數(shù)據(jù)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(jù)不完全統(tǒng)計，最近兩年國內(nèi)汽車產(chǎn)銷年均已突破2000萬輛，國內(nèi)市場的保有量已經(jīng)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(huán)境保護(hù)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(guī)；同樣社會的進(jìn)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(dá)到操控性一流，舒適性一流，主動安全性一流的陸上公務(wù)艙的同時，還要兼顧經(jīng)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(xiàn)此目標(biāo)，離不開越來越多的電子技術(shù)的應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)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(shù)的應(yīng)用，對故障的診斷技術(shù)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(tǒng)方式來排除故障往往是盲人摸象，事倍功半。本文就結(jié)合筆者的實際維修案例，談?wù)剶?shù)據(jù)流對現(xiàn)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(tài)。但是這種診斷方式對電子高度集成的現(xiàn)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(dǎo)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(xiàn)象非常明顯存在，但相關(guān)系統(tǒng)卻不會記憶任何故障碼。這個時候唯一只能通過數(shù)據(jù)流來分析和判斷，讓維修技師判斷有依據(jù)，維修有思路了。

1.數(shù)據(jù)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(fā)動機、09M變速器。

VIN： LSVXZ25NXF2××××××。

行駛里程：25000km。

1.1.2 故障現(xiàn)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(jīng)檢測故障碼為P2187汽缸列1燃油測量系統(tǒng)，怠速轉(zhuǎn)速時系統(tǒng)過稀，偶發(fā)（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(jié)合故障碼的含義，也只能判斷該故障是混合氣過稀所導(dǎo)致?？墒菍?dǎo)致混合氣過稀的故障原因太多，包括進(jìn)氣系統(tǒng)泄漏，噴油量過少，空氣流量傳感器數(shù)據(jù)失常等都有可能，那么究竟是哪一原因?qū)е碌哪兀看丝虒?shù)據(jù)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(guān)數(shù)據(jù)流（如圖2所示）。通過數(shù)據(jù)流對故障進(jìn)行分析。

圖1 故障碼

圖2 數(shù)據(jù)流

圖2截取了筆者認(rèn)為對故障碼分析有幫助的3組數(shù)據(jù)。其中32組1區(qū)為附加的學(xué)習(xí)值，其顯示為4.12%，表明混合氣怠速情況下存在過??；32組第2區(qū)則為疊加的學(xué)習(xí)值，其數(shù)值為-6.25%，說明部分負(fù)荷時混合氣反既有可能引起混合氣過稀，還有可能導(dǎo)致混合氣過濃。那么導(dǎo)致混合氣過稀的漏氣部位有：節(jié)氣門至進(jìn)氣歧管（DE段），空氣流量傳感器至渦輪增壓器進(jìn)口（AB段，如圖3所示），還包括附加空氣系統(tǒng)（包括炭罐系統(tǒng)、曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)）。

圖3 進(jìn)氣系統(tǒng)

圖4 正常數(shù)據(jù)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(jìn)口的管路，沒發(fā)現(xiàn)異常。對進(jìn)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(jìn)行噴清洗劑，但結(jié)果發(fā)動機轉(zhuǎn)速沒任何變化。那么只剩下對附加空氣系統(tǒng)的檢查了。

首先拆檢了炭罐電磁閥，當(dāng)用嘴巴對著電磁閥吹氣時，很快發(fā)現(xiàn)了問題所在，該電磁閥已經(jīng)處于長通狀態(tài)，說明該車炭罐電磁閥已經(jīng)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(guān)數(shù)據(jù)流（如圖4所示），而有偏濃趨勢。而33組1區(qū)則是氧傳感器調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)時刻在跳動（目前-1.17%在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)）。第3組2區(qū)顯示空氣流量為1.69g/s，則遠(yuǎn)小于正常數(shù)據(jù)（正常數(shù)據(jù)一般在2.4g/s左右）

