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淺談汽車(chē)數據流分析在電控發(fā)動(dòng)機故障診斷中的應用論文
隨著(zhù)現代汽車(chē)行業(yè)和相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，維修人員依靠自身經(jīng)驗和故障代碼去判斷故障的方式，已存在很大的局限性和不可信度。所謂的故障代碼，僅是一個(gè)ECU認可的界定結論，只能時(shí)進(jìn)行是或否的判斷，是不夠精確判斷出汽車(chē)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(chē)，綜合所有故障現象去尋找故障位置。數據流檢測是目前最有效的分析及診斷故障方法，對靜態(tài)或動(dòng)態(tài)的電控系統數據流進(jìn)行分析，能夠準確找出汽車(chē)故障位置。
1汽車(chē)數據流的含義及分類(lèi)
汽車(chē)數據流指的是ECU(電子控制單元)和執行器、傳感器交流的數據參數，利用汽車(chē)故障診斷儀器通過(guò)診斷接口所讀取的數據，會(huì )隨著(zhù)工況和時(shí)間變化。ECU中所存儲的數據流能夠準確反映出各執行器和傳感器的工作狀態(tài)和電壓，為維修人員排除汽車(chē)故障提供依據，以便隨著(zhù)知曉汽車(chē)的工作情況，精確找到汽車(chē)故障位置。
汽車(chē)數據流參數從在檢測儀上各數據所顯示的方式不同，可化分為狀態(tài)參數和數值參數兩大類(lèi)。狀態(tài)參數是僅有兩種工作狀態(tài)的參數，如高或低，開(kāi)或關(guān)等等，是用來(lái)表示電控裝置中電磁閾和開(kāi)關(guān)等元件工作狀態(tài)的參數。數值參數則是具有一定變化范圍和單位的參數，反映了電控裝置中各元件的工作時(shí)間、壓力、溫度、速度及電壓等。
2汽車(chē)數據流的分析方法
常用的汽車(chē)數據流分析方法是工作人員利用汽車(chē)故障診斷儀讀取數據流后，對其進(jìn)行識別、分析，最終找到故障位置。主要有數值分析法、關(guān)聯(lián)分析法、比較分析法、因果分析法和時(shí)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(diǎn)的精確性，使診斷時(shí)間大大縮短。
2.1數值分析法
數值分析法是分析數據的數值變化范圍和變化規律，依據美國汽車(chē)工程協(xié)會(huì )(SAE)規定，汽車(chē)診斷系統OBD-II有著(zhù)數據傳送和數值比較的功能。除了依據美國工商協(xié)會(huì )所制定的故障代碼類(lèi)型，各汽車(chē)生產(chǎn)廠(chǎng)家都開(kāi)發(fā)了自己的數據模塊去測量數據，例如德國大眾車(chē)型發(fā)動(dòng)機控制系統采用的是29個(gè)數據塊來(lái)采集數據，通用汽車(chē)是由12個(gè)數據模塊來(lái)采集數據。數據流控制模塊會(huì )在發(fā)電機的電控系統運行時(shí)，持續地采集電控系統中各傳感器所發(fā)出的信號，發(fā)動(dòng)機電腦再依據傳感器所傳輸的信號，將控制指令發(fā)送給發(fā)動(dòng)機的各個(gè)執行元件。當發(fā)動(dòng)機電腦所讀取的各執行器和傳感器的數據超出電腦內部的標準值與程序所標準的發(fā)動(dòng)機數據后，就能判斷出故障位置。目前，許多工作人員就是采用這種方法，將發(fā)動(dòng)機正常值與故障時(shí)的數據相比較，判斷出故障位置。
2.2比較分析法
比較分析法是以同款車(chē)型為參考，對比分析相同工作環(huán)境下所測得的數據。當詳盡標準數據不足時(shí)，沒(méi)有辦法判定某個(gè)元件是否正常，就可以采用該種方法，同相同系統或類(lèi)型的數據進(jìn)行比較。
2.3關(guān)聯(lián)分析法
汽車(chē)發(fā)動(dòng)機電腦進(jìn)行分析比較幾個(gè)相關(guān)執行器及傳感器信號，當識別到執行器或傳感器內在邏輯不合理時(shí)，發(fā)電機自診斷系統就會(huì )在發(fā)動(dòng)機電腦里存儲相關(guān)的故障代碼，此時(shí)還不能夠斷定是該執行器或傳感器發(fā)生故障，還要依據它們的相互聯(lián)系作進(jìn)一步的檢測和分析，最終得到正確判斷。關(guān)聯(lián)分析法就是工作人員讀取發(fā)動(dòng)機數據流和故障代碼后，通過(guò)相關(guān)執行器和傳感器相互關(guān)系，準確找出故障點(diǎn)位置。
