汽车电控系统数据流分析

２０１４年第１４期　电子机械工程　汽车电控系统数据流分析　■许成林　本文会让我们知道数据流的作用、测量方法数据流参数的分类等知　识，通过运用数据流分析发动机转速、传感器工作状态等全面了解数据　流在汽车领域的运用，并且熟练掌握汽车电控系统数据流分析。　前言　随着科学技术水平的不断发展，电子控制系统在汽车中越来越得到　广泛地应用，而以往凭借经验和故障码对汽车进行故障诊断的方法已远　远不能满足要求。为了避免仅凭经验法，盲目拆卸而造成损失，提高故　障诊断的准确率，必须学会正确的分析和运用“数据流”。本文分析了　仅凭经验法和故障码诊断汽车故障的不足，及运用数据流诊断汽车故障　的优点及重要性。具体研究内容有：数据流基础知识；数据流的作用；　数据流主要参数；数据流分析方法等。论文研究结果将为汽车故障诊断　与检测提供有效帮助。　汽车数据流的认识　１．１数据流的概念　汽车数据流是指电子控制单元（ＥＣＵ）与传感器和执行器交流的数据　参数通过诊断接口，由专用诊断仪读取的数据，且随时间和工况而变化。　数据的传输就像队伍排队一样，一个一个通过数据线流向诊断仪。　一、拟一个传感器的动态变化信号。主要信号有可变电压信号０～１５Ｖ，可　变交直流频率信号０～ｌＯＨｚ，可变电阻信号的好坏，另一个是用可变模　拟信号去动态分析电脑控制系统的响应，进而分析控制电脑及系统的工　作情况。　同步信号模拟器是两通道以上的信号发生器。它主要用于产生有相　关逻辑关系的信号，如曲轴转角和凸轮轴传感器同步信号，用于模拟发　动机运转工况，完成在发动机未转动的隋况下对控制电脑进行动态响应　数据分析的实验。同步信号模拟器的功用也有两个：用对比方式比较传　感器品质的好坏；分析电脑控制系统的响应数据参数。　三、汽车数据流的分析方法　３．１数值分析法　数值分析是对数据的数值变化规律和数值变化范围的分析，即数值　的变化，如转速、车速、电脑读值和实际值的差异等。　在控制系统运行时，控制模块将以一定的时间间隔不断地接收各个　传感器传送的输入信号，并向各个执行器发出控制指令，对某些执行器　的工作状态还根据相应传感器的反馈信号再加以修正。我们可以通过诊　断仪器读取这些信号参数的数值加以分析。　３．２时间分析法　１．２数据流的作用　汽车电子控制单元（ＥＣＵ）ｈ￣所记忆的数据流真实的反映了各传感器　和执行器的工作电压和状态，为汽车故障诊断提供了依据，数据流只能　通过专用诊断仪器读取。汽车数据流可作为汽车ＥＣＵ的输入输出数据，　使维修人员随时可以了解汽车的工作状况，及时诊断汽车的故障。　读取汽车数据流可以检测汽车各传感器的工作状态，并检测汽车的　工作状态，通过数据流还可以设定汽车的运行数据。　１．３数据流中数据参数的分类　根据各数据在检测仪上显示方式不同，数据参数可分为两大类型：　数值参数和状态参数。　数据参数是有一定单位、一定变化范围的参数，它通常反映出电控　装置工作中各部件的工作电压、压力、温度、时间、速度等。状态参数　电脑在分析某些数据参数时，不仅要考虑传感器的数值，而且要判　断其响应的速率，以获得最佳效果。　３．３因果分析法　因果分析法是对相互联系的数据间响应情况和相应速度的分析。　在各个系统的控制中，许多参数是有因果关系的。如电脑得到一个　输人，肯定要根据此输入给出下一个输出，在认为某个过程有问题时可　以将这些参数连贯起来观察，以判断故障出现在何处。　３．４关联分析法　电脑对故障的判断是根据几个相关传感器信号的比较，当发现它们　之间的关系不合理时，会给出一个或几个故障码，或指出某个信号不合　理。