汽车数据流测试与ECU诊断|汽车传感器原理与检修

汽车数据流是指控制单元（ECU）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取的数据，且随时间和工况而变化。数据的传输就像队伍排队一样，一个一个通过数据线流向诊断仪。

汽车控制单元（ECU）中所记忆的数据流真实地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，使维修人员随时可以了解汽车的工作状况，及时诊断汽车的故障。

使用汽车故障控制单元检测仪，可以得到大量的汽车运行数据，使用和分析这些数据，可以帮助分析故障，找到故障原因。数据流分析是运用各种测试手段对电控系统的各类相关数据参数进行综合分析的过程。

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。

1.读取发动机数据流的步骤

现以奥迪车系发动机为例说明发动机数据流的读取方法。用故障阅读仪V.A.G1552读取发动机数据流的步骤如下：

1）打开诊断插口盖板，将故障阅读仪V.A.G1552用V.A.G1551／3电缆连接到车上位于变速杆前的诊断插座上。

2）打开点火开关或者发动机怠速运转，同时打开阅读仪的电源开关，这时，显示器上首先显示下列文字：

3）输入“发动机电子系统”的地址指令01，并按“Q”键确认，显示器上将显示：

其中：

330907404—发动机控制单元零件编号。

1.8L—发动机排量。

R4／2V—直列式发动机、4缸、每缸2气门。

MOTR—Motronic。

HS—手动变速器。

D01—控制单元软件版本。

Coding 08001—控制单元编码。

WSC×××××—维修站代码。

4）根据需要，选择故障阅读仪功能。

V.A.G1552故障阅读仪的功能见表2-1。

表2-1 V.A.G1552故障阅读仪的功能

注：必须在下述工作完成后进行。

1.更换控制单元、节气门控制单元发动机或拆下蓄电池连接线。

2.仅在冷却液温度高于80℃时能时行，在此之前这项功能锁止。

5）输入08功能“读测量数据块”，按“Q”键确认，显示器上将显示：

根据需要输入组别号，即可读出发动机各部分的数据流。

车型不同读取数据流的方法不同；同时，不同车型的各数据块的显示界面及其含义也有所不同。

2.数据流分析的一般步骤

（1）有故障码时的分析

在进行故障码分析并确认有故障码存在时，一方面可以利用查看记录故障码时的冻结数据祯，确认故障码发生时的车辆运行工况，同时可以使车辆在冻结数据祯提示的工况下进行故障验证，从而快速准确地确定故障部位；另一方面，可以直接找出与该故障码相关的各组数据进行分析，并根据故障码设定的条件，分析故障码产生的原因，进而对数据的数值波形进行分析，找出故障点。

（2）无故障码时的分析

在故障码分析后确认无故障码存在时，从故障现象入手，根据控制系统的工作原理和结构，推断相关数据参数，再用数据分析的方法对相关数据参数进行观察和全面分析。在进行数据分析时，常常需要知道所修车系统的基本原理和结构、基本的控制参数及其在不同工况条件下的正确读取，并经过认真的分析，才有可能得出准确的判断。

（3）数据流综合分析步骤

1）数据综合测量

①发动机故障码测量。当发动机故障灯点亮时,故障码一定存在。此时经过查阅维修手册，便可明确故障类型，并相应地找到解决办法。

②发动机数据流测量。当系统中没有故障码时,读取标准工况下的控制单元数据比较关键，特别要注意数据标准及数据变化量。常规测量工况应选择热车状态下怠速工况和发动机转速在2 000r/min时的无负荷工况。

③发动机真实数据流测量。一般要测量的数据应该是车辆工作的基本数据，例如对于发动机系统,这些数据包括：进气歧管的真空度、气缸压力、点火正时、发动机转速、燃油系统压力、机油压力、发动机冷却液温度、进气阻力（真空法测量）、废气排放值、排气阻力及曲轴箱通风压力等。测量完成后，需要将实测值与故障诊断仪读取的数据进行对比，差值过大的数据即为故障所在。例如，发动机控制单元显示冷却液温度为60℃，而实测冷却液温度为85℃，则说明发动机冷却液温度传感器数据存在偏差，故障原因可能在于线路接触电阻过大，控制单元A/D转换器值偏差等。

