淺論資料流在汽車故障診斷中的應用論文

前言

隨著汽車電子技術的快速發展和應用，汽車電控技術廣泛應用於汽車各系統中。汽車故障診斷中應用故障碼和資料流進行汽車診斷是維修技術人員必須掌握的基本技能。

資料流就是指電控單元(ECU)與感測器、執行器交流的資料引數通過診斷介面由專用診斷儀讀取的資料編碼資訊，資料流隨時間和工況的變化而變化，是實時動態資料流。資料的傳輸像排隊一樣，一個一個地通過資料線流向診斷儀，這就是資料流的由來。

汽車上的這些資料流真實地反映了汽車各感測器、執行器的工作電壓和狀態，為汽車故障診斷提供了可靠依據。這些資料流可以作為電控單元ECU的輸入、輸出資料，使汽車維修人員隨時可以瞭解掌握汽車的工作狀況，及時診斷汽車的故障。資料流不僅可以用於監測汽車各電氣元件的工作狀態，還可以通過資料流對汽車執行資料進行設定。

1、資料流基本知識

1.1資料流中資料引數的分類

根據資料在檢測儀上顯示的方式不同，資料引數可以分為數值引數和狀態引數。數值引數是指有一定單位、一定變化範圍的引數，它們通常反映電控系統中各電氣元件的工作電壓、壓力、溫度、時間、速度等;狀態引數是指那些只有2種工作狀態的引數，如“開”和“關”、“閉合”和“斷開”、“高”和“低”、“是”和“否”等，它們通常表示電控系統中開關和電磁閥等元件的工作狀態。

也可根據電控單元ECU的控制原理，將資料引數分為輸入引數和輸出引數。輸入引數是指各感測器和開關等輸入給電控單元ECU的引數，輸入引數可以是數值引數，也可以是狀態引數;輸出引數是電控單元ECU輸出給各執行器的指令，輸出引數大多是狀態引數，但也有少部分是數值引數。

資料流顯示功能不僅可以對控制系統的執行引數進行資料分析，還可以觀察電控單元ECU的動態控制過程。因此，資料流是具有從電控單元ECU內部分析其工作過程的診斷功能。

1.2資料流測量方法

汽車中資料流測量方法一般用電腦通訊的方式來獲得，即通過控制系統在診斷插座(OBDⅡ標準診斷插座)中的資料通訊線將控制電腦的實時資料引數以序列的方式傳送給電腦診斷儀。這些資料流中包括了汽車故障資訊、控制電腦ECU的實時執行引數、控制電腦ECU與診斷儀之間的相互控制指令，電腦診斷儀在接收到這些訊號資料以後，按照預定的通訊協議將其顯示為相應的文字和數碼，以便維修人員觀察系統的執行狀態並對這些內容進行分析判斷，用於汽車狀態分析或故障診斷。

電腦診斷儀主要有通用診斷儀和專用診斷儀兩大類。

通用診斷儀的主要功能有控制電腦版本識別、故障碼讀取、故障碼清除、動態資料引數顯示、感測器和部分執行器功能測試與調整、某些特殊引數的設定、故障診斷提示、路試記錄等。通用診斷儀可以測試的車型較多，適用範圍較廣，因此被稱為通用型儀器，如KT600智慧診斷儀、X431汽車診斷儀等。但是通用診斷儀經常可能無法完成某些特殊功能，這也是大多數通用儀器的不足之處。

專用診斷儀是汽車生產廠家自行設計或委託設計的專業測試儀器，只適用於本廠家生產的車型的專用診斷儀器。專用汽車診斷儀除具備通用診斷儀的各種功能外，還有引數修改、資料設定、防盜密碼設定和更改等各種特殊功能，如奧迪、寶馬等汽車4S店中的.線上專用診斷儀等。

