汽車電控系統(tǒng)數(shù)據(jù)流分析

引言：本文會讓我們知道數(shù)據(jù)流的作用、測量方法數(shù)據(jù)流參數(shù)的分類等知識，通過運(yùn)用數(shù)據(jù)流分析發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、傳感器工作狀態(tài)等全面了解數(shù)據(jù)流在汽車領(lǐng)域的運(yùn)用，并且熟練掌握汽車電控系統(tǒng)數(shù)據(jù)流分析。

前言

隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷發(fā)展，電子控制系統(tǒng)在汽車中越來越得到廣泛地應(yīng)用，而以往憑借經(jīng)驗(yàn)和故障碼對汽車進(jìn)行故障診斷的方法已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求。為了避免僅憑經(jīng)驗(yàn)法，盲目拆卸而造成損失，提高故障診斷的準(zhǔn)確率，必須學(xué)會正確的分析和運(yùn)用“數(shù)據(jù)流”。本文分析了僅憑經(jīng)驗(yàn)法和故障碼診斷汽車故障的不足，及運(yùn)用數(shù)據(jù)流診斷汽車故障的優(yōu)點(diǎn)及重要性。具體研究內(nèi)容有：數(shù)據(jù)流基礎(chǔ)知識；數(shù)據(jù)流的作用；數(shù)據(jù)流主要參數(shù)；數(shù)據(jù)流分析方法等。論文研究結(jié)果將為汽車故障診斷與檢測提供有效幫助。

一、汽車數(shù)據(jù)流的認(rèn)識

1.1數(shù)據(jù)流的概念

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

1.2數(shù)據(jù)流的作用

汽車電子控制單元（ECU）中所記憶的數(shù)據(jù)流真實(shí)的反映了各傳感器和執(zhí)行器的工作電壓和狀態(tài)，為汽車故障診斷提供了依據(jù)，數(shù)據(jù)流只能通過專用診斷儀器讀取。汽車數(shù)據(jù)流可作為汽車ECU的輸入輸出數(shù)據(jù)，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(shù)據(jù)流可以檢測汽車各傳感器的工作狀態(tài)，并檢測汽車的工作狀態(tài)，通過數(shù)據(jù)流還可以設(shè)定汽車的運(yùn)行數(shù)據(jù)。

1.3數(shù)據(jù)流中數(shù)據(jù)參數(shù)的分類

根據(jù)各數(shù)據(jù)在檢測儀上顯示方式不同，數(shù)據(jù)參數(shù)可分為兩大類型：數(shù)值參數(shù)和狀態(tài)參數(shù)。

數(shù)據(jù)參數(shù)是有一定單位、一定變化范圍的參數(shù)，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(tài)參數(shù)是那些只有2種工作狀態(tài)的參數(shù)，如開或關(guān)，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(guān)和電磁閥等元件的工作狀態(tài)。

數(shù)據(jù)流中的參數(shù)可以按汽車和發(fā)動機(jī)的各個系統(tǒng)進(jìn)行分類，不同類型或不同系統(tǒng)的參數(shù)的分析方法各不相同。在進(jìn)行電控裝置故障診斷時，還應(yīng)當(dāng)將幾種不同類型或不同系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)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(shù)據(jù)流參數(shù)的名稱和內(nèi)容都不完全相同。

二、測量數(shù)據(jù)流常采用的方法

測量汽車數(shù)據(jù)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(tǒng)在診斷插座中的數(shù)據(jù)通信線將控制電腦的實(shí)時數(shù)據(jù)參數(shù)以串行的方式送給診斷儀。在數(shù)據(jù)流中包括故障的信息、控制電腦的實(shí)時運(yùn)行參數(shù)、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(shù)據(jù)以后，按照預(yù)定的通信協(xié)議將其顯示為相應(yīng)的文字和數(shù)碼，以使維修人員觀察系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)并分析這些內(nèi)容，發(fā)現(xiàn)其中不合理或不正確的信息，進(jìn)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(yīng)參數(shù)進(jìn)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(fā)生器。它只能輸出一路信號，模擬一個傳感器的動態(tài)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(tài)分析電腦控制系統(tǒng)的響應(yīng)，進(jìn)而分析控制電腦及系統(tǒng)的工作情況。

