数据流在发动机故障诊断中作用

陈明海

摘要：随着经济与科学技术的进步与发展，我国各个行业的制造水平与生产技术都得到了相应的提升，汽车机电一体化产品制造技术也获得了飞跃式发展。当前诸多数据电控技术已经被广泛应用到汽车中，如电控系统、传感器、执行器等部分都是以数据流为核心。在汽车向自动化程度不断加深的背景下，汽车发动机故障已经引起更多人的关注。而数据流技术恰好能够帮助人们解决多种复杂的发动机故障问题，使得汽车修理工可以精准捕捉传感器与执行器工作时状况数据。数据流分析对发动机故障的作用是巨大的，能够通过传感器、电子控制单元与执行器来反映参数，这些数据能够真实的反映汽车内部的器件的工作電压与状态，给发动机故障诊断解决问题提供数据依据。

Abstract： With the progress and development of economy and science and technology， the manufacturing level and production technology of each industry in China have been improved accordingly， and the manufacturing technology of automobile mechatronics products has also been developed by leaps and bounds. At present， many data control technologies have been widely used in automobiles， such as electronic control systems， sensors， actuators and other parts are all based on data flow. Under the background of the deepening of automobile automation， automobile engine failure has attracted more and more people's attention. And the data flow technology can help people solve a variety of complex engine failure problems， so that the car repairman can accurately capture the working condition data of sensors and actuators. Data flow analysis plays a great role in engine fault. It can reflect parameters through sensors， electronic control units and actuators. These data can truly reflect the working voltage and state of components inside the vehicle， providing data basis for engine fault diagnosis and problem solving.

关键词：数据流;发动机故障诊断;作用分析

Key words： data flow;engine fault diagnosis;effect analysis

0  引言

随着现代化电子技术的发展，诸多车辆都承载了大量的电子控制装置，使汽车的动力与控制性能以及舒适性能得到了整体提升，这也给故障诊断带来了一系列的问题，故障诊断难度不断加大，而有效解决故障诊断难题的主要方法就是发挥数据流分析技术的优势。依据科学的调查数据显示，当前汽车数据流的检测更多是依靠电脑通信技术。在具体的诊断中，需要利用汽车故障诊断仪进行故障码的读取与清除，在读取电子控制系统与自诊断系统中数据后，就可进行清除处理，更重要的是数据流的分析过程，要对电子控制器与多个传感器等器件进行动态数据测试，体现出数据流分析强大的软故障排查能力。本文对数据流与发动机原理进行了分析与研究，并研究了数据流分析在电控汽车故障诊断中的应用。

1  数据流的相关概念

1.1 数据流定义

在汽车电控发动机的运行中，其内部的执行器与执行器会通过一系列的数据值来反映其工作状况，各个数据值所组成的数据块被成称为“数据流”，并分别出现显示在不同的电子工作期间中。对市场经济型与商务型轿来讲，其内部往往包含了氧传感器状态、冷却液温度、点火提前角、喷油时间、节气门开度、怠速控制阀状态等十多条数据与数值，这就构成其基础的数据流。相对而言，部分高档的汽车发动机所配置的电控系统更加复杂，能够直接提供上百条数据流，极大地降低了电动机故障诊断的难度，在维修人员掌握数据流分析技术的基础上，能够帮助他们更加迅速、便捷地诊断与排查故障。

1.2 数据流的作用

在进行发动机电控系统的检修处理时，维修人员要利用万用表、专用的汽车故障诊断仪与汽车示波器等工具，在成功读取数据流后，要对数据流进行状态与数值分析，其主要应用优势有以下几个方面：其一，对数据流进行分析，能够对发动机电控系统的传感器与执行器等器件进行工作状态上的监测，实时把握与掌控发动机运行情况，以此判断电控系统工作是否处在正常范围内。其二，对无故障码与错误故障码进行诊断与排查。针对这种问题，需要用故障诊断仪来读取电子控制系统中的静态（动态）数据，直接有效地将数据流中的多项数值进行分析与研究，保证发动机故障诊断部位的准确性。其三，数据流的读取能够协同进行控制器编码与基本设定，能更加准确匹配电控系统，确保电控发动机工作状态达到最佳效果。

2  电喷发动机故障自诊断分析原理与不足分析

2.1 自诊断故障代码分析原理

传感器、控制器与执行器这三个模块构成了发动机的电子控制。实际情况下，受发动机中大量电控装置与复杂的线路原因限制，汽车发动机的诊断故障出在电子控制系统中，给维修人员带来了极大的检修难度。为了解决这一问题，诸多发动机带有故障自诊断系统，发动机在ECU实施多种控制功能的间隙进行监测工作，首先故障自诊断子程序会启动运行，并对比输入信号与标准参数。若电控系统处于正常的工作范围内，输入与输出信号的变化显示则在规定范围内。针对个别输入电路（输出电路）出现信号不在预定范围内或信号丢失问题，自诊断系统则会将这段信号线路视为故障。若出现严重故障，这时故障警告灯則会亮起并告警，再对故障代码进行存储处理。在ECU自身的检测中，其中装置的计时器负责监视回路，并自动按时进行微机复位操作。若出现控制程序无法正常巡回，并且计时器难以进行复位、甚至导致溢出时，则显示ECU故障并执行代码存储操作。

