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淺論數據流在汽車(chē)故障診斷中的應用論文
前言
隨著(zhù)汽車(chē)電子技術(shù)的快速發(fā)展和應用，汽車(chē)電控技術(shù)廣泛應用于汽車(chē)各系統中。汽車(chē)故障診斷中應用故障碼和數據流進(jìn)行汽車(chē)診斷是維修技術(shù)人員必須掌握的基本技能。
數據流就是指電控單元(ECU)與傳感器、執行器交流的數據參數通過(guò)診斷接口由專(zhuān)用診斷儀讀取的數據編碼信息，數據流隨時(shí)間和工況的變化而變化，是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)數據流。數據的傳輸像排隊一樣，一個(gè)一個(gè)地通過(guò)數據線(xiàn)流向診斷儀，這就是數據流的由來(lái)。
汽車(chē)上的這些數據流真實(shí)地反映了汽車(chē)各傳感器、執行器的工作電壓和狀態(tài)，為汽車(chē)故障診斷提供了可靠依據。這些數據流可以作為電控單元ECU的輸入、輸出數據，使汽車(chē)維修人員隨時(shí)可以了解掌握汽車(chē)的工作狀況，及時(shí)診斷汽車(chē)的故障。數據流不僅可以用于監測汽車(chē)各電氣元件的工作狀態(tài)，還可以通過(guò)數據流對汽車(chē)運行數據進(jìn)行設定。
1、數據流基本知識
1.1數據流中數據參數的分類(lèi)
根據數據在檢測儀上顯示的方式不同，數據參數可以分為數值參數和狀態(tài)參數。數值參數是指有一定單位、一定變化范圍的參數，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(shí)間、速度等;狀態(tài)參數是指那些只有2種工作狀態(tài)的參數，如“開(kāi)”和“關(guān)”、“閉合”和“斷開(kāi)”、“高”和“低”、“是”和“否”等，它們通常表示電控系統中開(kāi)關(guān)和電磁閥等元件的工作狀態(tài)。
也可根據電控單元ECU的控制原理，將數據參數分為輸入參數和輸出參數。輸入參數是指各傳感器和開(kāi)關(guān)等輸入給電控單元ECU的參數，輸入參數可以是數值參數，也可以是狀態(tài)參數;輸出參數是電控單元ECU輸出給各執行器的指令，輸出參數大多是狀態(tài)參數，但也有少部分是數值參數。
數據流顯示功能不僅可以對控制系統的運行參數進(jìn)行數據分析，還可以觀(guān)察電控單元ECU的動(dòng)態(tài)控制過(guò)程。因此，數據流是具有從電控單元ECU內部分析其工作過(guò)程的診斷功能。
1.2數據流測量方法
汽車(chē)中數據流測量方法一般用電腦通信的方式來(lái)獲得，即通過(guò)控制系統在診斷插座(OBDⅡ標準診斷插座)中的數據通信線(xiàn)將控制電腦的實(shí)時(shí)數據參數以串行的方式傳送給電腦診斷儀。這些數據流中包括了汽車(chē)故障信息、控制電腦ECU的實(shí)時(shí)運行參數、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信號數據以后，按照預定的通信協(xié)議將其顯示為相應的文字和數碼，以便維修人員觀(guān)察系統的運行狀態(tài)并對這些內容進(jìn)行分析判斷，用于汽車(chē)狀態(tài)分析或故障診斷。
電腦診斷儀主要有通用診斷儀和專(zhuān)用診斷儀兩大類(lèi)。
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(dòng)態(tài)數據參數顯示、傳感器和部分執行器功能測試與調整、某些特殊參數的設定、故障診斷提示、路試記錄等。通用診斷儀可以測試的車(chē)型較多，適用范圍較廣，因此被稱(chēng)為通用型儀器，如KT600智能診斷儀、X431汽車(chē)診斷儀等。但是通用診斷儀經(jīng)�？赡軣o(wú)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(zhuān)用診斷儀是汽車(chē)生產(chǎn)廠(chǎng)家自行設計或委托設計的專(zhuān)業(yè)測試儀器，只適用于本廠(chǎng)家生產(chǎn)的車(chē)型的專(zhuān)用診斷儀器。專(zhuān)用汽車(chē)診斷儀除具備通用診斷儀的各種功能外，還有參數修改、數據設定、防盜密碼設定和更改等各種特殊功能，如奧迪、寶馬等汽車(chē)4S店中的在線(xiàn)專(zhuān)用診斷儀等。
1.3常用數據流分析方法
(1)數值分析法：數值分析法是對汽車(chē)電氣元件所測數值的變化規律和范圍進(jìn)行分析，如轉速、車(chē)速、電腦讀數與元件實(shí)際值之間的差異等。
