数据流分析及在汽车故障检测诊断中的应用.doc

数据流分析及在汽车故障检测诊断中的应用数据流是ECU对所控制的系统正运行的控制状态的数量表现形式。在现代汽车维修的过程中，对数据流的分析是解决汽车故障的一个基本手段，也是判断汽车故障的必要过程。使用汽车故障电脑检测仪，可以得到大量的汽车运行数据，使用和分析这些数据，可以帮助技术人员分析故障，找到故障原因。数据流分析是运用各种测试手段对电控系统的各类相关数据参数进行综合分析的过程。一、数据显示方式和测量手段1数据显示方式数据显示是对ECU串行数据参数的数字表示方式，它对开关量（或称为数字量或非连续性）参数可以精确地描述出状态的变化，但是对模拟量参数特别是高速变化的模拟量因串行输出的原因，只能间断地反映出某个数据参数值的变化，特别是当串行数据较多而刷新速率较慢时，波形显示是对数据参数的连续性图形表示方式，它对开关量和模拟量参数都可以精确描述，特别是对高速变化的模拟量可以准确形象地描述变化过程的全貌，有利于捕捉突变的信号变化（故障）。2数据测量手段数据参数的测量手段是获取数据值的具体途径，数据流通常采用电脑通讯方式进行测量。电脑通讯方式是通过电控系统在数据连接器（诊断座）中的数据通讯线将ECU的实时数据参数以串行的方式传送给故障检测仪。之所以称其为数据流是因为数据的传输是像队伍排队一样一个一个通过通讯线流向故障检测仪。在数据流中包括故障代码的信息、ECU的实时运行参数、ECU与故障检测仪之间的相互控制指令。故障检测仪在接收到这些信号数据后，按照预定的通讯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现在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。故障检测仪有两种，一种称为扫描仪（SCAN TOOL），另一种称为专用故障检测仪。（1）扫描仪（SCAN TOOL）。扫描仪的主要功能有：ECU版本的识别、故障代码读取和清除、动态数据参数据显示、传感器和部分执行器的功能测试与调整、某些特殊参数的设定、维修资料及故障诊断提示及路试记录等。扫描仪可测试的车型较多，适应范围也较宽，因此被称为通用型仪器，但它与专用故障检测仪相比，无法完成某些特殊功能。这也是大多数通用仪器的不足之处。（2）专用故障检测仪。专用故障检测仪是汽车生产厂家的专业测试仪，它除了具备扫描仪的各种功能外，还有参数修改、数据设定、防盗密码设定、更改等各种特殊功能。专用故障检测仪是各汽车厂家自行或委托设计的专业测试仪器，它只适用于本厂家生产的车型。扫描仪和故障检测仪的动态数据的显示功能不仅可以对电控系统的运行参数（最多可达到百种参数）进行数据分析，还可以观察ECU的动态控制过程，因此它具有从ECU内部分析控制过程的诊断功能。它是我们进行数据分析的主要手段。二、数据流常用分析方法数据流常用分析方法有以下几种，即数值分析法、时间分析法、因果分析法、关联分析法、比较分析法等。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、故障检测仪读值与实际值的差异等。在电控系统运行时，ECU将以一定的时间间隔不断接收各个传感器的输入信号和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。我们可通过故障检测仪读取这些信号参数的数值加以分析。如系统电压，在发动机未起动时，其值应约为当时的蓄电池电压，在起动后应约等于该车充电系统的电压，若出现不正常的数值，表示充电系统或电控系统可能出现故障（因有些车型的充电系统是由发动机ECU控制的），有时甚至是ECU内部的电源部分出现故障。又如在进行ABS系统的测试时，应注意观察四轮的轮速信号值（对四轮ABS系统），在未施加制动时，四轮轮速在正常情况下应基本一致（除非四个轮在某一时刻行驶在不同附着系数的路面上），在旋加制动但ABS功能尚未起作用时，四轮轮速会出现不一致，而一旦ABS功能起作用，四轮轮速将趋于一致，否则表示制动系统或电控系统可能存在故障。在某些前驱动的车型上，若因半轴外鼠笼损坏更换时，可能未对新鼠笼上的ABS信号发生器齿环的齿数和齿环直径进行测量，安装后轮速信号始终错误，ABS故障指示灯将点亮，故障代码提示轮速错误，但在观察时又有轮速信号，这时应注意各个轮速信号的频率或是电压，在有些系统中可直接读到轮速值。对于发动机不能起动（起动系统正常）的情况，应注意观察发动机转速信号（用故障检测仪），因大多数发动机电控系统在对发动机进行控制时都必须知道发动机的转速（取信号的方式各车型会不同），否则将无法确定发动机是否在转动，当然也无法计算进气量和进行点火及喷油的控制。又如某些车型冷却风扇的控制不是采用安装在散热器上的温控开关，而是发动机ECU接收冷却液温度传感器的电压信号，判断冷却液的温度变化，当达到规定的温度点时，ECU将控制风扇继电器接通，使风扇工作。如一辆克莱斯勒汽车，发动机起动时间不长，冷却风扇即工作，此时凭手感只有40 50 ，有的人因无法找到真正的故障原因，只得改动风扇的控制电路，用一个手动开关人工控制。