2）数据综合分析(www.xing528.com)

①建立数据群模块。建立数据群模块即将某一故障现象所涉及的数据集中起来，逐一检查，对比及分析。例如发动机怠速转速过高，达到1000r／min，这所涉及的数据将包括冷却液温度、节气门开度、怠速控制阀步数（或开度）、点火提前角、进气歧管绝对压力、氧传感器信号、喷油脉宽、燃油系统压力、蓄电池电压、空调开关状态、转向助力开关状态、车速、档位开关状态及发动机废气排放等。

②分析数据。分析数据时应注意如下事项：

a.将控制单元的数据与实际测量数据进行对比，差值越小，说明控制单元及传感器越精确。

b.将控制单元数据与维修手册标准对比，若误差值超过极限，说明相应的数据为工作不良数据。

c.找出疑问数据进行分析。例如，氧传感器信号电压变化值为0.1～0.9V，无故障码。简单看，氧传感器无故障，数据也在维修手册规定范围内，但与新车0.3～0.7V的正常值相比，却有了很大变化。由此说明氧传感器接触到的发动机废气中的氧含量变化不稳定，即燃烧时混合气的空燃比不稳定。导致此种故障发生的原因包括发动机进气管漏气、气门积炭、气门关闭不严、曲轴箱通风阀堵塞及发动机活塞环密封不严等。

③综合分析。为了准确地分析故障，需要将几个问题数据间的关联关系逐一进行分析。

3.基本数据分析

（1）冷却液温度分析

发动机冷却液温度是一个数值参数，其单位可以通过检测仪选择为℃或℉。在单位为℃时其变化范围为－40～199℃。该参数表示控制单元根据冷却液温度传感器送来的信号计算后得出的冷却液温度数值。该参数的数值应能在发动机冷车起动至热车的过程中逐渐升高，在发动机完全热车后怠速运转时的冷却液温度应为85～105℃。当冷却液温度传感器或线路断路时，该参数显示为－40℃；若显示的数值超过185℃，则说明冷却液温度传感器或线路短路。

如果发动机工作时，冷却系统的节温器已完全打开，而冷却液温度不是逐渐上升，而是下降好几度，这就表明冷却液温度传感器已损坏。

（2）大气压力参数分析

大气压力是一个数值参数，它表示大气压力传感器送给控制单元的信号电压的大小，或控制单元根据这一信号经计算后得出的大气压力的数值。该参数的单位依车型而不同，有V、kPa及cmHg三种，其变化范围分别为0～5.12V、10～125kPa和0～100cmHg。有些车型的控制单元显示两个大气压力参数，其单位分别为V和kPa或cmHg。这两个参数分别代表大气压力传感器电压的大小及控制单元根据这一信号计算后得出的大气压力数值。大气压力数值和海拔有关：在海平面附近为100kPa左右，高原地区大气压力较低；在海拔4000m附近为60 kPa左右。在数值分析中，如果发现该参数和环境大气压力有很大的偏差，说明大气压力传感器或控制单元有故障。

（3）进气歧管压力的分析

进气歧管压力是一个数值参数，表示由进气歧管压力传感器送给控制单元的信号电压，或表示控制单元根据这一信号电压计算出的进气歧管压力数值。该参数的单位依车型不同，也有V、kPa及cmHg三种，其变化范围分别为0～5.12V、0～205kPa和0～150cmHg。进气歧管压力传感器所测量的压力是发动机节气门后方的进气歧管内的绝对压力。在发动机运转时该压力的大小取决于节气门的开度和发动机的转速。在相同的转速下，节气门开度越小，进气歧管的压力就越低（即真空度越大）；在相同节气门开度下，发动机转速越高，该压力就越低。涡轮增压发动机的进气歧管压力在增压器起作用时，则大于102kPa（大气压力）。在发动机熄火状态下，进气歧管压力应等于大气压力，该参数的数值应为100～102kPa。如果在数值分析时发现该参数值和发动机进气歧管内的绝对压力不符，则说明传感器不正常或ECU有故障。

