第6章综合诊断技术及运用.doc

第六章 综合诊断技术及运用第一节 综合诊断技术诊断是指对某个或某几个故障症状通过一定手段的检测从而做出正确判断的过程。而综合诊断技术则是指对复杂的故障症状，利用一切可能的和必要的检测手段进行检测，并通过对其检测的结果（包括各种数据参数）进行由此及彼，由表及里，由浅入深，去伪存真的认真分析，从而得出尽可能符合实际的判断并在进一步的拆解和修理中不断验证和修正原判断直至真正排除故障的全过程。通常包括下述几个部分（这里主要讲的是对发动机系统的诊断，但其内涵和原理同样适用其他控制系统。）：（1）故障码分析；（2）数据分析（含波形分析）；（3）点火分析（含波形分析）；（4）尾气分析（含波形分析）；（5）压力和真空分析（含波形分析）。这是由于近十几年汽车电子技术的飞速发展，使得修理工作发生了极大的变化，已不可能再像以前那样仅靠看、听、摸及经验即可完成修理作业。面对日益复杂的故障，我们必须掌握一定的理论基础，依靠相应的检测仪器和检测手段，根据详尽的技术资料（各种技术数据和电路图等），加上人的正确思维判断才可能正确地完成修理作业。对汽车故障的诊断和修理其实从汽车诞生时也就同时产生了，并且伴随着汽车的发展，诊断方式、诊断手段以及用于诊断的仪器设备也在不断发展。特别是从20世纪70年代后期，由于世界各国控制排放污染物法规的日益严格和对燃油经济性要求的不断提高，加上电子技术的发展和在汽车上的大量应用，使诊断方式、诊断手段以及用于诊断的仪器设备发生了根本性的变化。而且由于控制技术向综合性和集成化的发展（如为使各控制系统能够共享某些信号数据，有些厂家采用加大集成化，像将发动机控制与自动变速器控制做成一体，即PCM，有些厂家则采用CAN系统即计算机区域网络平台，凡与此CAN相接的控制系统均可共享其间的信号数据，从而提高了控制速度和可靠性，同时也大大减少了使用的线路和器件），使得诊断方式和内容也日益向综合性发展。在最早期的发动机控制系统中，用于发动机控制的计算机（或称电脑）只能对发动机的运行进行较为简单的控制，而且也没有自我检测的能力。当然也不可能向维修人员提供任何有益的提示，维修人员只能依靠万用表对电脑接口各线路的电压、电阻或电流进行测试，再将测试的结果与设定值进行比较，从而做出判断。这无疑给维修带来了许多困难。因此再开发的控制电脑增加了简单的自我检测的功能，即在控制发动机运行的同时，检测各个输入和输出信号，当发现在标定时所设定的故障现象，如开路、断路、电位的变化不正确或某些信号不合理时，将设定相应的故障码（即以一定的代码表示相应的信号故障）。在某些车型上同时还会点亮故障指示灯，以提示驾驶人员控制系统检查到故障，应尽快进厂维修（但有些车型没有故障指示灯）。在对这些车型进行维修时，检测人员可利用相应仪器或一定触发方式读取电脑所存储的故障码，从而为维修作业提供了进一步检查的方向。但由于此时的电脑也只能向维修人员提供故障码，因此在其后开发的电脑除了上述功能外逐渐采用了数据流概念。即利用仪器可从该数据流中读取故障码、运行的数据参数和执行双向指令（即通过仪器可向控制系统发出指令，驱动某些器件工作以便动态地检查这些器件，如喷油器和电磁阀的好坏以及向电脑写入某些控制所需的设定值）。以上这几代系统被统称为OBD-I系统。在1994至1995年，美国汽车工程师协会（SAE）为进一步推行更加严格的排放法规和加强I/M（检查/维护）制度，要求从1996年起，所有在美国生产的汽车和所有进口到美国的其他各国生产的汽车均需采用OBD-系统。这就是我们所说的第2代随车诊断系统。在该系统中，SAE对诊断口的位置、诊断口的样式和插脚、故障码的编排和分类以及7个诊断模式做了详细的规定。该系统目前已被世界上绝大多数汽车生产厂家所采用。在OBD-系统中除了OBD-I的功能以外，还添加了如下功能：（1）添加故障灯MIL的闪动故障码功能（在OBD-I中有些车无此功能）。（2）不仅监测控制功能和器件是否损坏，而且还要监测与排放值相关的数据值。（3）被称为“冻结帧”的功能，指可存储故障发生时的运转状态。（4）故障存储器的内容可借助诊断检测仪器读出以取代闪动故障码。OBD-系统按下述标准定义：（1）SAE J 1850或ISO 9142-2有关通讯内容。（2）SAE J 1962有关诊断接头。该诊断接头通常安装在仪表台下，转向柱和汽车中心线之间。接头有16针，分配如下：7和15针是数据传输，符合DIN ISO 9141-2；2和10针是数据传输，符合SAE J 1962；1、3、6、8、9、11114针未做规定，厂家可自定仪；4针是车身地线；5针是信号地线；16针是蓄电池正极。注：2和10，7和15规定传输与排放相关的控制单元信息。但有些厂家也将其他控制系统的K或L线也连接在这些针上（当然也有连接在其他针的，如1、6、8、9、13等）。（3）SAE J 1978有关检测仪器（OBD-的扫描工具）。（4）SAE J 1979通讯协议内容（模式1至模式7）。