根据该车的电路图，可确定该车的风扇是由发动机ECU控制的，故接上故障检测仪，没有故障代码存在，但在观察数据时发现，ECU读取的冷却液温度为115 。根据该车的设计，发动机电动冷却风扇的工作点为102 105 ，停止点为96 98 。所以可以判断ECU对风扇的控制电路是正常的，问题在于ECU得到的温度信号是不正确的，这可能是由于冷却液温度传感器、导线连接器或ECU本身有故障。经检查发现传感器的阻值不正确，更换后一切正常。有人会问，为什么没有故障代码呢？这是因为该车在故障代码的设定中，只规定了开路（读值一般为-35 以上）和短路（读值一般为120 以上）状态，并不能判断传感器温度值是否反映实际温度值，当然也就无法给出故障代码了。从此例中可看出，应注意测量值和实际值的关系，对一个确定的物理量，不论是通过故障检测仪或直接测量得到的值与实际值应差异不大（因测量手段不同），否则就可能是测量值有问题了。采用数值分析法的关键是诊断车型的标准数据，只有知道了该车型在该状态下的标准运行数据，我们将实际检测值和标准数据进行比较，可以非常直观地判断故障所在。例如大众奥迪车系统的可变气门正时系统，进排气凸轮轴的正时安装是否正确，在数据流中利用“凸轮轴位置传感器的相位偏差”参数表示，奥迪A6轿车六缸发动机（包括奥迪A6 2.4 L车型的APS和BDV发动机，2.8 L车型的ATX和BBG发动机），可以通过01-08-093数据组的第3区和第4区数据进行检查，第3区数据代表1、2、3缸的配气正时，第4区数据代表4、5、6缸的配气正时；对于奥迪A6轿车1.8T车型的AWL发动机和奥迪A4轿车1.8T车型的BFB发动机，可以通过01-08-093数据组的第3区数据进行检查；对于奥迪A6轿车1.8 L车型、上海帕萨特B5车型和奥迪200车型的ANQ发动机，可以通过01-08-025数据组的第2区数据进行检查。在发动机配气正时准确无误的情况下，其数据应为-3kw3kw。例如一辆行程为12万km的奥迪A6 1.8T（M/T）轿车，冷热车均不易起动，特别是冷车时故障表现更为明显。发现该车存在故障代码17748，该故障代码的含义是“凸轮轴位置传感器或曲轴位置传感器位置装错”，用故障检测仪进行动态数据流检测，发现01-08-093数据组的第3区显示数据为25kw，明显和标准值不相符合。进排气凸轮轴上的花键槽之间应该有16个传动链节，经核对发现该车进排气凸轮轴上的花键槽之间却是17个传动链节。将进排气凸轮轴上的花键槽之间的传动链节调整为16个后装复，用故障检测仪再次进行动态数据流检测，发现01-08-093数据组的第3区显示数据为-1kw，表明配气正时准确无误，故障代码17748也不再出现，经试车故障完全排除。再如，一辆2001款奥迪A6 2.8 L轿车挂D档车辆冲击，倒档正常，行驶中急加速时变速器跳档冲击。该车已经对自动变速器进行了大量的维修，故障始终无法解决。该变速器的控制油压是不可测量的，但是可以通过电磁阀的工作电流来间接观察，电磁阀的工作电流影响自动变速器的换档品质。用VAS5052进入08-06读取数据流，发现电磁阀N91、N92、N93的控制电流如表5-3-6所列。而原厂维修手册中给出的标准工作电流为0.1 A0.8 A，其实这个范围是相当大的，对实际的维修指导意义不大。但是我们应该清楚该工作电流仅仅是ECU的输出结果，那么自动变速器ECU是根据什么参数来得出准确的工作电流呢？也就是数据之间的因果关系或者逻辑关系，其实这对分析车辆的故障非常重要。自动变速器ECU要尽力让自动变速器换档平顺进行，在进行换档控制的时候势必要和发动机ECU协调一致，也就是说，自动变速器ECU在计算电磁阀的工作电流时必须知道发动机的基本状况发动机转速、发动机负荷、节气门开度等信息，以便在进行换档时适当降低换档油压，在换档完成后再调节油压，让换档执行机构顺利执行。由此可见，错误的发动机电控系统数据对自动变速器的换档品质有很大的影响，是自动变速器ECU计算电磁阀工作电流的前提条件。因此，在判断该车自动变速器故障之前首先应该确认发动机系统的相关参数符合要求，为此，用VAS5052读取数据流（主要数据见表5-3-7）。从该数据来看，空气质量流量数据和节气门开度数据错误，据此清洗节气门控制单元用VAS5052进入01-04-060进行节气门控制单元基本设定并更换空气流量传感器后试车，故障排除。再次测量相关参数，正常运行的参数见表5-3-8所列。表5-3-6 奥迪A6 2.8L轿车自动变速器电磁阀N91、N92、N93的控制电流电磁阀P档时R档时D档时N910.682 A0.432 A0.418 AN920.724 A0.724 A0.724 AN930.691 A0.345 A0.691 A表5-3-7 发动机电控系统数据实测参数冷却液温度发动机转速喷油脉宽空气质量流量节气门开度93 740 r/min2.8 ms3.9 g/s4.2 g/s7 表5-3-8 故障排除后的相关参数冷却液温度发动机转速喷油脉宽空气质量流量节气门开度电磁阀N91工作电流电磁阀N92工作电流电磁阀N93工作电流93 740 r/min2.5 ms2.4 g/s2.6 g/s小于3D档0.312 AD档0.724 AD档0.691 A2.