(2)時(shí)間分析法：時(shí)間分析法是對汽車(chē)數據變化的頻率和周期進(jìn)行分析，如氧傳感器的數據等。
(3)因果分析法：因果分析法是對汽車(chē)各相互間有聯(lián)系元件的相應數據的響應情況和響應速度進(jìn)行分析，如EGR閥和EGR位置傳感器之間的關(guān)系。
(4)比較分析法：比較分析法是對有相同車(chē)型和系統在相同的工況下進(jìn)行數據流的比較分析，對間歇性故障出現的某個(gè)瞬間的1個(gè)或數個(gè)數據進(jìn)行對比分析，很容易找出故障原因。
(5)關(guān)聯(lián)分析法：關(guān)聯(lián)分析法是對汽車(chē)中互為關(guān)聯(lián)的幾個(gè)數據進(jìn)行邏輯關(guān)系分析和推理，如發(fā)動(dòng)機轉速、節氣門(mén)位置、空氣流量與噴油時(shí)間等。在進(jìn)行電控裝置故障診斷時(shí)，還應將幾種不同類(lèi)型或不同系統的參數進(jìn)行綜合對照分析。不同廠(chǎng)家和不同型號的汽車(chē)，其電控裝置的數據流參數名稱(chēng)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(chǎn)的行駛里程約6萬(wàn)km配置N52發(fā)動(dòng)機的寶馬X3越野車(chē)，在出長(cháng)途中加油后，出現發(fā)動(dòng)機故障燈亮、發(fā)動(dòng)機怠速抖動(dòng)，且尾氣有嗆人的味道，加速時(shí)有點(diǎn)黑煙的故障。
2.2故障診斷過(guò)程及排除
首先利用診斷儀讀取故障碼為“空氣流量計信號不可信”;讀取相關(guān)數據流，發(fā)現空氣流量計信號值過(guò)小，2前氧傳感器信號均不在范圍內，混合氣調校負值過(guò)大，結合故障現象，判斷該車(chē)故障主要在混合氣燃燒不良問(wèn)題上。
雖然造成混合氣燃燒不良故障的問(wèn)題較多，如火花塞、點(diǎn)火線(xiàn)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(wèn)題。造成空燃比失常主要有進(jìn)氣系統漏氣和空燃比閉環(huán)控制系統。
根據上述故障分析，利用診斷儀讀取空氣流量計信號：怠速時(shí)3.8kg/h、加速2000r/m時(shí)8.4kg/h，此信號嚴重失真;檢查進(jìn)氣系統空氣濾清器、進(jìn)氣道、節氣門(mén)等均無(wú)臟污漏氣等，進(jìn)氣系統無(wú)漏氣故障。再讀取空燃比控制數據，怠速時(shí)2前氧傳感器(寬帶式5線(xiàn)氧傳感)信號是1列1.75v、2列1.56v，乘積式調校1列-5.67%、2列-7.16%，噴油時(shí)間1.78ms，顯然前期混合氣過(guò)濃。
為進(jìn)一步驗證空氣流量計和氧傳感器是那個(gè)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傳感器的信號。刪除調校值后起動(dòng)有點(diǎn)困難，怠速?lài)乐囟秳?dòng)，有時(shí)甚至熄火。就在勉強著(zhù)車(chē)后，怠速時(shí)空氣流量信號為11.2kg/h，2前氧信號1列1.75v、2列1.56v，乘法式及加法式調校值0，噴油時(shí)間2.3ms。操縱發(fā)動(dòng)機油門(mén)踏板，讓發(fā)動(dòng)機運轉約8分鐘后再次讀取數據流：空氣流量計信號3.6kg/h，2前氧信號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，信號又幾乎與原來(lái)的數據一致了。
通過(guò)上述診斷判斷氧傳感器中毒可能性極大，將2前氧傳感器拆下，發(fā)現棕紅色，是嚴重中毒現象。更換2前氧傳感器，起動(dòng)著(zhù)車(chē)后利用診斷儀查看動(dòng)態(tài)數據，空氣流量12.12kg/h，2前氧信號均在1.99-2.05v之間變化，噴油時(shí)間2.3ms，讓車(chē)輛怠速運轉了半小時(shí)后，數據仍一切正常，故障燈也熄滅。建議客戶(hù)更換汽油，清洗油路，后期回訪(fǎng)該車(chē)一切正常。
3、總結分析
該故障是典型利用動(dòng)態(tài)數據來(lái)進(jìn)行故障診斷：根據尾氣排放異味及發(fā)動(dòng)機故障現象等初步判斷故障點(diǎn)在空燃比控制上，然后利用診斷儀讀取相關(guān)控制信號(空氣流量計和氧傳感器)失真，最后復位調校值再次讀取兩傳感器動(dòng)態(tài)數據確定故障部位。
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