数据流分析在电控发动机故障诊断中的应用.doc

1、河南机电高等专科学校毕业论文数据流分析在电控发动机故障诊断中的应用摘要：汽车电子化发展迅速，应用之广泛与日俱增，尤其是微机、网络、计算机技术的发展为汽车电子化带来了根本性的变革。当代汽车维修不单纯是机械维修，而汽车电子控制元件的维修比较抽象，给汽车维修技术带来了新的挑战。随着车载诊断系统（OBD-I OBDII）的普遍采用汽车示波器和汽车诊断仪的诞生,为汽车维修人员快速判断汽车电子系统故障提供了有力的工具。电子设备的测试变得简单，易操作，无需任何设定和调整就可以直观观察电子元件的信号波形和读取数据流。这就为广大维修人员分析汽车各个传感器、执行器的信号波形和数据流分析提供了方便。关键词： 汽车电

2、子控制技术 数据流分析 波形分析 OBD-I OBD-II 传感器Abstract: The rapid development of automotive electronics, growing a wide range of applications, especially computer, network, development of computer technology has brought fundamental changes to the automotive electronics. Contemporary vehicle maintenance is not si

3、mply a mechanical maintenance, and maintenance of automotive electronic control components is quite abstract, vehicle maintenance technology has brought new challenges. Board diagnostic systems (OBD-I OBDII) commonly used by the birth of the automotive oscilloscope and automotive diagnostic equipmen

4、t, automotive electronic systems for vehicle maintenance personnel quickly determine failure to provide a powerful tool. Testing of electronic equipment is simple, easy to operate, without any of the settings and adjustments can directly observe the electronic components of the signal waveform and r

5、ead data stream. This analysis of automotive sensor and actuator signal waveforms and data flow analysis provides a convenient for the majority of maintenance personnel.Keywords: data flow analysis of automotive electronic control technology waveform analysis the OBD-I OBD-II 目 录 第一章 汽车电子控制技术与数据流发展历

6、程41.1汽车电子控制技术发展历程41.2 车载诊断系统OBD发展历程5第二章 发动机电子控制系统72.1电控点火系统72.2电控燃油喷射系统72.3废气再循环控制72.4怠速控制系统7第三章 数据流分析93.1数据流的概念93.2数据流参数分类93.3如何获取数据流93.3.1故障诊断仪93.3.2 故障诊断仪操作步骤103.3.3读取故障代码法诊断113.3.4 利用“静态数据流”分析故障123.3.5 汽车专用万用表133.3.6汽车专用示波器143.3.7发动机综合分析仪173.4 数据流分析的必要性183.5利用“动态数据流”分析故障183.5.1 有故障码时的分析方法193.5.2

7、 无故障码时的分析方法193.6 数据流的分析方法203.6.1数据流分析的条件203.6.2 数值分析法203.6.3 时间分析法213.6.4因果分析法213.6.5 关联分析法213.6.6比较分析法213.7 电控发动机基本数据流分析211 发动机启动转速212 冷却液温度分析223发动机润滑油液面信号分析224发动机运转时间分析225发动机负荷分析236氧传感器数据分析237废气再循环指令数据分析248燃油蒸气控制系统分析249 5V基准电压分析2510 喷油脉宽信号分析2511怠速控制系统分析2612点火提前角数据分析2613点火控制信号数据分析2714 进气歧管压力数据分析271

8、5 起动信号数据分析2716 空气流量数据分析2717 进气温度数据分析2818 爆震传感器数据分析2819 闭环控制系统数据分析2920发动机负荷数据分析30四 数据流分析前景33附录:数据流分析（V.A.G.1552）35总 结41致 谢42第一章 汽车电子控制技术与数据流概论1.1汽车电子控制技术发展历程汽车电子技术的发展 ,按半导体器件来看经历了晶体二极管、晶体三极管、集成电路、大规模集成电路、超大规模集成电路及车载计算机等几个阶段。随着电子信息、机电一体化技术的不断发展 ,各种新汽车电子技术不断涌现。汽车电子技术可以按不同角度进行区分。基于对汽车行驶性 能的影响上来分，汽车电子装置(

