第二章 汽車數據流的獲取

第一節 用電腦通信方式獲得汽車數據流

一、概述

1.汽車電子控制器內部的數據流

根據數據流的功能不同，控制器數據流大致可分為輸入數據流、輸出數據流和通信數據流三類，在電子控制器（ECU）內部的數據流示意圖如圖2-1所示。

圖2-1 汽車電子控制器（ECU）內部的數據流

（1）控制器輸入數據流 傳感器及開關輸入控制器的信號形式有脈沖式、模擬式和開關式等不同的形式，這些信號均不能被計算機接受。脈沖與開關輸入信號需要通過輸入電路的信號處理，模擬信號需經模/數（A/D）轉換，變為相應的二進制代碼才能通過微處理器的輸入/輸出（I/O）接口輸入到微處理器內部。

（2）控制器輸出數據流 微處理器運行控制程序，并根據輸入數據流進行計算與分析后，輸出相應的控制信號。從微處理器輸出的各種控制信號是二進制代碼，需經數/模（D/A）轉換，或經譯碼器譯碼，轉變為相應的控制脈沖或開關信號，再由相應的驅動電路控制執行器工作。

（3）控制器通信數據流 控制器通信數據流主要是指通過數據線以二進制代碼的方式與外部進行通信的數據流。通信數據流有兩種，一種是與其他汽車控制器的通信（例如，發動機ECU與自動變速器ECU之間的通信），以實現各控制系統控制的協調性；另一種就是通過故障診斷插座連接汽車故障診斷儀，輸出微處理器內部存儲器所儲存的性能參數、工作狀態信息及故障信息。

2.電腦通信獲取數據流方式

電腦通信方式獲取數據流，就是用通用型或專用型汽車診斷儀通過連接汽車電子控制系統的故障診斷接口（圖2-1），由數據通信線將微處理器內部的實時數據以串行的方式送給汽車故障診斷儀，經解碼后顯示相應的數據流。

1993年以前，不同的車系，其汽車電子控制系統的自診斷系統一般都自成體系，數據流輸出接口（故障診斷插座）也不統一。因此，用于讀取數據流的汽車故障診斷設備（故障閱讀器、專用故障診斷等）適用的車種單一，這給汽車的故障診斷與維修帶來不便。這種自診斷系統被稱為第一代隨車自診斷系統（OBD-I）。美國汽車工程師學會（SAE）提出了新一代車載自診斷系統（OBD-Ⅱ）標準規范，并于1993年開始試行。OBD-Ⅱ采用統一的診斷模式，統一的16端子診斷插座，這使汽車診斷設備硬件具有通用性成為可能，給汽車電控系統的故障診斷帶來了很大的便利。因此，OBD-Ⅱ得到了世界各大汽車公司的響應，自1996年起OBD-Ⅱ已得到了全面實施。

3.電腦通信方式的數據流檢測設備

較早出現的故障碼閱讀器可以直接顯示或打印故障碼，有的還可以把故障碼轉換為相應的文字信息（解碼）。通用性較強的故障碼閱讀器，可以通過換上不同的卡來適應不同的車系或同一車系不同年代生產的車型。

現在，應用于汽車電子控制系統故障診斷的專用設備通常是由微處理器控制的，有臺式和手持便攜式兩種，可適應多種車型，能檢測汽車上不同的電子控制系統。這種具有多項功能的檢測設備可通過設備上的按鍵來選擇所要檢測的系統和所要進行的項目。比如，法國雪鐵龍公司的手持便攜式ELIT檢測儀（圖2-2），經ELIT NO.15版本軟件升級后，可同時用于發動機電子控制系統、自動變速器電子控制系統及ABS的檢測與故障診斷。ELIT具有識別被測的ECU、讀取故障信息（并提供故障檢測部位和檢測參數等）、刪除故障信息、系統參數測定、模擬檢測執行機構（輸入模擬控制信號以檢驗執行器性能）、加速踏板初始化、微處理器系統初始化等功能。

再如，雪鐵龍公司的PROXLA診斷儀（圖2-3），不僅可對發動機電子控制系統、自動變速器、ABS、電子式安全氣囊等系統進行故障診斷，還可對與ECU相連的傳感器、執行器進行檢測。PROXLA診斷儀的主要功能如下：