在SAE J 1979标准中分别规定了每个诊断模式的运行和数据格式，共有7个：模式1 从系统中读取诊断数据，包括：模拟输入和输出信号（如某些特殊信号）；数字输入和输出信号（如怠速开关）；系统状况的信息（如变速器类型、是否装有空调等）；计算结果（如喷油脉冲宽度）。模式2 读出故障发生时的状态（冻结帧），如发动机转速=850r/min，油温=83等。包括：模拟输入和输出信号；数字输入和输出信号；系统状况的信息；计算结果。模式3 读取故障存储信息。在模式3，仅读取与尾气排放有关的并已被确定的（硬）故障码。模式4 清除存储的故障码和重新设定伴随的信息。模式5 显示检测值和该输入传感器的极限。模式6 显示未被连续监测的系统的测量值。模式7 读取存储的故障码。在模式7，可读取偶然发生的，尚未确定的（软）故障码。（5）SAE J 1930标准化的器件和系统名称。（6）SAE J 2012对故障码的显示文本结构和格式。故障码包括5位数字，如P0283。每一位含义见表6-1。表6-1位数可能显示的内容定义1B车身（Body）C底盘（Chassis）P动力总成（Powertrain）U未定义的其他系统（Undefined），有些厂家规定为网络系统的内容。20SAE定义检测的故障码1厂家定义检测的故障码2厂家定义检测的故障码3保留的故障码31有关燃油和空气的测量2有关燃油和空气的测量3点火系统4附加的排气控制5速度和怠速调节6电脑和输出信号7变速器4和501至99与故障相应的系统器件名称OBD-系统规定要连续监测下述器件：（1）燃烧状态；（2）催化转化器；（3）氧传感器；（4）二次空气系统；（5）燃油蒸发系统；（6）废气再循环系统（EGR）。上述系统的器件若出现故障，故障灯必须点亮。第二节 故障代码分析故障代码分析是在读取故障代码的基础上，结合其他检测结果对所读取的故障代码进行比较分析从而做出故障判断的一种方法。它是汽车电子控制系统故障诊断中最基本也是最简单的方法之一。故障代码分析的过程是对汽车控制电脑故障自诊断系统所纪录的故障代码进行读取、清除和鉴别分类的分析过程。通常故障代码分析是诊断汽车电子控制系统故障的第一步。故障代码（简称故障码）是汽车控制电脑的自诊断系统对检测出的故障点所记录下的相应编码（数字或字母）。一、故障的确认方法任何故障码的设定都具有其相应的设定条件，当自诊断系统检测到某一个或几个信号超出其设定条件（或范围）即故障时，将设定故障码。通常对故障的确认有以下几种方法。（一）值域判定法当控制电脑接收到的输入信号超出规定的数值范围时，自诊断系统就确认该输入信号出现故障。例如：某些车水温传感器设计成在正常使用温度范围-30120（或更高些）内，输出电压为.34.7V，所以当控制电脑检测出信号电压小于0.15V或大于4.85V时就判定水温传感器信号系统发生短路或断路故障。（二）时域判定法当控制电脑检测时发现某一输入信号在一定的时间内没有发生变化或变化没有达到预先规定的次数时，自诊断系统就确定该信号出现故障。例如：氧传感器在发动机达到正常温度且控制系统进入闭环后控制电脑检测不到氧传感器的输出信号超过一段时间，或者氧传感器信号在0.45V上下没有变化的情况已超过一定时间，自诊断系统就判定氧传感器信号系统出现故障。（三）功能判定法当控制电脑给执行器发出驱动指令后，检测相应传感器或反馈信号的输出参数变化，若输出信号没有按照程序规定的趋势变化，就确认执行器或电路出现故障。例如：在某些车上控制电脑发出开启废气再循环（EGR）阀命令后，检测进气压力传感器MAP输出信号是否有相应变化，用以确定EGR阀有无动作，若没有变化，则确认EGR阀及电路故障。有些车则采用EGR位置传感器（或其他传感器）来判断EGR的工作状态。（四）逻辑判定法控制电脑对两个或两个以上具有相互联系的的传感器进行数据比较，当发现两个传感器信号间的逻辑关系违反设定条件时，就断定其一或两者有故障。例如：控制电脑检测到发动机转速大于某个值时，节气门位置传感器输出信号小于某个值，则判定节气门位置传感器出现故障。例如在捷达车上，当节气门位置传感器信号有问题时，电脑比较在当时发动机转速下的空气流量信号与节气门位置信号，会给出空气流量传感器信号不合理的故障码，有时也会同时给出节气门位置信号的故障码。二、故障的分类当故障出现时故障现象也就产生了，但故障的出现有两种形式。一种是间歇性的故障，它的特点是时有时无；另一种是持续性的故障，它的特点是一旦发生就持续存在。在故障诊断中，间歇性故障被称为软故障（有些厂家称为延续或历史的故障），而持续性故障则被称为硬故障。间歇性故障可能重现，但它的发生常常没有规律可循，重现的时间长短也不确定。持续性故障则始终存在。因此持续性故障比较容易判断，而间歇性故障则难以判断。因为要重现间歇性故障产生的状态，有时很困难，可能需要很长时间来捕捉间歇性故障的重现或需要人为地创造可重现故障的条件，如加热、晃动等，同时又要有较好的设备来捕捉故障出现瞬间各种数据参数的变化才行。（一）故障和故障现象及故障码的关系有故障码存在，大多数情况下是确有故障，也会有不同程度的故障症状。如：空气流量计（MAF）的故障码，表明空气流量计信号有故障，而作为重要传感器的空气流量计信号出现故障，会产生比较明显的故障现象，如发动机加速不良，动力性下降，排放超标等。