浅谈汽车数据流分析在电控发动机故障诊断中的
作者：admin时间：2019-03-29 05:54:40阅读：417来源：本站
随着现代汽车行业和相关技术的不断发展，维修人员依靠自身经验和故障代码去判断故障的方式，已存在很大的局限性和不可信度。所谓的故障代码，仅是一个ECU认可的界定结论，只能时进行是或否的判断，是不够精确判断出汽车故障的所在位置。因此，工作人员应综合分析出现故障的汽车，综合所有故障现象去寻找故障位置。数据流检测是目前最有效的分析及诊断故障方法，对静态或动态的电控系统数据流进行分析，能够准确找出汽车故障位置。
1汽车数据流的含义及分类
汽车数据流指的是ECU(电子控制单元)和执行器、传感器交流的数据参数，利用汽车故障诊断仪器通过诊断接口所读取的数据，会随着工况和时间变化。ECU中所存储的数据流能够准确反映出各执行器和传感器的工作状态和电压，为维修人员排除汽车故障提供依据，以便随着知晓汽车的工作情况，精确找到汽车故障位置。
汽车数据流参数从在检测仪上各数据所显示的方式不同，可化分为状态参数和数值参数两大类。状态参数是仅有两种工作状态的参数，如高或低，开或关等等，是用来表示电控装置中电磁阈和开关等元件工作状态的参数。数值参数则是具有一定变化范围和单位的参数，反映了电控装置中各元件的工作时间、压力、温度、速度及电压等。
2汽车数据流的分析方法
常用的汽车数据流分析方法是工作人员利用汽车故障诊断仪读取数据流后，对其进行识别、分析，最终找到故障位置。主要有数值分析法、关联分析法、比较分析法、因果分析法和时间分析法。以上几种方法能够减少工作人员在维修中的盲目拆卸和测试，提高寻找故障点的精确性，使诊断时间大大缩短。
2.1数值分析法
数值分析法是分析数据的数值变化范围和变化规律，依据美国汽车工程协会(SAE)规定，汽车诊断系统OBD-II有着数据传送和数值比较的功能。除了依据美国工商协会所制定的故障代码类型，各汽车生产厂家都开发了自己的数据模块去测量数据，例如德国大众车型发动机控制系统采用的是29个数据块来采集数据，通用汽车是由12个数据模块来采集数据。数据流控制模块会在发电机的电控系统运行时，持续地采集电控系统中各传感器所发出的信号，发动机电脑再依据传感器所传输的信号，将控制指令发送给发动机的各个执行元件。当发动机电脑所读取的各执行器和传感器的数据超出电脑内部的标准值与程序所标准的发动机数据后，就能判断出故障位置。目前，许多工作人员就是采用这种方法，将发动机正常值与故障时的数据相比较，判断出故障位置。
2.2比较分析法
比较分析法是以同款车型为参考，对比分析相同工作环境下所测得的数据。当详尽标准数据不足时，没有办法判定某个元件是否正常，就可以采用该种方法，同相同系统或类型的数据进行比较。
2.3关联分析法
汽车发动机电脑进行分析比较几个相关执行器及传感器信号，当识别到执行器或传感器内在逻辑不合理时，发电机自诊断系统就会在发动机电脑里存储相关的故障代码，此时还不能够断定是该执行器或传感器发生故障，还要依据它们的相互联系作进一步的检测和分析，最终得到正确判断。关联分析法就是工作人员读取发动机数据流和故障代码后，通过相关执行器和传感器相互关系，准确找出故障点位置。
2.4因果分析法
该种方法主要是分析相互联系的数据间的响应速度和响应情况。
2.5时间分析法
时间分析法要求在分析某数据参数时，不仅要分析传感器的数值，还要考虑到其响应速率，以得出准确的结论。
3数据流分析法的特点
数据流分析法是通过电脑故障诊断仪的数据流检测功能来实现的。具有数据信息量大、测试连接便捷、能实现多参数同时显示和动态同步的特点。数据流分析法提供给工作人员电控系统一些主要的执行器和传感器正常运行时的参考值，如空气流量、水温、转速、节气门开度、蓄电池电压、点火提前角及喷油时间等等，之后按照不同的要求进行组合而形成的数据组，即为数据流。这些标准数据流是从正常行驶的汽车上提取或由厂方提供的数据，它能检测出发电机在不同状态下的工作状况。数据流一般通过模拟量和开关量等的数值方式来表现，一些汽车故障诊断仪也能采用图形的形式来记录和显示数据流，使得数据表现形式更加形象化，分析数据间的相位关系也更加方便。
4电控系统故障原因分析
