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第二章汽车数据流的获取

第一节用电脑通信方式获得汽车数据流

一、概述

1.汽车电子控制器内部的数据流

根据数据流的功能不同，控制器数据流大致可分为输入数据流、输出数据流和通信数据流三类，在电子控制器（ECU）内部的数据流示意图如图2-1所示。

图2-1 汽车电子控制器（ECU）内部的数据流

（1）控制器输入数据流传感器及开关输入控制器的信号形式有脉冲式、模拟式和开关式等不同的形式，这些信号均不能被计算机接受。脉冲与开关输入信号需要通过输入电路的信号处理，模拟信号需经模/数（A/D）转换，变为相应的二进制代码才能通过微处理器的输入/输出（I/O）接口输入到微处理器内部。

（2）控制器输出数据流微处理器运行控制程序，并根据输入数据流进行计算与分析后，输出相应的控制信号。从微处理器输出的各种控制信号是二进制代码，需经数/模（D/A）转换，或经译码器译码，转变为相应的控制脉冲或开关信号，再由相应的驱动电路控制执行器工作。

（3）控制器通信数据流控制器通信数据流主要是指通过数据线以二进制代码的方式与外部进行通信的数据流。通信数据流有两种，一种是与其他汽车控制器的通信（例如，发动机ECU与自动变速器ECU之间的通信），以实现各控制系统控制的协调性；另一种就是通过故障诊断插座连接汽车故障诊断仪，输出微处理器内部存储器所储存的性能参数、工作状态信息及故障信息。

2.电脑通信获取数据流方式

电脑通信方式获取数据流，就是用通用型或专用型汽车诊断仪通过连接汽车电子控制系统的故障诊断接口（图2-1），由数据通信线将微处理器内部的实时数据以串行的方式送给汽车故障诊断仪，经解码后显示相应的数据流。

1993年以前，不同的车系，其汽车电子控制系统的自诊断系统一般都自成体系，数据流输出接口（故障诊断插座）也不统一。因此，用于读取数据流的汽车故障诊断设备（故障阅读器、专用故障诊断等）适用的车种单一，这给汽车的故障诊断与维修带来不便。这种自诊断系统被称为第一代随车自诊断系统（OBD-I）。美国汽车工程师学会（SAE）提出了新一代车载自诊断系统（OBD-Ⅱ）标准规范，并于1993年开始试行。OBD-Ⅱ采用统一的诊断模式，统一的16端子诊断插座，这使汽车诊断设备硬件具有通用性成为可能，给汽车电控系统的故障诊断带来了很大的便利。因此，OBD-Ⅱ得到了世界各大汽车公司的响应，自1996年起OBD-Ⅱ已得到了全面实施。

3.电脑通信方式的数据流检测设备

较早出现的故障码阅读器可以直接显示或打印故障码，有的还可以把故障码转换为相应的文字信息（解码）。通用性较强的故障码阅读器，可以通过换上不同的卡来适应不同的车系或同一车系不同年代生产的车型。

现在，应用于汽车电子控制系统故障诊断的专用设备通常是由微处理器控制的，有台式和手持便携式两种，可适应多种车型，能检测汽车上不同的电子控制系统。这种具有多项功能的检测设备可通过设备上的按键来选择所要检测的系统和所要进行的项目。比如，法国雪铁龙公司的手持便携式ELIT检测仪（图2-2），经ELIT NO.15版本软件升级后，可同时用于发动机电子控制系统、自动变速器电子控制系统及ABS的检测与故障诊断。ELIT具有识别被测的ECU、读取故障信息（并提供故障检测部位和检测参数等）、删除故障信息、系统参数测定、模拟检测执行机构（输入模拟控制信号以检验执行器性能）、加速踏板初始化、微处理器系统初始化等功能。