圖2-2　ELIT檢測儀

圖2-3　PROXLA診斷儀

①通過通信方式獲取各系統電子控制器RAM內存儲的系統動態信息與故障信息。

②監測ECU輸送到各執行器的動態信號。

③在車輛運行時，檢測并記錄暫時或永久性故障。

④對各控制系統進行升級，對新裝備的ECU進行軟件加載。

此外，PROXLA診斷儀還可查閱電器電路圖、技術說明。新型的PROXLA診斷儀還安裝有調制解調器，可以通過Internet進行遠程故障診斷，從而實現專家會診，同時也可以進行遠程軟件升級與加載。

二、電腦通信方式獲取數據流示例

各種通用或專用汽車故障診斷儀其具體功能的設置及操作過程會有所不同，現以大眾車系的V.A.G1552型汽車專用故障診斷儀為例，介紹電腦通信方式獲取數據流的方法。

1.V.A.G1552故障診斷儀概述

V.A.G1552是大眾車系的便攜式專用故障診斷儀，可用于捷達、高爾夫、奧迪、紅旗、帕薩特等多種車型發動機、自動變速器、ABS、自動空調等電子控制系統的檢測。V.A.G1552與V.A.G1551的區別是取消了打印機，鍵盤上無打印紙輸出鍵，增加了屏幕顯示向后翻鍵“↑”和向前翻鍵“↓”，基功能和使用方法與V.A.G1551基本相同。

V.A.G1552故障診斷儀如圖2-4所示，各部件的作用如下：

顯示屏1：數據顯示，通過顯示屏可以讀取汽車控制器（ECU）輸出的數據流。

診斷連線插座2：用于接插診斷連線，通過診斷連線將V.A.G1552故障診斷儀與汽車電子控制系統故障診斷插座連接起來。

程序卡罩蓋3：打開程序卡罩蓋，可更換程序卡，進行外部聯網。

診斷連線4：其中4a（V.A.G1551/3）適用于帶16針測試接頭的車輛，4b（V.A.G1551/1）適用于帶2針測試接頭的車輛。

圖2-4 V.A.G1552故障診斷儀

1—顯示屏 2—診斷連線插座 3—程序卡罩蓋 4a、4b—診斷連線 5—鍵盤

鍵盤5：鍵盤上的各鍵功能見表2-1。

表2-1 V.A.G1552故障診斷儀鍵盤各鍵功能

2.更換程序卡

與V.A.G1551故障診斷儀一樣，V.A.G1552故障診斷儀所有功能都由程序卡內的軟件來控制，因此，V.A.G1552故障診斷儀可通過更換程序卡來適應新的車型。

