數據流與波形組合分析在汽車故障診斷中的應用

明光星

（遼寧省交通高等專科學校，遼寧 沈陽 110122）

目前，汽車電子控制技術的迅猛發展使得汽車電控化程度越來越高，這就要求對發動機電控系統出現的故障進行診斷的能力要向更高的水平發展，這也意味著要尋求更有效更快捷的故障診斷方法。在故障診斷時，利用解碼器數據流與波形分析相結合的方式，不僅可以全過程實時獲取電子元器件的電信號值，而且可以通過讀取波形與標準波形的對比快速判斷故障點，進而檢測出車輛故障信息，不僅能診斷出汽車上的電路問題，許多機械和電子方面的故障也能夠被順利找出并解決，在一定程度上提高了故障診斷的精確度與診斷效率。

1 數據流與波形組合分析故障的實例

1.1 故障現象

一輛2016款搭載EA211發動機的新寶來，排量為1.6L，怠速時出現1000 r/min的超高怠速運行現象。

1.2 故障診斷

首先檢查油門踏板，無機械卡滯、節氣門工作正常。讀取車輛故障信息，故障儀顯示系統正常。再次運行發動機，發動機怠速正常。車輛運行，開啟空調等大功率車輛電器，運行幾分鐘后關閉空調等大功率電器，發動機怠速再次高位運行，達到1000r/min。技師開始懷疑發動機有額外負荷，診斷儀讀取空調、轉向機、發電機輸出電壓等信息，均沒有發現異常。考慮到怠速高位運行與用電器負荷有關，接上檢測儀抓取與怠速過高有關的發動機相關數據流信息，并且在發電機DFM線上接上示波器抓取DFM波形信息，如圖1所示。

圖1 數據流與DFM波形信息

經過數據流及波形分析，發現在怠速時發電機負荷信息值達到100%，怠速值達到985轉，經過排查發電機輸出電流3A在正常范圍，空調壓縮機扭矩為0，無額外負荷。發電機DFM線波形為0電位一條直線。改變用電器數量，發電機負荷信息值保持在100%，發動機加速運行，發電機負荷信息值保持在100%。根據大眾電源管理系統控制原理，同一個電氣負荷在不同的發電機轉速下，或者多個用電負荷在發電機同一轉速下，其所表現的發電機負荷都會有所不同，其規律如上面所述。因此，當發動機轉速升高后，發電機負荷不能隨之向小的數值變化的現象是不正常的。綜合分析發電機DFM線有搭鐵可能，檢查發現DFM線束內有搭鐵故障，維修后采集數據流和波形如圖2所示。發動機怠速明顯下降，DFM波形恢復正常，且能隨電器負荷的增加變化，故障徹底排除。

圖2 維修后的數據流和波形

1.3 案例總結

電源管理系統集蓄電池診斷、休眠電流管理和動態電源管理于一身。對蓄電池監控的是其電壓，對發電機監控的是其負載，保障這兩者時刻運行無誤。對發電機負荷來說，電網電源控制單元J519從發動機工作開始，通過發動機控制單元和數據總線，不斷收集來自發電機DFM端子送出的脈寬調制信號PWM和發動機轉速信號，并據此確定加載到發動機上的發電機負荷。如果在怠速狀態下，J519經過這些信號得到發電機負荷已經達到其所規定的最大值即峰值時，為避免發電機電壓下降到蓄電池電壓之下時引發蓄電池放電，立即指令發動機控制單元J623提高發動機原怠速轉速，其結果發動機功率和發電機功率相應增加，以解決原怠速下的高電氣負荷帶來的供求矛盾，并可穩定或提升電網電源電壓。

2 數據流與波形組合分析故障的一般規律

如果有故障碼，可以直接按故障碼提示進行分析，并根據故障碼設定的條件分析故障碼產生的原因，進而找出故障點所在。

如果無故障碼，從故障現象入手，加以相關的數據分析。在進行數據分析時，需要了解所修車輛的系統工作原理和結構、基本的控制參數及其在不同工況下的正確讀數值，并將數據流與正常值進行對比，通過分析得出準確的判斷。

有些故障是瞬時出現的，常常需要用示波器捕捉故障瞬間的波形，并與正常波形進行比較分析，得出正確結論。

3 結語

面對電控車輛故障復雜性的提高，綜合化與多元化的故障診斷方法也就變成了現代汽車維修診斷發展方向。針對較為復雜的故障，把兩種診斷方法相結合來進行試驗分析，即采用數據流診斷法協同波形分析法診斷電子控制發動機的故障，更能及時、精確、簡潔地對故障區域完成最終排查，順利地排除汽車的各種故障。