浅谈数据流分析与应用

浅谈汽车数据流分析与应用关练芬湛江市第二技工学校摘要：随着汽车电子控制技术的发展与应用，汽车的修理方式发生了深刻的变化，仅凭经验已不能满足现代汽车修理的需要。

作为现代汽车重要检修方法之一的数据流分析，可以使维修人员实时了解汽车的工作状况，为汽车故障诊断与排除提供科学的依据。

本文拟谈谈数据流分析的方法及其在汽车电控发动机故障诊断中的应用，为科学修车抛砖引玉。

关键词：汽车电子控制系统数据流分析故障诊断应用实例随着人们对汽车的动力性、经济性和安全性等要求越来越高，汽车控制技术已由简单的化油器、少量的电气控制到集成电子燃油及点火控制、自动变速器、定速巡航、各种主动安全系统（ABS、ASR等）和舒适系统等于一身的车载电子控制系统。

显然，面对日趋完善和复杂的汽车电子控制技术，过去光凭经验、拍脑袋换零件等旧的修车模式已不适应现代汽车检修的要求，而借用先进的专用诊断设备来读取故障码、进行数据流分析及波形分析等现代检修方法在汽车故障诊断中得到了广泛应用。

本文拟重点谈谈数据流分析的方法及其在电控发动机故障诊断中的应用，为科学修车提供一点的帮助。

一、汽车数据流的认识目前，各汽车制造厂家为提高汽车的动力性、经济性和降低排放污染，均致力于发展汽车电子控制技术。

同时，为使汽车检修和设定方便，在电子控制系统中还设臵了具有故障自诊断和数据流记忆等功能的自诊断回路，汽车维修人员可以使用专用仪器来读取微机RAM中存储的故障码和数据流等信息，以帮助故障诊断。

众所周知，汽车电子控制系统主要由各种传感器、执行器和控制微机组成。

所谓数据流，是就是指汽车电子控制系统中由微机与传感器和执行器实时交流的输入、输出信号并以数据参数的形式通过诊断接口由专用诊断仪器读出的数据（组）。

在汽车微机中增加了数据流记忆功能，真实地反映了传感器和执行器的工作电压和状态，为故障诊断提供了有效的途径。

而数据流分析就是维修人员使用专用仪器读取电控系统微机通过诊断插座向外输出的、反映系统实时工作状况的数据流，通过对数据流中的各项参数进行数值分析并与标准值进行比较，以判断电控系统的工作是否正常，为查找故障提供科学依据的一种检修方法。

读取数据流除了可以检测到汽车各种传感器和执行器的工作状态外，还可以设定汽车的运行数据，如进行控制器编码和基本设定等。

二、数据流分析在故障诊断中的意义和作用随着电子技术与计算机技术的发展与应用，大量的传感器、执行器和微机等安装在汽车上，使汽车的控制方式和修理方式发生了深刻的变化。

面对日益复杂的电子控制系统，仅凭经验已无法满足现代汽车维修的需要，维修人员必须要掌握诸如读取故障码、数据流分析和波形分析等现代检修方法，从而科学、有序地排除汽车故障，提高修车效益。

（一）当前汽车故障诊断中存在的不足现代汽车电子控制技的发展，使汽车维修的技术含量越来越高。

但是，由于维修人员素质和维修水平参差不齐，在对汽车电子控制系统检修时主要还存在以下不足：1、部分维修人员不熟悉电控系统结构与原理，往往只是凭经验、靠猜想或拍脑袋换零件等方式检修电子控制系统，检修方法落后，增加了维修成本。

2、缺乏必要的现代汽车检修技能。

现代汽车电控系统维修不仅要求会使用万用表等检修工具，更要借助先进的检测设备如故障检测仪等来读取故障码和进行数据流分析，对故障进行综合的分析与判断，从而科学、有效地排除故障。