（4）空气流量的分析

空气流量是一个数值参数，它表示发动机ECU接收到的空气流量传感器的进气量信号。该参数的数值变化范围和单位取决于车型和空气流量传感器的类型。

采用翼板式空气流量传感器、热线式空气流量传感器及热膜式空气流量传感器的汽车，该参数的数值单位均为V，其变化范围为0～5V。在大部分车型中，该参数的大小和进气量成反比，即进气量增加时，空气流量传感器的输出电压下降，该参数的数值也随之下降。5V表示无进气量，0V表示最大进气量。也有部分车型该参数的大小和进气量成正比，即数值大表示进气量大，数值小表示进气量小。

采用涡流式空气流量传感器的汽车，该参数的数值单位为Hz或ms，其变化范围分别为0～1600Hz或0～625ms。在怠速时，不同排量的发动机该参数的数值为25～50Hz。进气量越大，该参数的数值也越大。在2000r／min时为70～100Hz。如果在不同工况时该参数的数值没有变化或与标准有很大差异，说明空气流量传感器有故障。

（5）进气温度的分析

进气温度是一个数值参数，其数值单位为℃或℉，在单位为℃时其变化范围为－50％～185％。该参数表示控制单元按进气温度传感器的信号计算后得出的进气温度数值。在进行数值分析时，应检查该数值与实际进气温度是否相符。在冷车起动之前，该参数的数值应与环境温度基本相同；在冷车起动后，随着发动机的升温，该参数的数值应逐渐升高。若该参数显示为－50℃，则表明进气温度传感器或线路断路；若该参数显示为185℃，则表明进气温度传感器或线路有短路。

（6）节气门开度的分析

节气门开度是一个数值参数。其数值的单位根据车型不同有以下三种：若单位为电压（V），则数值范围为0～5.1V；若单位为角度（°），则数值范围为0°～90°；若单位为百分数（％），则数值范围为0％～100％。

该参数的数值表示发动机ECU接收到的节气门位置传感器信号值，或根据该信号计算出的节气门开度的大小。其绝对值小，则表示节气门开度小；其绝对值大，则表示节气门开度大。在进行数值分析时，应检查在节气门全关时参数的数值大小。以电压（V）为单位的，节气门全关时的参数的数值应低于0.5V；以角度（°）为单位的，节气门全关时的参数值为0°；以百分数（％）为单位的，节气门全关时该参数的数值应为0。此外，还应检查节气门全开时的数值。不同单位下的节气门全开时的数值应分别为4.5V左右、82°以上和95％以上。若有异常，则可能是节气门位置传感器有故障或调整不当，也可能是线路或ECU内部有故障。

（7）爆燃的分析

1）爆燃信号分析。这是一个状态参数，其显示内容为“YES”或“NO”。该参数表示控制单元是否接到爆燃传感器送来的爆燃信号。当参数显示为“YES”时，说明控制单元接到爆燃信号；显示“NO”时，表示没有接到爆燃信号。在进行数值分析时，可在发动机运转中急加速，此时该参数应能先显示“YES”，后又显示为“NO”。如果在急加速时该参数没有显示为“YES”或在等速运转时也显示为“YES”，说明爆燃传感器或线路有故障。

2）爆燃计数分析。爆燃计数是一个数值参数，其变化范围为0～255。它表示控制单元根据爆燃传感器信号计算出的爆燃的数量和相关的持续时间。参数的数值并非爆燃的实际次数和时间，它只是一个与爆燃次数及持续时间成正比的相对数值。任何大于0的数值都表示已发生爆燃。数值低表示爆燃次数少或持续时间短，数值高表示爆燃次数多或持续时间长。

3）爆燃推迟分析。爆燃推迟是一个数值参数，其变化范围为0°～99°。它表示控制单元在接到爆燃传感器送来的爆燃信号后将点火提前角推迟的数值。该参数的数值不代表点火提前角的实际数值，仅表示点火提前角相对于当前工况最佳点火提前角向后推迟的角度。

