河南省焦作市交通技工学校 崔清民
摘要：本文介绍了解码器的优缺点，概述了汽车电脑的工作状态，阐述了解码器在诊断中的应用。
关键词：解码器、数据流、诊断卡
解码器是与汽车电脑直接进行交流的测试仪器。通过正确连接，维修人员可以利用它监测电脑的工作。解码器的功能因其设计和价格而异。最新型的解码器能提供大量有价值的诊断信息，这些信息为维修人员快速解决故障提供了直观的检测，是其他方法很难或根本无法获得的。
一、解码器的优缺点
1、解码器的优点
通常在完成第一章所描述的基本系统检查之后，才使用解码器进行测试。因为解码器不能替代燃油压力计或点火测试器，也不能用他们来检查气缸压缩比。但解码器在很多诊断测试中都是必不可少的工具，如检查驾驶稳定性故障、查找排放问题及间歇性故障的原因以及对电控系统进行检查。
解码器可以向修理人员提供如下内容：1）获取故障代码（DTC）的一种方便而可靠的方法；2）读取汽车诊断数据流；3）行车时监测现场诊断数据；4）路试诊断数据流记录；5）自诊断功能和可编入动力控制模式（PCM）程序的一些特殊功能。
对于一些汽车，可以通过故障指示灯（MIL）闪亮次数、指针式电压表指针的摆动或示波器的波形来获取故障代码的信息，但这些方法并不可靠而且很是费时，从解码器显示屏上读出故障代码则方便和准确得多。另外，一些车上的诊断系统不通过MIL的闪烁显示故障代码，解码器是读码的惟一工具。除非能获得生产厂家专门的诊断设备，通常使用解码器是取得汽车诊断数据的唯一方法。您可以只用一数据，就有机会查出间歇性故障。大多数解码器都可以在行车时记录数据，并回到维修厂重放数据进行详细的研究分析。
在某些情况下，解码器还可用于控制PCM电脑的某些功能。利用这一点可以控制某些执行器动作，进行动态测试，如进行喷油嘴平衡试验，为调整怠速而调节怠速电动机，或为测试油压使油泵工作等。这些特殊测试的数量和种类取决于车辆的生产厂家和车上所安装的系统。
2、解码器的缺点
解码器不能自己思考或进行故障诊断，因此最重要的是要了解所修系统的工作和测试程序，以正确地理解解码器所提供的信息。还要注意的是在某些条件下，解码器可能会显示错误的信息，而且并不是从所有的车上都能取得PCM电脑数据信息。
解码器在检查单独的输入和输出回路时，会告诉您回路或零件是否作用正常。它可以帮助您查出具体故障，但找出故障的根源还要靠传统的电子和机械检查方法。
利用解码器进行检查时，很容易出现对DTC故障代码的不理解或误解。修理人员读到传感器失效的故障代码时，更换传感器，这样可能会使症状暂时消失，却没有从根本上排除故障。举个例子，让我们看一下OBD-II故障代码P0130，这个代码表示氧传感器（O2S）失效，但它并非说明传感器本身损坏了。P0130实际上上表示：PCM检测出氧传感器产生的电压信号过低或过高，或氧传感器未能正确对喷油嘴的脉动作出反应，这可能是线路故障的结果。用DMM万用表、示波器或其他系统的诊断设备进行进一步测试，则可以知道故障是在连接传感器的线路、电源、搭铁装置、PCM或是在传感器本身。
从解码器中获得的数据信息并不总是很可靠。要注意解码器显示的系列数据会受PCM的影响。由于线路错误、PCM内部或共用搭铁问题，PCM可能回替换数值而使真实的数值改变。当驾驶稳定性故障症状与故障代码不符时，则需用其他的测试设备来证实所读的故障代码是否正确。
有些系统PCM认为所收到的信息有错误时，会自动更换这些有错的数值，在解码器上显示出替代后的值。只有充分了解所检修的系统，才能识别出这些值，并设法取得原有的真实数值。