再如，雪铁龙公司的PROXLA诊断仪（图2-3），不仅可对发动机电子控制系统、自动变速器、ABS、电子式安全气囊等系统进行故障诊断，还可对与ECU相连的传感器、执行器进行检测。PROXLA诊断仪的主要功能如下：

图2-2　ELIT检测仪

图2-3　PROXLA诊断仪

①通过通信方式获取各系统电子控制器RAM内存储的系统动态信息与故障信息。

②监测ECU输送到各执行器的动态信号。

③在车辆运行时，检测并记录暂时或永久性故障。

④对各控制系统进行升级，对新装备的ECU进行软件加载。

此外，PROXLA诊断仪还可查阅电器电路图、技术说明。新型的PROXLA诊断仪还安装有调制解调器，可以通过Internet进行远程故障诊断，从而实现专家会诊，同时也可以进行远程软件升级与加载。

二、电脑通信方式获取数据流示例

各种通用或专用汽车故障诊断仪其具体功能的设置及操作过程会有所不同，现以大众车系的V.A.G1552型汽车专用故障诊断仪为例，介绍电脑通信方式获取数据流的方法。

1.V.A.G1552故障诊断仪概述

V.A.G1552是大众车系的便携式专用故障诊断仪，可用于捷达、高尔夫、奥迪、红旗、帕萨特等多种车型发动机、自动变速器、ABS、自动空调等电子控制系统的检测。V.A.G1552与V.A.G1551的区别是取消了打印机，键盘上无打印纸输出键，增加了屏幕显示向后翻键“↑”和向前翻键“↓”，基功能和使用方法与V.A.G1551基本相同。

V.A.G1552故障诊断仪如图2-4所示，各部件的作用如下：

显示屏1：数据显示，通过显示屏可以读取汽车控制器（ECU）输出的数据流。

诊断连线插座2：用于接插诊断连线，通过诊断连线将V.A.G1552故障诊断仪与汽车电子控制系统故障诊断插座连接起来。

程序卡罩盖3：打开程序卡罩盖，可更换程序卡，进行外部联网。

诊断连线4：其中4a（V.A.G1551/3）适用于带16针测试接头的车辆，4b（V.A.G1551/1）适用于带2针测试接头的车辆。

图2-4 V.A.G1552故障诊断仪

1—显示屏 2—诊断连线插座 3—程序卡罩盖 4a、4b—诊断连线 5—键盘

键盘5：键盘上的各键功能见表2-1。

表2-1 V.A.G1552故障诊断仪键盘各键功能

2.更换程序卡

与V.A.G1551故障诊断仪一样，V.A.G1552故障诊断仪所有功能都由程序卡内的软件来控制，因此，V.A.G1552故障诊断仪可通过更换程序卡来适应新的车型。