时间分析法时间分析是对数据变化的频率和变化周期的分析。ECU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度，以获得最佳的控制效果。如氧传感器的信号，不仅要求有信号电压和电压的变化，而且信号电压的变化频率在一定时间内要超过一定的次数（如某些车要求大于6次/10 s 10次/10 s），当小于此值时，就会产生故障代码，表示氧传感器响应过慢。有了故障代码的故障是比较好解决的。但当次数并未超过限定值，而又已经反应迟缓时，并不会产生故障代码。此时如仔细体会，可能会感到一些故障症状。可接上故障检测仪观察氧传感器的数据（包括信号电压和在0.45 V上下的变化状态以判断传感器的好坏）。比如奥迪车，当氧传感器的响应迟缓时，往往在1 600 r/min1 800 r/min出现转速自动波动（加速踏板不动）约100 r/min 200 r/min，甚至影响加速性。这往往是由于氧传感器响应迟缓，导致空燃比变化过大，造成转速的波动。还有对采用OBD-系统的车，三效催化转化器前后氧传感器的信号变化频率是不一样的。通常后氧传感器的信号变化频率至少应低于前氧传感器的一半，否则可能是三效催化转化器的转化效率已减低了。又如奥迪车的机油压力警报系统采用高低压报警。其规定在怠速时，当低压传感器（通常安装在气缸盖后侧）处的压力小于30 kPa时要报警，而在2 000 r/min50 r/min时，主油道压力（传感器安装在机油滤清器处）低于180 kPa时高压要报警。有一个车却在怠速时，高压报警，经检查是转速信号错误，更换点火模块后，系统正常。因为机油压力报警控制系统是从点火模块处获得转速信号的，当在怠速时，实际转速为800 r/min50 r/min，而报警系统得到的转速信号却已接近2 000 r/min，可这时的机油压力不会达到180 kPa以上，自然会报警了。例如，一辆奥迪A6 1.8T（手动变速器）轿车发动机怠速运转时偶尔抖动一下，间隔2 min3 min一次，发动机起动、加速等一切正常。用VAS5052进入01-08-02读取数据流，实测数据见表5-3-9所列。从第4显示区可以看出，空气质量流量数据随着时间推移和故障的出现在0.3 g/s3.5 g/s（正常值为2.0 g/s4.0 g/s，小于2.0 g/s说明空气流量传感器处漏气，大于4.0 g/s说明发动机有额外负荷）呈现周期性的频繁跳动，从而说明进气系统存在漏气故障。经检查发现空气滤清器壳体与进气软管处的下部由于卡箍没有卡接好，造成漏气，处理后故障排除。表5-3-9 奥迪A6 1.8T轿车发动机系统002组实测数据发动机转速发动机负荷喷油脉宽空气质量流量800 r/min2.20 ms437 ms0.3 g/s3.5 g/s（跳动频繁）再如，一辆2003款丰田陆地巡洋舰4700车（自动变速器）事故维修后，行驶中当车速超过55 km/h时，仪表板上的SLIP灯点亮，同时防侧滑等复合控制功能起作用，自动控制发动机转速并伴有制动减速，当车速降至30 km/h左右，车辆又恢复正常，SLIP灯熄灭，无法高速行驶。用故障检测仪进入动态数据流状态观察，在行驶中各个车轮速度传感器参数数据正常，车身偏摆、减速等传感器及ABS系统各执行器参数无异常现象，但是在反复路试中，当车辆在正直方向行驶时，转向角度传感器的参数值始终在75左右不变，而正常情况下该值应该在010变化，故障车辆的转向角度传感器参数值始终在75无法随着转向盘转动变化，这无疑是向ECU提供了一个转向角度与实际车速不成正比的错误信号，即高车速时出现了超大的转向角度，为了保持车辆高速行驶的安全及稳定性，ABS、发动机ECU及相关系统相互对发动机转矩、制动减速等进行综合控制，导致出现故障现象。分析认为是事故维修时未对车身进行校正，车身的变形影响了车辆的正常定位，在车辆进行车轮定位时改变了转向盘转向角度的原始位置。对车辆进行车身校正重新进行车轮定位后，故障排除，当车辆在正直方向行驶时，转向角度传感器的参数在010变化。李东江汽车维护与修理杂志社13809031422025-848038203因果分析法因果分析是对相互联系的数据间响应情况和响应速度的分析。在各个系统的控制中，许多参数之间有因果关系的。如ECU得到一个输入，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。如在自动空调系统中，通常当按下空调选择开关后，该开关并不是直接接通空调压缩机离合器，而是该开关信号作为空调请求或空调选择信号被传送给发动机ECU，发动机ECU接收到此信号后，检查是否已满足设定的条件，若满足，就会向空调压缩机继电器发出控制指令，接通空调压缩机继电器，使空调压缩机工作。所以当空调不工作时，可观察在按下空调开关后，空调请求（选择）、空调允许、空调压缩机继电器等参数的状态变化，以判断故障点。又如现在许多车上都装有EGR（废气再循环）系统，该装置的作用主要是降低排气中的NOX（氮氧化物）。通常ECU是根据反馈传感器（如EGR温度传感器、EGR位置传感器、DFPE传感器或其他传感器等）来判断EGR阀的工作状态。