数据流与波形组合分析在汽车故障诊断中的应用

明光星

（辽宁省交通高等专科学校，辽宁 沈阳 110122）

目前，汽车电子控制技术的迅猛发展使得汽车电控化程度越来越高，这就要求对发动机电控系统出现的故障进行诊断的能力要向更高的水平发展，这也意味着要寻求更有效更快捷的故障诊断方法。在故障诊断时，利用解码器数据流与波形分析相结合的方式，不仅可以全过程实时获取电子元器件的电信号值，而且可以通过读取波形与标准波形的对比快速判断故障点，进而检测出车辆故障信息，不仅能诊断出汽车上的电路问题，许多机械和电子方面的故障也能够被顺利找出并解决，在一定程度上提高了故障诊断的精确度与诊断效率。

1 数据流与波形组合分析故障的实例

1.1 故障现象

一辆2016款搭载EA211发动机的新宝来，排量为1.6L，怠速时出现1000 r/min的超高怠速运行现象。

1.2 故障诊断

首先检查油门踏板，无机械卡滞、节气门工作正常。读取车辆故障信息，故障仪显示系统正常。再次运行发动机，发动机怠速正常。车辆运行，开启空调等大功率车辆电器，运行几分钟后关闭空调等大功率电器，发动机怠速再次高位运行，达到1000r/min。技师开始怀疑发动机有额外负荷，诊断仪读取空调、转向机、发电机输出电压等信息，均没有发现异常。考虑到怠速高位运行与用电器负荷有关，接上检测仪抓取与怠速过高有关的发动机相关数据流信息，并且在发电机DFM线上接上示波器抓取DFM波形信息，如图1所示。

图1 数据流与DFM波形信息

经过数据流及波形分析，发现在怠速时发电机负荷信息值达到100%，怠速值达到985转，经过排查发电机输出电流3A在正常范围，空调压缩机扭矩为0，无额外负荷。发电机DFM线波形为0电位一条直线。改变用电器数量，发电机负荷信息值保持在100%，发动机加速运行，发电机负荷信息值保持在100%。根据大众电源管理系统控制原理，同一个电气负荷在不同的发电机转速下，或者多个用电负荷在发电机同一转速下，其所表现的发电机负荷都会有所不同，其规律如上面所述。因此，当发动机转速升高后，发电机负荷不能随之向小的数值变化的现象是不正常的。综合分析发电机DFM线有搭铁可能，检查发现DFM线束内有搭铁故障，维修后采集数据流和波形如图2所示。发动机怠速明显下降，DFM波形恢复正常，且能随电器负荷的增加变化，故障彻底排除。

图2 维修后的数据流和波形

1.3 案例总结

电源管理系统集蓄电池诊断、休眠电流管理和动态电源管理于一身。对蓄电池监控的是其电压，对发电机监控的是其负载，保障这两者时刻运行无误。对发电机负荷来说，电网电源控制单元J519从发动机工作开始，通过发动机控制单元和数据总线，不断收集来自发电机DFM端子送出的脉宽调制信号PWM和发动机转速信号，并据此确定加载到发动机上的发电机负荷。如果在怠速状态下，J519经过这些信号得到发电机负荷已经达到其所规定的最大值即峰值时，为避免发电机电压下降到蓄电池电压之下时引发蓄电池放电，立即指令发动机控制单元J623提高发动机原怠速转速，其结果发动机功率和发电机功率相应增加，以解决原怠速下的高电气负荷带来的供求矛盾，并可稳定或提升电网电源电压。

2 数据流与波形组合分析故障的一般规律

如果有故障码，可以直接按故障码提示进行分析，并根据故障码设定的条件分析故障码产生的原因，进而找出故障点所在。

如果无故障码，从故障现象入手，加以相关的数据分析。在进行数据分析时，需要了解所修车辆的系统工作原理和结构、基本的控制参数及其在不同工况下的正确读数值，并将数据流与正常值进行对比，通过分析得出准确的判断。

有些故障是瞬时出现的，常常需要用示波器捕捉故障瞬间的波形，并与正常波形进行比较分析，得出正确结论。

3 结语

面对电控车辆故障复杂性的提高，综合化与多元化的故障诊断方法也就变成了现代汽车维修诊断发展方向。针对较为复杂的故障，把两种诊断方法相结合来进行试验分析，即采用数据流诊断法协同波形分析法诊断电子控制发动机的故障，更能及时、精确、简洁地对故障区域完成最终排查，顺利地排除汽车的各种故障。