1.1.3.2 通過數(shù)據(jù)流解析故障碼。

數(shù)據(jù)流中空氣流量傳感器數(shù)據(jù)明顯小于正常的進(jìn)氣量，結(jié)合32組的數(shù)據(jù)來分析，可以確認(rèn)是存在額外的未經(jīng)空氣流量傳感器計量的氣體進(jìn)入了缸內(nèi)燃燒，而非燃油方面導(dǎo)致的混合氣過稀。假設(shè)是燃油系統(tǒng)供油不足導(dǎo)致的混合氣過稀，則疊加學(xué)習(xí)值中由于節(jié)氣門開度增大進(jìn)氣量快速增加只會讓疊加的學(xué)習(xí)值更稀，而非數(shù)據(jù)中的偏濃趨勢，因此數(shù)據(jù)流中可以反映出該故障非燃油系統(tǒng)存在問題所引起了。

接下來再將數(shù)據(jù)流和故障碼的含義進(jìn)行比較。故障碼內(nèi)容為燃油測量系統(tǒng)怠速轉(zhuǎn)速時系統(tǒng)過稀，實際已明確界定了燃油系統(tǒng)過稀只是存在于怠速轉(zhuǎn)速，這和數(shù)據(jù)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(fā)動機來說，漏氣一切正常，至此該故障徹底排除。

1.2 關(guān)聯(lián)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(tǒng)。

VIN：LSVCF6BM8FN××××××。

行駛里程：18000km。

1.2.2 故障現(xiàn)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(xiàn)象越來越頻繁出現(xiàn)，直至現(xiàn)在完全無法運轉(zhuǎn)。

1.2.3 故障診斷

1.2.3.1 首先讀取故障碼，發(fā)動機系統(tǒng)故障碼為P3054 00啟動機不能轉(zhuǎn)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(fā)現(xiàn)故障依舊存在，啟動機依舊無法運轉(zhuǎn)。

1.2.3.2 讀取并分析數(shù)據(jù)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(lián)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(fā)動機控制單元分別輸出信號進(jìn)行控制，因此啟動繼電器工作與否完全可以通過發(fā)動機數(shù)據(jù)流來觀察。但是考慮到發(fā)動機控制單元允許啟動機運轉(zhuǎn)，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(guān)信號等。這些信號任一不正常的話，則啟動機當(dāng)然也無法啟動了。那接下來只能通過數(shù)據(jù)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(jìn)入ELV(2B)系統(tǒng)，選擇讀取數(shù)據(jù)流，選擇相關(guān)數(shù)據(jù)流，如圖6所示。圖6中數(shù)據(jù)流是點火開關(guān)打開未按啟動按鈕狀態(tài)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)中可見啟動按鈕兩個開關(guān)觸點均處于未開動狀態(tài)，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(fā)動機未激活，正常；端子50，線路狀態(tài)此時理所當(dāng)然均處于斷開狀態(tài)，其他相關(guān)數(shù)據(jù)流沒發(fā)現(xiàn)問題。接著再觀察下按啟動按鈕瞬間的數(shù)據(jù)流，如圖7所示.

圖6 數(shù)據(jù)流

通過圖6和圖7的數(shù)據(jù)流可以看出，該發(fā)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(jīng)正確接通。說明ELV相關(guān)輸入輸出信號均已經(jīng)滿足，接下來就需要繼續(xù)去觀察發(fā)動機控制單元的相關(guān)信號是否正常了。

如圖8所示，分別為點火開關(guān)四種狀態(tài)，分別為關(guān)閉（灰色方框），打開（綠色方框），第一次啟動（深藍(lán)方框），第二次啟動（淡藍(lán)方框）的數(shù)據(jù)流。這里特別說明下：圖8中的第四行數(shù)據(jù)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(yīng)速度過慢導(dǎo)致，實際上在啟動機運轉(zhuǎn)過程中，筆者已經(jīng)觀察到該數(shù)據(jù)值已變?yōu)?0，表示已經(jīng)有50端子返回信號了。

圖7 數(shù)據(jù)流（按下啟動按鈕瞬間）

根據(jù)數(shù)據(jù)流的含義，可以明確知道按啟動按鈕瞬間，發(fā)動機控制單元已經(jīng)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(zhí)行器方面存在問題了。

1.2.3.3 故障點確認(rèn)。對該車啟動系統(tǒng)來說，其執(zhí)行器元件不多，除啟動機本身還包括兩個啟動繼電器。當(dāng)然對這兩個執(zhí)行器的檢查也應(yīng)該優(yōu)先檢查繼電器，而非維修技師優(yōu)先更換啟動機了。當(dāng)拔下繼電器之后，馬上發(fā)現(xiàn)了問題所在（如圖9所示），兩個繼電器插腳腐蝕嚴(yán)重，進(jìn)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(guān)數(shù)據(jù)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(jīng)客戶反復(fù)試車，故障不再出現(xiàn)。