2.4因果分析法
該種方法主要是分析相互聯(lián)系的數據間的響應速度和響應情況。
2.5時(shí)間分析法
時(shí)間分析法要求在分析某數據參數時(shí)，不僅要分析傳感器的數值，還要考慮到其響應速率，以得出準確的結論。
3數據流分析法的特點(diǎn)
數據流分析法是通過(guò)電腦故障診斷儀的數據流檢測功能來(lái)實(shí)現的。具有數據信息量大、測試連接便捷、能實(shí)現多參數同時(shí)顯示和動(dòng)態(tài)同步的特點(diǎn)。數據流分析法提供給工作人員電控系統一些主要的執行器和傳感器正常運行時(shí)的參考值，如空氣流量、水溫、轉速、節氣門(mén)開(kāi)度、蓄電池電壓、點(diǎn)火提前角及噴油時(shí)間等等，之后按照不同的要求進(jìn)行組合而形成的數據組，即為數據流。這些標準數據流是從正常行駛的汽車(chē)上提取或由廠(chǎng)方提供的數據，它能檢測出發(fā)電機在不同狀態(tài)下的工作狀況。數據流一般通過(guò)模擬量和開(kāi)關(guān)量等的數值方式來(lái)表現，一些汽車(chē)故障診斷儀也能采用圖形的形式來(lái)記錄和顯示數據流，使得數據表現形式更加形象化，分析數據間的相位關(guān)系也更加方便。
4電控系統故障原因分析
發(fā)動(dòng)機電子控制系統控制各工況條件下提供給發(fā)動(dòng)機的供油量，當供油量與發(fā)電機相匹配時(shí)，電控燃油噴射發(fā)動(dòng)機才能正常運行。上述匹配關(guān)系要求是發(fā)動(dòng)機實(shí)際工況和電控系統工況相吻合的關(guān)系，發(fā)電機的實(shí)際工況是唯一確定的，而電控系統需要許多參數去確定和反映這個(gè)實(shí)際工況，實(shí)際標志與實(shí)際工況參數還要有互相對應的關(guān)系，即它們要能夠相互達到一個(gè)統一。
汽車(chē)中各種傳感器以電信號的形式將參數輸送到發(fā)電機的電控系統，每個(gè)傳感器的電信號單元都會(huì )有一個(gè)已規定好的標準變化范圍，當送入電控單元的信號不能識別或某民路的電信號超出規定范圍，且這種現象持續發(fā)生一段時(shí)間時(shí)，電控單元自診斷系統就會(huì )判定這一部分信號電路出現故障，并將這一故障以故障碼的形式儲存在系統內部的隨機存儲器RAM中。當傳感器出測量誤差加大、響應速度變慢或靈敏度下降時(shí)，其工作特性就發(fā)生了變化，所輸入的電信號就會(huì )失真，但如果這些信號沒(méi)有超出所規定的標準范圍，即使與實(shí)際工況偏差較大，電控單元也會(huì )按照這個(gè)錯誤的信號去控制發(fā)電機的運行，自診斷系統也不會(huì )儲存故障碼。此時(shí)，發(fā)動(dòng)機就會(huì )出現異�，F象，這就是引起發(fā)動(dòng)機電控系統出現故障的原因。比如：一輛汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機在負荷狀態(tài)下工作，各個(gè)傳感器所輸送給控制系統的參數也是在發(fā)動(dòng)機在負荷狀態(tài)下的數據范圍內。如發(fā)動(dòng)機進(jìn)氣量為6g/s，節氣門(mén)開(kāi)度為40%，供油時(shí)間為4.5s，轉速為2500r/min。當實(shí)際節氣門(mén)開(kāi)度為40%時(shí)，即該參數沒(méi)有達到實(shí)際要求數值，但節氣門(mén)位置的傳感器輸送給電控單元的數據卻為20%，此時(shí)發(fā)動(dòng)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(fā)動(dòng)機卻會(huì )出現加速不良、怠速不穩的故障現象。
5數據流功能的應用實(shí)例分析
5.1實(shí)例1
一輛桑塔納2000GSi轎車(chē)在行駛到8萬(wàn)km距離時(shí)，出現了怠速抖動(dòng)現象。維修人員首先進(jìn)行了節氣門(mén)和噴油器的清洗，將該車(chē)的高壓線(xiàn)、火花塞及空氣流量傳感器進(jìn)行了更換，并脫開(kāi)炭罐電磁閾連接器，但發(fā)現該車(chē)故障仍然沒(méi)有消除。
