关于数据流分析法在汽车电控汽油机的故障诊断中的应用

　　0引言
　　作为动力源，发动机的工作性能和技术状况对车辆的安全性、燃油经济性和排放性能影响很大。发动机故障在各类汽车故障中占有最大的比例，而且检测诊断和维修的难度大。随着汽车排放法规的日益苛刻，当今的发动机采用了大量的新技术。发动机的结构组成变得更为复杂，控制精度越来越高。作为控制发动机运作的发动机管理系统，其控制策略更是发生了革命性的变化。发动机的检测、诊断和维修技术也相应的产生了变化。随着电控燃油喷射技术的发展和汽车维修水平的不断提高，使用故障诊断仪检测发动机电控单元(ECU)是判明故障可能发生原因和部位的有效方法，大多数都能判明故障可能发生的原因和部位,会给维修人员的工作带来很大的方便。然而，在对汽车维修时，若仅仅靠故障代码寻找故障，往往会出现判断上的失误。在出现故障又没有故障码输出时，最为可行的办法就是使用故障诊断仪进行数据流的检测，研究发动机静态或动态数据状况，从而找出故障所在。
　　1数据流分析法的特点
　　数据流分析基于电脑故障诊断仪的数据流测试功能来实现。具有测试连接方便、数据信息量大、能实现动态同步和多参数同时显示的特点。数据流分析法是把电控系统一些主要的传感器和执行器正常工作时的参考值(如转速、蓄电池电压、空气流量、喷油时间、节气门开度、点火提前角及水温等)提供给维修者，然后按不同的要求进行组合，形成数据组，就称之为数据流。这些标准数据流是厂方提供的，或者是在正常行驶的汽车上提取的数据，它能检测发动机在各种状态下的工作情况。数据流通常采用数值(包括开关量和模拟量)方式来显示，有些诊断仪还可以图形的方式来显示和记录数据流，不仅使得分析数据显示形象化，而且还可以分析数据之间的相位关系。
　　2数据流的值域分析和时域分析
　　数据流的值域和时域分析是指对某一数据的数值大小和变化情况进行分析，以确定数据所反映的发动机工况是否异常。例如：当发动机冷却液温度传感器电路出现短路和断路时，数据流数值通常表现为一个固定的高温或低温(例如：120 或-40 )指示值。又如，发动机热机转速在2000r/min左右时，氧传感器信号在0.45V上下的波动次数可以达到每10秒钟20 30次。如果氧传感器信号变化速度过慢不仅会影响到排放指标，还可能导致发动机性能的变化。
　　3数据流的逻辑关系分析
　　数据流的逻辑关系分析是指对数据之间的因果关系或关联度进行分析。例如：空调开关接通时，数据流中相应的开关量数据(ACSW)显示由OFF变为ON，打开空调开关是原因，而数据流中ACSW-ON是结果，这对因果关系反映出，空调开关到发动机控制电脑之间的电路信号是否正常。当控制电脑收到空调开关接通命令后，会对喷油时间、点火正时和怠速转速加以调整。这时，在数据流中空调开关(ACSWON)接通的信号成为原因，而喷油时间(INJXXXms)、点火正时(IGNBTDCXX.X)和怠速转速(R/MINXXXXr/min)的变化成为了结果。前面空调开关接通导致数据流中信号从OFF变为ON，这是一因一果;后面数据流中信号ACSWON导致了喷油时间、点火正时和怠速转速的相应改变，这是一因多果。
　　4数据流的比较分析
　　比较分析法是一种简单的对比分析方法。将故障车在某一工况下的数据组与该车辆在无故障时的相同工况的数据组或同类车型在相同工况下的数据组进行比较，来判断故障点。比较分析法需要对故去采集的数据流冻结并记录存档，在分析时调出使用。这要求诊断仪器具有数据捕捉、数据流的屏幕冻结、记录存档功能，以及过去数据流数据和当前捕捉数据流数据的对比显示功能。同时还要求在记录数据流时，附加说明数据流采集时的行使运行条件、环境及工况等。
　　5数据流分析的应用实例
　　通过对两种不同工况下的数据流进行分析，不难发现造成两者数据差别的原因。真空泄漏时发动机的转速没有变化，是因为发动机管理系统是基于转矩进行控制的，怠速时发动机的负荷没有变化，因此转速也没有发生变化。喷油时间变短而实际值增大，是因为真空泄漏导致空气流量计测算的进气量减少、喷油时间随之减少，而实际参与燃烧的空气数量并没有减少，所以混合气变稀、过量空气系数增大。
　　可以看出：BKT发动机采用了BOSCH公司的MotronicME7管理系统，其基本控制策略是基于转矩控制。发动机的转速始终稳定在840r/min(的)，期间由于干扰转速波形出现了向下的扰动。发动机的进气量随时间/温度增加在测试的第12秒左右出现了稍微的下降，这是因为润滑情况逐步得到改善发动机运转阻力矩下降电子节气门开度减小所致。
　　BKT发动机执行的是国Ⅲ排放标准，从启动开始就要求排放监测，所以发动机的点火提前角在前30秒内维持在0左右。因为此时的发动机温度较低，需要加热TWC来减少尾气污染，点火基本不提前可以得到较高的排气温度。第30秒以后，加热TWC的需求下降而提高热效率的需求上升，点火提前角得以增加。
　　喷油时间的数据波形曲线走势与进气量数据波形曲线的走向基本一致，说明在暖机过程中的过量空气系数保持不变，此时的过量空气系数=1，以使TWC工作在转换效率较高的窗口范围内。
　　6结束语
　　在汽车维修企业对电控汽油机维修的生产实际中，使用了包括很多专用设备在内的多种故障诊断与检测设备，也针对不同的故障运用了多种诊断方法。在对电控汽油机的故障诊断中使用故障诊断仪检测故障，并结合使用故障诊断仪进行数据流的检测和分析来找出故障是一种非常有效的故障诊断方法。