大众车系数据流和故障码分析(第一章)

第一章数据流和故障码分析在维修中的应用

第一节概述

一、在汽车故障分析中的作用

随着汽车电控技术的飞速发展，环保要求越来越高，汽车排放标准日益严格，汽车制造厂家为适应时代的发展，电控技术日益完善。汽车为检修和设定方便，在汽车电控系统中设置了故障码和数据流记忆功能。读取故障码和和进行数据流分析成为现代汽车维修故障诊断的首先要开始的一项工作。

故障码：当汽车的传感器和执行器发生故障时，为便于维修检测，在设计时生产厂家将对重要的传感器和执行器进行监控，对其故障进行编号，通过点亮仪表板上的“CHECK”指示灯来通知汽车驾驶人员汽车出现故障，应进行维修或调整。

故障码的输出有两种方式，第一种：通过故障灯指示产生响应的代码。1995年以前的老款车型采用较多，特点是简单、不必使用昂贵的设备和仪器。第二种：通过汽车厂家专用的仪器进行故障码的读取，相比之下，第二种方法比较准确和方便。

数据流：控制电脑与传感器和执行器交流的数据参数通过诊断接口由专用诊断仪读出的数据称数据流。在汽车电脑中增加了数据流记忆功能，真实的反映了传感器和执行器的工作电压和状态，为诊断故障提供了依据。数据流只能通过仪器读取。数据流作为汽车电脑的输入输出数据，使维修人员随时可以了解汽车的工作状况，及时诊断汽车的故障。

读取数据流可以检测到汽车各种传感器的工作状态；检测汽车的工作状态；通过数据流还可以设定汽车的运行数据。

二、汽车电控系统的工作原理概述

1．汽车电控系统的组成

汽车电控系统的组成方框图见图1-1。

图1 汽车电控系统的组成

在框图中，各种传感器就相当于人的眼睛和耳朵，中央控制器相当于人的大脑,各种执行器相当于人的手，脚和口。传感器的各种信号通过线路传到中央控制器,

在进入中央控制器之前,由于各种传感器产生的信号电压不全是数字信号(因中央

控制器只能处理数字信号1001)，所以必须进行转换，汽车电控系统的组成例如节

气门位置传感器输入的即为模拟信号,氧传感器输出的既为数字信号,为便于中央控

制器进行处理,在中央控制器之前,增加了模/数转换电路,既将各种传感器信号进行

统一转换,为标准的数字信号,中央控制器才能进行处理,各中央控制器所需推动信

号需要有模拟信号(步进电机)和数字信号(各种电磁阀体),而中央控制器输出的信

号全部为数字信号,故在中央控制器的输出部分增加了一级数字/模拟(D/A)转换,将

中央控制器输出信号转换为合适的信号来推动各种执行器.

存储器分为两大部分：

（1）PROM 存储器内部存储了汽车在不同工况下的运行数据,该数据决定了

汽车的运行状况,这个数据是由厂家在生产时，经过多次实验得到的,并固化在

存储器中。汽车生产厂家为了减低制造成本,使控制电脑适应各种不同的环境,

在存储器中加入了多组程序,可以根据不同的汽车配置和工作环境动态的调用

其中的程序，人们通过CODING码来告知控制电脑按何种方式工作。所以，

当汽车长期断电、更换控制电脑、更换节气门体时，要重新进行基本设定，即

要输入合适的CODING码。

（2）EPPROM存储器, 该存储器中存储了系统产生的故障码,，EPPROM存

储器为电可改写存储器，既通过电压的变化可以改写其中的内容，并且可以

清除掉其中的内容。EPPROM存储器即使断电其中的数据也不会丢失。

另外，有些故障码存储在ROM中,该存储器只要没有断电,其中的数据不会丢失，一旦断电。其中的数据会丢失，这就是有些车型可以通过拆掉蓄电

池线，故障码即可清除的原因。

三、系统是如何检测到故障码的

这就要先从电控系统的工作原理讲起，电控系统中有很多的二维表格,每个二维表格代表一个传感器的工作数据，我们以氧传感器为例说明系统的工作原理，当系统开始工作时，氧传感器产生电压，经过A/D转换后，进入ECU，ECU将从相应的二维表中提出对应的数据。同样道理,其他的传感器也是一样的工作原理,最后将所有的传感器数据提出,经过运算得到执行器的工作数据，如喷油时间、点火时间等，经过数字/模拟（D/A）转换,推动响应的执行器工作,从而使发动机正常工作。当工况发生变化时，其中的传感器数据也发生变化，从二维表中的提取的数据也发生变化，经过ECU 的运算，执行器的工作数据相应变化。从而可以调整发动机的工作状况。