同步信號模擬器是兩通道以上的信號發(fā)生器。它主要用于產(chǎn)生有相關(guān)邏輯關(guān)系的信號，如曲軸轉(zhuǎn)角和凸輪軸傳感器同步信號，用于模擬發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工況，完成在發(fā)動機(jī)未轉(zhuǎn)動的隋況下對控制電腦進(jìn)行動態(tài)響應(yīng)數(shù)據(jù)分析的實(shí)驗(yàn)。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(zhì)的好壞；分析電腦控制系統(tǒng)的響應(yīng)數(shù)據(jù)參數(shù)。

三、汽車數(shù)據(jù)流的分析方法

3.1數(shù)值分析法

數(shù)值分析是對數(shù)據(jù)的數(shù)值變化規(guī)律和數(shù)值變化范圍的分析，即數(shù)值的變化，如轉(zhuǎn)速、車速、電腦讀值和實(shí)際值的差異等。

在控制系統(tǒng)運(yùn)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(zhí)行器發(fā)出控制指令，對某些執(zhí)行器的工作狀態(tài)還根據(jù)相應(yīng)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(shù)的數(shù)值加以分析。

3.2時間分析法

電腦在分析某些數(shù)據(jù)參數(shù)時，不僅要考慮傳感器的數(shù)值，而且要判斷其響應(yīng)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(lián)系的數(shù)據(jù)間響應(yīng)情況和相應(yīng)速度的分析。

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

3.4關(guān)聯(lián)分析法

電腦對故障的判斷是根據(jù)幾個相關(guān)傳感器信號的比較，當(dāng)發(fā)現(xiàn)它們之間的關(guān)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(jù)它們之間的相互關(guān)系做進(jìn)一步的檢測，以得到正確結(jié)論。

3.5比較分析法

比較分析法是對相同車種及系統(tǒng)在相同條件下的相同數(shù)據(jù)組進(jìn)行的分析。

在很多時候，沒有足夠的詳細(xì)技術(shù)資料和詳盡的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，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(tǒng)的數(shù)據(jù)加以比較。當(dāng)然在修理中，很多人會使用替換實(shí)驗(yàn)進(jìn)行判斷，這也是一種簡單的方法，但在進(jìn)行時應(yīng)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(jié)果可能是換了所有的器件，仍未發(fā)現(xiàn)問題。再一個注意的是用于替換的器件一定要確認(rèn)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(shí)驗(yàn)的基本原則。

四、數(shù)據(jù)流分析在故障診斷中的意義和作用

在對電控系統(tǒng)檢修時，讀取數(shù)據(jù)流并對數(shù)據(jù)流進(jìn)行綜合分析能有效地提高故障診斷效率。其主要作用表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。

1.讀取數(shù)據(jù)流，可以實(shí)時了解汽車電子控制系統(tǒng)各種傳感器和執(zhí)行器的工作狀態(tài)和電壓等信息，掌握汽車的運(yùn)行狀況，判斷汽車各系統(tǒng)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?yàn)橛泻芏喙收鲜遣槐籈CU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(fā)動機(jī)的數(shù)據(jù)流，動態(tài)研究發(fā)動機(jī)工作狀況。

3.通過讀取數(shù)據(jù)流，可以進(jìn)行控制器編碼、基本設(shè)定和自適應(yīng)值清除等，對電控系統(tǒng)進(jìn)行更精確的匹配，使電控發(fā)動機(jī)等各系統(tǒng)能在最佳的狀態(tài)下工作。

參考文獻(xiàn)

[1]汽車動態(tài)數(shù)據(jù)流分析[M]同濟(jì)大學(xué)出版社.

[2]汽車發(fā)動機(jī)電控技術(shù)[M]同濟(jì)大學(xué)出版社.

（作者單位：武威職業(yè)學(xué)院）