在检查非PCM控制部分的故障时，解码器并不是很有用。这些部分的故障包括很多机械或电路问题，如气缸压缩比不够、充电系统效率低或失效、真空密封不好或火花塞积炭以及大多数喷油系统、排放系统或点火系统的问题。虽然获知了不点火的原因或转换器故障的原因。所以用解码器开始故障诊断之前，通常要先进行第一章所介绍的基本机械检查。
当汽车无法提供数据或数据无法取出时，解码器就无法发挥作用，除非这个解码器配有DMM电表、示波器或其他测试设备。数据能否产生和取出很大程度上取决于生产厂家和汽车型号（即使同一系列也会因型号而不同）。从80年代后期开始，美国产的大多数汽车都装备了解码系统。但不同的厂家采用的扎软件插卡和诊断接口。很多亚洲车，虽然有数据记录功能，但直到最近才提供取出方法。目前，大多数的解码器制造厂商都添加了这些车的软件卡。1996年，英国要求所有售往美国的车都能利用通用解码器（GST）取出数据。
二、电脑与解码器的通讯
任何电脑系统都具备四个基本功能：输入、处理、存储和输出。电脑将输入的电压等模拟信号转换为代表数字组合的其他数字信号。这些数字代表传感器测得的信息，包括温度、速度、距离、位置、压力及发动机和汽车工作的其他性能。
电脑处理电压信号时，先计算出信号所代表的数字，然后将输出指令送给控制发动机和汽车运行的各执行器。另外，电脑存储处理过的信息和自身发出的操作指令，以及在操作过程中产生的故障代码。
三、系列数据流
将解码器连接到诊断数据接口（DLC）上，即可以监测到所选的传感器输出信号和PCM产生并输送到执行器的输出指令。监测到的信号都以诊断数据参数或仅以参数的形式出现，参数以系列为单位输送，所以数据也以系列传送。一个参数列被称为参数系，整个PCM还传送保存在存储器中的DTC记录。
数据系的长度或对应参数的数目，因生产厂家、年份、型号、发动机、燃油系统、点火系统、排放净化设备和在解码器上选定的数据流的不同而不同。
早期的化油器式发动机除了诊断故障代码以外只能在数据流中传送12-18个参数，而最新的燃油喷射式发动机则可以输送60个以上的参数。输送的故障代码也比以前的要长。
使用解码器时需理解的一个重点就是数据传送的波特率。波特率是每秒通过的数字式数据的字节或高低电压信号的度量单位，它说明了两机器相互交换信息的速度，并决定了解码器对PCM反应的快慢及屏幕上数据读数变化的速率。波特率是车上电脑的性能，而并非解码器的性能。大多数的解码器都可以马上接收到汽车传送过来的数据。同一台解码器，用语低波特率的PCM时读数显示的变化则比用于高波特率PCM时要慢。
早期美国通用汽车公司采用160bps的低速PCM作为控制系统。这意味着PCM以每秒160B的速度将数据传送给解码器，传送整个数据流要用1.2秒钟。通用汽车的新控制系统以8192bps的速率传送数据，在200-300毫秒内就可输出一条比原来还长的数据流，也就是每秒可以完成4-5次输送。克莱斯勒晚期型号的控制系统已经达到最快速率，其PCM可以62500bps的速率与解码器进行数据交换，仅11ms就能输送完整条数据流。
四、数据流的获取
1、 发动机静态（KOEO）时的测试
2、发动机运行(KOER)时的测试
解码器可以从通用汽车公司1980年以后的大多数车上取出数据流并获得故障代码.但也有一些车没有配置解码器的接口,还有些由于生产的数量太少而无法取得此类车的解码器软件插卡.通用汽车的新型车则通过位于乘客室的OBD-II故障代码接口来传送信息.