此时不要轻易断定是该传感器不良，需要根据它们之间的相互关系　做进一步的检测，以得到正确结论。　３．５比较分析法　是那些只有２种工作状态的参数，如开或关，闭合或断开、高或低、是　或否等，它通常表示电控装置中的开关和电磁阀等元件的工作状态。　数据流中的参数可以按汽车和发动机的各个系统进行分类，不同类　型或不同系统的参数的分析方法各不相同。在进行电控装置故障诊断　时，还应当将几种不同类型或不同系统的参数进行综合对照分析。不同　厂牌及不同车型的汽车，其电控装置的数据流参数的名称和内容都不完　全相同。　二、测量数据流常采用的方法　测量汽车数据流常采用以下　种方法：　（１）电脑通信方式；　（２）电路在线测量方式；　（３）元器件模拟方式。　２．１电脑通信方式　比较分析法是对相同车种及系统在相同条件下的相同数据组进行　的分析。　在很多时候，没有足够的详细技术资料和详尽的标准数据，无法很　正确地断定某个器件好坏。此时可与同类车型或同类系统的数据加以比　较。当然在修理中，很多人会使用替换实验进行判断，这也是一种简单　的方法，但在进行时应注意首先做一定的基本诊断。在基本确定故障趋　势后，再替换被怀疑有问题的器件，不可一上来就换这换那，其结果可　能是换了所有的器件，仍未发现问题。再一个注意的是用于替换的器件　定要确认是良好的，而不一定是新的，因新的未必是良好的，这是做　一替换实验的基本原则。　四、数据流分析在故障诊断中的意义和作用　电脑通信方式是通过控制系统在诊断插座中的数据通信线将控制　电脑的实时数据参数以串行的方式送给诊断仪。在数据流中包括故障的　信息、控制电脑的实时运行参数、控制电脑与诊断之间的相互控制指令。　诊断仪在接收到这些信号数据以后，按照预定的通信协议将其显示为相　应的文字和数码，以使维修人员观察系统的运行状态并分析这些内容，　发现其中不合理或不正确的信息，进行故障的诊断。　２．２电路在线检测方式　电路在线测量方式是通过对控制电脑电路的在线检测（主要指电脑　的外部连接电路），将控制电脑各输人、输出端的电信号直接传送给电　路分析仪的测量方式。电路分析仪一般有两种：一种是汽车万用表；一　种是汽车示波器。　２．３元器件模拟方式　元器件模拟式测量是通过信号模拟器替代传感器向控制电脑输送　模拟的传感器信号，并对控制电脑的响应参数进行分析比较的测量方　式。信号模拟器有两种：一种是单路信号模拟器；另一种是同步信号模　拟器　在对电控系统检修时，读取数据流并对数据流进行综合分析能有效　地提高故障诊断效率。其主要作用表现在以下几点。　１．读取数据流，可以实时了解汽车电子控制系统各种传感器和执行　器的工作状态和电压等信息，掌握汽车的运行状况，判断汽车各系统工　作是否正常。　２．可以解决有故障而无故障码或误码等疑难故障。因为有很多故障　是不被ＥＣＵ所记录的，并且有些显示的故障码也不一定是汽车真正的　故障。遇到这种情况，许多维修人员往往束手无策。此时，最为可行的　办法就是使用故障诊断仪读取电控发动机的数据流，动态研究发动机工　作状况。　３．通过读取数据流，可以进行控制器编码、基本设定和自适应值清　除等，对电控系统进行更精确的匹配，使电控发动机等各系统能在最佳　的状态下工作。　参考文献　［１］汽车动态数据流分析［Ｍ］同济大学出版社．　［２］汽车发动机电控技术［Ｍ］同济大学出版社．　（作者单位：武威职业学院）　单路信号模拟器是单一通道信号发生器。它只能输出一路信号，模　・　ｌ６９