淺談汽車資料流分析在電控發動機故障診斷中的應用論文
隨著現代汽車行業和相關技術的不斷髮展，維修人員依靠自身經驗和故障程式碼去判斷故障的方式，已存在很大的侷限性和不可信度。所謂的故障程式碼，僅是一個ECU認可的界定結論，只能時進行是或否的判斷，是不夠精確判斷出汽車故障的所在位置。因此，工作人員應綜合分析出現故障的汽車，綜合所有故障現象去尋找故障位置。資料流檢測是目前最有效的分析及診斷故障方法，對靜態或動態的電控系統資料流進行分析，能夠準確找出汽車故障位置。
1汽車資料流的含義及分類
汽車資料流指的是ECU(電子控制單元)和執行器、感測器交流的資料引數，利用汽車故障診斷儀器透過診斷介面所讀取的資料，會隨著工況和時間變化。ECU中所儲存的資料流能夠準確反映出各執行器和感測器的工作狀態和電壓，為維修人員排除汽車故障提供依據，以便隨著知曉汽車的工作情況，精確找到汽車故障位置。
汽車資料流引數從在檢測儀上各資料所顯示的方式不同，可化分為狀態引數和數值引數兩大類。狀態引數是僅有兩種工作狀態的引數，如高或低，開或關等等，是用來表示電控裝置中電磁閾和開關等元件工作狀態的引數。數值引數則是具有一定變化範圍和單位的引數，反映了電控裝置中各元件的工作時間、壓力、溫度、速度及電壓等。
2汽車資料流的分析方法
常用的汽車資料流分析方法是工作人員利用汽車故障診斷儀讀取資料流後，對其進行識別、分析，最終找到故障位置。主要有數值分析法、關聯分析法、比較分析法、因果分析法和時間分析法。以上幾種方法能夠減少工作人員在維修中的盲目拆卸和測試，提高尋找故障點的精確性，使診斷時間大大縮短。
2.1數值分析法
數值分析法是分析資料的數值變化範圍和變化規律，依據美國汽車工程協會(SAE)規定，汽車診斷系統OBD-II有著資料傳送和數值比較的功能。除了依據美國工商協會所制定的故障程式碼型別，各汽車生產廠家都開發了自己的資料模組去測量資料，例如德國大眾車型發動機控制系統採用的是29個數據塊來採集資料，通用汽車是由12個數據模組來採集資料。資料流控制模組會在發電機的電控系統執行時，持續地採集電控系統中各感測器所發出的訊號，發動機電腦再依據感測器所傳輸的訊號，將控制指令傳送給發動機的各個執行元件。當發動機電腦所讀取的各執行器和感測器的資料超出電腦內部的'標準值與程式所標準的發動機資料後，就能判斷出故障位置。目前，許多工作人員就是採用這種方法，將發動機正常值與故障時的資料相比較，判斷出故障位置。
2.2比較分析法
比較分析法是以同款車型為參考，對比分析相同工作環境下所測得的資料。當詳盡標準資料不足時，沒有辦法判定某個元件是否正常，就可以採用該種方法，同相同系統或型別的資料進行比較。
2.3關聯分析法
汽車發動機電腦進行分析比較幾個相關執行器及感測器訊號，當識別到執行器或感測器內在邏輯不合理時，發電機自診斷系統就會在發動機電腦裡儲存相關的故障程式碼，此時還不能夠斷定是該執行器或感測器發生故障，還要依據它們的相互聯絡作進一步的檢測和分析，最終得到正確判斷。關聯分析法就是工作人員讀取發動機資料流和故障程式碼後，透過相關執行器和感測器相互關係，準確找出故障點位置。
2.4因果分析法
該種方法主要是分析相互聯絡的資料間的響應速度和響應情況。
2.5時間分析法
時間分析法要求在分析某資料引數時，不僅要分析感測器的數值，還要考慮到其響應速率，以得出準確的結論。
3資料流分析法的特點
資料流分析法是透過電腦故障診斷儀的資料流檢測功能來實現的。具有資料資訊量大、測試連線便捷、能實現多引數同時顯示和動態同步的特點。資料流分析法提供給工作人員電控系統一些主要的執行器和感測器正常執行時的參考值，如空氣流量、水溫、轉速、節氣門開度、蓄電池電壓、點火提前角及噴油時間等等，之後按照不同的要求進行組合而形成的資料組，即為資料流。這些標準資料流是從正常行駛的汽車上提取或由廠方提供的資料，它能檢測出發電機在不同狀態下的工作狀況。資料流一般透過模擬量和開關量等的數值方式來表現，一些汽車故障診斷儀也能採用圖形的形式來記錄和顯示資料流，使得資料表現形式更加形象化，分析資料間的相位關係也更加方便。
4電控系統故障原因分析
發動機電子控制系統控制各工況條件下提供給發動機的供油量，當供油量與發電機相匹配時，電控燃油噴射發動機才能正常執行。上述匹配關係要求是發動機實際工況和電控系統工況相吻合的關係，發電機的實際工況是唯一確定的，而電控系統需要許多引數去確定和反映這個實際工況，實際標誌與實際工況引數還要有互相對應的關係，即它們要能夠相互達到一個統一。