解码器可以从1983年以后的大多数克莱斯勒车上获取的电控系统方面的诊断信息则很少,尤其是化油器式的车,所有1986年及新型的克莱斯勒车都在乘客室设有一个16片脚的故障代码接口。
福特公司从1981年就开始采用一种与其他车不同的故障代码取出方法。其PCM设置了一个自测程序，技术人员可用解码器来起动此程序。自策过程中，PCM触发系统元件并监测元件的反应。若反应不正常则产生故障代码。上图显示了自测说在发动机不起动（静态）及发动机起动（动态）两种状态下的程序步骤。虽然不能取出数据流，但解码器可以显示自测程序得出的故障及可用解码器取出的数据流。对于早一些的型号，数据流是通过与进行自检相同的底盘下的诊断接口取得的，而晚期的福特汽车则通过乘客室的OBD-II故障代码接口将信息传送给解码器。
从80年代中期起，大多数的亚洲车都可取得数据流和故障代码信息，而欧洲的电控系统只能用OBD-II的近期型号解码器查取故障代码。
五、辨识数据流
数据流中包含了大量的信息，需要对数据参数进行整理，使之形成解码器显示的形式。整理时将传感器和开关的数据信息依据对故障的重要性来排序。下边是用解码器来诊断驾驶稳定性故障说应采取的典型步骤。
1）在不起动发动机的情况下使火花塞点火，分析数据流；
2）从存储器中取出并记录故障代码，作为参考；
3）起动发动机，研究数据流。
其中第一步是关键。发动机不起动时，断开或连通电路都会在数据流中很明显的反映出来。点火开关打开时，断开或连同电路会使传感器的读数达到最大或最小值。而且，一旦发动机起动后，电脑将会用一个缺省的数值来替代有故障回路的信号，且这个数值也会在解码器中显示出来。
下一步，读取故障代码，进一步了解出故障的回路。由于故障代码可能会从PCM的记忆芯片上抹掉，所以在开始读到故障代码时，就要把他们记录下来。这是初步的故障代码检查，本章稍后还将详细介绍数据流的分析和故障代码的故障识别。
六、数据排序
当分析小、数据参数并试图找出不正常的读数或活动时，最重要的是将数据进行排序。虽然大多数的数据看上去都与症状有关,但对大多数驾驶性能故障影响最大的因素上燃油分配和点火控制,这些因素可以分为运转速度、工作温度、发动机负荷和驾驶者的指令四类。
发动机速度（RPM）参数靠分电盘或曲轴位置传感器（CKP）提供，在一些系统中还会有凸轮轴位置传感器（CMP）参数。工作温度信息由发动机水温（ECT）和进气温度（IAT）传感器提供。测量发动机的负荷有很多方法，可以检查进气歧管绝对压力（MAP）、空气流量（MAF）、叶片式空气流量（VAF）或真空传感器信号。节气门位置（TP）传感器是检查驾驶者指令的唯一装置。
就诊断而言，数据流中最主要的参数是氧传感器。由于氧传感器的电压随空燃比的变化而变化，所以可用来检查加油和排放控制系统的工作是否正常，检查PCM对发动机工作条件反应是否灵敏。氧传感器参数通常都排在第一位。
在诊断排放故障时，除了上述参数，也可看一下检测排放控制的其他传感器参数，如：EGR阀位置（EVP）、EGR压力反馈（PFE）、炭罐（EVAP）、空气控制或开关阀。
除了输入信号，还可以检查一下数据流中的输出参数。系统输出端的活动可以用来观察PCM是否能对输入信号作出适当的反应。输出信号通常可分为油门控制、点火提前、怠速调整和排放控制四类。
油门控制信息在数据流中表示为：混合控制电磁阀、喷油嘴脉冲宽度、长效和短效修正的参数，通常以曲轴的转动角度来表示。怠速调整则用怠速空气控制（IAC）电动机位置的参数来表示，而信息的显示方式则因生产厂家而异。排放控制设备因厂家和型号而异，但大多数靠一个开关电磁阀来控制，其状态由数据流上的一个参数表示。
七、数据记录
解码器最有用的功能之一就是它可以在路试中记录数据流读数，并可以重放以进行详细的分析。依靠解码器和车上系统，可以获得多达150组的数据记录。
进行数据记录时，先将解码器连接到车上，设置好解码器使之进入记录准备状态，然后取出数据流。接着在维修厂中开动汽车或行驶到路上以使症状产生，当故障发生时，按下按钮则记录开始。有些解码器还可以有编程，当任意某个故障代码产生时，则自动开始记录。解码器设置有专门的程序，即使发现症状与实际按下记录按钮有一段时间差，它也可以记录下按按钮前的一个故障代码。
一旦解码器设置为记录状态时，它就可以在检测数据流的过程中将参数的活动记录在内部记忆缓冲存储器中。存储器可以记录的信息数量因解码器而异，但大多数可以达到100组数据。起动记录状态时，解码器会将存储器以前的信息与当前数据流的新信息结合起来，组成记录。发生在起动点前的数据占存储器上取出数据的75%-80%。