当有EGR系统未工作的故障代码出现时，应首先在相应工况下观察ECU对EGR控制电磁阀的输出指令和反馈传感器的值，若无控制输出，可能工况条件不满足或ECU有故障。若反馈值没有变化，则可能是传感器、线路或EGR阀（包括废气通道）有问题。此时可直接在EGR阀上施加一定的真空（发动机在怠速时），若发动机出现明显抖动或熄火，则说明EGR阀本身和废气通道无问题，故障可能在传感器、线路或ECU上，应检查找电路。若无明显抖动，则可能是EGR阀或废气通道有问题，属于常规机械故障。例如，一辆丰田佳美轿车慢加速后松加速踏板发动机易熄火，转速常常下降至400 r/min以下。读取数据流发现：怠速时，节气门位置传感器的怠速开关为“闭合”状态，节气门位置传感器信号电压为0.3 V（标准信号电压为0.5 V），稍微偏低，怠速步进电动机的步数为30步；当踩下加速踏板进行加速时步进电动机步数从30步下降至2步，怠速开关的状态依然为“闭合”；当发动机转速上升至1 800 r/min时，怠速开关从“闭合”转为“断开”，此时步进电动机步数从2步迅速上升至50步左右。这里节气门开度数据、怠速开关状态数据和步进电动机步数之间具有因果关系：在正常情况下，怠速开关在发动机怠速运转状态下处于“闭合”，一旦踩加速踏板加速，怠速开关便立即由“闭合”转换为“断开”，以向ECU传输发动机脱离怠速状态；正常情况下，当车辆由怠速状态开始加速时，ECU依据怠速开关状态信号控制怠速步进电动机将怠速通道打开，以增大进气量，所以怠速步进电动机步数应该由怠速时的步数提高到50步70步，为车辆的减速做好缓冲的准备。由发动机转速到1 800 r/min，怠速开关状态由“闭合”转为“断开”后，步进电动机步数便从2步迅速上升到50步左右，所以在1 800 r/min以前ECU一直认为车辆是在怠速工况，虽然车辆在加速，但是ECU是以怠速开关信号为准，即进行怠速稳定控制，因此当发动机转速上升时，ECU便指令怠速步进电动机关小进气量以促使转速下降，由于踩下加速踏板使节气门有了一定开度，大量气体从主进气道流入气缸使发动机转速上升，而步进电动机将怠速气道几乎关闭，当继续加速至发动机转速大于1 800 r/min时，怠速开关打开，ECU认为车辆此时进入加速工况，为满足加速工况的要求，ECU将步进电动机开大。从上述的因果关系分析中我们不难发现，该车的故障是由于节气门位置传感器固定位置不准确引起的，对节气门位置传感器进行调整，使怠速开关在节气门刚刚开启时即打开，使节气门位置传感器初始信号电压为0.5 V之后，故障排除。4关联分析法关联分析是对互为关联的数据间存在的比例关系和对应关系的分析（指几个参数之间逻辑关系）。ECU有时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代码，或指出某个信号不合理。此时一定不要轻易地断定是该传感器不良，而要根据它们之间的相互关系作进一步的检测，以得到正确的结论。如韩国大宇某些车有时会给出节气门位置传感器信号不正确，但不论用什么方法检查，该传感器和其设定值都无问题。而若你能认真地观察发动机转速信号（用仪器或示波器），就会发现发动机转速信号不正确，更换分电器中的发动机转速传感器后，故障排除。故障原因是ECU在接收到此时不正确的转速信号后，并不能判断出转速信号是否正确（因无比较量），而是比较此时的节气门位置传感器信号，认为其信号与接收到的错误转速信号不相符，故给出节气门位置传感器的故障代码。又如一辆捷达车，在检查时给出空气流量传感器信号不合理，若简单地更换空气流量传感器就可能导致错误的修理。此时应想一想，为什么没给出空气流量传感器开路或短路（与地或B+）的故障，而是指出不合理呢？那么这个不合理是相对于哪几个传感器信号而言的呢？实际上ECU是根据发动机转速、节气门位置信号与空气流量传感器信号的比较来确定的。在进一步的检查中发现节气门位置传感器的最大和最小学习值与规定值不符，且无法正确完成基本设定（始终输出错误信号），故基本确定是节气门位置传感器故障。更换节气门体总成并进行基本设定后，故障排除。再如，一辆上海别克君威（Regal）3.0 GS轿车，空调压缩机不工作。上海别克君威（Regal）3.0 GS采用C68全自动空调，空调请求信号由二级串行数据线传递，没有专门的空调请求信号线，如图5-3-7所示。HVAC控制器将空调请求信号通过二级数据总线传至动力系统控制模块PCM的C1-58端子，PCM经分析认为如果需接通空调压缩机，则先提升发动机转速，然后其C2-39端子接地，空调压缩机继电器工作，触点闭合，空调压缩机电磁离合器吸合，空调压缩机工作。在以下情况，PCM切断空调压缩机：节气门开度大于90；空调系统压力超过3 080 kPa（4.27 V）或低于287 kPa（0.35 V）；系统电压低于10 V；发动机转速超过4 700 r/min；发动机冷却液温度高于125 ；进气温度低于5 ；动力系统控制模块（P C M）与空调控制模块（HVAC）通讯故障。连接TECH 2，测量PCM数据流中空调请求信号为“是”（即PCM已收到空调请求信号），空调压缩机控制信号显示“关”。