发动机电子控制系统控制各工况条件下提供给发动机的供油量，当供油量与发电机相匹配时，电控燃油喷射发动机才能正常运行。上述匹配关系要求是发动机实际工况和电控系统工况相吻合的关系，发电机的实际工况是唯一确定的，而电控系统需要许多参数去确定和反映这个实际工况，实际标志与实际工况参数还要有互相对应的关系，即它们要能够相互达到一个统一。
汽车中各种传感器以电信号的形式将参数输送到发电机的电控系统，每个传感器的电信号单元都会有一个已规定好的标准变化范围，当送入电控单元的信号不能识别或某民路的电信号超出规定范围，且这种现象持续发生一段时间时，电控单元自诊断系统就会判定这一部分信号电路出现故障，并将这一故障以故障码的形式储存在系统内部的随机存储器RAM中。当传感器出测量误差加大、响应速度变慢或灵敏度下降时，其工作特性就发生了变化，所输入的电信号就会失真，但如果这些信号没有超出所规定的标准范围，即使与实际工况偏差较大，电控单元也会按照这个错误的信号去控制发电机的运行，自诊断系统也不会储存故障码。此时，发动机就会出现异常现象，这就是引起发动机电控系统出现故障的原因。比如：一辆汽车的发动机在负荷状态下工作，各个传感器所输送给控制系统的参数也是在发动机在负荷状态下的数据范围内。如发动机进气量为6g/s，节气门开度为40%，供油时间为4.5s，转速为2500r/min。当实际节气门开度为40%时，即该参数没有达到实际要求数值，但节气门位置的传感器输送给电控单元的数据却为20%，此时发动机的转速就不能提升至2500r/min，然而自诊断系统是不能显示出故障码的，发动机却会出现加速不良、怠速不稳的故障现象。
5数据流功能的应用实例分析
5.1实例1
一辆桑塔纳2000GSi轿车在行驶到8万km距离时，出现了怠速抖动现象。维修人员首先进行了节气门和喷油器的清洗，将该车的高压线、火花塞及空气流量传感器进行了更换，并脱开炭罐电磁阈连接器，但发现该车故障仍然没有消除。
用V.A.G1552故障诊断仪读取故障码时，无故障码显示，使用数据流功能读取数据流后，发现汽车怠速时点火提前角有时会超出其正常值(12±4.5)范围，在60~120之间变化。最后检测出凸轮轴正时带轮记号偏移了3个齿。该车故障的根本原因是因为其半自动张紧轮曾被撞击过，而事前该车的驾驶员没有说明这一情况，在该车发动机大负荷工作下，正时带就可能会发生跳齿现象。之后，维修人员进行了该车的半自动紧轮调换，装复正时带，将记号对正，再次进行试车时，发现该车故障已消除。
5.2实例2
一辆99款桑塔纳2000桥车在行驶过程中出现加速不良现象。维修人员查询该车的故障记忆系统时发现，该车无故障码存储。这种现象可能是在以下两种情况下发生：一是电控系统检测不到故障;二是电控系统无故障。
维修人员首先进行该车燃油压力检测，发现其在标准范围内。然后再对该车的空气流量计进行检测，发现空气流量计信号已失准，就会影响喷油量计算，造成汽车的加速不良。在缓慢均匀地踩下汽车油门踏板的同时，观察汽车发动机进气量、转速及喷油脉宽的变化情况发现，随着节气门的开大，进气量和喷油脉宽的数值也会均匀增加，最终发动机达到最高转速，情况一切正常。而在快速踩下汽车油门踏板时，维修人员发现发动机转速达到一定数值以上的时间出现了滞后，此时，发动机转速就不能快速适应节气门的开度变化，即出现加速不良现象。喷油脉宽的数值的增加相对于进气量数值的迅速增加，会缓慢一些，喷油器也不能快速适应节气门的开度变化，喷油出现滞后，导致发动机转速提升较慢，即汽车加速不良，此时就能够将空气流量计故障排除，考虑是否是节气门位置传感器发生故障。快速踩下汽车油门踏板，同时注意观察节气门开度的变化情况。发现节气门从怠速位置开启到450左右范围内时，数值会快速上升，在500~700范围内时，其数值上升速度会变慢，即出现了数值变化滞后于节气门实际的角度变化的情况，此时就能够判断出节气门位置传感器发生了故障，灵敏度降低，对节气门迅速开启反应迟缓，输出信号失真。虽然节气门位置传感器输出信号有所失真，但是其输出数值却在标准范围内，使用自诊断系统是不能检测出这一信息的。
6结论
许多汽车维修企业在实际的电控汽油机维修过程中，针对不同的故障类型使用了多种诊断方法，也运用了包含大量专用设备在内的多种检测和诊断设备。在电控汽车的故障分析中采用数据流分析方法，不仅能够大大提高故障诊断的准确性，很好的补充了故障分析方法，而且还能够快速精确地确认故障点位置，从而有效避免了盲目检测和拆卸所造成的损失。正常情况下，当故障码存在时就可以为维修人员诊断故障提供依据;当故障码不能被读出时，此时维修人员就只能依据动态数据流去分析诊断汽车故障。尤其是由传感器的特性变化而造成的汽车故障时，采用数据流分析故障的优势就更加明显。因此，利用数据流功能去做汽车故障的分析和诊断是具有重大意义的。