但有些故障的故障症状并不明显，如出现空气温度传感器的故障码，则表示空气温度传感器信号可能有短路或断路故障发生，但这个故障所带来的影响往往单凭驾驶感觉不一定能发现。而在某些情况下，有故障码却不一定有故障，这主要是因为：外界各种干扰源的干扰；检测人员的误操作；相关故障的影响；虚假的故障码等。在有些情况下，当有故障症状出现时，一定有故障，但不一定有故障码，因为故障码是由控制电脑的自诊断系统定义的，凡不受控制电脑约束的故障点，均无法定义故障码。例如：未被控制系统监测的机械性故障或参数数值漂移但又未超出设定条件的，自诊断系统就无法识别，但发动机会表现出工作不良的故障症状。另外，实际上一个控制系统在出厂时，设计人员只能按照设计要求，根据传感器和执行器及控制电脑可能出现的问题以及试制和实验过程中出现和各种故障对故障码进行标定，它没有也不可能包含了在实际运行中可能出现的所有故障。所以我们常讲有故障码不一定有故障，没有故障码不一定没有故障。不要以为能读得故障码，就可修好车，而没有故障码就一定没故障。表6-2 为故障和故障症状及故障码间的相互关系。故障故障症状故障码有明显有有明显没有有不明显有有不明显没有没有没有有在这里我们应该清楚，我们修理的是故障，而不是故障码，而故障码仅是对故障范围和特性所给出的一种提示。它是诊断的开始而不是诊断的最后结果。（二）故障码的读取与清除故障码的读取有两种方式，一种是人工方式，另一种是外接设备方式。人工读取方式既适用于早期随车诊断系统（OBD-I）的故障码读取，而外接设备方式既适用于第一代随车诊断系统也可用于第二代随车诊断系统（OBD-）的故障码读取。存储在控制电脑中的故障码也同样有两种方式来清除，一种是人工清除，另一种是自动清除，人工清除是按照一定步骤用人工或仪器来清除。故障码的自动清除则是在故障已经完全消除以后，在点火开关开-闭（ON-OFF）循环一定的次数（通常是5080次）以上且该故障未再次出现时，控制电脑将自动清除存储的故障码。人工清除可以清除所有的间歇性（软）故障的故障码和持续性（硬）故障码，而自动清除只能消除在一段时间内没有出现的间歇性故障的故障码和故障已经被排除的持续性故障的故障码。1.随车读取和清除方式随车读取和清除故障码是不使用任何外接仪器设备就可进行的方式。在这种方式下若要控制电脑的自诊断系统输出故障码，通常需要先给电脑一个触发信号，电脑接到此信号后，就开始显示故障码。因此可将各种不同汽车的故障码输出形式，按不同的触发方式和不同的显示方式来加以分类。任何一种车型故障码的读取，总是由一种触发方式和一种显示方式组成的。（1）故障码读取的触发方式。跨接诊断座中触发线。这种方式是故障码读取中使用最多的方式，根据要检测的系统用一根导线跨接诊断座中指定的插孔，即可完成自诊断系统的触发，如图6-1所示。图6-1 双孔跨线触发方式示意图用这种触发方式读取故障码的车型有：通用（GM）汽车； 丰田（TOYOTA）汽车；日产（NISSAN）汽车；本田（HONDA）汽车；五十铃（ISUZU）汽车；大发（DAINATSU）汽车；铃木（SUZUKI）汽车；大宇（DAEWOO）汽车。诊断座中触发线搭铁触发。这种方式也是故障码读取中比较常见的一种，而上述的两线触发中，其中有一根就是搭铁线，所以两线触发和一线搭铁触发本质上是一样的，如图6-2所示。图6-2 单孔搭铁触发方式示意图用这种触发方式读取故障码的车型有：通用（GM）汽车；福特（FORD）汽车；大发（DAIHATSU）汽车；铃木（SUZUKI）汽车；现代（HYUNDAI）汽车；绅宝（SAAB）汽车。外接LED灯（故障笔）触发。LED灯是由发光二极管和330电阻串接而成的故障笔，使用时将两线分别与诊断座中规定的插脚相接，即可达到显示故障码的目的。通常这种方式显示的故障码是自动连续输出的，按照LED灯的显示即可读取故障码，如图6-3所示。图6-3 LED灯触发方式示意图用这种方式触发读取故障码的车型有：现代（HYUNDAI）汽车；三菱（MITSUBISHI）汽车；奔驰（Benz）。点火开关触发。在规定时间内将点火开关连续开-关-开-关-开后（三次），自诊断系统便被触发输出故障码。这种方式仅用于克莱斯勒（CHRYSLER）汽车。插保险丝触发。在保险盒内或诊断座上专用的保险插座上，插上保险丝即可触发自诊断系统输出故障码。用这种方式触发读取故障码的车型有：铃木（SUZUKI）汽车；奥迪/大众（Audi/VW）汽车。加速踏板触发在5s内将加速踏板踩下并放开5次，即可触发自诊断系统输出故障码。这种方式仅用于宝马（BMW）的一部分汽车。旋转电位计触发。将控制电脑上的电位计按顺时或逆时针方向旋转，并按照一定的程序操作，自诊断系统就触发输出故障码。这种方式仅用于日产（NISSAN）汽车。自动触发。打开点火开关故障码自动显示，这种方式仅用于部分宝马（BMW）汽车；用汽车万用表的百分比挡直接读出故障码（百分比输出），这种方式仅用于部分奔驰（BENZ）汽车。以上两种方式都是自动进入故障码输出的实例。按钮触发。按规定按下按钮后故障码就开始显示。