当氧传感器发生故障时，由于氧传感器产生的电压超出了二维表的范围，自诊断系统即产生一个故障码，该故障码被存入故障存储器，控制电脑发出信号点亮故障指示灯，告诉汽车驾驶员，汽车出现故障应该维修。此时由于氧传感器不能正确提供一个数据,系统将输出一个中间值(替代值)来完成,使系统能够工作,汽车驾驶员能够将汽车开到维修站。该种方法为值域判断法。

当汽车电脑检测发现某一输入信号在一定时间内没有发生变化或变化没有达到预先的次数，自诊断系统就确认该信号出现故障。例如：氧传感器在发动机达到正常温度且进入闭环控制后电脑检测不到氧传器的输出信号或信号变化速度没有变化，自诊断系统就判定氧传感器信号出现问题。该种方法称为时域判断法。

当汽车电脑给出执行器控制指令后，检测相应传感器或反馈信号的输出参数变化，若输

出信号没有按照程序的变化规定的趋势变化，就确认执行器或电路出现故障。该种方法称为功能判定法。

控制电脑对两个或两个以上具有相互联系的传感器进行数据比较，当发现两个传感器之间的逻辑关系违反设定条件时，就判定其一或两者有故障。例如：控制电脑检测到发动机转速大于某值时，节气门传感器输出信号小于某值时，则判定节气门位置传感器出现故障。该种方法称为逻辑判断法。

第二节测量方法

一、通信式串行电脑诊断设备

通信式电脑检测设备是通过车上控制电脑与测试设备电脑之间通信的方式进行汽车电控系统故障诊断的设备，它通过车上的专用诊断接口与汽车控制电脑实现通信，用数字通信的方式进行诊断，此设备又称为汽车电脑诊断仪。汽车电脑诊断仪测试方式原理图见图4—10。

图4-10

通信式电脑测试设备主要有以下几种功能：汽车电脑控制自诊系统故障码的读取与清除；汽车电脑控制输入输出信号参数及电脑控制参数的显示；汽车电脑控制传感器输入信号实验；汽车电脑控制执行器输出信号实验；汽车电脑控制系统参数的调整及设定匹配。

以上功能都是通过电脑的串行通信口以数字通信的方式来完成的，而且所有测试都需要在汽车的专用程序支持下才能完成，它不可以通过传感器输入信号和执行器输出信号实验进行传感器和执行器的元件及电路的故障诊断，这是通信式测试设备的主要特征。

1、读码器

这是早期的汽车控制电脑的诊断设备，它只有读取和清除故障代码的功能，具有体积小巧、携带方便、操作简单、价格便宜等优点。这类设备当读出故障码后还需要从设备使用手册或维修手册查出故障码的含义以便进一步检修，此类设备通常制作成专用于某一厂牌汽车的产品，例如福特专用读码器、宝马专用读码器，也有组合几种系统的读码器，如OB-15读码器可用于奔驰、宝马、大众、奥迪、富豪等车型。随着第二代汽车诊断系统OBD—Ⅱ的出现，使诊断系统出现统一化的趋势，随之也就出现了OBD—Ⅱ的专用读码器见图4—11。

读码器仅适用于对汽车电控系统做简单的分析，因此比较适合作为汽车专修厂的班组及个人对汽车电控系统做初步检查时使用，同时也可以成为驾驶员的随车检测设备，它是汽车维修工或驾驶员对汽车电控系统故障检查的初级工具。

2、解码器

解码器通常是中国大陆汽车维修界对通信式测试设备的统称，这个名称没有对应的英文原词，只是中文的俗称，但是这个名称并不准确。严格地说，解码器只是在读码器的功能上增加了显示故障码内容的测试设备，这样就无需再从使用手册或维修手册中去查找故障码内容了。典型产品有深圳元征公司生产的LE100，还有奔驰公司生产的DTC readout.

3、扫描器

扫描器通常是在解码器的功能上增加了汽车电控系统数据扫描显示功能以及其它辅助