汽車中各種感測器以電訊號的形式將引數輸送到發電機的電控系統，每個感測器的電訊號單元都會有一個已規定好的標準變化範圍，當送入電控單元的訊號不能識別或某民路的電訊號超出規定範圍，且這種現象持續發生一段時間時，電控單元自診斷系統就會判定這一部分訊號電路出現故障，並將這一故障以故障碼的形式儲存在系統內部的隨機儲存器RAM中。當感測器出測量誤差加大、響應速度變慢或靈敏度下降時，其工作特性就發生了變化，所輸入的電訊號就會失真，但如果這些訊號沒有超出所規定的標準範圍，即使與實際工況偏差較大，電控單元也會按照這個錯誤的訊號去控制發電機的執行，自診斷系統也不會儲存故障碼。此時，發動機就會出現異常現象，這就是引起發動機電控系統出現故障的原因。比如：一輛汽車的發動機在負荷狀態下工作，各個感測器所輸送給控制系統的引數也是在發動機在負荷狀態下的資料範圍內。如發動機進氣量為6g/s，節氣門開度為40%，供油時間為4.5s，轉速為2500r/min。當實際節氣門開度為40%時，即該引數沒有達到實際要求數值，但節氣門位置的感測器輸送給電控單元的資料卻為20%，此時發動機的轉速就不能提升至2500r/min，然而自診斷系統是不能顯示出故障碼的，發動機卻會出現加速不良、怠速不穩的故障現象。
5資料流功能的應用例項分析
5.1例項1
一輛桑塔納2000GSi轎車在行駛到8萬km距離時，出現了怠速抖動現象。維修人員首先進行了節氣門和噴油器的清洗，將該車的高壓線、火花塞及空氣流量感測器進行了更換，並脫開炭罐電磁閾聯結器，但發現該車故障仍然沒有消除。
用V.A.G1552故障診斷儀讀取故障碼時，無故障碼顯示，使用資料流功能讀取資料流後，發現汽車怠速時點火提前角有時會超出其正常值(12±4.5)範圍，在60~120之間變化。最後檢測出凸輪軸正時帶輪記號偏移了3個齒。該車故障的根本原因是因為其半自動張緊輪曾被撞擊過，而事前該車的駕駛員沒有說明這一情況，在該車發動機大負荷工作下，正時帶就可能會發生跳齒現象。之後，維修人員進行了該車的半自動緊輪調換，裝復正時帶，將記號對正，再次進行試車時，發現該車故障已消除。
5.2例項2
一輛99款桑塔納2000橋車在行駛過程中出現加速不良現象。維修人員查詢該車的故障記憶系統時發現，該車無故障碼儲存。這種現象可能是在以下兩種情況下發生：一是電控系統檢測不到故障;二是電控系統無故障。
維修人員首先進行該車燃油壓力檢測，發現其在標準範圍內。然後再對該車的空氣流量計進行檢測，發現空氣流量計訊號已失準，就會影響噴油量計算，造成汽車的加速不良。在緩慢均勻地踩下汽車油門踏板的同時，觀察汽車發動機進氣量、轉速及噴油脈寬的變化情況發現，隨著節氣門的開大，進氣量和噴油脈寬的數值也會均勻增加，最終發動機達到最高轉速，情況一切正常。而在快速踩下汽車油門踏板時，維修人員發現發動機轉速達到一定數值以上的時間出現了滯後，此時，發動機轉速就不能快速適應節氣門的開度變化，即出現加速不良現象。噴油脈寬的數值的增加相對於進氣量數值的迅速增加，會緩慢一些，噴油器也不能快速適應節氣門的開度變化，噴油出現滯後，導致發動機轉速提升較慢，即汽車加速不良，此時就能夠將空氣流量計故障排除，考慮是否是節氣門位置感測器發生故障。快速踩下汽車油門踏板，同時注意觀察節氣門開度的變化情況。發現節氣門從怠速位置開啟到450左右範圍內時，數值會快速上升，在500~700範圍內時，其數值上升速度會變慢，即出現了數值變化滯後於節氣門實際的角度變化的情況，此時就能夠判斷出節氣門位置感測器發生了故障，靈敏度降低，對節氣門迅速開啟反應遲緩，輸出訊號失真。雖然節氣門位置感測器輸出訊號有所失真，但是其輸出數值卻在標準範圍內，使用自診斷系統是不能檢測出這一資訊的。
6結論
許多汽車維修企業在實際的電控汽油機維修過程中，針對不同的故障型別使用了多種診斷方法，也運用了包含大量專用裝置在內的多種檢測和診斷裝置。在電控汽車的故障分析中採用資料流分析方法，不僅能夠大大提高故障診斷的準確性，很好的補充了故障分析方法，而且還能夠快速精確地確認故障點位置，從而有效避免了盲目檢測和拆卸所造成的損失。正常情況下，當故障碼存在時就可以為維修人員診斷故障提供依據;當故障碼不能被讀出時，此時維修人員就只能依據動態資料流去分析診斷汽車故障。尤其是由感測器的特性變化而造成的汽車故障時，採用資料流分析故障的優勢就更加明顯。因此，利用資料流功能去做汽車故障的分析和診斷是具有重大意義的。