用这种方式触发读取故障码的车型有：奔驰（BENZ）汽车（美规车）；通用（GM）卡迪拉克汽车；沃尔沃（VOLVO）汽车。（2）故障码读取显示方法。检查发动机灯（CHECK ENGINE）。这里讲的是发动机，当然不同系统如ABS、AIRBAG等均有自己相应的故障指示灯。检查发动机灯安装在仪表板上，图6-4为常见的几种类型。图6-4 检查发动机灯类型打开点火开关，检查发动机灯应点亮，起动发动机后几秒钟灯应自动熄灭，当故障出现后，检查发动机灯可能出现：a.检查发动机灯持续点亮； b.检查发动机灯亮一段时间后当工况发生变化又自动熄灭；c.发动机运转时，检查发动机灯亮；当熄火后再次起动发动机，发动机检查灯熄灭；d.故障灯连续闪动（发动机运转时）。读取故障码时是首先在诊断座上跨接触发自诊断系统后，利用仪表板上的检查发动机灯闪烁故障码。外接LED灯（故障笔）。LED灯即发光二极管，其电路连接如图6-5所示。图6-5 LED灯内部电路图故障码笔是由双LED发光二极管组成的专用的故障码阅读笔，它可以方便地从诊断座上读取故障码，如图6-6所示。使用时可将其红色夹子接到蓄电池正极，探针插到诊断孔上，即可以从绿色LED灯上读出故障闪烁码。图6-6 故障码笔电路图常见的外接LED灯的连接方式有两种，如图6-3所示。内部LED灯。内部LED灯有两种安装部位（如图6-7所示）。一种装在诊断座上，如沃尔沃（VOLVO）汽车和奔驰（BENZ）汽车；还有一种是装在电脑板上的，如日产（NISSAN）汽车和本田（HONDA）汽车。图6-7 内部LED灯位置图百分比（%）输出。利用百分表在9针诊断座的第3针输出口，读取百分比（%）值，是奔驰汽车专用的读取故障码的方式，如图6-8所示。图6-8 百分比读取连接图直接在仪表板上显示美国通用（GM）汽车公司卡迪拉克汽车可以用空调系统的控制面板显示故障码，如图6-9所示。图6-9 卡迪拉克仪表板显示方式故障码30（3）故障码灯的闪烁方式。当用发动机检查灯或LED灯读取故障码时，应注意故障码的闪动方式，通常故障灯的闪烁方式可以分为以下几种：单灯闪烁方式。只用一支检查灯或LED灯的闪烁方式可分为：a.一位码闪烁有时也称为直接计数方式，即每次闪烁等宽的脉冲信号，以脉冲的个数计为故障码，如图6-10所示。b.两位码闪烁。闪烁时分为十位码和个位码，十位码闪烁的时间长，个位码闪烁的时间短，如图6-11所示（故障码是23）。此种方式最为常见，使用的车型最多。图6-10 一位码显示方式 图6-11 两位码显示方式c.多位码闪烁。多位码闪烁通常是等宽脉冲及等宽间隔的故障闪烁方式，如图6-12所示（故障码是323）。有些车型的多位码中加入前置码和指示码，如图6-13所示（故障码是423，前置码恒定为1，指示码8缸车为2，其他车为1）。图6-12 三位码显示方式 图6-13 多位码显示方式双灯闪烁方式。用两支LED灯来显示故障码，一支红色代表十位码，一支绿色代表个位码，两支LED灯交替闪烁，即可闪烁故障码（日产车型），如图6-14所示（故障码是23）。四灯显示方式。用四支LED灯组成的二进制四位显示板，每支LED灯亮时表示1，灭时表示0，四支LED灯分别代表1248。故障码等于四位二进制码之和，所以它可以表示从015共16个故障码，如图6-15所示（该方式常用于本田某些车型上）。图6-14 双灯显示方式 图6-15 二进制灯显示方式（4）故障码的清除方式。故障码的清除方式有3种：切断电源法：切断电源消除电脑中记忆的方式，具体步骤是：a.将蓄电池负极搭铁线拆下1030s以上或更长时间，这种方式适用于大多数车型。b.拆下电脑的电源保险。但切断电源法会同时清除电脑的自适应值或其他系统的记忆，如音响。触发程序法：按照触发的方式遵循规定的程序步骤操作，即可清除故障码（如丰田车清除AIRBAG系统的故障码）。利用仪器清除故障码，这是最常用并应首先采用的方式。（5）故障码的分类与鉴别。故障码分为间歇性故障码（或称软故障码）和当前故障码（或称硬故障码）两种。间歇性故障码是曾经发生过而当前却不存在的故障码，当前故障码是当前仍存在着的故障码。在通常情况下可按下述方法加以区别：首先读取全部故障码；清除所有故障码；试车（这里要强调的是，试车不是在起动后原地运转发动机，而是进行路试，对某些故障码，必须按设计要求进行规定的工况路试才行）；再读故障码。第二次读出的故障码是当前故障码。第一次读取时有，而第二次读取时没有的故障码则是间歇性故障码。2.外接设备方式外接设备方式是使用读码器、扫描仪和诊断仪或类拟工具（俗称解码器）进行故障码的读取与清除的。（1）读码器。读码器是各大汽车公司为各自生产的汽车专门设计的读取和清除故障码的专用工具。它将自诊断系统故障码的触发和显示功能集于一体，只需将连接插头插入诊断座，就可以从读码器中读取和清除故障码。读码器有两种显示方式，一种是用发光二极管显示闪码，另一种是直接显示故障码的编号。读码器通常用读码键触发读取故障码，用清除键清除故障码。读出的故障码还需要从维修手册中查找故障码的含义。（2）触码器。