（8）氧传感器工作状态的分析

氧传感器工作状态参数表示由发动机排气管上的氧传感器所测得的排气的浓稀状况。有些双排气管的汽车将这一参数显示为左氧传感器工作状态和右氧传感器工作状态两种参数。排气中的氧气含量取决于进气中混合气的空燃比。氧传感器是测量发动机混合气浓稀状态的主要传感器。氧传感器必须被加热至300℃以上才能向ECU提供正确的信号。而发动机ECU必须处于闭环控制状态才能对氧传感器的信号做出反应。

氧传感器工作状态参数的类型依车型而不同。有些车型以状态参数的形式显示出来，其变化为浓或稀；也有些车型将它以数值参数的形式显示出来，其数字单位为mV。浓或稀表示排气的总体状态，数值表示氧传感器的输出电压。该参数在发动机热车后以中速（1500～2000r／min）运转时，呈现浓稀的交替变化或输出电压在100～900mV之间来回变化，每10s内的变化次数应大于8次（0.8Hz）。若该参数变化缓慢或不变化或数值异常，则说明氧传感器或ECU内的反馈控制系统有故障。

（9）ATF温度的分析

ATF温度是一个数值参数，单位为℃或℉。在单位为℃时，其变化范围为－40～199℃。该参数表示ECU根据自动变速器油温（ATF）传感器送来的信号计算后得出的油温数值。该参数的数值应能在汽车行驶过程中逐渐升高，正常时，油温应在60～80℃之间。

ATF温度用于检测自动变速器油的温度，以作为ECU进行换档控制、油压控制和锁止离合器控制的依据。

若ATF温度在35～45℃恒定不变时，表明油温传感器损坏或线路不良。

在有些车型中，自动变速器油温参数的单位为V，表示这一参数的数值直接来自油温传感器信号电压。该电压与油温之间的比例关系依电路的方式不同而异，一般成反比例关系，即油温低时信号电压高，油温高时信号电压低。但也可以成正比例关系。在油温传感器正常工作时，该参数的数值范围是0～5.0V。

注意：如果ATF温度超过130％时，此时可观察热模式参数，此参数应显示为接通，表示自动变速器油液温度已超过130℃，且在5s后没有冷却到120℃，进入热模式状态。此时TCC在4档接合直到油温降至130℃以上，或制动，或TPS电压信号较低时才断开。

（10）变速器输入转速的分析

变速器输入转速的正常允许显示范围为0～8091r／min，变矩器锁止离合器（TCC）工作时，小于发动机转速。当TCC工作时，变速器输入转速应等于发动机转速，否则说明TCC有打滑现象，其主要原因如是TCC摩擦材料烧焦，TCC电磁阀不良，TCC油压过低；短时间内，转速变化超过1300r／min，表示变速器ISS传感器有间歇性断路故障，其主要原因是变速器ISS传感器的线束有电磁干扰，PCM的CI插头不良，变速器的20芯插头连接不良，变速器ISS传感器的2芯插头连接不良，变速器ISS传感器的线路有短路或断路故障。

（11）变速器输出转速的分析

变速器输出转速正常允许显示范围为0～8091r／min。若显示0r／min，表示汽车处于停车档或空档，汽车未行驶。若显示转速过低，小于150r／min持续2s，表示变速器输出转速信号过低，其主要原因是OSS高线路断路，OSS高线路与搭铁短路，OSS高线路与OSS低线路短路，OSS低线路断路，OSS低线路与搭铁短路，OSS的电阻值不对，OSS的信号转子损坏、变形，OSS的信号转子与OSS没有对准。

（12）ABS数据流的分析

车轮转速传感器正常允许显示范围为0km／h～最大车速。若车辆行驶速度大于8km／h，但显示为0km／h，表示车轮转速传感器输入信号为0km／h，其主要原因是车轮转速传感器的高信号线短路，车轮转速传感器的高信号线断路，车轮转速传感器插接器连接不良，EBCM／EBTCM不良。若瞬时变化太大，如在0.01s内变化大于24km／h，表示车轮转速传感器信号变化太大，其主要原因是车轮转速传感器的高信号线短路，车轮转速传感器的高信号线断路，车轮转速传感器的电阻值不对，车轮转速传感器插接器连接不良，EBCM／EBTCM不良。