注意

必須在診斷儀沒有連接電源的情況下拆換程序卡。此外，不要觸摸程序卡的觸點，以免產生靜電影響。

更換程序卡操作步驟如下：

1）旋松十字螺釘，拆下位于殼體右側的程序卡插槽的程序卡罩蓋。

2）將舊程序卡向右拉出。

3）將新的程序卡片插入插槽，注意標簽上的插入方向。

4）再將程序卡向內向上推入，然后蓋上程序卡罩蓋。

5）打開診斷儀電源開關。

6）選擇操作模式3，診斷儀開始進行自檢測。

當診斷儀自檢結束，如果沒有發現故障，新程序卡的程序被儀器讀入，診斷儀的功能由新的程序控制。

3.故障診斷儀的連接

故障診斷儀通過診斷連線連接電源，裝備有極性保護裝置。診斷連線V.A.G1551/1和V.A.G1551/3的連接方法與步驟如下：

（1）診斷連線V.A.G1551/1的連接

1）將故障診斷儀上的電源供應（黑色）插頭插入車輛上的黑色扁平插座A（圖2-5）。

2）顯示屏應該顯示以下的文字。

注意

當顯示屏顯示出上述內容后，將白色插頭插入診斷插座B。如果顯示屏沒有上述顯示，則說明故障診斷儀電源有問題，這時不能插入白色插頭，應進行如下檢查：

1）檢查車輛上黑色扁插頭插座上的電壓（圖2-5中插座A），電壓應不低于10V。如果確定為蓄電池虧電而導致電壓過低，就需要對蓄電池進行補充充電。

2）檢查診斷連線V.A.G1551/1是否有斷路。V.A.G1551/1兩端插頭端子的排列及連接情況如圖2-6、表2-2所示。

圖2-5 車上電源與診斷插座

圖2-6 診斷連線V.A.G1551/1

表2-2 診斷連線V.A.G1551/1兩端插頭端子連接情況

（2）診斷連線V.A.G1551/3的連接 將診斷連線插入到車輛的診斷接口。注意顯示屏上的顯示內容，應該有如下文字顯示：

如果顯示屏沒有顯示上述內容，就需要進行如下檢查：

1）檢查車輛上診斷接口處的電壓（圖2-7），并注意極性是否正確。電源電壓應不低于10V，電壓過低時，需要對蓄電池進行補充充電，以使電源電壓達到正常。

2）檢查診斷連線V.A.G1551/3是否有斷路，V.A.G1551/3兩端插頭端子的排列及連接情況如圖2-8、表2-3所示。

如果顯示屏沒有上述內容顯示，檢查電源及線路是否正常。顯示屏無正常顯示也有可能是由于程序卡插腳污蝕而接觸不良所引起。若是程序卡插腳污蝕，可用浸透甲醇的無纖維布予以清潔，然后再將程序卡插入插槽。

圖2-7 車上故障診斷插座

圖2-8 診斷連線V.A.G1551/3

表2-3 診斷連線V.A.G1551/3兩端插頭端子連接情況

4.故障診斷儀的工作模式

連接好故障診斷儀之后，V.A.G1552故障診斷儀有三種不同的工作模式可供選擇：

工作模式1—車輛系統測試；

工作模式3—儀器自檢；

工作模式4—維修站編號。

當故障診斷儀連接好之后，接通點火開關（ON），故障診斷儀自動進入工作模式1“車輛系統測試”，顯示屏顯示如下：

如果要選擇操作模式3或4，可按C鍵，然后會顯示以下的文字：

5.工作模式1—車輛系統測試

注意

實際出現在診斷儀顯示屏的內容取決于所連接的控制單元以及使用的程序卡的版本，如果需要對不同的系統進行操作，必須使用相關的維修手冊。選擇了工作模式1“車輛系統測試”后，顯示屏顯示如下：

在工作模式1狀態下，用鍵盤輸入兩位數字（這兩位數字代表控制單元的地址字）即可選擇想要進入的檢測系統。如果不清楚所要檢測系統的地址字，可按下HELP（幫助）鍵，在顯示屏上就會出現地址字的清單（表2-4）。

表2-4 地址碼一覽表

輸入地址字（例如01）后。然后按Q鍵，地址字和指定的系統就會顯示在顯示屏的第二行，表示進入了發動機電器系統。

按C鍵可以更改輸入，地址字00代表一種特殊情況。鍵入00這一地址字可啟動自動檢測過程：

此時，儀器將自動查詢和顯示車輛所有電氣系統的故障。按下Q鍵，儀器將一個接一個地送出各個系統的地址字符和該地址字符所表示的系統故障碼。

以發動機電控系統部分檢測為例，說明儀器的使用方法。輸入0和1，顯示屏將顯示以下文字：

按Q鍵確認，稍后顯示屏顯示如下：

顯示說明如下：

4A0 907 473 A—控制單元零件號；

2.6L—發動機排量；

V6—噴油系統（V型6缸）；

MPFI—多點燃油噴射系統；

D01—控制單元軟件版本；

00001—控制單元編碼；

WSC63880—服務站代碼。

按“→”鍵，進入發動機系統的功能選擇，顯示如下：

此時，可通過數字鍵輸入二位數字選擇所要的功能。按下HELP（幫助）鍵，顯示屏將顯示出各種功能的清單，見表2-5。

表2-5 功能一覽表

如果你想選擇其中的功能，輸入其中相應的2位數字，然后按Q鍵以確認輸入。然后測試儀向控制單元傳送命令。如果測試儀不提供所選擇的功能，或因為當前操作狀態的原因而導致命令不能執行，顯示屏將會顯示以下文字：

（1）功能01—查詢控制單元版本 輸入0和1，顯示屏將會顯示以下文字：

按Q鍵確認，稍后顯示屏顯示如下：

顯示說明如下：

4A0 907 473 A—控制單元零件號；

2.6L—發動機排量；

V6—噴油系統（V型6缸）；

MPFI—多點燃油噴射系統；

D01—控制單元軟件版本；

00001—控制單元編碼；

WSC63880—服務站代碼。

（2）功能02—查詢故障記憶 如果選擇了02功能“查詢故障存儲器”，并按“Q”鍵確認后，顯示屏首先顯示出故障的數量，例如：

按“→”鍵，就可顯示各個故障碼及文字說明。例如：

顯示屏上首先顯示的是故障碼，再按“→”鍵，顯示文字說明：

故障所在位置的名稱被顯示在顯示屏上的上面一行?！癎28”是可在修理手冊中查到的元件的名稱。故障類型（本例中為No signal無信號）顯示在顯示屏的下面一行。如果故障的類型之后有后綴/SP，它表示此故障是偶然產生的（短時間出現的偶發性故障）。