9、系统)可被分为汽车电子控制装置 ( 影响行驶性能)和车载汽车电子装置(不影响行驶性能)两大类。汽车电子控制系统按汽车总体结构来看 ,可分为发动机 电子控制系统(汽车动力传动系统)、底盘电子控制系统、车身电子控制系统 。在世界上第一辆汽车中，所谓的“电气系统”仅仅是由卡尔，本茨设计的由点火线圈和蓄电池所组成的点火装置。在随后生产的汽车中又增设了前灯和发动机起动电机这类的电器设备。汽车电子技术的第一次出现是本世纪 30 年代早期安装在轿车内的真空电子管收音机。1948 年晶体管的发明及 1958 年第一块集成电路（ IC ）的出现才真正开创了汽车电子技术的新纪元。1955 年晶体管收音机问世后，采

10、用晶体管收音机的汽车迅速增加，并作为标准部件安装在德国大众汽车上。标志着汽车电子控制技术真正发展的是在 1967 年首次将集成电路元件应用到汽车中，其结果是电子技术与汽车发动机电气系统相结合，开发出如车用发电机集成电路调压器、集成电路点火器等汽车电子产品。在同一年代，美国的克莱斯勒公司在其生产的汽车中配置电子控制的点火装置，大约在同一时期，电子技术有了长足的进展，导致一系列利用模拟电路的汽车电子产品的研制与开发。如发动机喷油系统控制，车辆行驶控制，防锁死刹车系统（ ABS ）和变速控制系统均已成功地应用于实际。由于当时集成电路元器件的价格昂贵，1971 年，微型计算机（即微电脑）首先用于发动机

11、点火系统的正时控制中（美国通用汽车公司的 MISAR 车）。微电脑在汽车电子控制技术中的出现使得对汽车的高精度控制得以实现，而对汽车的高精度控制反过来又促进汽车发动机工作性能的提高。80年代，电喷技术在欧美国家广泛使用。80到90年代被认为是电子控制技术在汽车上应用的第三阶段。在这一阶段中以微处理器为核心的微机处理系统的应用趋于成熟和可靠。并向智能化发展。汽车全面进入电子化时代。2000年以后，汽车电子化被认为已进入第四阶段智能化和网络化时代阶段中汽车产品将大量采用人工智能智能技术。随着汽车工业快速蓬勃发展和维修认识水平的不断提高，现代轿车中在对装有电控燃油喷射发动机的汽车进行维修时，使用故障

12、诊断仪对发动机电控单元（ECU）进行检测，并根据ECU存储的故障代码进行检修，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。但有时仅仅依靠故障码并不能很好的完成汽车维修工作，更需要更直观更准确地了解传感器执行器的信号波形和数据流。1.2 车载诊断系统OBD发展历程汽车制造厂商为满足排放法规， 生产出一系列排放控制新装置和元件。 为了使这些系统保持最高的工作效率， 一些制造厂商开始制造有检测或监测能力的车载电脑，于是诞生了车载诊断系统OBD。第2代车载诊断系统OBD-II可通过实时监测汽车在使用过程中与控制排放有关的零部件状态， 从而在汽车排放污染物超过排放标准的 1

13、.5 倍时报警灯亮，并提醒驾驶员需要对车进行检修， 以确保汽车时刻处于绿色环保状态。 通过 OBD 系统和新标准的共同作用，更好地达到了控制污染的目的，有效地改善了大气环境。OBD技术简介OBD 技术最早起源于 20 世纪 80 年代的美国。 初期的 OBD 系统，没有自检功能，只是通过恰当的技术方式提醒驾驶员发生的实效或是故障。1994 年之后，产生了 OBD-II 系统。 OBD-II 与以前的所有车载自诊断系统不同之处在于有严格的排放针对性， 其实质性能就是检测汽车排放。当汽车排放的 CO、HC、NO 或燃油蒸发污染量超过设定的标准值，故障灯就会点亮报警。OBD 技程，如图1.2.所示。

14、图1.2.1OBD技术发展历程虽然 OBD-II 对检测汽车排放十分有效 ，但驾驶员接不接受警告全凭“自觉”。 为此 ，经过改进 ，2004 年以后 ，比 OBD-II 更先进的 OBD-III 产生了OBD-III 系统分别进入发动机、变速箱及 ABS 等系 统 ECU（电子控制单元 ）中去读取故障码和其他相关数据 ，并充分利用小型车载通信系统 ，如 GPS 导航系统或无线通信方式 ，将车辆识别代码（VIN）、故障码及所在位置等信息自动通告管理部门。管理部门根据该汽车排放问题的等级对其发出指令 ，议及解决排放问题的时限等，还可对超出时限的违规者的汽车发出禁行指令。因此，OBD-III 系统不