既然PCM正确接收到空调请求信号，那么为什么空调压缩机控制信号显示“关”呢？利用关联分析，此时应该检查PCM是否接收到的信号不允许空调压缩机工作，根据上述分析，应检查发动机冷却液温度、节气门开度、进气温度（环境温度）及空调系统压力等信号是否正常。用TECH 2阅读PCM中上述相关参数，发现空调压力传感器信号高达4.9 V。在空调压缩机不工作时，空调压力超过了切断压力，这显然不正常。更换空调压力传感器后，故障排除。图5-3-7别克君威GS车C68全自动空调系统电路5比较分析法比较分析是对相同车种及系统在相同条件下的相同数据组进行的对比分析。在很多时候，我们没有足够的技术资料和详尽的标准数据，无法很准确地断定某个器件的好坏。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，注意应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。再一个要注意的是用于替换的器件一定要确认是良好的，而不一定是新的，因新的未必是良好的。这是做替换实验的基本准则。例如，一辆2000款上海别克新世纪3.0轿车，加速无力，且仪表板上的发动机故障指示灯常亮。用TECH 2读取故障代码为P0171，表示燃油微调系统过稀。起动车辆，使车辆运行到闭环状态，用TECH 2检测发动机的各项数据，并与正常数据进行对比（如表5-3-10所列）。根据表5-3-10所示的实测数据与正常数据的对比，我们很容易发现：MAF数据、长期燃油修正、短期燃油修正3个数据与正常数据有所不同。空气流量传感器（MAF）是一种热线式的空气流量传感器，它通过感知进入发动机的空气所带走自身的热量来计算进入发动机的空气量，动力系统控制模块（PCM）利用空气质量流量监视实际进入发动机的进气量，并计算基本供油量。进入发动机的空气量大，空气流量传感器感知的数值就大，表示发动机正在处在加速或高负荷工况下，反之则表示发动处于减速或怠速状态。表5-3-10 上海别克新世纪3.0轿车发动机实测数据与正常数据的对比项目实测数据正常数据发动机怠速转速737 r/min 749 r/min737 r/min 749 r/min发动机设定怠速转速720 r/min720r/minECT（冷却液温度）94 94 IAC（怠速空气控制）24步24步MAF（质量空气流量）2.92 g/s3.67 g/sTP（节气门开度）0%0%大气压力104 kPa104 kPa氧传感器信号电压108 mV911 mV108 mV911 mV长期燃油修正19%0%短期燃油修正3%0%喷油脉宽2.4 ms2.4 ms点火提前角2020空燃比14.7:114.7:1EVAP开度20%20%EGR阀开度0%0%长期/短期燃油修正是通过PCM改变喷油器喷油脉宽以保持发动机的空燃比尽量接近14.7:1。无论是短期燃油修正还是长期燃油修正的数据都可以通过TECH 2进行检测。短期燃油修正和长期燃油修正之间重要的差别是前者表示短时期的小变化，而后者表示长时期的较大变化。短期燃油修正是发动机电控系统的一部分。当发动机处于闭环状态时，短期燃油修正将对空燃比进行小的、临时的修正。短期燃油修正连续不断地监测来自氧传感器的输出电压，并以0.45 V为参考点。当发动机处于闭环状态时，氧传感器的信号电压应在0.1 V0. 9 V的恒定范围内变化。当PCM监测到的氧传感器电压在参考点0.45 V附近稳定地变化时，PCM就连续地调整供油量，以保证发动机的空燃比尽量接近14.7:1。短期燃油修正的数值用-100100的百分比表示，中间点为0。如果短期燃油修正的数值为0，则表示空燃比为理想值14.7:1，混合气既不太浓，也不太稀。如果短期燃油修正显示高于0的正值，则表示混合气较稀，PCM在对供油系统进行增加喷油量的调整。如果短期燃油修正显示低于0的负值，则表示混合气较浓，PCM在对供油系统进行减少喷油量的调整。如果混合气过稀或过浓的程度超过了短期燃油修正的范围，这时就要进行长期燃油修正（图5-2-11）。长期燃油修正值是由短期燃油修正值得到，并代表了燃油偏差的长期修正值。如果长期燃油修正显示0，表示为了保持PCM所控制的空燃比，供油量正合适；如果长期燃油修正显示的是低于0的负值，则表明混合气过浓，喷油量正在减少（喷油脉宽减小）；如果长期燃油修正显示的是高于0的正值，则表明混合气过稀，PCM正在通过增加供油量（喷油脉宽增大）进行补偿。长期燃油修正的数值可以表示动力控制模块已经补偿了多少。尽管短期燃油修正可以更频繁地对燃油供给量进行范围较广的小量调整，但长期燃油修正可以表示出短期燃油修正向稀薄或浓稠方向调整的趋势。长期燃油修正可以在较长时间后将朝所要求的方向明显地改变供油量。随着条件的变化，PCM检查适当的数据组，用于计算准确的喷油脉宽，该数据组数值应为0。如果短期燃油修正与0差距较大，长期燃油修正将改变该数值，将短期燃油修正重新调定到0。短期燃油修正和长期燃油修正的数值可以帮助维修人员判断混合气过浓或过稀是由燃油喷射系统内部故障引起的，还是由相关传感器故障造成的。