浅谈汽车数据流分析与应用

【摘要】随着汽车电子控制技术的发展与应用，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。

【关键词】汽车电子控制技术 数据流分析 故障诊断

中图分类号：TP306+.3

【前言】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，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、 数据流定义概念的理解

1.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置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。

2.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。

3.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

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。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。

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。

三、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。

四、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。

五、利用数据流分析故障的方法

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。

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。

（图3 电控发动机中的动态数据流）

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。

参考文献：

1、《汽车电控发动机检修》中国劳动社会保障出版社

2、《汽车波形与数据分析》机械工业出版社