數據流分析法在汽車電控系統故障排除中的應用

趙明敬

（九州職業技術學院，江蘇 徐州 221000）

引言

電子控制技術在現代汽車中越來越先進，使用的電子設備越來越多，使汽車檢測維修工作變得更加專業化，復雜化。隨著計算機技術在汽車領域的廣泛應用，為了使汽車故障診斷分析更加方便和快捷，汽車生產廠商在汽車電子控制系統中設置了故障代碼和數據流記憶功能，因此熟悉電控系統工作原理，熟練使用數據流分析功能來檢測和排除故障，就成為了現代維修人員必備的基本技能。

數據流是電子控制單元ECU 對所控制系統狀態的數量表現形式，是傳感器和執行器之間交流的數據參數。數據流分析法是運用各種測試儀器，對控制系統的各類相關數據進行綜合分析的過程，是現代汽車故障診斷與故障排除中常用的基本手段。數據流通常通過故障解碼儀檢測汽車電控系統中各個傳感器實時的工作狀態和汽車運行時的工作狀態或是設定汽車運行時的各數據，為故障診斷提供最實時、直接、新鮮、可靠的數據信息。

1 數據參數

根據數據在檢測儀上的顯示方式不同，數據參數可分為數值參數和狀態參數兩大類型數值參數有一定單位，一定變化范圍，通常反應電控裝置中各部件的工作電壓、壓力、溫度、時間、速度等。狀態參數是那些只有2 種工作狀態的參數如“開”或“關”、“閉合”或“斷開”、“高”或“低”、“是”或“否”等，通常都是表示電控裝置中的電磁閥和開關等元件的工作狀態。

1.2 根據數據流的控制原理，數據參數又分為輸入參數和輸出參數

輸入參數是傳感器或開關信號輸入給ECU 的各個參數，可以使數值參數，也可以是狀態參數。輸出參數是ECU 送出給各執行器的輸出指令，多數是狀態參數，也有少部分是數值參數。

1.3 關鍵數流列表

汽車發動機的數據流參數按照各個系統進行分類，各數據流參數根據各系統的類型，采用的不同的分析方法。在進行電控系統故障診斷時，應將幾種不同類型或不同系統的參數進行綜合對照分析。故障排除中常用的數據流如表1 所示。

表1 故障排除中常用的數據流

2 數據流分析常用的方法

2.1 數值分析法

數值分析法是分析關鍵數據的數值變化規律和數值變化波動范圍，判斷汽車是否存在故障以及故障所發生的部位。如：輪速傳感器，水溫傳感器，空氣流量計，車速傳感器的電腦讀值與實際值的差異等。

2.2 時間分析法

對數據變化的頻率和變化周期的分析。電腦在分析某些數據參數時，不僅要考慮傳感器的數值，而且要判斷其響應的速率，以獲得最佳的控制效果。如：氧傳感器。

2.3 因果分析法

對相互關聯的數據間響應情況和響應速度的分析。在各個系統的控制中，許多參數之間是有因果關系的。如ECU 得到一個輸入信號，肯定要根據此輸入給出下一個輸出。在認為某個過程有問題時，可以將這些參數連貫起來觀察，以判斷故障出現在何處。如：活性碳罐電磁閥和氧傳感器，空氣流量計和氧傳感器。

2.4 關聯分析法

電腦在判斷故障時，根據幾個相關的傳感器信號進行比較，若有異常信號出現，則會報出相應的故障碼，或顯示某個信號不合理。如：空氣流量計和發動機負荷和發動機每循環噴射持續時間，這時就需要進一步檢測相關聯的信號，做出正確判斷。

2.5 比較分析法

對同款車型和相同的系統在同樣的條件下，對同組的關鍵數據數據進行的對比分析。如：爆震傳感器，點火提前角，怠速控制等。

3 數據流分析法在常見故障中的應用實踐

3.1 故障現象

一輛Passat 轎車，裝備B5 發動機，行駛15 萬公里，手動擋，該車出現怠速不穩，加速不良，發動機加速排氣管冒黑煙的故障。

3.2 故障原因分析

首先分析導致發動機怠速不穩的原因有可能是節氣門臟污，混合氣過濃或過稀，火花塞間隙過大等。加速不良的原因可能是油泵壓力過低，汽油濾清器堵塞，噴油器堵塞，火花塞間隙過大，高壓線老化，氣缸壓力過低等。冒黑煙的原因可能是混合氣過濃燃燒不完全，導致混合氣過濃的原因有噴油器漏油，空氣流量計信號失準，水溫傳感器等。

3.3 故障排除思路

本著先易后難的，先電控后基礎再機械的診斷思路來排除本故障。用愛夫卡診斷儀連接OBD-II 診斷接頭，進入發動機系統，讀取故障碼，系統顯示無故障碼。啟動發動機，在怠速狀態下，用診斷儀讀取數據流發現數據流顯示如表2所示。

表2 診斷數據與標準數據

通過對發動機負荷，進氣質量和氧傳感器的信號電壓這三個參數的數值對比分析發現，這三個參數的數值都明顯大于標準值，由于發動機的噴油量是根據進氣量來計算的，所以該故障是由于空氣流量計的信號失準并將這個失準的信號傳給發動機ECU，導致發動機ECU 按照這個失準的信號延長了噴油器的噴油時間，而發動機實際的進氣量在怠速狀態下并沒有增加，導致了怠速狀態下油多氣少，混合氣過濃，燃燒不完全，排氣管中氧含量減少，氧傳感器信號電壓偏高，在車輛怠速運轉時，噴油量大，在加速狀態下的噴油量就更大，導致加速時發動機冒黑煙。在怠速狀態下運轉不穩，主要因為節氣門處于怠速位置，ECU 又力求按照怠速的工況來控制發動機轉速，而空氣流量計的失準信號導致ECU 誤認為發動機負荷過大，又不會減少噴油量，導致發動機怠速不穩。加速不良是因為混合氣過濃，燃燒不好，發動機功率下降，導致加速不良。更換空氣流量計，啟動著車，試車觀察發動機怠速時運轉平穩，加速順暢有力，排氣管冒黑煙的現象消失，故障排除。

通過上面的例子，數據流分析方法的應用：本案例采用了關聯分析法（空氣流量計參數和發動機負荷參數），因果分析法（空氣流量計參數和氧傳感器參數），

時間分析法（氧傳感器變化頻率）。在讀取了關鍵數據，分析數據流后，才能有目的進行檢測，更換故障元件，縮短了故障診斷時間，提高了工作效率。

4 數據流分析法在異常情況使用

在對汽車故障進行診斷排除時，故障碼并不是判斷故障存在的惟一依據，在有些情況下，發動機電控系統故障現象明顯，傳感器或執行器確實存在故障，但由于數據流未超出數據范圍，發動機控制單元就不會和記錄提示故障代碼，此時最可行的辦法就是使用故障診斷儀進行數據流檢測，分析發動機的靜態或動態數據，從而判斷故障點。有效地利用數據流分析法解決電控系統故障，首先，必須充分了解數據流各參數的含義及標準數據流，熟練掌握電子控制系統的基本構造、控制原理、傳感器和執行器的工作原理、各元件之間的相互影響等。其次，要搞清楚實測數據與標準數據之間關 系，熟知正常情況下這些數據的標準值，從而進行比較分析。

5 總結

數據流分析法，在電控系統故障診斷排除中，方便快捷，必須掌握數據流的分析方法，找準切入點，抓住主要矛盾，進行綜合分析才能作出準確的判斷。