數據流對故障分析的實用意義

溫州/饒 軍

隨著生活水平的提高，汽車保有量也在不斷增加，據不完全統計，最近兩年國內汽車產銷年均已突破2000萬輛，國內市場的保有量已經接近4億輛。汽車一方面給人們的出行帶來極大的便捷，另一方面大量汽車的尾氣排放也對本已霧霾多多的環境保護雪上加霜，以至于越來越多的大中城市不得不祭出了限牌出行的新規；同樣社會的進步也讓人們早已不滿足于汽車僅僅作為四個輪子的快速代步工具，而是不斷追求能達到操控性一流，舒適性一流，主動安全性一流的陸上公務艙的同時，還要兼顧經濟性更佳，排放量更少，真正的盡可能做到“既要馬兒跑得快，又要馬兒不吃草”的境界。要實現此目標，離不開越來越多的電子技術的應用。據統計，上汽大眾首款C級車輝昂上采用的電子控制單元接近100個，這么多電子控制單元新技術的應用，對故障的診斷技術有更高的要求。如果維修技師仍僅僅依賴于過去讀取故障碼的傳統方式來排除故障往往是盲人摸象，事倍功半。本文就結合筆者的實際維修案例，談談數據流對現在轎車故障判斷的實用意義

引言：一直以來，維修技師在分析故障時，讀取故障碼已成為一種常態。但是這種診斷方式對電子高度集成的現代轎車上存在極大的局限性。首先故障碼分為有明確指向的故障碼和無明確指向的故障碼，對無明確指向的故障碼來說，其故障碼含義中根本不會涉及任何具體的配件，這就可能導致維修技師失去了維修方向。更有甚者，對采用大量控制單元的車輛來說，有些故障現象非常明顯存在，但相關系統卻不會記憶任何故障碼。這個時候唯一只能通過數據流來分析和判斷，讓維修技師判斷有依據，維修有思路了。

1.數據流對故障判斷的實例

1.1 無明確指向故障碼——2015年途觀排放燈點亮故障分析

1.1.1 車輛信息

車型：配置CEA 1.8T渦輪增壓發動機、09M變速器。

VIN： LSVXZ25NXF2××××××。

行駛里程：25000km。

1.1.2 故障現象

客戶反映該車排放燈點亮，刪除故障碼行駛一段時間會再次點亮。

1.1.3 故障分析

1.1.3.1 讀取故障碼，經檢測故障碼為P2187汽缸列1燃油測量系統，怠速轉速時系統過稀，偶發（如圖1所示）。

該故障碼屬于典型的無明確指向的故障碼，對故障碼理解透徹的維修技師，結合故障碼的含義，也只能判斷該故障是混合氣過稀所導致。可是導致混合氣過稀的故障原因太多，包括進氣系統泄漏，噴油量過少，空氣流量傳感器數據失常等都有可能，那么究竟是哪一原因導致的呢？此刻對數據流分析的能力就能決定對故障范圍的把控能力。接下來就看看相關數據流（如圖2所示）。通過數據流對故障進行分析。

圖1 故障碼

圖2 數據流

圖2截取了筆者認為對故障碼分析有幫助的3組數據。其中32組1區為附加的學習值，其顯示為4.12%，表明混合氣怠速情況下存在過稀；32組第2區則為疊加的學習值，其數值為-6.25%，說明部分負荷時混合氣反既有可能引起混合氣過稀，還有可能導致混合氣過濃。那么導致混合氣過稀的漏氣部位有：節氣門至進氣歧管（DE段），空氣流量傳感器至渦輪增壓器進口（AB段，如圖3所示），還包括附加空氣系統（包括炭罐系統、曲軸箱通風系統）。

圖3 進氣系統

圖4 正常數據流

接下來檢查遵循先易后難的原則，首先檢查空氣流量傳感器A至渦輪增壓B進口的管路，沒發現異常。對進氣歧管的檢查在不拆下的前提下，只能用土辦法使用清洗劑，在怠速下對可疑點進行噴清洗劑，但結果發動機轉速沒任何變化。那么只剩下對附加空氣系統的檢查了。

首先拆檢了炭罐電磁閥，當用嘴巴對著電磁閥吹氣時，很快發現了問題所在，該電磁閥已經處于長通狀態，說明該車炭罐電磁閥已經損壞。

1.1.4 故障排除

更換全新炭罐電磁閥后試車一個星期，客戶反映排放燈不再點亮。再次讀取相關數據流（如圖4所示），而有偏濃趨勢。而33組1區則是氧傳感器調節數據，該數據時刻在跳動（目前-1.17%在標準范圍之內）。第3組2區顯示空氣流量為1.69g/s，則遠小于正常數據（正常數據一般在2.4g/s左右）