用V.A.G1552故障診斷儀讀取故障碼時(shí)，無(wú)故障碼顯示，使用數據流功能讀取數據流后，發(fā)現汽車(chē)怠速時(shí)點(diǎn)火提前角有時(shí)會(huì )超出其正常值(12±4.5)范圍，在60~120之間變化。最后檢測出凸輪軸正時(shí)帶輪記號偏移了3個(gè)齒。該車(chē)故障的根本原因是因為其半自動(dòng)張緊輪曾被撞擊過(guò)，而事前該車(chē)的駕駛員沒(méi)有說(shuō)明這一情況，在該車(chē)發(fā)動(dòng)機大負荷工作下，正時(shí)帶就可能會(huì )發(fā)生跳齒現象。之后，維修人員進(jìn)行了該車(chē)的半自動(dòng)緊輪調換，裝復正時(shí)帶，將記號對正，再次進(jìn)行試車(chē)時(shí)，發(fā)現該車(chē)故障已消除。
5.2實(shí)例2
一輛99款桑塔納2000橋車(chē)在行駛過(guò)程中出現加速不良現象。維修人員查詢(xún)該車(chē)的故障記憶系統時(shí)發(fā)現，該車(chē)無(wú)故障碼存儲。這種現象可能是在以下兩種情況下發(fā)生：一是電控系統檢測不到故障;二是電控系統無(wú)故障。
維修人員首先進(jìn)行該車(chē)燃油壓力檢測，發(fā)現其在標準范圍內。然后再對該車(chē)的空氣流量計進(jìn)行檢測，發(fā)現空氣流量計信號已失準，就會(huì )影響噴油量計算，造成汽車(chē)的加速不良。在緩慢均勻地踩下汽車(chē)油門(mén)踏板的同時(shí)，觀(guān)察汽車(chē)發(fā)動(dòng)機進(jìn)氣量、轉速及噴油脈寬的變化情況發(fā)現，隨著(zhù)節氣門(mén)的開(kāi)大，進(jìn)氣量和噴油脈寬的數值也會(huì )均勻增加，最終發(fā)動(dòng)機達到最高轉速，情況一切正常。而在快速踩下汽車(chē)油門(mén)踏板時(shí)，維修人員發(fā)現發(fā)動(dòng)機轉速達到一定數值以上的時(shí)間出現了滯后，此時(shí)，發(fā)動(dòng)機轉速就不能快速適應節氣門(mén)的開(kāi)度變化，即出現加速不良現象。噴油脈寬的數值的增加相對于進(jìn)氣量數值的迅速增加，會(huì )緩慢一些，噴油器也不能快速適應節氣門(mén)的開(kāi)度變化，噴油出現滯后，導致發(fā)動(dòng)機轉速提升較慢，即汽車(chē)加速不良，此時(shí)就能夠將空氣流量計故障排除，考慮是否是節氣門(mén)位置傳感器發(fā)生故障�？焖俨认缕�(chē)油門(mén)踏板，同時(shí)注意觀(guān)察節氣門(mén)開(kāi)度的變化情況。發(fā)現節氣門(mén)從怠速位置開(kāi)啟到450左右范圍內時(shí)，數值會(huì )快速上升，在500~700范圍內時(shí)，其數值上升速度會(huì )變慢，即出現了數值變化滯后于節氣門(mén)實(shí)際的角度變化的情況，此時(shí)就能夠判斷出節氣門(mén)位置傳感器發(fā)生了故障，靈敏度降低，對節氣門(mén)迅速開(kāi)啟反應遲緩，輸出信號失真。雖然節氣門(mén)位置傳感器輸出信號有所失真，但是其輸出數值卻在標準范圍內，使用自診斷系統是不能檢測出這一信息的。
6結論
許多汽車(chē)維修企業(yè)在實(shí)際的電控汽油機維修過(guò)程中，針對不同的故障類(lèi)型使用了多種診斷方法，也運用了包含大量專(zhuān)用設備在內的多種檢測和診斷設備。在電控汽車(chē)的故障分析中采用數據流分析方法，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(diǎn)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(shí)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(shí)，此時(shí)維修人員就只能依據動(dòng)態(tài)數據流去分析診斷汽車(chē)故障。尤其是由傳感器的特性變化而造成的汽車(chē)故障時(shí)，采用數據流分析故障的優(yōu)勢就更加明顯。因此，利用數據流功能去做汽車(chē)故障的分析和診斷是具有重大意義的。
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