謝東升

（烏魯木齊鐵路運(yùn)輸學(xué)校，新疆烏魯木齊 ，830011）

自我國(guó)進(jìn)入WTO后，汽車制造業(yè)發(fā)展迅速，新車型層出不窮，現(xiàn)代汽車普遍采用電控系統(tǒng)。隨著電控燃油噴射技術(shù)的發(fā)展和維修認(rèn)識(shí)水平的不斷提高，當(dāng)電控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，使用故障診斷儀根據(jù)ECU存儲(chǔ)的故障代碼進(jìn)行診斷，給維修人員的工作帶來(lái)很大的方便。然而，在對(duì)汽車維修時(shí)，若僅僅靠故障代碼尋找故障，往往會(huì)出現(xiàn)判斷上的失誤（例如氧傳感器故障碼）。故障代碼僅僅是ECU認(rèn)可的一個(gè)是或否的界定結(jié)論，不一定是汽車真正的故障部位，并且有很多故障是不被ECU所記錄的，也沒(méi)有故障代碼輸出，因此使用故障診斷儀進(jìn)行數(shù)據(jù)流的檢測(cè)，研究發(fā)動(dòng)機(jī)靜態(tài)或動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)狀況，從而找出故障所在成為較為可行的方法。

數(shù)據(jù)流又稱保持幀，把電控系統(tǒng)的傳感器和執(zhí)行器正常工作時(shí)的參數(shù)值(如轉(zhuǎn)速、蓄電池電壓、空氣流量、噴油時(shí)間、節(jié)氣門開度、點(diǎn)火提前角、冷卻液溫度等)提供給維修者，然后按不同的要求進(jìn)行組合，形成數(shù)據(jù)組，就稱之為數(shù)據(jù)流。目前生產(chǎn)的汽車ECU中都有豐富的數(shù)據(jù)流存儲(chǔ)調(diào)用功能，這些標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)流是廠方提供的，或者是在正常行駛的汽車上提取的數(shù)據(jù)，它能監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)在各種狀態(tài)下的工作情況。而故障自診斷系統(tǒng)能把汽車行駛過(guò)程中的有關(guān)數(shù)據(jù)資料記錄下來(lái)。利用故障診斷儀的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)流功能，可以讀出各種動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。這樣可以根據(jù)汽車工作過(guò)程中各種數(shù)據(jù)的變化 (有故障時(shí)的數(shù)據(jù))與正常行駛時(shí)的數(shù)據(jù)或標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)流對(duì)比分析，可以更容易地判斷故障的類型和發(fā)生部位。因此，利用數(shù)據(jù)流診斷電控汽車故障，對(duì)于提高電控汽車的故障診斷準(zhǔn)確率具有重要意義。

1 故障代碼功能的局限性：

電控汽車正常運(yùn)行時(shí)，微機(jī)控制系統(tǒng)的輸入、輸出信號(hào)的電壓值都有一定的變化范圍。當(dāng)某一個(gè)電路信號(hào)的電壓值超出了規(guī)定范圍或送入微機(jī)不能識(shí)別，且這一現(xiàn)象能維持一段時(shí)間，微機(jī)便判斷這一部分信號(hào)電路有故障，并將這一故障以代碼的形式存入存儲(chǔ)器，同時(shí)點(diǎn)亮儀表板上的故障指示燈，這就是微機(jī)故障自診斷系統(tǒng)的基本原理。

由此可知，自診斷系統(tǒng)一般只能監(jiān)測(cè)電控系統(tǒng)的電路信號(hào)，并且只能監(jiān)測(cè)信號(hào)的范圍，并不能監(jiān)測(cè)傳感器特性的變化。線性節(jié)氣門位置傳感器要輸出與節(jié)氣門開度成比例的電壓信號(hào)，控制系統(tǒng)根據(jù)其輸入電壓信號(hào)來(lái)判斷節(jié)氣門的開度，即負(fù)荷的大小，從而決定噴油量等控制。如果傳感器的特性發(fā)生了變化，傳感器輸出的電壓信號(hào)雖然在規(guī)定的范圍內(nèi)，但并不與節(jié)氣門的開度成規(guī)定的比例變化，就會(huì)出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)工作不良，而故障指示燈卻并不會(huì)亮，當(dāng)然也不會(huì)有故障代碼。事實(shí)上，各種傳感器出現(xiàn)的模擬性故障，例如工作不正常、偏差嚴(yán)重等是無(wú)法靠故障代碼功能檢測(cè)出來(lái)的。因此，在診斷故障時(shí)不能完全依賴此項(xiàng)功能，而只能把它作為分析故障時(shí)的參考。

一個(gè)實(shí)例：

故障現(xiàn)象：一輛捷達(dá)王轎車，在入冬后早晨無(wú)法起動(dòng)。

據(jù)車主反映：前幾天早晨起動(dòng)很困難，有時(shí)經(jīng)很長(zhǎng)時(shí)間也能起動(dòng)起來(lái)，起動(dòng)后再起動(dòng)就一切正常。

對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油壓力和氣缸壓力、噴油嘴、配氣相位、點(diǎn)火正時(shí)以及火花塞的跳火情況都做了檢查，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，發(fā)動(dòng)機(jī)有油、有火，就是不能起動(dòng)，到底是什么原因呢?