从上述分析可见，长（短）期燃油调整具有以下几个特点：（1）在闭环工况下起作用；（2）PCM通过对喷油量进行微调来控制空燃比；（3）短期燃油修正是PCM依据氧传感器的电压信号进行喷油量的修正；（4）长期燃油修正是PCM通过对短期燃油修正（长时间修正的趋势）的计算得来的，其目的是尽可能地让短期燃油修正的数值接近0，如果长期燃油修正的数值超过5，则表示发动机系统有故障，应该进行检查。供油量变化可以通过故障检测仪进行监视的长期和短期燃油修正值表示出来，理想的燃油修正值接近0。如果加热氧传感器信号指示混合气过稀，动力系统控制模块将增加喷油脉宽，使燃油修正值稍稍高于0；如果检测到混合气过浓，燃油修正值将稍稍低于0，表示动力系统控制模块正在减少供油量。动力系统控制模块控制长期燃油修正的最大值在-2520，动力系统控制模块控制短期燃油修正的权限在-2727。通过上述分析，MAF是提供主要喷油量的信号。PCM根据MAF的信号来确定增加或减少喷油量，而短期燃油修正是PCM对喷油量过多或过少的实时反馈，长期燃油修正是PCM对喷油量总结的规律。相同转速下，发动机的进气量是相同的。该上海别克新世纪3.0 GS故障车的大气压力信号和EGR数据正常，说明没有真空漏气现象，而MAF传感器感知的进气量却比正常的数值少，喷油脉宽和空燃比都很正常，说明喷油量并没有根据MAF传感器感知的进气量的减少而减少，而氧传感器的跳动数据也很正常，这说明氧传感器是好的。另外，长期燃油修正值已经接近19的最大加浓权限，说明PCM正在根据短期燃油修正值在控制增加喷油量，也就是说MAF信号减小后，造成PCM对发动机喷油量的减少，当反馈信号感知混合气过稀时，为了保证理论空燃比14.7:1，PCM会根据反馈信号逐步增加喷油量，直到离理论空燃比最近为止。通过数据对比，很容易分析出该车加速无力的故障是由空气流量传感器失准造成的。检查MAF传感器发现传感器并没有脏，而是发现MAF传感器前部的整流网有太多的杂物，影响了进入MAF传感器内部的空气流向，使一部分空气没有被MAF传感器感知到就进入了发动机，所以信号失准，混合气过稀，从而引起发动机加速无力的故障。清洁MAF传感器及整流网后，所有数据正常，故障排除。又如，一辆一汽奥迪A6 1.8 L MT轿车尾气有异味，轻微冒黑烟，但油耗为10 L并没有增加，用VAG1552检测发动机ECU中存储有故障代码00561，含义为混合气调整超出极限。由于该车冒黑烟，于是查看与氧传感器有关的数据，01-08-007数据组在发动机怠速运转时第1区和第2区数据分别为-25%和0.815 V。第1区为混合气形成控制值，正常为-10%+10%，且随氧传感器对喷油量的修正而稍有波动，该车为-25%表明发动机ECU在减少喷油量。第2区为氧传感器电压，其值应随混合气的浓稀在0.2 V0.8 V内频繁变化，并且稀混合气电压为0.2 V0.4 V，浓混合气为0.6 V0.8 V。该车氧传感器电压为0.815 V，表示混合气过浓，与冒黑烟的事实相吻合。为什么氧传感器判定为混合气过浓，但不减少喷油量以形成适宜的混合气？电喷发动机的喷油时间主要决定于发动机进气量和发动机转速，而氧传感器仅在一定范围内对喷油量进行修正。该车在怠速时氧传感器使得喷油量减少25%，已远远超过-10+10的标准值。由于氧传感器调节已达到极限，但混合气还是过浓，所以发动机ECU记录故障代码00561。为此把问题集中到决定喷油量的空气流量传感器上，为此用VAG1552进01-08-002数据（表5-3-11）。表5-3-11 一汽奥迪A6 1.8 L MT轿车实测数据和正常车辆数据比较01-08-002组数据01-08-003组数据第1区第2区第3区第4区第3区含义发动机转速理论喷油时间实际喷油时间进气量冷却液温度故障车实测数据820 r/min840 r/min3.7 ms3.52 ms7.6 7.8g/s98 正常车实测数据1820 r/min880 r/min1.63 ms2.56 ms3.1g/s91 正常车实测数据2840 r/min1.51 ms2.82 ms3.0g/s94 维修后实测数据820 r/min840 r/min1.47 ms2.74 ms2.8g/s98 表5-3-11所列01-08-002组第4区数据的进气量为7.6 g/s7.8 g/s，而在怠速下标准值为2.0 g/s4.0 g/s，其值明显偏大；第2区为曲轴每转内的理论喷油时间；第3区为发动机每工作循环的实际喷油时间。实际喷油时间是在理论喷油时间的基础上经过修正而来，大约是理论喷油时间的2倍，而该车却相差无几。经过和正常车辆的实测数据进行关联分析，更加证明空气流量传感器信号过大，理论喷油时间较长，而经修正后实际喷油时间明显变短。但由于修正超过了极限，仍不能形成适宜的混合气。既然混合气过浓，但油耗为什么还正常呢？再次进01-08-007数据组，在发动机怠速时，第1区和第2区为-25.0和0.815 V，而踏下加速踏板后，其值变为-2.03.7 %和0.2 V0.8 V，这说明在其他工况下混合气正常。而车辆一般情况下在怠速工况运行时间较短，怠速时混合气过浓，对油耗影响并不大。经过上述分析认为空气流量传感器损坏，更换空气流量传感器后故障排除。