汽車電控系統數據流分析

引言：本文會讓我們知道數據流的作用、測量方法數據流參數的分類等知識，通過運用數據流分析發動機轉速、傳感器工作狀態等全面了解數據流在汽車領域的運用，并且熟練掌握汽車電控系統數據流分析。

前言

隨著科學技術水平的不斷發展，電子控制系統在汽車中越來越得到廣泛地應用，而以往憑借經驗和故障碼對汽車進行故障診斷的方法已遠遠不能滿足要求。為了避免僅憑經驗法，盲目拆卸而造成損失，提高故障診斷的準確率，必須學會正確的分析和運用“數據流”。本文分析了僅憑經驗法和故障碼診斷汽車故障的不足，及運用數據流診斷汽車故障的優點及重要性。具體研究內容有：數據流基礎知識；數據流的作用；數據流主要參數；數據流分析方法等。論文研究結果將為汽車故障診斷與檢測提供有效幫助。

一、汽車數據流的認識

1.1數據流的概念

汽車數據流是指電子控制單元（ECU）與傳感器和執行器交流的數據參數通過診斷接口，由專用診斷儀讀取的數據，且隨時間和工況而變化。數據的傳輸就像隊伍排隊一樣，一個一個通過數據線流向診斷儀。

1.2數據流的作用

汽車電子控制單元（ECU）中所記憶的數據流真實的反映了各傳感器和執行器的工作電壓和狀態，為汽車故障診斷提供了依據，數據流只能通過專用診斷儀器讀取。汽車數據流可作為汽車ECU的輸入輸出數據，使維修人員隨時可以了解汽車的工作狀況，及時診斷汽車的故障。

讀取汽車數據流可以檢測汽車各傳感器的工作狀態，并檢測汽車的工作狀態，通過數據流還可以設定汽車的運行數據。

1.3數據流中數據參數的分類

根據各數據在檢測儀上顯示方式不同，數據參數可分為兩大類型：數值參數和狀態參數。

數據參數是有一定單位、一定變化范圍的參數，它通常反映出電控裝置工作中各部件的工作電壓、壓力、溫度、時間、速度等。狀態參數是那些只有2種工作狀態的參數，如開或關，閉合或斷開、高或低、是或否等，它通常表示電控裝置中的開關和電磁閥等元件的工作狀態。

數據流中的參數可以按汽車和發動機的各個系統進行分類，不同類型或不同系統的參數的分析方法各不相同。在進行電控裝置故障診斷時，還應當將幾種不同類型或不同系統的參數進行綜合對照分析。不同廠牌及不同車型的汽車，其電控裝置的數據流參數的名稱和內容都不完全相同。

二、測量數據流常采用的方法

測量汽車數據流常采用以下三種方法：

（1）電腦通信方式；

（2）電路在線測量方式；

（3）元器件模擬方式。

2.1電腦通信方式

電腦通信方式是通過控制系統在診斷插座中的數據通信線將控制電腦的實時數據參數以串行的方式送給診斷儀。在數據流中包括故障的信息、控制電腦的實時運行參數、控制電腦與診斷之間的相互控制指令。診斷儀在接收到這些信號數據以后，按照預定的通信協議將其顯示為相應的文字和數碼，以使維修人員觀察系統的運行狀態并分析這些內容，發現其中不合理或不正確的信息，進行故障的診斷。

2.2電路在線檢測方式

電路在線測量方式是通過對控制電腦電路的在線檢測（主要指電腦的外部連接電路），將控制電腦各輸入、輸出端的電信號直接傳送給電路分析儀的測量方式。電路分析儀一般有兩種：一種是汽車萬用表；一種是汽車示波器。

2.3元器件模擬方式

元器件模擬式測量是通過信號模擬器替代傳感器向控制電腦輸送模擬的傳感器信號，并對控制電腦的響應參數進行分析比較的測量方式。信號模擬器有兩種：一種是單路信號模擬器；另一種是同步信號模擬器。