注意

必须在诊断仪没有连接电源的情况下拆换程序卡。此外，不要触摸程序卡的触点，以免产生静电影响。

更换程序卡操作步骤如下：

1）旋松十字螺钉，拆下位于壳体右侧的程序卡插槽的程序卡罩盖。

2）将旧程序卡向右拉出。

3）将新的程序卡片插入插槽，注意标签上的插入方向。

4）再将程序卡向内向上推入，然后盖上程序卡罩盖。

5）打开诊断仪电源开关。

6）选择操作模式3，诊断仪开始进行自检测。

当诊断仪自检结束，如果没有发现故障，新程序卡的程序被仪器读入，诊断仪的功能由新的程序控制。

3.故障诊断仪的连接

故障诊断仪通过诊断连线连接电源，装备有极性保护装置。诊断连线V.A.G1551/1和V.A.G1551/3的连接方法与步骤如下：

（1）诊断连线V.A.G1551/1的连接

1）将故障诊断仪上的电源供应（黑色）插头插入车辆上的黑色扁平插座A（图2-5）。

2）显示屏应该显示以下的文字。

注意

当显示屏显示出上述内容后，将白色插头插入诊断插座B。如果显示屏没有上述显示，则说明故障诊断仪电源有问题，这时不能插入白色插头，应进行如下检查：

1）检查车辆上黑色扁插头插座上的电压（图2-5中插座A），电压应不低于10V。如果确定为蓄电池亏电而导致电压过低，就需要对蓄电池进行补充充电。

2）检查诊断连线V.A.G1551/1是否有断路。V.A.G1551/1两端插头端子的排列及连接情况如图2-6、表2-2所示。

图2-5 车上电源与诊断插座

图2-6 诊断连线V.A.G1551/1

表2-2 诊断连线V.A.G1551/1两端插头端子连接情况

（2）诊断连线V.A.G1551/3的连接将诊断连线插入到车辆的诊断接口。注意显示屏上的显示内容，应该有如下文字显示：

如果显示屏没有显示上述内容，就需要进行如下检查：

1）检查车辆上诊断接口处的电压（图2-7），并注意极性是否正确。电源电压应不低于10V，电压过低时，需要对蓄电池进行补充充电，以使电源电压达到正常。

2）检查诊断连线V.A.G1551/3是否有断路，V.A.G1551/3两端插头端子的排列及连接情况如图2-8、表2-3所示。

如果显示屏没有上述内容显示，检查电源及线路是否正常。显示屏无正常显示也有可能是由于程序卡插脚污蚀而接触不良所引起。若是程序卡插脚污蚀，可用浸透甲醇的无纤维布予以清洁，然后再将程序卡插入插槽。

图2-7 车上故障诊断插座

图2-8 诊断连线V.A.G1551/3

表2-3 诊断连线V.A.G1551/3两端插头端子连接情况

4.故障诊断仪的工作模式

连接好故障诊断仪之后，V.A.G1552故障诊断仪有三种不同的工作模式可供选择：

工作模式1—车辆系统测试；

工作模式3—仪器自检；

工作模式4—维修站编号。

当故障诊断仪连接好之后，接通点火开关（ON），故障诊断仪自动进入工作模式1“车辆系统测试”，显示屏显示如下：

如果要选择操作模式3或4，可按C键，然后会显示以下的文字：

5.工作模式1—车辆系统测试

注意

实际出现在诊断仪显示屏的内容取决于所连接的控制单元以及使用的程序卡的版本，如果需要对不同的系统进行操作，必须使用相关的维修手册。选择了工作模式1“车辆系统测试”后，显示屏显示如下：

在工作模式1状态下，用键盘输入两位数字（这两位数字代表控制单元的地址字）即可选择想要进入的检测系统。如果不清楚所要检测系统的地址字，可按下HELP（帮助）键，在显示屏上就会出现地址字的清单（表2-4）。

表2-4 地址码一览表

输入地址字（例如01）后。然后按Q键，地址字和指定的系统就会显示在显示屏的第二行，表示进入了发动机电器系统。

按C键可以更改输入，地址字00代表一种特殊情况。键入00这一地址字可启动自动检测过程：

此时，仪器将自动查询和显示车辆所有电气系统的故障。按下Q键，仪器将一个接一个地送出各个系统的地址字符和该地址字符所表示的系统故障码。

以发动机电控系统部分检测为例，说明仪器的使用方法。输入0和1，显示屏将显示以下文字：

按Q键确认，稍后显示屏显示如下：

显示说明如下：

4A0 907 473 A—控制单元零件号；

2.6L—发动机排量；

V6—喷油系统（V型6缸）；

MPFI—多点燃油喷射系统；

D01—控制单元软件版本；

00001—控制单元编码；

WSC63880—服务站代码。

按“→”键，进入发动机系统的功能选择，显示如下：

此时，可通过数字键输入二位数字选择所要的功能。按下HELP（帮助）键，显示屏将显示出各种功能的清单，见表2-5。

表2-5 功能一览表

如果你想选择其中的功能，输入其中相应的2位数字，然后按Q键以确认输入。然后测试仪向控制单元传送命令。如果测试仪不提供所选择的功能，或因为当前操作状态的原因而导致命令不能执行，显示屏将会显示以下文字：