3、过于迷信故障码法。

部分维修人员能使用故障检测仪等检修设备，会按故障码进行检修，但一旦出现有故障而无故障码或出现误码现象时，往往束手无策，无从下手。

（二）数据流分析的意义和作用在对电控系统检修时，读取数据流并对数据流进行综合分析能有效地提高故障诊断效率。

其主要作用表现在以下几点。

1、读取数据流，可以实时了解汽车电子控制系统各种传感器和执行器的工作状态和电压等信息，掌握汽车的运行状况，判断汽车各系统工作是否正常。

2、可以解决有故障而无故障码或误码等疑难故障。

如使用故障诊断仪读取电控发动机故障码并根据故障码进行检修时，大多数都能判明故障可能发生的原因和部位，但若仅仅靠故障代码寻找故障，往往会出现判断上的失误。

因为有很多故障是不被ECU所记录的，并且有些显示的故障码也不一定是汽车真正的故障。

遇到这种情况，许多维修人员往往束手无策。

此时，最为可行的办法就是使用故障诊断仪读取电控发动机的数据流，动态研究发动机工作状况。

通过对数据流中的各项参数进行数值分析并与标准数据参数进行综合的比较，可以判断电喷发动机的工作是否正常，从而科学、快速地排除故障。

3、通过读取数据流，可以进行控制器编码、基本设定和自适应值清除等，对电控系统进行更精确的匹配，使电控发动机等各系统能在最佳的状态下工作。

因此，数据流分析具有故障代码诊断法无法代替的作用，是现代汽车维修必须掌握的重要技能。

三、汽车数据流的分析方法（一）数据流的获取方法汽车电子控制单元（ECU）中所记忆的数据流真实地反映了电控系统中各种传感器和执行器的工作电压和状态，它只能通过专用仪器来读取，即使用汽车厂商生产的专用诊断仪或通用诊断仪来读取。

（二）数据流的参数形式在故障诊断仪上显示出来的数据流有两种形式的参数，即数值型参数和状态型参数。

1、数值参数是指有一定单位、一定变化范围的参数，它通常反映出电控系统（如电控发动机）工作中各部件的工作电压、压力、温度、时间、速度等；数值型参数又分为输入参数和输出参数。