1汽车数据流的含义及分类
汽车数据流指的是ECU(电子控制单元)和执行器、传感器交流的数据参数，利用汽车故障诊断仪器通过诊断接口所读取的数据，会随着工况和时间变化。ECU中所存储的数据流能够准确反映出各执行器和传感器的工作状态和电压，为维修人员排除汽车故障提供依据，以便随着知晓汽车的工作情况，精确找到汽车故障位置。
汽车数据流参数从在检测仪上各数据所显示的方式不同，可化分为状态参数和数值参数两大类。状态参数是仅有两种工作状态的参数，如高或低，开或关等等，是用来表示电控装置中电磁阈和开关等元件工作状态的参数。数值参数则是具有一定变化范围和单位的参数，反映了电控装置中各元件的工作时间、压力、温度、速度及电压等。
2汽车数据流的分析方法
常用的汽车数据流分析方法是工作人员利用汽车故障诊断仪读取数据流后，对其进行识别、分析，最终找到故障位置。主要有数值分析法、关联分析法、比较分析法、因果分析法和时间分析法。以上几种方法能够减少工作人员在维修中的盲目拆卸和测试，提高寻找故障点的精确性，使诊断时间大大缩短。
2.1数值分析法
数值分析法是分析数据的数值变化范围和变化规律，依据美国汽车工程协会(SAE)规定，汽车诊断系统OBD-II有着数据传送和数值比较的功能。除了依据美国工商协会所制定的故障代码类型，各汽车生产厂家都开发了自己的数据模块去测量数据，例如德国大众车型发动机控制系统采用的是29个数据块来采集数据，通用汽车是由12个数据模块来采集数据。数据流控制模块会在发电机的电控系统运行时，持续地采集电控系统中各传感器所发出的信号，发动机电脑再依据传感器所传输的信号，将控制指令发送给发动机的各个执行元件。当发动机电脑所读取的各执行器和传感器的数据超出电脑内部的标准值与程序所标准的发动机数据后，就能判断出故障位置。目前，许多工作人员就是采用这种方法，将发动机正常值与故障时的数据相比较，判断出故障位置。
2.2比较分析法
比较分析法是以同款车型为参考，对比分析相同工作环境下所测得的数据。当详尽标准数据不足时，没有办法判定某个元件是否正常，就可以采用该种方法，同相同系统或类型的数据进行比较。
2.3关联分析法
汽车发动机电脑进行分析比较几个相关执行器及传感器信号，当识别到执行器或传感器内在逻辑不合理时，发电机自诊断系统就会在发动机电脑里存储相关的故障代码，此时还不能够断定是该执行器或传感器发生故障，还要依据它们的相互联系作进一步的检测和分析，最终得到正确判断。关联分析法就是工作人员读取发动机数据流和故障代码后，通过相关执行器和传感器相互关系，准确找出故障点位置。
2.4因果分析法
该种方法主要是分析相互联系的数据间的响应速度和响应情况。
2.5时间分析法
时间分析法要求在分析某数据参数时，不仅要分析传感器的数值，还要考虑到其响应速率，以得出准确的结论。
3数据流分析法的特点
数据流分析法是通过电脑故障诊断仪的数据流检测功能来实现的。具有数据信息量大、测试连接便捷、能实现多参数同时显示和动态同步的特点。数据流分析法提供给工作人员电控系统一些主要的执行器和传感器正常运行时的参考值，如空气流量、水温、转速、节气门开度、蓄电池电压、点火提前角及喷油时间等等，之后按照不同的要求进行组合而形成的数据组，即为数据流。这些标准数据流是从正常行驶的汽车上提取或由厂方提供的数据，它能检测出发电机在不同状态下的工作状况。数据流一般通过模拟量和开关量等的数值方式来表现，一些汽车故障诊断仪也能采用图形的形式来记录和显示数据流，使得数据表现形式更加形象化，分析数据间的相位关系也更加方便。
4电控系统故障原因分析
发动机电子控制系统控制各工况条件下提供给发动机的供油量，当供油量与发电机相匹配时，电控燃油喷射发动机才能正常运行。上述匹配关系要求是发动机实际工况和电控系统工况相吻合的关系，发电机的实际工况是唯一确定的，而电控系统需要许多参数去确定和反映这个实际工况，实际标志与实际工况参数还要有互相对应的关系，即它们要能够相互达到一个统一。