触码器是在读码器的功能上增加了故障码内容定义的显示功能，可用菜单方式进入读取故障码和清除故障码功能。触码器可以显示故障码的定义。所以触码器能够用不同文字直接显示故障码的含义，不必再从手册中去查找。（3）扫描仪和诊断仪。扫描仪和诊断仪也可以用于故障码的读取和清除，在读取和清除故障码的功能上与触码器完全相同，而扫描仪和诊断仪的其他更重要的功能将在数据分析一节中进一步阐述。（三）故障码的分析步骤在进行故障码分析时，建议按照以下步骤进行：（1）首先读取并纪录所有故障码；（2）清除所有的故障码；（3）确认故障码已被清除（在再次读取故障码时，应显示此时无故障码）；（4）模拟故障产生的条件进行路试以使故障重现；（5）再读取并纪录此时的故障码；（6）区分间歇性（软）故障码和当前（硬）故障码；（7）区分与故障症状相关的故障码和无关的故障码；（8）区分诸多故障码或相关故障码中的主要故障码（它可能是导致其他故障产生的原因）；（9）按照上述分析，进一步精确地检查测量故障码所代表的传感器、执行器或控制电脑及相关的电路状态，以便确定故障点发生的准确位置。以上（7）、（8）、（9）项的内容是故障码分析的重点，也是我们需要进一步检查的方向。在整个分析和检查的过程中，我们应明确非常重要的一点：整个控制系统是由许多子系统（各个传感器、执行器、电源及电脑中的各部分电路等）电路组成的，而每一个子系统电路是由传感器（或执行器）、插接头、线路和电脑内部的该子系统电路所组成。因此反映某个子系统故障的故障码所包含的内容不单是指该传感器（或执行器）出现故障，而是表示该子系统的信号出现不正常的现象，至于不正常的原因则可能出现在组成该子系统的任何一部分器件、接头、线路或电脑上。所以我们讲故障码仅为维修人员提供了进一步检测的大方向，而并不能也不是告诉我们究竟什么地方和什么东西出现故障。为真正确定是什么地方和什么东西的问题，还需要根据相应的技术资料（包括电路图、器件位置、标准值等），利用可能的检测手段进一步测量。这就是为什么不要以为读到故障码即可修好车的原因。第三节 数据分析数据参数分析是诊断电子控制系统故障的重要方法之一。数据参数是控制电脑对所控制的系统正运行的控制状态的数量表现形式。数据参数分析是运用各种测试手段对控制系统的各类相关数据参数进行综合分析过程。数据参数分析在测量结果显示方式上可分为数值显示和波形显示两种方式，在测量手段上又可以分为电脑通讯式测量和电路在线式测量以及元件模拟式测量三种。一、显示方式数值显示是对控制电脑串行数据参数的数字表示方式，它对开关量（或称为数字量或非连续性）参数可以精确地描述出状态的变化，但是对模拟量参数特别是高速变化的模拟量因串行输出的原因，只能间断地反映出某个数据参数值的变化，特别是当串行数据较多而刷新速率较慢时，波形显示是对数据参数的连续性图形表示方式，它对开关量和模拟量参数都可以精确描述，特别是对高速变化的模拟量可以准确形象地描述变化过程的全貌，有利于捕捉突变的信号变化（故障）。二、测量手段数据参数的测量手段是获取数据值的具体途径，常见的方式有电脑通讯式、电路在线测量式和元件模拟式三种。（一）电脑通讯式电脑通讯方式是通过控制系统在诊断插座中的数据通讯线将控制电脑的实时数据参数以串行的方式传送给诊断仪。之所以称其为数据流是因为数据的传输是像队伍排队一样一个一个通过通讯线流向诊断仪。在数据流中包括故障码的信息、控制电脑的实时运行参数、控制电脑与诊断仪之间的相互控制指令。诊断仪在接受到这些信号数据后，按照预定的通讯协议将其显示为相应的文字和数码，以使维修人员观察系统现在的运行状态并分析这些内容，发现其中不合理或不正确的信息，进行故障的诊断。电脑诊断仪有两种，一种称为扫描仪（scan tool），另一种称为专用诊断仪。1.扫描仪（SCAN TOOL）扫描仪的主要功能有：控制电脑版本的识别、故障码读取和清除、动态数据参数据显示、传感器和部分执行器的功能测试与调整、某些特殊参数的设定、维修资料及故障诊断提示及路试记录等。扫描仪可测试的车型较多，适应范围也较宽，因此被称为通用型仪器，但它与专用诊断仪相比，无法完成某些特殊功能。这也是大多数通用仪器的不足之处。2.专用诊断仪专用诊断仪是汽车生产厂家的专业测试仪，它除了具备扫描仪的各种功能外，还有参数修改、数据设定、防盗密码设定、更改等各种特殊功能。专用诊断仪是各汽车厂家自行或委托设计的专业测试仪器，它只适用于本厂家生产的车型。扫描仪和诊断仪的动态数据的显示功能不仅可以对控制系统的运行参数（最多可达到百种参数）进行数据分析，还可以观察电脑的动态控制过程，因此它具有从电脑内部分析控制过程的诊断功能。它是我们进行数据分析的主要手段。（二）在线测量方式电路在线式测量是通过对控制电脑电路的在线检测（主要指电脑的外部连接电路），将控制电脑各输入、输出端的电信号直接传送给电路分析仪的测量方式。电路分析仪器有两种，一种是汽车万用表，另一种是汽车示波器。1.汽车万用表汽车万用表是用数字或模拟显示的方式反映电路中电参数的动态变化的专业仪器，它能够对电路上的电参数进行间断式数字显示，是分析单条电路上电信号数值变化的基本仪表。