后來(lái)發(fā)現(xiàn)，雖經(jīng)多次起動(dòng)，可火花塞卻沒(méi)有被“淹”的跡象，這說(shuō)明故障原因是冷起動(dòng)加濃不夠，是什么原因造成的呢？冷卻液溫度傳感器是否正常呢？

用故障診斷儀檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)ECU，無(wú)故障碼輸出。通過(guò)讀取該車發(fā)動(dòng)機(jī)靜態(tài)數(shù)據(jù)流發(fā)現(xiàn)，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU輸出的冷卻液溫度為105℃，而此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際溫度只有2-3℃，很明顯，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU所收到的水溫信號(hào)是錯(cuò)誤的，用萬(wàn)用表測(cè)量冷卻液溫度傳感器與電腦之間線束，既沒(méi)有斷路，也沒(méi)有短路，電腦給冷卻液溫度傳感器的5V參考電壓也正常，于是將冷卻液溫度傳感器更換，再起動(dòng)正常，故障排除。這起故障案例實(shí)際并不復(fù)雜，但它說(shuō)明一個(gè)問(wèn)題，那就是電控燃油噴射發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的ECU對(duì)于某些故障是不進(jìn)行記憶存儲(chǔ)的，比如該車的冷卻液溫度傳感器。再比如有氧傳感器反饋信號(hào)失真，空氣流量計(jì)電壓信號(hào)漂移造成空氣流量計(jì)所檢測(cè)到的進(jìn)氣量與實(shí)際進(jìn)氣量出現(xiàn)差異等，都不能被ECU認(rèn)可為故障。在這種情況下，閱讀控制單元數(shù)據(jù)成為解決問(wèn)題的關(guān)鍵。

2 利用“動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)流”分析故障

許多電控汽車的故障診斷系統(tǒng)具有行車記錄功能，能記錄車輛行駛過(guò)程中的有關(guān)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)資料。這些數(shù)據(jù)隨發(fā)動(dòng)機(jī)工況的變化而不斷變化，如氧傳感器的信號(hào)應(yīng)在0.1V-0.9V之間不斷變化等。通過(guò)故障診斷儀閱讀控制單元?jiǎng)討B(tài)數(shù)據(jù)，能夠了解各傳感器輸送到ECU的信號(hào)值，通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)值的比較，能快速找出確切的故障部位。例如，動(dòng)態(tài)測(cè)試中點(diǎn)火提前角應(yīng)該隨著節(jié)氣門的開度或發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速而增大或縮小，否則與之相關(guān)的方面可能有問(wèn)題。

2.1 有故障碼時(shí)的方法

可重點(diǎn)針對(duì)與故障碼相關(guān)的傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以找出故障原因所在。

故障現(xiàn)象 一輛桑塔納1.6轎車，百公里油耗增加1L檢查與判斷車主反映：前幾天換了火花塞，調(diào)整了點(diǎn)火正時(shí)，油耗還是高，通過(guò)與車主交流確認(rèn)不是油品的問(wèn)題。于是連接故障診斷儀，進(jìn)入“發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)”，讀取故障碼為“氧傳感器信號(hào)超差”，是氧傳感器壞了嗎？進(jìn)入“讀測(cè)數(shù)據(jù)塊”，讀取16通道“氧傳感器”的數(shù)據(jù)，顯示為0.01V不變。

氧傳感器長(zhǎng)時(shí)間顯示低于0.45V的數(shù)值，說(shuō)明兩點(diǎn)：一是說(shuō)明混合氣稀，二是說(shuō)明氧傳感器自身信號(hào)錯(cuò)誤。通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力表現(xiàn)來(lái)看，不應(yīng)是混合氣稀，那就重點(diǎn)檢查氧傳感器，方法是人為給混合氣加濃，在連加幾腳油的情況下，氧傳感器的數(shù)據(jù)由“0.01V”微變?yōu)椤?.03V”，幾乎不變，進(jìn)一步檢查氧傳感器的加熱線電壓正常，說(shuō)明氧傳感器損壞。更換氧傳感器，再用診斷儀讀其數(shù)據(jù)顯示0.1V-0.9V變化正常，至此維修過(guò)程結(jié)束。第二天，車主反映油耗恢復(fù)正常，故障排除。這是一起典型的由氧傳感器損壞引起的油耗高的故障。