1.3常用資料流分析方法

(1)數值分析法：數值分析法是對汽車電氣元件所測數值的變化規律和範圍進行分析，如轉速、車速、電腦讀數與元件實際值之間的差異等。

(2)時間分析法：時間分析法是對汽車資料變化的頻率和週期進行分析，如氧感測器的資料等。

(3)因果分析法：因果分析法是對汽車各相互間有聯絡元件的相應資料的響應情況和響應速度進行分析，如EGR閥和EGR位置感測器之間的關係。

(4)比較分析法：比較分析法是對有相同車型和系統在相同的工況下進行資料流的比較分析，對間歇性故障出現的某個瞬間的1個或數個數據進行對比分析，很容易找出故障原因。

(5)關聯分析法：關聯分析法是對汽車中互為關聯的幾個資料進行邏輯關係分析和推理，如發動機轉速、節氣門位置、空氣流量與噴油時間等。在進行電控裝置故障診斷時，還應將幾種不同型別或不同系統的引數進行綜合對照分析。不同廠家和不同型號的汽車，其電控裝置的資料流引數名稱和內容都不完全相同。

2、典型案例-寶馬X3尾氣排放異味故障診斷與排除

2.1故障現象

一輛2009產的行駛里程約6萬km配置N52發動機的寶馬X3越野車，在出長途中加油後，出現發動機故障燈亮、發動機怠速抖動，且尾氣有嗆人的味道，加速時有點黑煙的故障。

2.2故障診斷過程及排除

首先利用診斷儀讀取故障碼為“空氣流量計訊號不可信”;讀取相關資料流，發現空氣流量計訊號值過小，2前氧感測器訊號均不在範圍內，混合氣調校負值過大，結合故障現象，判斷該車故障主要在混合氣燃燒不良問題上。

雖然造成混合氣燃燒不良故障的問題較多，如火花塞、點火線圈、配氣相位、空燃比、噴油霧化、燃油壓力等，但根據上述診斷分析，造成混合氣燃燒不良故障的主要原因應該是空燃比控制問題。造成空燃比失常主要有進氣系統漏氣和空燃比閉環控制系統。

根據上述故障分析，利用診斷儀讀取空氣流量計訊號：怠速時3.8kg/h、加速2000r/m時8.4kg/h，此訊號嚴重失真;檢查進氣系統空氣濾清器、進氣道、節氣門等均無髒汙漏氣等，進氣系統無漏氣故障。再讀取空燃比控制資料，怠速時2前氧感測器(寬頻式5線氧感測)訊號是1列1.75v、2列1.56v，乘積式調校1列-5.67%、2列-7.16%，噴油時間1.78ms，顯然前期混合氣過濃。

為進一步驗證空氣流量計和氧感測器是那個故障，將空燃比調校值刪除，目的是重新讀取新的調校值及空氣流量計和氧感測器的訊號。刪除調校值後起動有點困難，怠速嚴重抖動，有時甚至熄火。就在勉強著車後，怠速時空氣流量訊號為11.2kg/h，2前氧訊號1列1.75v、2列1.56v，乘法式及加法式調校值0，噴油時間2.3ms。操縱發動機油門踏板，讓發動機運轉約8分鐘後再次讀取資料流：空氣流量計訊號3.6kg/h，2前氧訊號1列1.75、2列1.56，乘法式及加法式調校值又由0變到負值，訊號又幾乎與原來的資料一致了。

通過上述診斷判斷氧感測器中毒可能性極大，將2前氧感測器拆下，發現棕紅色，是嚴重中毒現象。更換2前氧感測器，起動著車後利用診斷儀檢視動態資料，空氣流量12.12kg/h，2前氧訊號均在1.99-2.05v之間變化，噴油時間2.3ms，讓車輛怠速運轉了半小時後，資料仍一切正常，故障燈也熄滅。建議客戶更換汽油，清洗油路，後期回訪該車一切正常。

3、總結分析

該故障是典型利用動態資料來進行故障診斷：根據尾氣排放異味及發動機故障現象等初步判斷故障點在空燃比控制上，然後利用診斷儀讀取相關控制訊號(空氣流量計和氧感測器)失真，最後復位調校值再次讀取兩感測器動態資料確定故障部位。