1.3 沒有任何故障碼——2011年途觀升擋轉(zhuǎn)速過高故障分析

1.3.1 車輛信息

車型：配置1.8T發(fā)動機、09M變速器。

VIN：LSVUB25N6B2××××××。

行駛里程：23720km。

1.3.2 故障現(xiàn)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(jīng)技師試車發(fā)現(xiàn)，在平坦道路上，勻速加油，發(fā)動機轉(zhuǎn)速沒到3000r/min就無法升擋，系統(tǒng)確實存在故障。

1.3.3 故障診斷

1.3.3.1 首先讀取系統(tǒng)的故障碼，包括變速器、發(fā)動機及其他系統(tǒng)，均不存在任何故障碼。

1.3.3.2 通過數(shù)據(jù)流分析故障。系統(tǒng)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(shù)據(jù)流來分析問題所在了，查詢變速器相關(guān)數(shù)據(jù)。

觀察變速器數(shù)據(jù)流，并和正常車輛進(jìn)行比較，沒發(fā)現(xiàn)任何異常。在萬般無奈之下，嘗試著代換了變速器閥體，結(jié)果故障依舊。繼續(xù)代換變速器控制單元，經(jīng)試車故障依舊。

萬般無奈之下，經(jīng)和其他站老師討論，建議觀察下和行駛有關(guān)聯(lián)的其他控制單元的數(shù)據(jù)流，于是觀察了ABS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流，并和正常車輛進(jìn)行比較。果然發(fā)現(xiàn)第4組數(shù)據(jù)存在差異（如圖10所示）。

圖10 ABS系統(tǒng)數(shù)據(jù)流

圖左為故障車輛數(shù)據(jù)，圖右則是正常車輛數(shù)據(jù)，兩個車輛目前停放的狀態(tài)完全一樣，但故障車輛第4區(qū)數(shù)據(jù)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(dǎo)性功能發(fā)現(xiàn)該組顯示的含義為縱向加速度傳感器G251的數(shù)據(jù)，那么究竟是不是G251數(shù)據(jù)異常所導(dǎo)致的呢？

縱向加速度傳感器顧名思義當(dāng)然是檢測車輛的加速度，正常情況下，當(dāng)駕駛員需要超車時會加大油門，大油門狀態(tài)下為了確保發(fā)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(shù)據(jù)就會增大，而本車中偏大的G251數(shù)據(jù)（1.168m/s2遠(yuǎn)大于0.00m/s2），會讓變速器控制單元認(rèn)為車輛處于急加速狀態(tài)，為了確保足夠的扭矩，只能以推遲換擋點（達(dá)到3000r/min），從而導(dǎo)致了本車的故障現(xiàn)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(zhuǎn)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(nèi)，無法解體單獨維修。因此只能更換J540，經(jīng)更換后做了相關(guān)設(shè)置再試車，故障排除。

2.結(jié)論

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

明確故障范圍，快速準(zhǔn)確診斷。這在第一個案例中表現(xiàn)尤其明顯。很多技師在維修中見到?jīng)]有明確指向的故障碼時，就只有抱著試一試心態(tài)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(dāng)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(guān)數(shù)據(jù)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(jìn)技術(shù)提高。第二個案例中更換啟動機之后故障碼不復(fù)存在，但故障依舊存在。這個時候必須通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S進(jìn)行分析，層層抽絲剝繭，自啟動機的運行外圍條件入手，到發(fā)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(huán)環(huán)相扣，缺一不可。因此通過分析數(shù)據(jù)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(jìn)，自然能有效促進(jìn)技術(shù)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(xiàn)出來的故障現(xiàn)象看似風(fēng)馬牛不相及，但憑著對數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)流功能的透徹理解。這個有點變態(tài)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(shù)產(chǎn)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(xiàn)代轎車的維修，筆者一直認(rèn)為，過程比結(jié)果重要，數(shù)據(jù)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(yuǎn)小于對數(shù)據(jù)流的分析，雖然讀取數(shù)據(jù)流不是萬能的，但是離開對數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(xiàn)代轎車維修技術(shù)上，乘風(fēng)破浪勇立潮頭。