同时汽车万用表还可以对电器元件进行单独测试，通过元件的静态参数测量确定其好坏。汽车万用表通常只有一个测量通道。2.汽车示波器汽车示波器是用波形显示的方式表现是电路中电参数的动态变化过程的专业仪器，它能够对电路上的电参数进行连续式图形显示，是分析复杂电路上电信号波形变化的专业仪器。汽车示波器通常有两个或两个以上的测试通道，它可以同时对多路电信号进行同步显示，具有高速动态分析各信号间相互关系的优点，通常汽车示波器设有测试菜单，使用时无需像普通示波器那样做繁琐的设定，只需点一下要测试的传感器或执行器的菜单就可以自动进入测量。电子存储示波器还具有连续记忆和重放功能，便于捕捉间歇性故障。同时也可通过一定的软件与PC机连接，将采集的数据进行存储、打印、再现。（三）元器件模拟方式元件模拟式测量是通过信号模拟器替代传感器向控制电脑输传送模拟的传感器信号，并对控制电脑的响应参数进行分析比较的测量方式。信号模拟器有两种，一种是单路信号模拟器，另一种是同步信号模拟器。1.单路信号模拟器单路信号模拟器是单一通道信号发生器，它只能输出一路信号，模拟一个传感器的动态变化信号。主要模拟信号有可变电压信号015V，可变交直流频率信号010kHz，可变电阻信号0200k。单路信号模拟器的功用有两个，一个是用对比式手段去判断被模拟的传感器的好坏，另一个是用可变模拟信号去动态分析电脑控制系统的响应，进而分析控制电脑及系统的工作情况。2.同步信号模拟器同步信号模拟器是两通道以上的信号发生器，它主要用于产生有相关逻辑关系的信号。如曲轴转角和凸轮轴传感器同步信号，用于模拟发动机运转工况，完成在发动机未转动的情况下对控制电脑进行动态响应数据分析的试验。同步信号模拟器的功用也有两个，即用对比方式比较传感器好坏，以及分析电脑控制系统的响应数据参数。三、数据分析方法数据分析方法有以下几种方法，即数值分析法、时间分析法、因果分析法、关联分析法、比较分析法等。（一）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、电脑读值与实际值的差异等。在控制系统运行时，控制模块将以一定的时间间隔不断接收各个传感器的输入信号和向各个执行器发出控制指令，对某些执行器的工作状态还根据相应传感器的反馈信号再加以修正。我们可通过诊断仪器读取这些信号参数的数值加以分析。如系统电压，在发动机未起动时，其值应约为当时的蓄电池电压，在起动后应约等于该车充电系统的电压，若出现不正常的数值，表示充电系统或发动机控制系统可能出现故障（因有些车型的充电系统是由发动机控制电脑控制的），有时甚至是电脑内部的电源部分出现故障。又如在进行ABS系统的测试时，应注意观察四轮的轮速信号值（对四轮ABS系统），在未施加制动时，四轮轮速在正常情况下应基本一致（除非四个轮在某一时刻行驶在不同附着系数的路面上），在旋加制动但ABS功能尚未起作用时，四轮轮速会出现不一致，而一旦ABS功能起作用，四轮轮速将趋于一致，否则表示制动系统或控制系统可能存在故障。在某些前驱动的车型上，若因半轴外鼠笼损坏更换时，可能未对新鼠笼上的ABS信号发生器齿环的齿数和齿环直径进行测量，安装后轮速信号始终错误，ABS故障灯将点亮，故障码提示轮速错误，但在观察时又有轮速信号，这时应注意各个轮速信号的频率或是电压，在有些系统中可直接读到轮速值。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（取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速，当然也无法计算进气量和进行点火及喷油的控制。又如某些车型冷却风扇的控制不是采用安装在散热器上的温控开关，而是发动机控制电脑接收冷却液温度传感器的电压信号，判断冷却液的温度变化，当达到规定的温度点时，电脑将控制风扇继电器接通，使风扇工作。如一辆克莱斯勒汽车，发动机起动时间不长，冷却风扇即工作，此时凭手感只有4050，有的人因无法找到真正的故障原因，只得改动风扇的控制电路，用一个手动开关人工控制。根据该车的电路图，可确定该车的风扇是由电脑控制的，故接上检测仪，没有故障码存在，但在观察数据时发现，电脑读取的冷却液温度为115。根据该车的设计，发动机电动冷却风扇的工作点为102105，停止点为9698。所以可以判断电脑对风扇的控制电路是正常的，问题在于电脑得到的温度信号是不正确的，这可能是由于冷却液温度传感器、线束接头或电脑本身有故障。经检查发现传感器的阻值不正确，更换后一切正常。有人会问，为什么没有故障码呢？这是因为该车在故障码的设定中，只规定了开路（读值一般为-35以上）和短路（读值一般为120以上）状态，并不能判断传感器温度值是否反映实际温度值，当然也就无法给出故障码了。从此例中可看出，应注意测量值和实际值的关系，对一个确定的物理量，不论是通过诊断仪或直接测量得到的值到的值与实际值应差异不大（因测量手段不同），否则就可能是测量值有问题了。（二）时间分析法时间分析是对数据变化的频率和变化周期的分析。电脑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度，以获得最佳的控制效果。