6成组分析法所谓成组分析就是将相关的几个数据组成一组，通过观察相互之间的比例关系或者协调性进行数据分析的一种方法。图5-3-8 数据分析示例例如，我们在对自动变速器车辆进行液力变矩器和自动变速器档位传动是否存在打滑故障判断的时候，我们可以将发动机转速传感器、自动变速器输入轴转速传感器（也称涡轮转速传感器）和自动变速器输出轴转速传感器这三个转速传感器组成一组，这里为了说明问题，我们假设液力变矩器没有损失（实际上有损失，可以通过测量实际车辆得知正常的液力变矩器损失），自动变速器处于直接档（传动比为1：1，其他档位可以用各档的传动比进行折算）传动。按照上述假设，如图5-3-8所示，如果得出“数据组1”的数据，我们通过数据便可以分析出液力变矩器、自动变速器的直接档传动均正常；如果得出“数据组2”的数据，我们通过数据便可以分析出经过液力变矩器后，转速损失了1/3，从而说明液力变矩器损坏，但是自动变速器的直接档传动正常；如果得出“数据组3”的数据，我们通过数据便可以分析出液力变矩器正常，但是经过自动变速器的直接档传动后转速损失了1/3，说明自动变速器的直接档传动存在打滑现象。再如，一辆上海别克GL8商务车，故障指示灯点亮，存储有故障代码P1860和P1811。首先分析故障代码P1860，其含义是“液力变矩器离合器脉宽调制电磁阀电器故障”。点火开关电压加到液力变矩器离合器脉宽调制电磁阀上，动力系统控制模块（PCM）控制电磁阀的反向载荷周期，液力变矩器离合器脉宽调制电磁阀调节液力变矩器离合器油压，以控制液力变矩器离合器的接通和分离。当PCM让电磁阀断开时，PCM将检测过高的电压；当PCM让电磁阀接通时，PCM将检测过低的电压。任何时候，如果PCM检测到电压限值不符合标定要求，就会设置故障代码P1860。该故障属于B类故障，故障代码P1860将存储在PCM存储器中。第一次出现故障时故障指示灯会点亮，如果自动变速器没有处于热态模式，PCM会阻止液力变矩器离合器接合和进入4档，PCM使换档自适应无效。设置故障代码P1860的条件是：系统电压是9 V16 V；发动机转速大于500 r/min达5 s；脉宽调制电磁阀占空比大于90%时，PCM检测到过低的电路电压；脉宽调制电磁阀占空比小于10时，PCM检测到过高的电路电压；发动机没有处在燃油切断模式；所有条件满足达5 s。再分析故障代码P1811，其含义是最大自适应和换档时间长，属于C类故障，它不会点亮故障指示灯。综合分析，造成发动机故障指示灯亮的原因是PCM检测到过高或过低的电路电压。如果TCC电磁阀、线路、PCM存在故障等均会造成故障代码P1860的产生。使用TECH 2进入数据清单变速器数据清单变速器数据。利用选项功能将TCC释放压力、TCC载荷周期断路/对地短路、TCC载荷周期对电压短路三项数据选在一起（表5-3-12），显示在TECH 2上部以便观察。在试车过程中偶尔（二次）发现TCC载荷周期断路/对地短路这一项由“否”变为“是”，时间很短，其他二项没有变化。特别是“TCC载荷周期对电压短路”这一项中如果线路有短路，在TECH 2显示屏上会由“否”变为“是”。表5-3-12 上海别克GL8商务车4T65E型自动变速器动态数据分析项目显示结果显示说明TCC释放压力是或否该参数是TCC释放开关正常、关闭的状态，显示“是”表示TCC释放开关接通，存在TCC释放油液压力，并且TCC释放；显示“否”表示TCC释放开关关闭，不存在TCC释放油液压力，并且TCC启用TCC载荷周期断路/对地短路是或否该参数表示在到PCM的TCC PWM电磁阀反馈信号中是否存在对接地的开路或短路。TCC载荷周期对电压短路是或否该参数表示在到PCM的TCC PWM电磁阀反馈信号中是否存在对蓄电池B+的短路。根据上述数据检测结果判断线路还是存在断路现象的正是PCM控制电磁阀的载荷周期。如图5-3-9所示，与TCC电磁阀连接的有两条线，一条是红线（E脚），为熔丝点火1号供电（变速驱动桥10 A），同时也是1-2档换档电磁阀、2-3档换档电磁阀的供电线，如果供电线有故障，会影响到l-2和2-3档换档电磁阀工作，并设置相应的故障代码；另一条是棕黄色线（T脚），单独与TCC电磁阀连接。因变速器线束（红线和棕黄色是其中两条）装在变速器侧盖里，卸下变速器侧盖，检查变速器线束，线束固定很好，TCC电磁阀导线连接器连接良好，将变速器线束整条拆下，用维修包的维修插针连接插头的T脚（棕黄色线）和TCC电磁阀脚，与数字万用表的红黑线表针连接，将万用表档位调至二极管档，一边慢慢地摇动线束，一边听万用表滴滴声，当用力摇到变速器导线连接器靠近T脚处时，滴滴声时断时响，重复几次都一样，证明在导线连接器处有线路接触不良现象，把线束里的胶套撬开检查，发现线与T脚插针大部分已脱焊，由于胶套作用，线与T脚插针还是连在一起。稍微用力，线与T脚插针就脱开了。考虑该变速器曾存在P1811故障代码，更换变速器内线束和压力控制电磁阀（PC）、1-2和2-3档换档电磁阀并用TECH 2对变速器的TAP参数进行重新设定，故障排除。