2.2 無(wú)故障碼時(shí)的方法

通過(guò)對(duì)基本傳感器信號(hào)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)分析和定量對(duì)應(yīng)分析來(lái)確定故障部位。

實(shí)例：一輛桑塔納2000時(shí)代超人轎車行駛14萬(wàn)km，出現(xiàn)怠速不穩(wěn)，加速無(wú)力并有“聳”車現(xiàn)象。先后清洗了噴油器及節(jié)氣門體，更換了火花塞和高壓線，燃油壓力也在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，而故障依舊存在。

試車發(fā)現(xiàn)怠速時(shí)略有抖動(dòng)，踩油門踏板急加速，進(jìn)氣歧管回火，發(fā)動(dòng)機(jī)在滯后一小段時(shí)間后才提升到3000r/min以上；緩慢加速則基本正常。用故障診斷儀讀故障碼，無(wú)故障碼顯示，進(jìn)入數(shù)據(jù)流功能，怠速主要數(shù)據(jù)：

發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速730-850r/min；進(jìn)氣量3.2-3.6g/s；噴油脈寬 2.87ms，點(diǎn)火提前角 7-12°，節(jié)氣門角度7°，氧傳感器電壓0.635±0.1V

通過(guò)數(shù)據(jù)流可以看到節(jié)氣門開度達(dá)到7°，超過(guò)正常值。實(shí)際上，性能良好的發(fā)動(dòng)機(jī)在清洗完節(jié)氣門體后，即使不做基本設(shè)定，其角度也能很快自適應(yīng)達(dá)到正常值范圍，因此角度過(guò)大是ECU進(jìn)行怠速穩(wěn)定調(diào)整的結(jié)果而不是故障的原因。噴油脈寬達(dá)到2.87ms，超過(guò)正常值；氧傳感器信號(hào)長(zhǎng)時(shí)間滯留在0.455～1.0V，說(shuō)明混合氣過(guò)濃。進(jìn)氣量也超過(guò)正常值。通過(guò)對(duì)各數(shù)據(jù)的比較，發(fā)現(xiàn)只有進(jìn)氣量是單項(xiàng)的輸入信號(hào)。有理由認(rèn)為該信號(hào)與實(shí)際存在偏差，造成其他數(shù)據(jù)的相應(yīng)變化。做急加速試驗(yàn)，同時(shí)觀察數(shù)據(jù)流的變化。節(jié)氣門角度響應(yīng)良好；點(diǎn)火提前角在轉(zhuǎn)速未能提升起來(lái)的2s內(nèi)，只能處在20°以內(nèi)，然后才提升到30°以上。同樣，噴油脈寬也難以達(dá)到10ms以上，氧傳感器信號(hào)響應(yīng)性的躍變不明顯。再看進(jìn)氣量，急加速的2s內(nèi)，只能提升至15g/s，正常時(shí)可以達(dá)到20g/s。綜上所述，該故障極有可能是因空氣流量計(jì)性能下降、信號(hào)值失準(zhǔn)造成的。怠速工況時(shí)的信號(hào)大于正常值，使混合氣過(guò)濃。急加速工況響應(yīng)性差，信號(hào)不能與實(shí)際進(jìn)氣量同步，使ECU計(jì)算出的噴油量偏少，造成混合氣過(guò)稀，因而發(fā)動(dòng)機(jī)回火，動(dòng)力不足，轉(zhuǎn)速提升困難。這一點(diǎn)從點(diǎn)火提前角的變化也可以看出來(lái)，因?yàn)樗碚鳛榘l(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速提升的一種趨勢(shì)，且是同步的。更換空氣流量計(jì)、故障消失。讀取相關(guān)數(shù)據(jù)流，做急加速，點(diǎn)火提前角可迅速升至40°以上，噴油脈寬達(dá)到10ms以上，進(jìn)氣量升至25g/s以上，氧傳感器信號(hào)恢復(fù)正常。

可見(jiàn)，有些情況故障代碼并不一定能反映出來(lái)，但可利用數(shù)據(jù)流功能較為準(zhǔn)確地判斷故障的類型和發(fā)生部位。所以，運(yùn)用“數(shù)據(jù)流”進(jìn)行故障分析，便于維修人員了解汽車的綜合運(yùn)行參數(shù)，可以定量分析電控發(fā)動(dòng)機(jī)的故障，有目的地去檢測(cè)更換有關(guān)元件，在實(shí)際維修工作中可以少走很多彎路，減少診斷時(shí)間，極大地提高工作效率。

[1]尹力會(huì).最新汽車數(shù)據(jù)流手冊(cè).

[2]郭彬.數(shù)據(jù)流分析及在汽車故障檢測(cè)診斷中的應(yīng)用.