（1）功能01—查询控制单元版本输入0和1，显示屏将会显示以下文字：

按Q键确认，稍后显示屏显示如下：

显示说明如下：

4A0 907 473 A—控制单元零件号；

2.6L—发动机排量；

V6—喷油系统（V型6缸）；

MPFI—多点燃油喷射系统；

D01—控制单元软件版本；

00001—控制单元编码；

WSC63880—服务站代码。

（2）功能02—查询故障记忆如果选择了02功能“查询故障存储器”，并按“Q”键确认后，显示屏首先显示出故障的数量，例如：

按“→”键，就可显示各个故障码及文字说明。例如：

显示屏上首先显示的是故障码，再按“→”键，显示文字说明：

故障所在位置的名称被显示在显示屏上的上面一行。“G28”是可在修理手册中查到的元件的名称。故障类型（本例中为No signal无信号）显示在显示屏的下面一行。如果故障的类型之后有后缀/SP，它表示此故障是偶然产生的（短时间出现的偶发性故障）。

（3）功能03—终端执行器诊断终端执行元件（控制系统执行器）诊断是电气测试的一部分。它可以测试各个执行器及电路是否完好。选择了03并按Q键确认后，仪器就激活控制单元，对第一个执行器进行诊断。这时，显示屏上显示出下列文字：

显示屏的下面一行是被测执行器的名称，表示该执行器处于工作状态。如果再按“→”键，控制单元对下一个执行器进行检测。各执行器的检测顺序由控制单元决定。

如果在诊断过程中，某个显示在显示屏上的执行器没有动作，就必须检查该执行器的插接器、线束及执行器本身。

（4）功能04—基本数据设置某些系统在进行了维修与保养之后，有必要进行基本数据设定。基本数据设定是将控制单元的控制参数调整到生产厂家原设定的值，例如，在怠速工况下的点火正时值等。基本数据设定需要在规定的车辆工作状态下进行，例如，发动机冷却液温度必须高于80℃。

当需要进行基本数据设定时，键入04并按Q键确认后，显示屏显示如下：

如果显示的读数具有物理单位（即：有数字或字母），测量值在显示屏上一行一起显示。例如：

如果要想显示不同的显示组的数值，可先按C键、然后输入所需显示组别的号码。也可以按相应的键在显示组别之间切换（在当前显示组别号码上减1或加1）。

如果要想屏幕上显示出十组测量数据，输入显示组别号码0。那么，在显示屏上就会显示下列读数：

注意

这十组数据的意义可参看相应的修理手册。

如果要读取车辆当前运行情况下的数据，可退出04（基本数据设定）功能，并按8键进入08功能（读测量数据块），此时显示屏上就会显示出下列读数。

此时，按数字键4可退回到04功能（基本数据设定）。在此过程中，控制单元可对基本数据进行调整。

（5）功能05—清除故障储存内容在完成了车辆的检修工作之后，必须清除存储器储存的故障记忆。功能05用于存储器故障记忆的清除。

在清除存储器故障记忆之前，应先进行故障查询（功能02），再进行功能05。键入05，再按Q键，显示屏上显示如下：

按“→”键，存储器故障记忆就被清除。如果显示屏显示如下：

此时，必须再一次查询存储器故障记忆，并按故障记忆排除相应控制系统的故障。

（6）功能06—结束输出键入06并按Q键确认，故障诊断仪中断信息输出，返回到地址码状态：

此时，可输入新的地址码，进行其他系统的检测。

（7）功能07—控制单元编码控制单元内储存有不同的控制程序，可使控制单元适用于不同的车型，控制单元的一个代码代表一个控制程序。使用本功能可改变控制单元内记忆块的内容，并可改编控制单元，以使其能适合各种不同的工作状况。例如：适合不同的发动机、变速器、车身和传动装置；适合不同的燃油质量；适合进口国家的法律规定等。

