第一章 汽車數據流與波形基礎知識

第一節 汽車數據流基礎

一、汽車數據流的概念

汽車數據流是指汽車電子控制單元（ECU）與傳感器和執行器交流的數據參數。它是通過汽車診斷接口，由專用診斷儀讀取的數據，且隨時間和工況而變化。數據的傳輸就像人們排隊一樣，一個一個通過數據線流向診斷儀，供維修人員讀取，如圖1-1所示。

二、汽車數據流的作用

汽車電子控制單元（ECU）中所記憶的數據流真實反映了各傳感器和執行器的工作電壓和狀態，為汽車故障診斷提供了依據。數據流只能通過專用診斷儀器讀取。汽車數據流可作為汽車ECU的輸入輸出數據，使維修人員隨時了解汽車的工作狀況，及時診斷汽車的故障。

此外，讀取汽車數據流可以檢測汽車各傳感器的工作狀態，并檢測汽車的工作狀態，通過數據流還可以設定汽車的運行數據。

三、汽車數據流的類型

1）根據各數據在診斷儀上顯示方式的不同，數據參數可分為數值參數和狀態參數兩大類型。

①如圖1-2所示，數據參數是有一定單位、一定變化范圍的參數，它通常反映出電控裝置工作中各部件的工作電壓、壓力、溫度、時間、速度等。

②如圖1-3所示，狀態參數是那些只有兩種工作狀態的參數，如開或關，閉合或斷開、高或低、是或否等，它通常表示電控裝置中的開關和電磁閥等元件的工作狀態。

2）根據ECU的控制原理，數據參數又分為輸入參數和輸出參數兩大類型。

①輸入參數是指各傳感器或開關信號輸入給ECU的各個參數。輸入參數可以是數值參數，也可以是狀態參數。

②輸出參數是ECU送出給各執行器的輸出指令。輸出參數大多是狀態參數，也有少部分是數值參數。

此外，數據流中的參數可以按汽車電器和發動機的各個系統進行分類，不同類型或不同系統的參數的分析方法各不相同。在進行電控裝置故障診斷時，還應當將幾種不同類型或不同系統的參數，進行綜合對照分析。

注意：不同品牌及不同車型的汽車，其電控裝置的數據流參數的名稱和內容都不完全相同，具體應以診斷儀顯示的汽車數據流參數為準。

四、汽車數據流的分析方法

汽車數據流分析方法主要有數值分析法、時間分析法、因果分析法、比較分析法和關聯分析法五種。

1.數值分析法

數值分析是對數據的數值變化規律和數值變化范圍的分析，即數值的變化，如轉速、車速以及計算機讀值與實際值的差異等，可以通過診斷儀讀取這些信號參數的數值加以分析，如圖1-4所示。例如：對于發動機不能起動（起動系統正常）的情況，應注意觀察發動機的轉速信號（用診斷儀），因大多數發動機控制系統在對發動機進行控制時，都必須知道發動機的轉速（發送信號的方式各車型會不同），否則將無法確定發動機是否在轉動，當然也就無法計算進氣量，并進行點火及噴油的控制。

2.時間分析法

診斷儀在分析某些數據參數時，不僅要考慮傳感器的數值，而且要判斷其響應的速率，以獲得最佳效果。例如：氧傳感器的信號（圖1-5），不僅要求有信號電壓的變化，而且信號電壓的變化頻率在一定時間內要超過一定的次數（如某些車要求6～10次／s），當小于此值時，就會產生故障碼，表示氧傳感器響應過慢。三元催化轉化器前、后氧傳感器的信號變化頻率是不一樣的，通常后氧傳感器的信號變化頻率至少應低于前氧傳感器的一半，否則可能是三元催化轉化器效率已減低了。

3.因果分析法

因果分析法是對相互聯系的數據進行分析。在各個系統的控制中，許多參數是有因果關系的。如ECU得到一個輸入信號，定要根據此輸入信號給出下一個輸出指令，在認為某個過程有問題時可以將這些參數連貫起來觀察，以判斷故障出現的部位。例如：在自動空調系統中，通常當按下空調開關后，該開關并不是直接通空調壓縮機離合器，而是該開關信號作為空調請求后空調選擇信號被發送給發動機控制單元（ECU），發動機控制單元（ECU）接收到此信號后，檢查是否滿足設定的條件，若滿足，就會向壓縮機繼電器發出控制指令，接通繼電器，使空調壓縮機工作，所以當空調不工作時，可觀察在按下空調開關后，A/C請求信號（圖1-6）、空調允許、A/C繼電器等空調參數的狀態變化，來判斷空調系統的故障點。

4.比較分析法

比較分析法是對相同車型及系統在相同條件下的相同數據組進行分析（如圖1-7所示，車輛A和車輛B的TPS傳感器電壓數據）。在很多時候，沒有足夠的詳細技術資料和詳盡的標準數據，無法很正確地斷定某個器件好壞。此時可與同類車型或同類系統的數據加以比較。當然在修理中，很多人會使用部件替換法進行判斷，這也是一種簡單的方法。

注意：用部件替換法檢查時，首先應進行一定的基本診斷。在基本確定故障趨勢后，再替換被懷疑有問題的部件，不可一上來就換這換那，其結果可能是換了所有的器件，仍未發現問題。再一個必須注意的是用于替換的器件一定要確認是良好的，而不一定是新的，因新的未必是良好的，這是做替換實驗的基本原則。

5.關聯分析法

ECU對故障的判斷是根據幾個相關傳感器的信號進行比較，當發現它們之間的關系不合理時，會給出一個或幾個故障碼，或指出某個信號不合理。此時不要輕易斷定是該傳感器不良，需要根據它們之間相互關系傳感器的數據流做進一步的檢測，以得到正確結論，如圖1-8所示。例如：在汽車維修中有時會給出節氣門位置傳感器信號不正確，但不論用什么方法檢查，該傳感器和其設定值都無問題。而若能認真地觀察轉速信號（用儀器或示波器），就會發現轉速信號不正確，更換曲軸上的曲軸位置傳感器（CKP傳感器）后，故障排除。故障原因是發動機ECU接收到此時不正確的轉速信號后，并不能判斷轉速信號是否正確（因無比較量），而是比較此時的節氣門位置傳感器信號，認為其信號與接收到的錯誤轉速信號不相符，故給出節氣門位置傳感器的故障碼。