当从解码器存储器中取出记录并重放时，数据看上去都象当前数据流。但屏幕上通常会出现一个序号，通过序号就可以知道所看到的数据在记录中的位置。序号0表示的是记录起动点，起动点前序号为负，以后序号为正。您可以分析传感器的数据和任意故障代码记录，以找出间歇性故障的原因，也可以先对显示的信息进行整理，将各种参数排序并比较不同的数据。
八、诊断软件插卡
诊断软件插卡，如SNAP-ON公司的MT2500电脑扫描仪，可提供屏幕帮助，使您更快地识别故障原因并进行修理。这些插卡包括整理的诊断帮助信息和故障代码问题、驾驶性能症状及不起动的原因等方面的权威性的意见和建议。VETRONIX公司将联机帮助信息编入MASTERTECH的程序可用一台个人电脑实现联机。
这些信息按生产厂家设定的诊断流程顺序编排，有助于迅速的解决问题，不会漏掉任何步骤。由于解码工具直接在屏幕上显示这些信息，所以无须在查找修理手册。
诊断软件中包含大量直接从修理厂家发行的技术维修通报（TSB）中摘出的参考信息，维修手册中则没有这些信息。且软件比起维修手册要便于携带。另外，一些软件插卡可以暂时放下检修程序以进行必要的线路和元件测试，然后可以直接回到离开时程序所处的诊断步骤，无须退出程序。一些软件甚至还可以指导一步一步的进行测试。
九、个人电脑兼容性
解码器的大小限制了一次可以查到的数据流的数量。由于解码器可以显示的数据列数量有限，必须滚动翻阅信息，以得到整个数据列的完整图形。但用一条接线缆，就可以将解码器连到个人电脑的监视器上，在PC屏幕上显示出数据。由于监视器可以由解码器驱动，通常不需要专门的软件。在监视器上显示的信息与解码器上的相同，但可以一次看到所有或或大多数的数据流。
十、计算机软件程序
现在已经可以能将解码器数据转换为个人电脑数据库的软件程序，如Vetronix Techview、SNAP-ON的SCAN GRAFIX。这些软件携带方便，可以显示现场解码器数据，将现场数据存到数据库中，以便在需要时调出，还可以将解码器存储器上以前记录下来的数据存储到电脑中。
大多数程序以文字文件或图表文件的方式显示数据。在文字格式中,数据参数以数值显示,与解码器中一样,且每列数据都集中在一栏中,可以上下滚动页面以查看一个系列内的整列参数,也可以整页滚动以查看不同数据流.在图表格式中，显示出参数值随时间变化图形。您可以在短时间内浏览多达100个系列的参数活动，检查有无异常。图上还会显示光标位置处系列的实际参数值。
十一、故障代码分析
DTC故障代码通常可以分为硬故障代码和软故障代码，也称为即时性故障代码与历史性故障代码，虽然一些厂家可能会用不同的术语来表示DTC的种类，但其基本形式为以上两种。
硬性故障代码代表测试时发现的故障并且在故障原因排除之前会一直存在。硬故障是连续性故障，他们应在修理其他故障之前先排除掉.硬故障很容易排除,因为引起这些故障的条件在测试时存在,可以直接找到有问题的线路并进行测试,查出问题所在.大多数诊断流程图都设计有排除硬故障的步骤.
软故障代表时有时无的间歇性故障.当它们发生时,PCM会记录下软件故障代码,并保存某些点火循环的故障记录,软故障代码表示过去某时曾发生但在现在测试时又不存在的故障.这些故障可能仅在 一定速度、温度或在维修厂中不具备的其他条件下产生。由于产生故障的条件现在并不具备，所以诊断流程图中通常都不会有查找这样的故障的步骤。要依据间歇性故障专门的测试程序来准确地检测这些软故障。
知道故障代码是硬性还是软性，可以帮助判断故障的严重性，找出开始故障检修的地方。可以根据故障产生的条件将他们进一步分类。硬故障代码和软故障代码都可以分为特定线路类、多点回路类和症状类三类。
与这三种类似的是OBD-II故障汽车的系统监测状态故障代码。当系统在OBD-II系统监测测试中发现故障时，就会产生状态故障代码，这些监视测试可以连续或阶段性的监视排放控制设备和系统。
十二、特定回路故障代码
特定线路故障代码是只在某一特定线路中发生的故障。虽然所有的控制回路都连接PCM，但产生这类故障代码的条件只可能在某个特定的线路中出现。特殊回路故障代码通常都容易修理。虽然发动机的工作及其控制元件的功能可能会受其影响，但根本故障只可能是在指出的线路中。在很多系统中，与发动机冷却液温度传感器有关的故障代码都属于特定线路故障代码。在右图中，对于有些发动机，可能回产生14和15号故障代码，这两个故障代码都为特定线路故障代码。14号故障代码表示由线路低阻抗引起的低压信号，15号故障代码表示线路阻抗高引起的高电压信号。只有在发动机冷却液温度传感器短路或断开、线路或连接错误、PCM内部故障等三种条件会产生这些代码。
