达到规定区域，才能正确传输信息。在DSO屏幕上用蓝线给出了电压阈值（如CAN-High信号的显性电压至少要达到3

17、.6V以上），如果未达到要求，控制单元将不能准确地判定信号电压是逻辑值0 还是逻辑值1，这将导致出现故障存储或者总线转入单线工作状态。图8-49 在双通道工作模式下检测舒适和信息CAN总线时的电压分析6.在单通道模式下检测舒适CAN总线 舒适CAN的电压可以用DSO直接检测。进行总线诊断时，采用双通道模式进行电压检测更为适合，在单通道模式下检测舒适CAN总线主要用于快速判断总线是否处于激活状态。（1）单通道模式检测时DSO的连接图8-50 在单通道模式下检测舒适CAN总线时DSO的连接（2）DSO的设定和电压分析 当用单通道的DSO对两个CAN信号进行检测时，DSO屏幕上显示的是两个CAN信号

18、的电压差值，即CAN-High信号与CAN-Low信号的电压差值。 不难看出，在单通道模式下检测时，显性电压位于正电压区，隐性电压位于负电压区。 图8-51 在单通道模式下检测舒适CAN总线时DSO的设定和电压分析8.2.2 CAN总线系统的故障信息 当CAN总线系统发生故障时，可以借助VAS5051查询到CAN总线系统的故障存储记录。至于可能的故障原因和故障排除方法，需要具体参阅维修手册或者使用故障指南。1.动力CAN总线的故障存储记录 动力CAN总线系统的故障存储记录见表8-5。 2.舒适CAN总线和信息CAN总线的故障存储记录 舒适CAN总线和信息CAN总线的故障存储记录见表8-6。8.

19、2.3 动力CAN总线故障波形分析1.CAN-High导线与CAN-Low导线短路图8-52 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8-53 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8-54 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8-55 CAN-Low导线对地短路

20、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8-56 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。6.CAN-High导线断路图8-57 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，动力CAN总线无法正常工作。7.CAN-Low导线断路图8-59 CAN-Low导线断路的故障波形（1）图8-58 CA

21、N-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，动力CAN总线无法正常工作。图8-60 CAN-Low导线断路的故障波形（2） 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，动力CAN总线无法正常工作。8.CAN-Low导线与正极短路图8-61 CAN-Low导线与正极短路的示意图图8-62 CAN-Low导线与正极短路的故障波形 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C

22、AN总线信号。 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。9.CAN-High导线和CAN-Low导线装混图8-63 CAN-High导线和CAN-Low导线装混的示意图图8-64 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8-64的左侧，CAN-Low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

23、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。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8-65 CAN-High导线与CAN-Low导线之间短路的示意图图8-66 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

24、作用，控制单元利用该电压对地值确定传输的数据内容。 在图8-66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8-67）。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8-67 CAN-High导线与CAN-Low导线之间短路的故障波形（零线坐标分开）2.CAN-High导线对地短路图8-68 CAN-High导线对地短路的示意图图8-69 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

25、CAN或信息CAN都转为单线工作。3.CAN-High导线对正极短路图8-70 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8-71 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。5.CAN-Low导线对正极短路图8-72 CAN-Low导线对正极短路的示意图图8-73 CAN-Low导线对正极短路的故障波形

26、 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导线断路图8-74 CAN-Low导线断路的示意图 CAN-Low导线断路的示意图如图8-74所示，其故障波形如图8-75和图8-76所示。图8-75 CAN-Low导线断路的故障波形（0.02ms/Div.）图8-76 CAN-Low导线断路的故障波形（0.5ms/Div.）图8-77 不同控制单元的工作状态7.CAN-High导线断路图8-78 CAN-High导线断路的故障波形 CAN-High导线断路时，CAN-Low导线波形

27、正常，CAN-High导线电压长时间保持在零电位，但偶有变化。 8.CAN-High导线对正极通过接触电阻短路 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。图8-79 CAN-High导线对正极通过接触电阻短路的故障波形 9.CAN-High导线通过接触电阻对地短路图8-80 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

28、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。10.CAN-Low导线对正极通过接触电阻短路图8-81 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。11.CAN-Low导线通过接触电阻对地短路图8-82 CAN-Low导线通过接触电阻对地短路的故障波形 CAN-

29、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。12.CAN-High导线与CAN-Low导线之间通过接触电阻短路图8-83 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；C

30、AN-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8-84 CAN-High导线与CAN-Low导线装混的示意图图8-85 CAN-High导线与CAN-Low导线装混的故障波形 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8-85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。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

31、平，那么数据总线导线上的电压就是蓄电池电压。图8-86 LIN总线标准波形2.LIN总线通过200接触电阻对正极短路（不可工作）图8-87 LIN总线通过200接触电阻对正极短路的故障波形（不可工作） 由图8-87所示的故障波形可以看出，当LIN总线通过200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300接触电阻对正极短路（可以工作）图8-88 LIN总线通过300接触电阻对正极短路的故障波形 由图8-88的故障波形可以看出，当LIN总线通过300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

32、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 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68mA，而处于非休眠模式（激活状态）时，其静态电流约为700mA。图8-89 舒适CAN总线和信息CAN总线的休眠与唤醒2.静态电流的检测 总线处于激活状态时，其静态电流和总线波形如图8-90和图8-91所示。图8-90 总线处于激活状态时的静态电流（实测值）图8-91 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8-92和图8-93所示。图8-92 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8-93 舒适/信息CAN总