图5-3-9 上海别克GL8商务车4T65E型自动变速器TCC电路汽车故障诊断数据分析，是汽车维修中对汽车技术状况进行检验的技术手段，是保证汽车各项性能指标良好的标准。汽车维修技术的提高也就要求检测方法的标准化。维修人员只有掌握真正的原理和每个传感器的作用，找到各个数据之间的联系，才能快速查找到故障原因。三、数据流分析的一般步骤1有故障代码时在进行故障代码分析并确认有故障代码存在时，一方面可以利用查看记录故障代码时的冻结数据祯，确认故障代码发生时的车辆运行工况，同时可以使车辆在冻结数据祯提示的工况下进行故障验证，从而快速准确地确定故障部位（参见故障代码分析的相关内容）；另一方面可以直接找出与该故障代码相关的各组数据进行分析，并根据故障代码设定的条件分析故障代码产生的原因，进而对数据的数值波形进行分析，找出故障点。例如：东风雪铁龙爱丽舍SX1型轿车（装备AL4行自动变速器），仪表板上“S”和“*”灯偶尔交替闪烁，且自动变速器升档过迟。用PROXIA检测自动变速器ECU，读取故障代码，发现有表5-3-13所列故障。表5-3-13 东风雪铁龙爱丽舍SX1型轿车故障代码检测结果故障类型检测类型供电电压，V档位节气门位置传感器信号断路或短路12空档（N）按照记录的故障代码，决定查看节气门位置传感器的数据流，以确定故障。将点火开关置于M位不起动发动机，在完全松开加速踏板情况下，用PROXIA测量自动变速器参数，发现节气门开度参数从11.540.8不停变动，用手扯动节气门位置传感器导线连接器，节气门开度参数稳定在11.5，同时自动变速器故障指示灯停止闪烁，又扯动一下，节气门开度参数又开始不断变化，自动变速器故障指示灯又闪烁起来。通过上述动态数据检测可以判定该车故障是节气门位置传感器导线连接器接触不良。由于自动变速器ECU无法得到准确的节气门位置信号，无法在正常情况下控制换档，造成换档过迟。更换节气门位置传感器后，换档过迟故障排除。再如，一辆2003款奥迪A6轿车自动前照灯报警。用VAG1552进55-02读取故障代码，发现存在故障代码00774（左前倾斜传感器断路或对地短路）和01539（前照灯未调整）。根据故障代码用VAG1552进55-08-002测量数据块，查看倾斜传感器的动态数据，第1区和第2区的数据分别为5.314 V和2.347 V。从动态数据看，左前倾斜传感器信号明显过大。维修人员更换左前倾斜传感器，但在进行55-04-001基本设定时，VAG1552显示此功能不能执行或未知。由于不能进行基本设定，01539故障就消不掉，前照灯仍报警，维修人员束手无策。为此我们再用VAG1552进55-08-002，发现第1区和第2区的数据分别为5.418 V和2.347 V。在按压车身时第1区数据也不变化，由此可见该车不是传感器本身的问题，而是车身的状态倾斜传感器无法检测。将前轮前支撑臂上的倾斜传感器转动连杆拆下，用手直接转动传感器转轴臂，发现在原工作位置上下转动，左前倾斜传感器电压均5 V；而将传感器转轴臂转至向前下倾斜范围时，传感器信号电压在0 V5 V均匀变化。由此可见该传感器转轴臂的原工作位置不对，正常位置应该为前下倾斜，将车升起，前悬架处于伸张位置时，发现转轴臂与垂线角度呈30 45，原来该车是因悬架过分的伸张，传感器转轴臂在连杆带动下转过下止点时，而向后倾斜。将左前倾斜传感器转动连杆重新安装，使转轴臂向前下方倾斜。在进入55-04-001进行基本设定，故障排除。2.无故障代码时故障代码分析后确认无故障代码存在时，从故障现象入手，根据控制系统的工作原理和结构，推断相关数据参数，再用数据分析的方法对相关数据参数进行观察和全面分析。在进行数据分析时，常常需要知道所修车系统的基本原理和结构、基本的控制参数及其在不同工况条件下的正确读值，并经过认真的分析，才有可能得出准确的判断。例如，一辆2005款雅阁CM5轿车，自动变速器换档杆锁止在P位上，无法入档行驶。用HDS本田故障检测仪进行检测，没有发现故障代码。观察发动机数据流，TP值为10，相对TP值为9，点火正时为26，发动机转速1 200 r/min。从数据流上看，最明显的是发动机已不在怠速工况运转，点火提前角锁定在26，相对TP值在怠速工况下应为0而指示为9的错误值。此时发动机电控系统已启动了后备模式，不再进行相关传感器的参数修正功能。燃油排放控制系统呈开环状态，同时启动发动机及自动变速器保护模式电路，将换档杆锁止在P位上。这起故障从数据流上看TP开度值基本上正常，但相对TP值却很高。维修人员替换一个确认良好的节气门体总成（TP传感器不能单独更换），从数据流上看TP相对值还是显示9不变，再次用HDS对ECM/PCM学习值重新设定，无法完成，换档杆依然锁止，故障依旧。要排除该故障首先应该弄清楚相对TP值为什么会高。相对TP值是ECM/PCM根据怠速工况下节气门开度和实际进气量相比较得出的。如果IAC阀体内滑阀有积碳，造成滑阀运行时卡滞，当它卡滞在开度大时，怠速空气补偿的空气进入就多，这时的IAC阀指令并不是当前的滑阀开度所需的指令，过多的怠速空气补偿，导致发动机转速由怠速的750 r/min升至1 200 r/min。此时的喷油时间也不是当前要求的喷油时间，这时的节气门位置处在关闭的位置，发动机冷却液温度也