15、仅能对车辆的排放问题向驾驶者发出警告 ， 而且还能协助职能部门对车辆违规者进行惩罚。 图1.2.2 OBD-II系统框架图第二章 发动机电子控制系统发动机电子控制系统是通过对发动机点火、喷油、空气与燃油比率、排放废气等进行电子控制，使发动机在最佳工况下工作，以达到提高整车性能、节约能源、降低废气排放等的目的。发动机电子控制系统由传感器、电子控制器、执行器和控制程序软件等组成，与车上的机械系统配合工作，并利用电缆或无线电互相传输信息，如电子燃油喷射系统、制动防抱死系统、防滑控制系统、电子控制悬架、电子助力转向、电子稳定程序等。2.1电控点火系统电控点火装置（ESA）由微机处理、传感器及接口、执行

16、器组成。该装置根据传感器测得的发动机参数进行运算判断分析然后进行点火时刻调节，可使发动机在不同转速和进气量的等条件下，保证在最佳点火提前角下工作，使发动机输出最大的功率和转矩，节约燃料，减少环境污染。2.2电控燃油喷射系统电控燃油喷射装置因性能优越而取代了机械式或机电混合式喷射系统。当发动机工作时，该装置根据各项传感器测得空气流量、进气温度、发动机转速及工作温度等参数，按预先编制程序进行运算后与内存中预先存储的控制参数进行对比和判断，适当的调整喷油量，保证发动机在最佳工况下工作，使其在输出一定的功率条件下，发动机性能得到提升。2.3废气再循环控制废气再循环控制系统（EGR）是目前用于降低尾气中

17、CO、HC、NO的一种有效措施。其主要执行元件是EGR阀，作用是独立地对再循环发动机到废气进行准确地控制。ECU根据发动机工况适时地调节参与再循环的废气率，发动机在中等负荷下，阀开启将一部分排气引入燃烧室与新鲜混合气混合后进入燃烧室燃烧，从而是现在循环，并对送入进气系统的排气进行最佳控制，从而抑制有害气体氮氧化合物的生成，降低其在尾气中的含量。2.4怠速控制系统怠速控制系统（ISC）是通过调节进气道面积以控制进气量的方法来实现的。主要执行元件是怠速控制阀。Ecu根据从各个传感器输入信号所决定的目标转速与发动机实际转速进行比较根据比较所得到差值确定相当于目标转速的控制量，去驱动空气量的执行机构，

18、使怠速转速保持在最佳状态附近。第三章 数据流分析3.1数据流的概念汽车数据流是电子控制单元与传感器和执行器交流的数据参数，它是通过诊断接口，由专用诊断仪读取触点数据，且随着时间和工况而变化。汽车电子控制单元中所记忆的数据流真实的反映了各个传感器和执行器的工作电压和状况，为汽车诊断提供了依据。还可以设定汽车运行数据。3.2数据流参数分类根据各个数据流在检测仪上的显示方式不同，数据流参数可分成两大类：数值参数和状态参数。数值参数有一定的单位、一定的变化范围的参数。它通常反映出电控装置中的各个部件的工作电压，压力、温度、时间及速率。冷却液温度传感器信号，进气压力，如状态参数是那些只有两种工作状态的参

19、数，如开或关，闭合或断开，高或低，是或否等。根据ECU的控制原理，参数又可分为输入参数和输出参数。输入参数施主各个传感器或开关信号输入给ECU的参数。输入的参数可以是数值参数也可以是状态参数。输出参数是ECU送出给各个执行器的输出指令。输出参数大多的状态参数，也有少部分数值参数。3.3如何获取数据流汽车电控系统测试方式可分为：通信式电脑诊断和在线式电路分析两种。前者是通过电脑上的诊断座沟通汽车电脑和诊断仪之间的通信来完成测试工作的，而后者则是将分析仪的探头连接到传感器和执行器的电路上进在线测试的。前者使用解码器，后者使用发动机综合分析仪。 3.3.1故障诊断仪专用诊断仪是各汽车厂家生产的专用测

20、试设备，它除了具有读码解码数据扫描的功能外还具有传感器输入信号和执行器输出信号的参数修正实验电脑控制系统参数调整、系统匹配和标定及防盗密码设定等专业功能。一般是通用仪器开发商设计和生产的，比如，德国博世的KTS、美国施耐宝的红盒子MT2500以及国内的诸如“电眼睛”、“金德K系列”等。由于得到的诊断通讯协议不足，常常通过一定的测试来破解车辆的诊断通信协议，完成自己的诊断软件，因此不能覆盖车辆的全部控制系统，测试功能不够齐全，作业深度不足，且一般没有编程和升级能力。但优点是覆盖车型面较宽，因此通用仪器适用于一般综合维修厂使用。各种型号的故障诊断仪的结构组成基本相同，主要由电源线、显示屏、键盘、主