1.1.3.2 通過數據流解析故障碼。

數據流中空氣流量傳感器數據明顯小于正常的進氣量，結合32組的數據來分析，可以確認是存在額外的未經空氣流量傳感器計量的氣體進入了缸內燃燒，而非燃油方面導致的混合氣過稀。假設是燃油系統供油不足導致的混合氣過稀，則疊加學習值中由于節氣門開度增大進氣量快速增加只會讓疊加的學習值更稀，而非數據中的偏濃趨勢，因此數據流中可以反映出該故障非燃油系統存在問題所引起了。

接下來再將數據流和故障碼的含義進行比較。故障碼內容為燃油測量系統怠速轉速時系統過稀，實際已明確界定了燃油系統過稀只是存在于怠速轉速，這和數據流反映出來的特點完全吻合。如此再來維修，其范圍就大大縮小了。

1.1.3.3 確定故障點。

對渦輪增壓發動機來說，漏氣一切正常，至此該故障徹底排除。

1.2 關聯性不強故障碼——2015年大眾凌渡啟動失效故障分析

1.2.1 車輛信息

車型：上汽大眾凌渡，配置帶啟停系統。

VIN：LSVCF6BM8FN××××××。

行駛里程：18000km。

1.2.2 故障現象

客戶反映該車啟動機偶爾無法正常啟動，但是最近故障現象越來越頻繁出現，直至現在完全無法運轉。

1.2.3 故障診斷

1.2.3.1 首先讀取故障碼，發動機系統故障碼為P3054 00啟動機不能轉動，機械卡死或電器故障。該故障屬于典型的有明確指向的故障碼，其明確指向的可疑點就是啟動機本身，于是維修技師更換了全新啟動機之后試車，發現故障依舊存在，啟動機依舊無法運轉。

1.2.3.2 讀取并分析數據流。

查閱電路圖（如圖5所示），明確可以看出，該車啟動機工作由1和2兩個啟動繼電器串聯控制。而兩個繼電器的控制完全相同，其一端接至15號供電線，另外一端則接至J623，由發動機控制單元分別輸出信號進行控制，因此啟動繼電器工作與否完全可以通過發動機數據流來觀察。但是考慮到發動機控制單元允許啟動機運轉，還有一些附加條件必須滿足，包括擋位信號、啟停按鈕的信號，以及制動開關信號等。這些信號任一不正常的話，則啟動機當然也無法啟動了。那接下來只能通過數據流來看看這些信號是否正常了。

圖5 啟動繼電器控制電路

連接VAS6150B，進入ELV(2B)系統，選擇讀取數據流，選擇相關數據流，如圖6所示。圖6中數據流是點火開關打開未按啟動按鈕狀態數據，數據中可見啟動按鈕兩個開關觸點均處于未開動狀態，表示按鈕未按下，正常；停車選擋桿位置接合并鎖定，表示擋位桿位于P擋，與實際吻合；駕駛員請求，啟動發動機未激活，正常；端子50，線路狀態此時理所當然均處于斷開狀態，其他相關數據流沒發現問題。接著再觀察下按啟動按鈕瞬間的數據流，如圖7所示.

圖6 數據流

通過圖6和圖7的數據流可以看出，該發動機啟動的所有外圍附加條件均已滿足，按下啟動按鈕時啟動50端子信號也已經正確接通。說明ELV相關輸入輸出信號均已經滿足，接下來就需要繼續去觀察發動機控制單元的相關信號是否正常了。

如圖8所示，分別為點火開關四種狀態，分別為關閉（灰色方框），打開（綠色方框），第一次啟動（深藍方框），第二次啟動（淡藍方框）的數據流。這里特別說明下：圖8中的第四行數據流——啟動請求，端子50測量，返回一直顯示01不變，這個是因為診斷儀反應速度過慢導致，實際上在啟動機運轉過程中，筆者已經觀察到該數據值已變為00，表示已經有50端子返回信號了。

圖7 數據流（按下啟動按鈕瞬間）

根據數據流的含義，可以明確知道按啟動按鈕瞬間，發動機控制單元已經輸出了啟動信號指令，而啟動機仍舊無法工作，那么接下來的故障范圍就非常明確了，只有可能是執行器方面存在問題了。

1.2.3.3 故障點確認。對該車啟動系統來說，其執行器元件不多，除啟動機本身還包括兩個啟動繼電器。當然對這兩個執行器的檢查也應該優先檢查繼電器，而非維修技師優先更換啟動機了。當拔下繼電器之后，馬上發現了問題所在（如圖9所示），兩個繼電器插腳腐蝕嚴重，進一步咨詢客戶才知道該車為泡過水的二手車。至此故障點原因完全可以確定。

