浅论数据流在汽车故障诊断中的应用论文

前言

随着汽车电子技术的快速发展和应用，汽车电控技术广泛应用于汽车各系统中。汽车故障诊断中应用故障码和数据流进行汽车诊断是维修技术人员必须掌握的基本技能。

数据流就是指电控单元(ECU)与传感器、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编码信息，数据流随时间和工况的变化而变化，是实时动态数据流。数据的传输像排队一样，一个一个地通过数据线流向诊断仪，这就是数据流的由来。

汽车上的这些数据流真实地反映了汽车各传感器、执行器的工作电压和状态，为汽车故障诊断提供了可靠依据。这些数据流可以作为电控单元ECU的输入、输出数据，使汽车维修人员随时可以了解掌握汽车的工作状况，及时诊断汽车的故障。数据流不仅可以用于监测汽车各电气元件的工作状态，还可以通过数据流对汽车运行数据进行设定。

1、数据流基本知识

1.1数据流中数据参数的分类

根据数据在检测仪上显示的方式不同，数据参数可以分为数值参数和状态参数。数值参数是指有一定单位、一定变化范围的参数，它们通常反映电控系统中各电气元件的工作电压、压力、温度、时间、速度等;状态参数是指那些只有2种工作状态的参数，如“开”和“关”、“闭合”和“断开”、“高”和“低”、“是”和“否”等，它们通常表示电控系统中开关和电磁阀等元件的工作状态。

也可根据电控单元ECU的控制原理，将数据参数分为输入参数和输出参数。输入参数是指各传感器和开关等输入给电控单元ECU的参数，输入参数可以是数值参数，也可以是状态参数;输出参数是电控单元ECU输出给各执行器的指令，输出参数大多是状态参数，但也有少部分是数值参数。

数据流显示功能不仅可以对控制系统的运行参数进行数据分析，还可以观察电控单元ECU的动态控制过程。因此，数据流是具有从电控单元ECU内部分析其工作过程的诊断功能。

1.2数据流测量方法

汽车中数据流测量方法一般用电脑通信的方式来获得，即通过控制系统在诊断插座(OBDⅡ标准诊断插座)中的数据通信线将控制电脑的实时数据参数以串行的方式传送给电脑诊断仪。这些数据流中包括了汽车故障信息、控制电脑ECU的实时运行参数、控制电脑ECU与诊断仪之间的相互控制指令，电脑诊断仪在接收到这些信号数据以后，按照预定的通信协议将其显示为相应的文字和数码，以便维修人员观察系统的运行状态并对这些内容进行分析判断，用于汽车状态分析或故障诊断。

电脑诊断仪主要有通用诊断仪和专用诊断仪两大类。

通用诊断仪的主要功能有控制电脑版本识别、故障码读取、故障码清除、动态数据参数显示、传感器和部分执行器功能测试与调整、某些特殊参数的设定、故障诊断提示、路试记录等。通用诊断仪可以测试的车型较多，适用范围较广，因此被称为通用型仪器，如KT600智能诊断仪、X431汽车诊断仪等。但是通用诊断仪经常可能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。

专用诊断仪是汽车生产厂家自行设计或委托设计的专业测试仪器，只适用于本厂家生产的车型的专用诊断仪器。专用汽车诊断仪除具备通用诊断仪的各种功能外，还有参数修改、数据设定、防盗密码设定和更改等各种特殊功能，如奥迪、宝马等汽车4S店中的.在线专用诊断仪等。

1.3常用数据流分析方法

(1)数值分析法：数值分析法是对汽车电气元件所测数值的变化规律和范围进行分析，如转速、车速、电脑读数与元件实际值之间的差异等。

(2)时间分析法：时间分析法是对汽车数据变化的频率和周期进行分析，如氧传感器的数据等。

(3)因果分析法：因果分析法是对汽车各相互间有联系元件的相应数据的响应情况和响应速度进行分析，如EGR阀和EGR位置传感器之间的关系。

(4)比较分析法：比较分析法是对有相同车型和系统在相同的工况下进行数据流的比较分析，对间歇性故障出现的某个瞬间的1个或数个数据进行对比分析，很容易找出故障原因。

(5)关联分析法：关联分析法是对汽车中互为关联的几个数据进行逻辑关系分析和推理，如发动机转速、节气门位置、空气流量与喷油时间等。在进行电控装置故障诊断时，还应将几种不同类型或不同系统的参数进行综合对照分析。不同厂家和不同型号的汽车，其电控装置的数据流参数名称和内容都不完全相同。

2、典型案例-宝马X3尾气排放异味故障诊断与排除

2.1故障现象

一辆2009产的行驶里程约6万km配置N52发动机的宝马X3越野车，在出长途中加油后，出现发动机故障灯亮、发动机怠速抖动，且尾气有呛人的味道，加速时有点黑烟的故障。

2.2故障诊断过程及排除

首先利用诊断仪读取故障码为“空气流量计信号不可信”;读取相关数据流，发现空气流量计信号值过小，2前氧传感器信号均不在范围内，混合气调校负值过大，结合故障现象，判断该车故障主要在混合气燃烧不良问题上。

虽然造成混合气燃烧不良故障的问题较多，如火花塞、点火线圈、配气相位、空燃比、喷油雾化、燃油压力等，但根据上述诊断分析，造成混合气燃烧不良故障的主要原因应该是空燃比控制问题。造成空燃比失常主要有进气系统漏气和空燃比闭环控制系统。

根据上述故障分析，利用诊断仪读取空气流量计信号：怠速时3.8kg/h、加速2000r/m时8.4kg/h，此信号严重失真;检查进气系统空气滤清器、进气道、节气门等均无脏污漏气等，进气系统无漏气故障。再读取空燃比控制数据，怠速时2前氧传感器(宽带式5线氧传感)信号是1列1.75v、2列1.56v，乘积式调校1列-5.67%、2列-7.16%，喷油时间1.78ms，显然前期混合气过浓。

为进一步验证空气流量计和氧传感器是那个故障，将空燃比调校值删除，目的是重新读取新的调校值及空气流量计和氧传感器的信号。删除调校值后起动有点困难，怠速严重抖动，有时甚至熄火。就在勉强着车后，怠速时空气流量信号为11.2kg/h，2前氧信号1列1.75v、2列1.56v，乘法式及加法式调校值0，喷油时间2.3ms。操纵发动机油门踏板，让发动机运转约8分钟后再次读取数据流：空气流量计信号3.6kg/h，2前氧信号1列1.75、2列1.56，乘法式及加法式调校值又由0变到负值，信号又几乎与原来的数据一致了。

通过上述诊断判断氧传感器中毒可能性极大，将2前氧传感器拆下，发现棕红色，是严重中毒现象。更换2前氧传感器，起动着车后利用诊断仪查看动态数据，空气流量12.12kg/h，2前氧信号均在1.99-2.05v之间变化，喷油时间2.3ms，让车辆怠速运转了半小时后，数据仍一切正常，故障灯也熄灭。建议客户更换汽油，清洗油路，后期回访该车一切正常。

3、总结分析

该故障是典型利用动态数据来进行故障诊断：根据尾气排放异味及发动机故障现象等初步判断故障点在空燃比控制上，然后利用诊断仪读取相关控制信号(空气流量计和氧传感器)失真，最后复位调校值再次读取两传感器动态数据确定故障部位。