2.2 应用数据流分析诊断发动机故障的方式

基于汽车电控系统中传感器的的设计与应用，数据流分析应运而生。针对汽车发动机故障，维修人员可结合数据流分析与其他各类故障诊断方式，对不同问题进行及时判别与处理。从我国当前汽车领域发展情况来看，汽车发动机的故障诊断方式主要划分为静态数据流、动态数据流等两大种类。下面首先提及的是静态数据流，主要是借助具有示波器与解码器等各类功能的故障诊断仪来形成静态数据，利用这一设备来进行电控系统关键部分的故障诊断，电源延长线、测试延长线、容性感应夹等诸多构成了这一关键设施，其外接电压一般表现在10-15V。在技术的运用中，需要维修人员精准运用测试插头。例如，在将外接电源连接到诊断座后，技术人员要将设备中的蓄电池本身的正极与红色鳄鱼夹相连，再将负极与黑色鳄鱼夹相连。在连接完成后，相关人员要按照规定来进行设备的运用。而动态数据流更多是用来解决与处理电控中空气流量传感器所产生的异常，其中，维修人员要从发动机载荷、转速、进气量讯来进行数据流分析。比如，在遇到某辆车发动机转速出现异常时，维修人员在检修中可利用动态数据流来分析汽车中的进气量与发动机本身的转速讯号，进而将空气流量传感器产生异常现象判定为影响转速的主要因素。

2.3 自诊断功能存在不可避免的误判

在汽车发动机运行自诊断功能时，往往会出现误报故障信息的现象，而它所报的故障并不存在。这种故障信息产生错误的原因有两个：其一，与传感器或执行器等关联性强电子配置存在问题，致使传感信号输入或输出异常。其二，非关联性配置出现故障，导致传感器信号异常，如汽车的进气系统或燃油供给系统。在面对上述情况时，故障自诊断系统则会错误识别并存储传感器与线路故障码。

针对误判产生的第二种原因，面对发动机中每个循环的喷油量问题，往往会被认定为电控系统方面的问题。而这种认定方式缺乏合理性，由于发动机在每个循环的喷油量需要供油压力，这取决于燃油系统，而不能仅关注喷油器的启动时长。前者并不在自动诊断系统监测范围内，主要是由于燃油压力调节器的问题，维修人员要转换方向，使用油压测试、尾气分析等其他方式来进行故障排查与分析。后者是电子控制系统出现的问题，是传感器信号的程序运算对结果，在自诊断系统的监控范围内。此外，排气系统、电器系统、真空系统、机械系统等都与诊断系统不相关。面对这些系统问题，要采取其他相对应的检测方式来进行判断。

例如，某一轿车的发动机在工作了15万km后，汽车在行驶中出现了间断熄火问题，而维修人员发现故障码提醒的是氧传感器故障。氧传感器的正常工作输出电压一般在10s内至少出现8次变化或高位、地位电压不变，且在0.1-0.9V之间不断变化，若每10s变化少于8次或电压保持不变，这就代表变化过缓，则自诊断系统就会则会判定为氧传感器故障。但是在维修人员更换氧传感器后，仍存在间断熄火问题。在检测汽车的不供油系统后，供油压力为200kPa，并且压力调节器已经不再出现回油现象，这就可确定为油路故障，大多是由于油箱内油泵磨损而导致的供油不足。在替换油泵后，这款轿车在此高速长途中也不再发生熄火。这种故障能够通过数据分析来进行全面判断，是由于供油系统压力不足，这就使致使空燃比偏稀，这时的氧传感器传感器信号容易出现异常，数据流分析使得维修工作的难度大大降低。

3  数据流分析诊断故障实例

下面将一普通类型的轿车作为案例，它的排量在1.4L，在行驶里程10万km后，它的油耗出现变化，约每百公里增加1L油耗。在实际问题中，影响汽车经济型的原因有很多，很难及时找出问题根源。下面应用数据流分析方式来进行诊断，维修人员用故障诊断仪所读取出的故障码显示为“氧传感器信号很差”。进行数据流功能的读取时，氧传感器显示的数值为0.1V，且不高于0.45V，没有发生变化。这是就从传感器故障或混合浓度稀两个方向来进行诊断与分析。维修人员先连续踩油门，并反复检查发动机动力情况，发现不存在加速无力问题。所以将诊断重点转移到氧传感器检查上。这时再次连续踩油门，这时检测出的氧传感器在0.1-0.3V范围内变化，而正常变化范围是0.1-0.9V，这样就可确认氧传感器已经损坏。在替换后再次进行动态数据的读取，其显示造正常的变化范围0.1-0.9V。最后，要进行200km行车试验，通过耗油量对比发现油耗水平已恢复正常，运用数据流分析将故障顺利排除。

4  结束语

基于以上阐述可得，汽车发动机故障诊断过程较为复杂，并且点火系统、供油系统与两大运动机构等电控与非电控系统受到多种混合因素的影响，给故障诊断带来了困难。针对多种复杂的故障排查问题，需要利用诊断仪、万用表、示波器等工具来进行数据检测。然后，按照所检测数值与数据间的关联性进行数据流分析，进而高效、准确地排查与诊断出发动机故障。

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