（3）功能03—終端執行器診斷 終端執行元件（控制系統執行器）診斷是電氣測試的一部分。它可以測試各個執行器及電路是否完好。選擇了03并按Q鍵確認后，儀器就激活控制單元，對第一個執行器進行診斷。這時，顯示屏上顯示出下列文字：

顯示屏的下面一行是被測執行器的名稱，表示該執行器處于工作狀態。如果再按“→”鍵，控制單元對下一個執行器進行檢測。各執行器的檢測順序由控制單元決定。

如果在診斷過程中，某個顯示在顯示屏上的執行器沒有動作，就必須檢查該執行器的插接器、線束及執行器本身。

（4）功能04—基本數據設置 某些系統在進行了維修與保養之后，有必要進行基本數據設定?；緮祿O定是將控制單元的控制參數調整到生產廠家原設定的值，例如，在怠速工況下的點火正時值等?；緮祿O定需要在規定的車輛工作狀態下進行，例如，發動機冷卻液溫度必須高于80℃。

當需要進行基本數據設定時，鍵入04并按Q鍵確認后，顯示屏顯示如下：

如果顯示的讀數具有物理單位（即：有數字或字母），測量值在顯示屏上一行一起顯示。例如：

如果要想顯示不同的顯示組的數值，可先按C鍵、然后輸入所需顯示組別的號碼。也可以按相應的鍵在顯示組別之間切換（在當前顯示組別號碼上減1或加1）。

如果要想屏幕上顯示出十組測量數據，輸入顯示組別號碼0。那么，在顯示屏上就會顯示下列讀數：

注意

這十組數據的意義可參看相應的修理手冊。

如果要讀取車輛當前運行情況下的數據，可退出04（基本數據設定）功能，并按8鍵進入08功能（讀測量數據塊），此時顯示屏上就會顯示出下列讀數。

此時，按數字鍵4可退回到04功能（基本數據設定）。在此過程中，控制單元可對基本數據進行調整。

（5）功能05—清除故障儲存內容 在完成了車輛的檢修工作之后，必須清除存儲器儲存的故障記憶。功能05用于存儲器故障記憶的清除。

在清除存儲器故障記憶之前，應先進行故障查詢（功能02），再進行功能05。鍵入05，再按Q鍵，顯示屏上顯示如下：

按“→”鍵，存儲器故障記憶就被清除。如果顯示屏顯示如下：

此時，必須再一次查詢存儲器故障記憶，并按故障記憶排除相應控制系統的故障。

（6）功能06—結束輸出 鍵入06并按Q鍵確認，故障診斷儀中斷信息輸出，返回到地址碼狀態：

此時，可輸入新的地址碼，進行其他系統的檢測。

（7）功能07—控制單元編碼 控制單元內儲存有不同的控制程序，可使控制單元適用于不同的車型，控制單元的一個代碼代表一個控制程序。使用本功能可改變控制單元內記憶塊的內容，并可改編控制單元，以使其能適合各種不同的工作狀況。例如：適合不同的發動機、變速器、車身和傳動裝置；適合不同的燃油質量；適合進口國家的法律規定等。

鍵入07并按Q鍵確認，便進入“控制單元編碼”功能，顯示屏顯示如下：

編碼可在00000和00127之間或在00000和32000之間（適用范圍顯示在顯示屏上的括號內）。如果是更換控制單元，先要查看原控制單元代碼，再給新換控制單元編相同的代碼。

輸入一個5位數字的號碼。按Q鍵確認輸入，控制單元作出響應并顯示控制單元的識別代碼和相應的維修站代碼（WSC）。

（8）功能08—讀測量值塊 此功能下，控制單元可將測量值傳送到顯示屏。這些測量值反映相關系統的運行狀態或系統傳感器狀態的信息，根據這些測量數值可以查找并排除故障。這些測量數據被分不同的顯示組別，通過輸入組別號碼，可一個一個地從顯示屏讀出。可以參看修理手冊查到該控制單元顯示組別號碼。