圖9 啟動繼電器

圖8 點火開關數據流

1.2.4 故障排除

更換兩個啟動繼電器，并處理繼電器座的插腳后，一次就順利啟動，經客戶反復試車，故障不再出現。

1.3 沒有任何故障碼——2011年途觀升擋轉速過高故障分析

1.3.1 車輛信息

車型：配置1.8T發動機、09M變速器。

VIN：LSVUB25N6B2××××××。

行駛里程：23720km。

1.3.2 故障現象

客戶反映該車掛D擋正常行駛時，要3000r/min才能正常升擋。經技師試車發現，在平坦道路上，勻速加油，發動機轉速沒到3000r/min就無法升擋，系統確實存在故障。

1.3.3 故障診斷

1.3.3.1 首先讀取系統的故障碼，包括變速器、發動機及其他系統，均不存在任何故障碼。

1.3.3.2 通過數據流分析故障。系統均不存在故障碼，依靠故障碼排除該故障的可能性基本為零。接下來還只有通過觀察數據流來分析問題所在了，查詢變速器相關數據。

觀察變速器數據流，并和正常車輛進行比較，沒發現任何異常。在萬般無奈之下，嘗試著代換了變速器閥體，結果故障依舊。繼續代換變速器控制單元，經試車故障依舊。

萬般無奈之下，經和其他站老師討論，建議觀察下和行駛有關聯的其他控制單元的數據流，于是觀察了ABS系統的數據流，并和正常車輛進行比較。果然發現第4組數據存在差異（如圖10所示）。

圖10 ABS系統數據流

圖左為故障車輛數據，圖右則是正常車輛數據，兩個車輛目前停放的狀態完全一樣，但故障車輛第4區數據為1.168m/s2（且在不停跳躍）,正常車輛為0.00m/s2靜止不動。接著通過引導性功能發現該組顯示的含義為縱向加速度傳感器G251的數據，那么究竟是不是G251數據異常所導致的呢？

縱向加速度傳感器顧名思義當然是檢測車輛的加速度，正常情況下，當駕駛員需要超車時會加大油門，大油門狀態下為了確保發動機動力輸出，控制單元不會提升變速器擋位，往往還會強制來降擋，此瞬間G251的數據就會增大，而本車中偏大的G251數據（1.168m/s2遠大于0.00m/s2），會讓變速器控制單元認為車輛處于急加速狀態，為了確保足夠的扭矩，只能以推遲換擋點（達到3000r/min），從而導致了本車的故障現象。

1.3.4 故障排除

由于途觀車的橫向加速度傳感器G200、偏轉率傳感器G202、縱向加速度傳感器G251集成安裝在電子機械式駐車制動控制單元J540內，無法解體單獨維修。因此只能更換J540，經更換后做了相關設置再試車，故障排除。

2.結論

綜合本文中的3個代表性的案例，可以看到數據流的分析對于現代轎車故障維修的實際意義，包括：

明確故障范圍，快速準確診斷。這在第一個案例中表現尤其明顯。很多技師在維修中見到沒有明確指向的故障碼時，就只有抱著試一試心態來更換可疑部件，但是有的故障碼牽涉的配件可能較多，一個個換配件試車既費時費力，且新配件也不可能那么方便就能獲取。當某些故障碼不涉及到任何配件時，更是讓依靠故障碼吃飯的技師不知所措了。因此正確分析相關數據流，就能縮小排查故障范圍，利于快速診斷與排除故障。

提升分析能力，促進技術提高。第二個案例中更換啟動機之后故障碼不復存在，但故障依舊存在。這個時候必須通過嚴謹的思維進行分析，層層抽絲剝繭，自啟動機的運行外圍條件入手，到發動機控制單元的輸出控制，最終水到渠成的考慮到是啟動繼電器的故障，可以說環環相扣，缺一不可。因此通過分析數據流，對提高技師的分析問題的能力無疑有極大的幫助，對維修技師判斷故障的思路更能有效促進，自然能有效促進技術水平的提高。

降低返修比例，增加客戶滿意。第三個案例中的故障點和所表現出來的故障現象看似風馬牛不相及，但憑著對數據的理解最終能檢查出縱向加速度傳感器G251不正常，依靠的不是運氣，而是對數據流功能的透徹理解。這個有點變態的故障可能實際維修中碰到的概率不多，但是有一個就足以讓客戶對本站的維修技術產生信任感，也有效降低了該車的返修比例，增加客戶的滿意度。

總之，對現代轎車的維修，筆者一直認為，過程比結果重要，數據流分析比讀取故障碼更重要；對疑難故障而言，讀取故障碼的作用遠小于對數據流的分析，雖然讀取數據流不是萬能的，但是離開對數據流的分析則是萬萬不能的。因此維修技師不能局限于讀取故障碼和清除故障碼，而要實實在在的提高分析數據流的水平，才能更好去維修一些疑難雜癥，才能在電子控制單元高度集成的現代轎車維修技術上，乘風破浪勇立潮頭。