如氧传感器的信号，不仅要求有信号电压和电压的变化，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（如某些车要求大于610次/10s），当小于此值时，就会产生故障码，表示氧传感器响应过慢。有了故障码的故障是比较好解决的。但当次数并未超过限定值，而又已经反应迟缓时，并不会产生故障码。此时如仔细体会，可能会感到一些故障症状。我们应接上仪器观察氧传感器的数据（包括信号电压和在0.45V上下的变化状态以判断传感器的好坏）。比如奥迪车，当氧传感器的响应迟缓时，往往在16001800r/min之间出现转速自动波动（加速踏板不动）约100200r/min，甚至影响加速性。这往往是由于氧传感器响应迟缓，导致空燃比变化过大，造成转速的波动。还有对采用OBD-系统的车，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，否则可能催化转化器的转化效率已减低了。又如奥迪车的机油压力警报系统采用高低压报警。其规定在怠速时，当低压传感器（通常安装在缸盖后侧）处的压力小于30kPa时要报警，而在（200050）r/min时，主油道压力（传感器安装在机滤处）低于180kPa时高压要报警。有一个车却在怠速时，高压报警。经检查是转速信号错误。更换点火模块后，系统正常。因为报警控制系统是从点火模块处获得转速信号的，当在怠速时，实际转速为（80050）r/min，而报警系统得到的转速信号却已接近2000r/min，可这时的机油压力不会达到180kPa以上，自然会报警了。（三）因果分析法因果分析是对相互联系的数据间响应情况和相应速度的分析。在各个系统的控制中，许多参数之间有因果关系的。如电脑得到一个输入，肯定要根据此输入给出下一个输出。在认为某个过程有问题时，可以将这些参数连贯起来观察，以判断故障出现在何处。如在自动空调系统中，通常当按下空调选择开关后，该开关并不是直接接通空调压缩机离合器，而是该开关信号作为空调请求或空调选择信号被传送给发动机控制电脑，发动机电脑接收到此信号后，检查是否已满足设定的条件，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，空调请求（选择）、空调允许、空调继电器等参数的状态变化，以判断故障点。又如现在许多车上都装有EGR（废气再循环）系统，该排放装置的作用主要是降低NOX（氮氧化物）。通常电脑是根据反馈传感器（如EGR温度传感器、EGR位置传感器、DFPE传感器或其他传感器等）来判断EGR阀的工作状态。当有EGR系统未工作的故障码出现时，我们应首先在相应工况下观察电脑对EGR控制电磁阀的输出指令和反馈传感器的值，若无控制输出，可能工况条件不满足或电脑有故障。若反馈值没有变化，则可能是传感器、线路或EGR阀（包括废气通道）有问题。此时可直接在EGR阀上施加一定的真空（发动机在怠速时），发动机出现明显抖动或熄火，则说明EGR阀本身和废气通道无问题，故障可能在传感器、线路或电脑上，应检查找电路。若无明显抖动，则可能是EGR阀或废气通道有问题，属于常规机械故障。（四）关联分析法关联分析是对互为关联的数据间存在的比例关系和对应关系的分析（指几个参数之间逻辑关系）。电脑有时对故障的判断是根据几个相关传感器信号的比较，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。此时一定不要轻易地断定是该传感器不良，而要根据它们之间的相互关系作进一步的检测，以得到正确的结论。如韩国大宇某些车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。而若你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，更换分电器中的转速传感器后，故障排除。故障原因是电脑在接收到此时不正确的转速信号后，并不能判断出转速信号是否正确（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。又如一辆捷达车，在检查时给出空气流量计信号不合理，若简单地更换空气流量计就可能导致错误的修理。此时应想一想，为什么没给出空气流量计开路或短路（与地或B+）的故障，而是指出不合理呢？那么这个不合理是相对于哪几个传感器信号而言呢？实际上电脑是根据发动机转速、节气门位置信号与空气流量计信号的比较来确定的。在进一步的检查中发现节气门位置传感器的最大和最小学习值与规定值不符，且无法正确完成基本设定（始终输出错误信号），故基本确定是节气门位置传感器故障。更换节气门体总成并进行基本设定后，故障排除。（五）比较分析法比较分析是对相同车种及系统在相同条件下的相同数据组进行的对比分析。在很多时候，我们没有足够的技术资料和详尽的标准数据，无法很准确地断定某个器件的好坏。