由于水温传感器线路信号超出范围是引起这两个故障的惟一原因，可以将检测范围缩小到一个确定的回路，水温传感器是一个输入设备，他发出的信号用于辅助控制燃油分配、点火正时、怠速空气量、力矩转换离合器的应用、炭罐和电子制冷风扇。发动机冷却液温度传感器回路中的故障会对发动机工作和驾驶性能产生影响，还可能引起相应输出设备的附加故障。但输出回路的故障却不会引起发动机冷却液温度传感器回路的故障。特定回路故障代码通常适用于相应的简单回路，这些回路大多数都为PCM提供输入信号。了解产生故障代码的准确条件是确定回路故障的唯一办法。这类信息可在生产厂家的维修手册上找到。要注意故障代码产生的条件也因年份和车型而异。
十三、多点线路故障代码
多点回路故障代码产生一个以上的监测回路。故障代码描述的是我们称之为基本回路的一个特殊回路。基本回路依赖于其他一个或多个的回路所提供的信号，这些回路被视为辅助性回路。
下边以MAP传感器回路为例介绍一下多点回路。OBD-II汽车的进气歧管绝对压力传感器的问题会产生下列四种故障代码：P0105、P0106、P0107、或P0108。这些都表示压力回路的故障。包括性能故障、低回路输入、高回路输入。在这些故障代码产生之前，PCM会对几个辅助性回路进行检查。MAP回路的辅助性回路通常包括提供发动机速度、车速和节气们角度信号的回路。从线路图可以看出那些传感器共用参考信号或搭铁回路，但无法知道使故障代码产生的是哪些信号，如图2-15。还需要查找维修手册以判定故障代码产生的具体条件。辅助线路中的异常信号可能会使基本线路中产生错误的故障代码。大多数情况下，假如已经存在一个由辅助线路产生的故障代码，那么再出现超标的数值时，就不会产生基本线路故障代码。
症状故障代码多为发动机总体工作状况的故障，而很少表示某个回路的具体问题。这些故障代码通常是控制系统试图补偿机械性故障的结果，或是由于PCM控制范围以外的回路发生故障。由于控制系统工作正常，看不出明显的故障，所以这些故障代码很难检修。驾驶性能经常出现问题，其故障代码的表示也常常会引起误导。氧传感器线路故障代码就是症状故障代码，虽然氧传感器故障代码由响应的传感器或回路产生，但他们多半是其他故障的结果。这些故障代码同时还是多点回路式故障代码，这使得问题更加复杂，因此在故障代码产生之前都要先确保其他监测信号在要求范围内，如图2-16。
以福特DTC41为例.这个故障代码表示缺油排放状态,这表明尾气的含氧量过大。但这并不就肯定意味着空气燃料混合时油量过少。实际上我们知道对福特的一部分车型，当断裂的油压调节器往气缸泄出的汽油使得燃烧熄灭时，就会产生DTC41。燃烧受阻氧气当然就很充足，于是PCM就认为发动机缺油。缺油排放故障代码可能为以下机械故障的结果：
1）燃油压力高；
2）燃油掺水；
3）气缸不点火；
4）燃油滤清器堵塞；
5）真空密封不严。
福特汽车的DTC42（或173），表示尾气过浓，说明尾气中缺少氧气，它也同样可能是由机械故障造成。产生尾气过浓的典型故障为：
1）燃油压力过高；
2）喷油嘴泄露；
3）油压调节器故障；
4）炭罐饱和；
5）曲轴箱窜气量过大；
另外，EGR或AIR系统的故障也可能引起缺油或尾气过浓，产生关于氧传感器的故障代码。对于症状故障代码，最重要的是要着眼全局，将注意力集中在问题的原因，而不是结果。诊断时应严格按照维修手册中的步骤，一步一步地进行。
十四、特殊测试或性能测试
很多PCM具有双向交流功能，这意味着他们不仅可以输出数据，还可以接受解码器的指令。利用这个功能，技术人员可以利用解码器来进行一些特殊测试，这些测试称为功能性测试或执行器的测试。特殊测试是PCM所具有的性能，可进行的测试数据应PCM的生产厂家、年份、型号及其装备而异。特殊测试包括：设置点火正时、检查EGR系统性能及其电磁阀、开关和执行器。
参考文献
1、《汽车电器构造与维修》裘玉平2003，人民交通出版社
2、福特汽车的DTC42汽车维修资料。
3、《汽车发动机构造与维修》解福全2007，高等教育出版社
4、《汽车电控技术》陈志恒 胡宁2004，高等教育版社
5、《汽车检测技术》黄正轴2007，电子出版社