單路信號模擬器是單一通道信號發生器。它只能輸出一路信號，模擬一個傳感器的動態變化信號。主要信號有可變電壓信號0～15V，可變交直流頻率信號0～10Hz，可變電阻信號的好壞，另一個是用可變模擬信號去動態分析電腦控制系統的響應，進而分析控制電腦及系統的工作情況。

同步信號模擬器是兩通道以上的信號發生器。它主要用于產生有相關邏輯關系的信號，如曲軸轉角和凸輪軸傳感器同步信號，用于模擬發動機運轉工況，完成在發動機未轉動的隋況下對控制電腦進行動態響應數據分析的實驗。同步信號模擬器的功用也有兩個：用對比方式比較傳感器品質的好壞；分析電腦控制系統的響應數據參數。

三、汽車數據流的分析方法

3.1數值分析法

數值分析是對數據的數值變化規律和數值變化范圍的分析，即數值的變化，如轉速、車速、電腦讀值和實際值的差異等。

在控制系統運行時，控制模塊將以一定的時間間隔不斷地接收各個傳感器傳送的輸入信號，并向各個執行器發出控制指令，對某些執行器的工作狀態還根據相應傳感器的反饋信號再加以修正。我們可以通過診斷儀器讀取這些信號參數的數值加以分析。

3.2時間分析法

電腦在分析某些數據參數時，不僅要考慮傳感器的數值，而且要判斷其響應的速率，以獲得最佳效果。

3.3因果分析法

因果分析法是對相互聯系的數據間響應情況和相應速度的分析。

在各個系統的控制中，許多參數是有因果關系的。如電腦得到一個輸入，肯定要根據此輸入給出下一個輸出，在認為某個過程有問題時可以將這些參數連貫起來觀察，以判斷故障出現在何處。

3.4關聯分析法

電腦對故障的判斷是根據幾個相關傳感器信號的比較，當發現它們之間的關系不合理時，會給出一個或幾個故障碼，或指出某個信號不合理。此時不要輕易斷定是該傳感器不良，需要根據它們之間的相互關系做進一步的檢測，以得到正確結論。

3.5比較分析法

比較分析法是對相同車種及系統在相同條件下的相同數據組進行的分析。

在很多時候，沒有足夠的詳細技術資料和詳盡的標準數據，無法很正確地斷定某個器件好壞。此時可與同類車型或同類系統的數據加以比較。當然在修理中，很多人會使用替換實驗進行判斷，這也是一種簡單的方法，但在進行時應注意首先做一定的基本診斷。在基本確定故障趨勢后，再替換被懷疑有問題的器件，不可一上來就換這換那，其結果可能是換了所有的器件，仍未發現問題。再一個注意的是用于替換的器件一定要確認是良好的，而不一定是新的，因新的未必是良好的，這是做替換實驗的基本原則。

四、數據流分析在故障診斷中的意義和作用

在對電控系統檢修時，讀取數據流并對數據流進行綜合分析能有效地提高故障診斷效率。其主要作用表現在以下幾點。

1.讀取數據流，可以實時了解汽車電子控制系統各種傳感器和執行器的工作狀態和電壓等信息，掌握汽車的運行狀況，判斷汽車各系統工作是否正常。

2.可以解決有故障而無故障碼或誤碼等疑難故障。因為有很多故障是不被ECU所記錄的，并且有些顯示的故障碼也不一定是汽車真正的故障。遇到這種情況，許多維修人員往往束手無策。此時，最為可行的辦法就是使用故障診斷儀讀取電控發動機的數據流，動態研究發動機工作狀況。

3.通過讀取數據流，可以進行控制器編碼、基本設定和自適應值清除等，對電控系統進行更精確的匹配，使電控發動機等各系統能在最佳的狀態下工作。

參考文獻

[1]汽車動態數據流分析[M]同濟大學出版社.

[2]汽車發動機電控技術[M]同濟大學出版社.

（作者單位：武威職業學院）