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，很多人会使用替换实验进行判断，这也是一种简单的方法，但在进行时，注意应首先做一定的基本诊断，在基本确定故障趋势后，再替换被怀疑有问题的器件，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。再一个要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准则。如有一辆切诺基，客户反映该车在时速100km左右时，有后坐和闯车的感觉。经初步检查，未发现明显故障（也无故障码）。为重现此故障症状，在底盘测功机上模拟路试。同时接上电脑检测仪和点火示波器。当症状出现时，发现次级的点火击穿电压明显高于其他同类车（此车该电压约20kV以上，正常的约610kV）。并且症状不仅在车速100km/h时有，而是只要发动机转速在26002800r/min左右就十分明，且此时的尾气中HC排放明显示增高并波动。初步诊断为由于次级点火击穿电压过高造成失火而致。而影响击穿电压的因素主要有火花塞的间隙、高压线的阻值、分火头与分电器盖电极间的间隙、混合气过稀、气缸压缩比等原因。在进一步的检查中仍未发现明显故障点。只是感觉分火头的位置稍提前了一点，但在静态状态下，其指向还基本对着一缸点火位置。我们考虑到这时静态，又是在一缸上止点，即点火这时已经完成了，那么在动态，又在发动机转速2600r/min以上时，实际点火时间还有较大提前，这时分火头与分电器盖相对电极间的间隙会更大，从而导致上述故障症状的出现。拆下分电器检查，发现分电器从动小齿轮与分电器轴的相对位置发生改变（销子变形），修复后，故障消除。这里有人会问，为什么在怠速和低转速低负荷下没症状呢？这主要是在低转速下，点火提前角不大，因而分火头与分电器盖的间隙也未变得过大，且发动机此时的负荷较小，工质的密度（压缩后）对点火击穿电压的影响还不够大而已。四、数据分析的一般步骤1.有故障码时在进行故障码分析并确认有故障码存在时，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值，并经过认真的分析，才有可能得出准确的判断。本书提出了综合诊断技术的概念，但在这里只讲了其中两部分内容，即故障码的分析和数据分析，另外三部分（点火分析、尾气分析和压力及真空波形的分析）因已在其他书中对其作过较详细的论述，这里就不再重复了。第四节 综合诊断技术的运用实例（一）综合诊断示例1车型：奥迪100 V6 2.6L故障症状：发动机严重抖动，加速无力，排气味呛人。客户陈述：该车由于使用年限过长，在更换发动机中段后一直出现此症状，经该地修理厂多次检修均未解决。综合检测结果：（1）用VAG1552诊断仪对发动机控制系统进行检测，存在故障码，指出右侧燃油自适应修正已达极限。（2）用VAG1552诊断仪对发动机控制系统进行数据读取，发现左右两侧的燃油修正系数相差过大，左侧为0-3.8%，而右侧为10%12.9%。（3）用FSA560发动机综合分析仪检查点火系统并进行缸压分析，发现3缸点火波形的击穿电压较低，且该缸缸压偏低（因缸压相差过大也会导致发动机抖动）。（4）用FSA560发动机综合分析仪检查尾气，发现（CO）为0.9%至1.3%，而（HC）高达280010-6290010-6。对检测结果的分析：（1）根据检测（1）和（2）的结果，可认为右侧混合气过稀，控制电脑对右侧燃油系统进行连续加浓且已达到修正极限。但为判断是否由于右侧气缸氧传感器的信号导致这种结果，先检测左右两侧的氧传感器信号及其对空燃比变化的反映和控制电脑对此变化的响应的能力。为此可人为制动混合气过浓和过稀的状态，发现氧传感器和控制电脑功能均正常。因此可认为应是控制系统以外的原因导致的。（2）根据检测（3）和（4）的结果，点火波形基本正常，可认为点火系统正常，但（HC）过高则表示失火，因此可认为这种失火很可能是由于混合气过稀，超出着火界限所致。但从尾气中的（CO）值看，实际混合气并不过稀，因此判断很可能是进气系统漏气所致。（3）进行实际气缸压力的测量：发现3缸压力比其他缸低约100kPa。修理方案及拆解结果：（1）分层逐步拆解，以发现故障点并减少不必要的工作。（2）在拆解到进气歧管时发现进气歧管密封垫的实际压合面只有1mm左右（应至少为45mm），其原因是进气歧管的安装面为V形，在先安装密封垫后，再安装进气歧管时，由于不小心，使该垫下滑，减小了密封带，导致严重的漏气，即使燃油修正已到极限仍无法完全补偿。（3）3缸压力偏低是机械原因所致。提示，在此故障示例中，我们根据具体的故障症状，使用了故障码的分析、点火波形的分析和尾气的分析。并在此检测的基础上，运用以前所讲过的原理知识，得出符合实际的诊断结果，从而较快地排除了故障。应当指出的是：根据认识的规律，一个正确的判断（或叫认识）并非每次都是可一次完成的，有时常常需要多次反复才可能得到。因此在得出一个判断后，不要认为自己的判断就肯定是正确的，而应在进一步的检测和拆检过程中，不断验证和修改自己的判断。特别是当发现症状或拆检结果与自己的判断不符时，应及时考虑是否有遗漏的检测，或自己的检测的手段或方法