汽车中各种传感器以电信号的形式将参数输送到发电机的电控系统，每个传感器的电信号单元都会有一个已规定好的标准变化范围，当送入电控单元的信号不能识别或某民路的电信号超出规定范围，且这种现象持续发生一段时间时，电控单元自诊断系统就会判定这一部分信号电路出现故障，并将这一故障以故障码的形式储存在系统内部的随机存储器RAM中。当传感器出测量误差加大、响应速度变慢或灵敏度下降时，其工作特性就发生了变化，所输入的电信号就会失真，但如果这些信号没有超出所规定的标准范围，即使与实际工况偏差较大，电控单元也会按照这个错误的信号去控制发电机的运行，自诊断系统也不会储存故障码。此时，发动机就会出现异常现象，这就是引起发动机电控系统出现故障的原因。比如：一辆汽车的发动机在负荷状态下工作，各个传感器所输送给控制系统的参数也是在发动机在负荷状态下的数据范围内。如发动机进气量为6g/s，节气门开度为40%，供油时间为4.5s，转速为2500r/min。当实际节气门开度为40%时，即该参数没有达到实际要求数值，但节气门位置的传感器输送给电控单元的数据却为20%，此时发动机的转速就不能提升至2500r/min，然而自诊断系统是不能显示出故障码的，发动机却会出现加速不良、怠速不稳的故障现象。
5数据流功能的应用实例分析
5.1实例1
一辆桑塔纳2000GSi轿车在行驶到8万km距离时，出现了怠速抖动现象。维修人员首先进行了节气门和喷油器的清洗，将该车的高压线、火花塞及空气流量传感器进行了更换，并脱开炭罐电磁阈连接器，但发现该车故障仍然没有消除。
用V.A.G1552故障诊断仪读取故障码时，无故障码显示，使用数据流功能读取数据流后，发现汽车怠速时点火提前角有时会超出其正常值(12±4.5)范围，在60~120之间变化。最后检测出凸轮轴正时带轮记号偏移了3个齿。该车故障的根本原因是因为其半自动张紧轮曾被撞击过，而事前该车的驾驶员没有说明这一情况，在该车发动机大负荷工作下，正时带就可能会发生跳齿现象。之后，维修人员进行了该车的半自动紧轮调换，装复正时带，将记号对正，再次进行试车时，发现该车故障已消除。
5.2实例2
一辆99款桑塔纳2000桥车在行驶过程中出现加速不良现象。维修人员查询该车的故障记忆系统时发现，该车无故障码存储。这种现象可能是在以下两种情况下发生：一是电控系统检测不到故障;二是电控系统无故障。
维修人员首先进行该车燃油压力检测，发现其在标准范围内。然后再对该车的空气流量计进行检测，发现空气流量计信号已失准，就会影响喷油量计算，造成汽车的加速不良。在缓慢均匀地踩下汽车油门踏板的同时，观察汽车发动机进气量、转速及喷油脉宽的变化情况发现，随着节气门的开大，进气量和喷油脉宽的数值也会均匀增加，最终发动机达到最高转速，情况一切正常。而在快速踩下汽车油门踏板时，维修人员发现发动机转速达到一定数值以上的时间出现了滞后，此时，发动机转速就不能快速适应节气门的开度变化，即出现加速不良现象。喷油脉宽的数值的增加相对于进气量数值的迅速增加，会缓慢一些，喷油器也不能快速适应节气门的开度变化，喷油出现滞后，导致发动机转速提升较慢，即汽车加速不良，此时就能够将空气流量计故障排除，考虑是否是节气门位置传感器发生故障。快速踩下汽车油门踏板，同时注意观察节气门开度的变化情况。发现节气门从怠速位置开启到450左右范围内时，数值会快速上升，在500~700范围内时，其数值上升速度会变慢，即出现了数值变化滞后于节气门实际的角度变化的情况，此时就能够判断出节气门位置传感器发生了故障，灵敏度降低，对节气门迅速开启反应迟缓，输出信号失真。虽然节气门位置传感器输出信号有所失真，但是其输出数值却在标准范围内，使用自诊断系统是不能检测出这一信息的。
6结论
许多汽车维修企业在实际的电控汽油机维修过程中，针对不同的故障类型使用了多种诊断方法，也运用了包含大量专用设备在内的多种检测和诊断设备。在电控汽车的故障分析中采用数据流分析方法，不仅能够大大提高故障诊断的准确性，很好的补充了故障分析方法，而且还能够快速精确地确认故障点位置，从而有效避免了盲目检测和拆卸所造成的损失。正常情况下，当故障码存在时就可以为维修人员诊断故障提供依据;当故障码不能被读出时，此时维修人员就只能依据动态数据流去分析诊断汽车故障。尤其是由传感器的特性变化而造成的汽车故障时，采用数据流分析故障的优势就更加明显。因此，利用数据流功能去做汽车故障的分析和诊断是具有重大意义的。
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