第一章 汽车数据流与波形基础知识

第一节 汽车数据流基础

一、汽车数据流的概念

汽车数据流是指汽车电子控制单元（ECU）与传感器和执行器交流的数据参数。它是通过汽车诊断接口，由专用诊断仪读取的数据，且随时间和工况而变化。数据的传输就像人们排队一样，一个一个通过数据线流向诊断仪，供维修人员读取，如图1-1所示。

二、汽车数据流的作用

汽车电子控制单元（ECU）中所记忆的数据流真实反映了各传感器和执行器的工作电压和状态，为汽车故障诊断提供了依据。数据流只能通过专用诊断仪器读取。汽车数据流可作为汽车ECU的输入输出数据，使维修人员随时了解汽车的工作状况，及时诊断汽车的故障。

此外，读取汽车数据流可以检测汽车各传感器的工作状态，并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。

三、汽车数据流的类型

1）根据各数据在诊断仪上显示方式的不同，数据参数可分为数值参数和状态参数两大类型。

①如图1-2所示，数据参数是有一定单位、一定变化范围的参数，它通常反映出电控装置工作中各部件的工作电压、压力、温度、时间、速度等。

②如图1-3所示，状态参数是那些只有两种工作状态的参数，如开或关，闭合或断开、高或低、是或否等，它通常表示电控装置中的开关和电磁阀等元件的工作状态。

2）根据ECU的控制原理，数据参数又分为输入参数和输出参数两大类型。

①输入参数是指各传感器或开关信号输入给ECU的各个参数。输入参数可以是数值参数，也可以是状态参数。

②输出参数是ECU送出给各执行器的输出指令。输出参数大多是状态参数，也有少部分是数值参数。

此外，数据流中的参数可以按汽车电器和发动机的各个系统进行分类，不同类型或不同系统的参数的分析方法各不相同。在进行电控装置故障诊断时，还应当将几种不同类型或不同系统的参数，进行综合对照分析。

注意：不同品牌及不同车型的汽车，其电控装置的数据流参数的名称和内容都不完全相同，具体应以诊断仪显示的汽车数据流参数为准。

四、汽车数据流的分析方法

汽车数据流分析方法主要有数值分析法、时间分析法、因果分析法、比较分析法和关联分析法五种。

1.数值分析法

数值分析是对数据的数值变化规律和数值变化范围的分析，即数值的变化，如转速、车速以及计算机读值与实际值的差异等，可以通过诊断仪读取这些信号参数的数值加以分析，如图1-4所示。例如：对于发动机不能起动（起动系统正常）的情况，应注意观察发动机的转速信号（用诊断仪），因大多数发动机控制系统在对发动机进行控制时，都必须知道发动机的转速（发送信号的方式各车型会不同），否则将无法确定发动机是否在转动，当然也就无法计算进气量，并进行点火及喷油的控制。

2.时间分析法

诊断仪在分析某些数据参数时，不仅要考虑传感器的数值，而且要判断其响应的速率，以获得最佳效果。例如：氧传感器的信号（图1-5），不仅要求有信号电压的变化，而且信号电压的变化频率在一定时间内要超过一定的次数（如某些车要求6～10次／s），当小于此值时，就会产生故障码，表示氧传感器响应过慢。三元催化转化器前、后氧传感器的信号变化频率是不一样的，通常后氧传感器的信号变化频率至少应低于前氧传感器的一半，否则可能是三元催化转化器效率已减低了。

3.因果分析法

因果分析法是对相互联系的数据进行分析。在各个系统的控制中，许多参数是有因果关系的。如ECU得到一个输入信号，定要根据此输入信号给出下一个输出指令，在认为某个过程有问题时可以将这些参数连贯起来观察，以判断故障出现的部位。例如：在自动空调系统中，通常当按下空调开关后，该开关并不是直接通空调压缩机离合器，而是该开关信号作为空调请求后空调选择信号被发送给发动机控制单元（ECU），发动机控制单元（ECU）接收到此信号后，检查是否满足设定的条件，若满足，就会向压缩机继电器发出控制指令，接通继电器，使空调压缩机工作，所以当空调不工作时，可观察在按下空调开关后，A/C请求信号（图1-6）、空调允许、A/C继电器等空调参数的状态变化，来判断空调系统的故障点。

4.比较分析法

比较分析法是对相同车型及系统在相同条件下的相同数据组进行分析（如图1-7所示，车辆A和车辆B的TPS传感器电压数据）。在很多时候，没有足够的详细技术资料和详尽的标准数据，无法很正确地断定某个器件好坏。此时可与同类车型或同类系统的数据加以比较。当然在修理中，很多人会使用部件替换法进行判断，这也是一种简单的方法。

注意：用部件替换法检查时，首先应进行一定的基本诊断。在基本确定故障趋势后，再替换被怀疑有问题的部件，不可一上来就换这换那，其结果可能是换了所有的器件，仍未发现问题。再一个必须注意的是用于替换的器件一定要确认是良好的，而不一定是新的，因新的未必是良好的，这是做替换实验的基本原则。

5.关联分析法

ECU对故障的判断是根据几个相关传感器的信号进行比较，当发现它们之间的关系不合理时，会给出一个或几个故障码，或指出某个信号不合理。此时不要轻易断定是该传感器不良，需要根据它们之间相互关系传感器的数据流做进一步的检测，以得到正确结论，如图1-8所示。例如：在汽车维修中有时会给出节气门位置传感器信号不正确，但不论用什么方法检查，该传感器和其设定值都无问题。而若能认真地观察转速信号（用仪器或示波器），就会发现转速信号不正确，更换曲轴上的曲轴位置传感器（CKP传感器）后，故障排除。故障原因是发动机ECU接收到此时不正确的转速信号后，并不能判断转速信号是否正确（因无比较量），而是比较此时的节气门位置传感器信号，认为其信号与接收到的错误转速信号不相符，故给出节气门位置传感器的故障码。