21、机，数据卡及诊断测试线等组成，有的故障诊断仪还配有光驱、打印机、网卡接口、蓝牙通信或者是与标准PC通信的接口。汽车故障诊断仪是维修中非常重要的工具，一般具有如下几项或全部的功能：读取故障码清除故障码读取发动机动态数据流示波功能元件动作测试匹配、设定和编码等功能英汉辞典、计算器及其他辅助功能图3.1故障诊断仪3.3.2 故障诊断仪操作步骤故障诊断仪大都随机带有使用手册，按照说明极易操作。一般来说有以下几步：在车上找到诊断座；选用相应的诊断接口；根据车型，进入相应诊断系统（ABS，ENG，A/T，C/C，SRS等）；读取故障码；查看数据流；诊断维修之后清除故障码。 VAS5054A是一款通用的诊断

22、接口线，主要用于大众集团的车辆和来自其它工厂的汽车OBD系统。 集成的蓝牙接口可以把车辆连接到笔记本电脑，台式电脑或者测试系统上。 当使用VAS 5054A诊断车辆时，就不再需要其它线来连接。 无线蓝牙的距离可以达到5-10米，具体距离取决于周围环境以及插在电脑上的蓝牙适配器。串行口（SPP）是用来通过蓝牙做数据传输的。可以支持不同的蓝牙安全等级。可以支持以下车辆系统： K line (ISO9141-2) High-speed CAN (ISO 11898-2) Low-speed CAN (ISO 11898-3) J1850 (SAE J1850)可以直接在VAS 5054A里面处理车辆

23、协议。这样可以确保快速反应和可靠的实时性能，而不用依赖于电脑系统。每一次建立连接时，VAS 5054A的软件都随着安装在电脑应用程序上的版本同步更新。因此，当一个新的软件版本在电脑应用程序上安装后，VAS 5054A可以自动适应任何新特征。 诊断应用程序和相关的诊断基础系统安装在电脑应用程序里。诊断基础系统可以通过蓝牙或USB进入VAS 5054A。通过蓝牙进入：当一个与VAS 5054A的连接建立后，蓝牙的软件会提供一个虚拟的串口。诊断基础系统就通过这个串口连接到VAS 5054A。当你安装诊断应用程序时，你需要对这个串口做特别说明。通过USB进入： 你也可以通过所提供的USB线把VAS 5

24、054A连接到电脑应用程序上。窗口通过接头检测VAS 5054A，并且在你安装诊断应用程序时自动安装光驱。这样VAS 5054A的安装就完整了，随时准备投入使用到诊断应用程序中去。3.3.3读取故障代码法诊断目前解读电控汽车故障代码大多是通过三种方式来获取的。1.靠仪表盘上的故障指示灯间隔闪烁次数来读取；2.借助于专用的车型译码仪直接读取故障码；3.靠国内厂家生产的故障代码分析仪，以汉显的方式读取。无论采用何种方式解读故障代码，一旦电喷汽车的控制计算机出现纪录和储存错误的故障代码，则对电控汽车维修带来许多不便，所以我们在利用故障代码检修汽车时需要综合分析，科学判断，灵活运用，以防过分依赖故障码

25、，被他的伪装迷惑，误入检修的歧途。以下三种情况时，是故障代码易出现错误信息的情况，。一、汽车运行时故障明显，传感器有故障而自诊断系统未监测到电控汽车控制计算机（ECU）对传感器信号进行检测时，只能接受其设定范围之内的传感器非正常信号，从而判别传感器的好与坏，记录或不记录故障代码。一旦解读故障代码故障后，只要对相应的传感器、导线连接器、导线进行检查，找到并排除短路、断路的故障即可。但是，若因某种原因致使传感器灵敏度下降、反应迟钝、输出特性偏移等，则自诊断系统就检测不出来了。尽管发动机确有故障表现，但是自诊断系统却输出了正常的无故障码（故障指示灯不闪烁）。这时就应该依据发动机的故障征兆进行分析判断