2、状态参数是那些只有两种工作状态的参数，如开或关、闭合或断开、高或低、是或否，它通常表示电控系统中的开关和电磁阀等元件的工作状态。

在对电控发动机进行数值分析时，首先应分清读出的各个参数是传感器输人给微机的输入信号，还是微机送出给执行器的输出指令。

输入信号参数可以是状态参数，也可以是数值参数。

输出指令参数大部分是状态参数，也有少部分是数值参数。

其次，数据流中的参数还应按发动机的不同系统进行分类，不同车型或不同系统的参数的分析方法各不相同。

将数据流中的参数和发动机的实际工况条件下的正常参数值进行比较，如有异常，即可说明电控系统有故障。

在进行电喷发动机故障诊断时，还应当将几种不同类型或不同系统的参数进行综合的对照分析。

（三）利用数据流分析故障的方法利用数据流进行故障分析，主要读取电控系统动态参数，并与标准参数进行比较，帮助修理人员分析汽车的故障。

利用数据流分析故障主要有以下几种方法：（1）数据对比法。

通过仪器读取数据，然后与厂家提供的标准数据进行比较，查看数据差异情况，如果与标准数据不相符，则应检查相应的元器件。

我们以桑塔纳2000Gsi为例来说明。

图1—1为使用大众V.G.A1552故障诊断仪进入8-读测量数据流的03显示组，该组显示冷却液温度和进气温度的动态数据处于正常时的情况。

图1—1 03显示组动态数据处于正常时的情况当进气温度传感器线路断路时其动态数据流见图1—2，此时所显示的进气温度为-46.5℃。

通过比较图1—1和图1—2的测试结果，我们发现进气温度数据不正常。

它提示我们需对进气温度传感器及相关线路进行检查。

图1—2 进气温度传感器线路断路时03显示组动态数据情况（2）数据动态判断法。

当我们对某一个传感器怀疑而使用常规手段又判断不出好坏时，可以观察其动态数据流的变化，从而判断其是否有故障。

如对进气系统检修时，对应04组数据进行观察，如图1—3所示。

图1—3 04组数据变化正常时的情况当踩下加速踏板时，该组数据将发生变化。

数据变化越明显，说明系统灵敏度越高。

如果数据流没有变化或变化不明显(图1—4)，说明节气门或节气门位臵传感器及线路有问题或损坏，应重点检查。

（3）时间域分析法。

ECU在分析某些参数时，不仅考虑传感器的数值，而且要判断其响应的速率，以获得最佳的控制效果。

例如在读取氧传感器的信号时，不仅要求有信号电压的变化，而且信号电压的反馈变化频率在10秒内要超过8次。

当其变化小于此值时，就会产生故障码，表示氧传感器响应过慢。

但响应次数未超过限定值，而又反应迟缓时，并不产生故障码，此时就应通过数据流分析氧传感器数据的变化状况以判断其好坏。

分析时还应注意主、副氧传感器的变化频率是不一样的，一般副氧传感器的变化频率至少低于主氧传感器的一半，否则为催化器转化效率已降低了。

（4）关联分析法。

电脑对故障的判断是根据几个相关传感器的信号进行比较的，当发现它们之间的关系不合理时，往往会出现一个或多个故障码，甚至出现误码或故障码。

此时不要轻易断定是否是传感器不良，需要根据它们之间的相互关系做进一步的检测和分析，以得出正确的结论。

如某车出现排气管冒黑烟，油耗增加，显示的故障码为氧传感器故障、λ值超限。

经多方检修，确认并非氧传感器损坏，而是因为火花塞积炭造成燃烧不良导致ECU误码。

此外，还有因果分析和比较分析法等。

总之，采用数据流的多种分析方法，结合相关车型和不同系统的检修参数，经过综合分析与判断，可以使我们有效地排除故障，做到知其然并知其所以然，提高汽车维修的条理性和科学性，走出东猜西想、拍脑袋换零件式的修车怪圈。

四、利用数据流分析进行故障诊断实例[实例一] 一辆桑塔纳2000时代超人轿车行驶14万km，出现怠速不稳，加速无力并有“耸”车现象。

先后清洗了喷油器及节气门体，更换了火花塞和高压线，燃油压力在标准范围内，而故障依旧存在。

1、读取数据流。

试车发现怠速时略有抖动，踩油门踏板急加速，进气歧管回火，发动机在滞后一小段时间后才提升到3000r/min以上；缓慢加速则基本正常。

用V.A.G1552故障诊断仪读故障码，无故障码显示，进人数据流功能，怠速主要数据见表1。

2、数据流分析。

通过数据流可以看到节气门开度达到7°，超过正常值。

实际上，性能良好的发动机在清洗完节气门体后，即使不做基本设定，其角度也能很快自适应达到正常值范围，因此角度过大是ECU进行怠速稳定调整的结果而不是故障的原因。

喷油脉宽达到2.87ms，超过正常值；氧传感器信号长时间滞留在0.455～1.0V，说明混合气过浓。

进气量也超过正常值。

通过对各数据的比较，发现只有进气量是单项的输入信号。

有理由认为该信号与实际存在偏差，造成其他数据的相应变化。

做急加速试验，同时观察数据流的变化。

节气门角度相应良好；点火提前角在转速未能提升起来的2s内，只能处在20°以内，然后才提升到30°以上。

同样，喷油脉宽也难以达到10ms以上，氧传感器信号相应性的跃变不明显。

再看进气量，急加速的2s内，只能提升至15g/s，正常时可以达到20g/s。

3、故障分析及处理。

综上所述，该故障极有可能是因空气流量计性能下降、信号值失准造成的。

怠速工况时的信号大于正常值，使混合气过浓。

急加速工况相应性差，信号不能与实际进气量同步，使ECU计算出的喷油量偏少，造成混合气过稀，因而发动机回火，动力不足，转速提升困难。