键入07并按Q键确认，便进入“控制单元编码”功能，显示屏显示如下：

编码可在00000和00127之间或在00000和32000之间（适用范围显示在显示屏上的括号内）。如果是更换控制单元，先要查看原控制单元代码，再给新换控制单元编相同的代码。

输入一个5位数字的号码。按Q键确认输入，控制单元作出响应并显示控制单元的识别代码和相应的维修站代码（WSC）。

（8）功能08—读测量值块此功能下，控制单元可将测量值传送到显示屏。这些测量值反映相关系统的运行状态或系统传感器状态的信息，根据这些测量数值可以查找并排除故障。这些测量数据被分不同的显示组别，通过输入组别号码，可一个一个地从显示屏读出。可以参看修理手册查到该控制单元显示组别号码。

键入08并按Q键确认，便进入功能08，显示屏显示如下：

当输入了显示组别号码3并按Q键确认之后。测量值就会被显示在显示屏的下面一行。

本例检测发动机控制单元，上述测量各个测量值的意义如下：

1—发动机转速（在显示屏上是850r/min）；

2—发动机负载（17%）；

3—节气门开启角度（<21°）；

4—点火角BTDC（12.7°BTDC）。

可以按C键后输入所需显示的显示组别号码来读取不同的测量值组，也可以按↓键（显示组别号减1）或↑键（显示组别号增加1）在各测量值组之间快速切换。如果想要显示那些没有具体单位的测量值，请输入显示组别号00。这时，显示屏上显示出下列读数：

本例检测发动机控制单元，上述测量各个测量值的意义如下（在显示屏上从左到右）：

176—冷却液温度；34—发动机负载；70—发动机转速；128—氧传感器的位置；128—怠速时氧传感器上的测量值；128—高速和低速时氧传感器上的测量值；128—全负载时氧传感器上的测量值；28—怠速稳定器的控制状态；64—开关输入信号；39—点火正时。

注意

请参见相应的维修手册中有关各号码的说明。

为了快速进入基本数据设定状态，可以按数字键4从功能08切换到功能04“基本数据设定”。

也可以按数字键8，回到功能08“读测量值块”。

（9）功能09—读单个测量值块本功能与功能08相似，但只能读取单个测量数据。可以在修理手册中查到控制单元支持的通道号码。键入09并按Q键确认，进入功能09，显示屏显示如下：

要显示单个测量值，输入二数位的通道号并按Q键确认。

可以按C键后选择另一个通道。

（10）功能10—匹配此功能可以对每一辆车的控制单元中的参数进行修正（例如，对怠速或燃油喷射量）。匹配过程如下：

1）键入10并按Q键确认，显示屏显示如下：

2）读出修正值。输入一个两位数的通道号码，然后按Q键确认。控制单元即刻把正在使用的数值以及相应的频道号码显示在显示屏上。

3）测试修正值。在大多数情况下，不仅仅查看修正值，而且也要查看其相关的测量值，这对数据流分析是非常有帮助的。如果该频道内有测量数据块，那么该数据块的各测量值就会显示在显示屏的下面一行。测量值的显示形式由控制单元的类型决定。显示屏上可能会显示出下列类型的信息：

4）存储修正值。一旦看到正确的修正值，就可以按Q键确认。

再按一次Q键，这个修正值就会送到控制单元内被存储起来，并显示如下：

本功能的另一个功用是删除已知值。在电子控制系统的修正系统中，各种设定的数值（例如，怠速）在一定的范围之内会自动地调整，以适应发动机的工作状态。当电子控制系统某些部件进行修理或更换之后，需要删除存储在控制单元存储器之内的已知值，并且把它们调回到基本数据设定状态时的数值，以使控制系统能正常工作。可以输入频道号码00来达到这一目的。