鍵入08并按Q鍵確認，便進入功能08，顯示屏顯示如下：

當輸入了顯示組別號碼3并按Q鍵確認之后。測量值就會被顯示在顯示屏的下面一行。

本例檢測發動機控制單元，上述測量各個測量值的意義如下：

1—發動機轉速（在顯示屏上是850r/min）；

2—發動機負載（17%）；

3—節氣門開啟角度（<21°）；

4—點火角BTDC（12.7°BTDC）。

可以按C鍵后輸入所需顯示的顯示組別號碼來讀取不同的測量值組，也可以按↓鍵（顯示組別號減1）或↑鍵（顯示組別號增加1）在各測量值組之間快速切換。如果想要顯示那些沒有具體單位的測量值，請輸入顯示組別號00。這時，顯示屏上顯示出下列讀數：

本例檢測發動機控制單元，上述測量各個測量值的意義如下（在顯示屏上從左到右）：

176—冷卻液溫度；34—發動機負載；70—發動機轉速；128—氧傳感器的位置；128—怠速時氧傳感器上的測量值；128—高速和低速時氧傳感器上的測量值；128—全負載時氧傳感器上的測量值；28—怠速穩定器的控制狀態；64—開關輸入信號；39—點火正時。

注意

請參見相應的維修手冊中有關各號碼的說明。

為了快速進入基本數據設定狀態，可以按數字鍵4從功能08切換到功能04“基本數據設定”。

也可以按數字鍵8，回到功能08“讀測量值塊”。

（9）功能09—讀單個測量值塊 本功能與功能08相似，但只能讀取單個測量數據?？梢栽谛蘩硎謨灾胁榈娇刂茊卧С值耐ǖ捞柎a。鍵入09并按Q鍵確認，進入功能09，顯示屏顯示如下：

要顯示單個測量值，輸入二數位的通道號并按Q鍵確認。

可以按C鍵后選擇另一個通道。

（10）功能10—匹配 此功能可以對每一輛車的控制單元中的參數進行修正（例如，對怠速或燃油噴射量）。匹配過程如下：

1）鍵入10并按Q鍵確認，顯示屏顯示如下：

2）讀出修正值。輸入一個兩位數的通道號碼，然后按Q鍵確認?？刂茊卧纯贪颜谑褂玫臄抵狄约跋鄳念l道號碼顯示在顯示屏上。

3）測試修正值。在大多數情況下，不僅僅查看修正值，而且也要查看其相關的測量值，這對數據流分析是非常有幫助的。如果該頻道內有測量數據塊，那么該數據塊的各測量值就會顯示在顯示屏的下面一行。測量值的顯示形式由控制單元的類型決定。顯示屏上可能會顯示出下列類型的信息：

4）存儲修正值。一旦看到正確的修正值，就可以按Q鍵確認。

再按一次Q鍵，這個修正值就會送到控制單元內被存儲起來，并顯示如下：

本功能的另一個功用是刪除已知值。在電子控制系統的修正系統中，各種設定的數值（例如，怠速）在一定的范圍之內會自動地調整，以適應發動機的工作狀態。當電子控制系統某些部件進行修理或更換之后，需要刪除存儲在控制單元存儲器之內的已知值，并且把它們調回到基本數據設定狀態時的數值，以使控制系統能正常工作?？梢暂斎腩l道號碼00來達到這一目的。

此時，可以按Q鍵來確認。為了刪除已知值，必須再按次Q鍵。

6.工作模式3—儀器自檢

儀器自檢應在連接好診斷連線之后進行?？梢栽谌缦嘛@示的情況下，鍵入數字鍵3來選擇操作模式3，使儀器進入自檢狀態，以檢測儀器自身的好壞和診斷連線的連接情況：

在進行到輸入級狀態檢查時，K線和L線后的“H”表示高電位，顯示“L”或其他信息則表示存在故障。

7.工作模式4—維修站編號

儀器連接好診斷線后，顯示屏顯示如下：

此時按C鍵，顯示屏顯示以下的文字：

按4鍵可進入維修站編號工作模式，顯示屏顯示如下：

按2鍵，顯示如下：

此時，可用數字鍵輸入5位數的服務站代碼，例如“12345”，顯示屏顯示如下：

按Q鍵確認后，顯示屏顯示如下：

按C鍵，顯示屏顯示以下的文字：

此時，維修站代碼輸入結束。