26、，继而对传感器单体进行针对性检测，以便找到并排除传感器故障。例如，当发动机转速失准并伴有行驶中发动机怠速不稳，但自诊断系统又没有故障代码输出时，首先值得考虑和怀疑的便是空气流量传感器或者进气压力传感器出了故障，因为这两者传感器性能的好坏，直接影响ECU所控制的发动机基本的燃油喷射量。尽管此时没有显示相应的故障代码，也应该对它们进行检查。比如，当翼板式空气流量壳体产生裂纹漏气时，便会导致空气流量传感器计量不准，使发动机运转失调，而控制计算机ECU的自诊断系统并不能检测到这种故障现象。因此，无错误故障码输出。二、由于发动机工况故障现象相似，ECU监测失误，自诊断系统可能显示错误的故障代码例如，对于

27、装有三元催化转换器的电控汽车，一旦使用过含铅汽油，这类故障特性有时较为明显。在汽车进行检修时，经常会发现故障代码显示的是“水温传感器断路或短路”故障，而发动机故障症状却是：无论发动机在冷车状态下或者热车状态下都不好起动，并且拌有怠速不稳和回火现象，发动机的转速始终提不高。显然这些故障与水温传感器的关系并不十分密切，在对水温传感器进行单体测量后并未发现任何故障。但是，当从汽车上拆下三元催化转换器并剖开后发现，三元催化转换器内部严重堵塞，因此可以断定发动机故障是由此而引起。因此当自诊断系统出现故障代码以后，还应该与发动机的实际故障症状进行分析比较，以得到正确合理的判断，不应该将故障代码当作排除故障

28、的唯一依据。三、电控汽车使用维修不当也可能引发错误的故障代码在对电控汽车实施维修时，由于维修人员维修不当或者操作失误，也会导致自诊断系统输出错误的故障办法。例如，在发动机运转过程中，随意或者无意把传感器插接头拔下，每拔下一次传感器插接头，自诊断系统就会记录一次故障代码。另外，若在上一次汽车维修时，由于操作不当而未能完全清除掉旧的故障代码，那么计算机也同样将原来旧的故障代码保存其内，因此在对电控汽车维修时也要加以注意，不应造成不必要的人为故障代码，给维修工作带来混乱和困难。综上所述，当我们运用故障码去诊断故障时，必须克服过分迷信、依赖故障码，孤立、片面使用故障码的错误做法，应该客观对待，正确使用

29、。在弄清发动机工作原理的基础上，根据故障码提示，结合故障现象和各元器件的性质、设计参数，全面综合分析，去伪存真，抓住主要矛盾，快速、准确地作出判断。3.3.4 利用“静态数据流”分析故障静态数据流是指接通点火开关，不起动发动机时，利用故障诊断仪读取的发动机电控系统的数据。例如进气压力传感器的静态数据应接近标准大气压力（100KPa102KPa）；冷却液温度传感器的静态数据凉车时应接近环境温度等。下面是利用“静态数据流”进行诊断的一个实例。 故障现象 一辆捷达王轿车，在入冬后的一天早晨无法起动。 检查与判断 首先进行问诊，车主反映：前几天早晨起动很困难，有时经很长时间也能起动起来，起动后再起动就

30、一切正常。 一开始在别的修理厂修理过，发动机的燃油压力和气缸压力、喷油嘴、配气相位、点火正时以及火花塞的跳火情况都做了检查，也没有解决问题。通过对以上项目重新进行仔细检查，同样没发现问题，发动机有油、有火，就是不能起动，到底是什么原因呢? 后来发现，虽经多次起动，可火花塞却没有被“淹”的迹象，这说明故障原因是冷起动加浓不够。如果冷起动加浓不够，又是什么原因造成的呢？冷却液温度传感器是否正常呢？ 用故障诊断仪检测发动机ECU，无故障码输出。通过读取该车发动机静态数据流发现，发动机ECU输出的冷却液温度为105，而此时发动机的实际温度只有23，很明显，发动机ECU所收到的水温信号是错误的，说明冷却

31、液温度传感器出现了问题。为进一步确认，用万用表测量冷却液温度传感器与电脑之间线束，既没有断路，也没有短路，电脑给冷却液温度传感器的5V参考电压也正常， 于是将冷却液温度传感器更换，再起动正常，故障排除。 这起故障案例实际并不复杂，对于有经验的维修人员，可能会直接从冷却液温度传感器着手，找到问题的症结。但它说明一个问题，那就是电控燃油喷射发动机系统的ECU对于某些故障是不进行记忆存储的，比如该车的冷却液温度传感器，既没有断路，也没有短路，只是信号失真，ECU的自诊断功能就不会认为是故障。再比如氧传感器反馈信号失真，空气流量计电压信号漂移造成空气流量计所检测到的进气量与实际进气量出现差异等，都不能

32、被ECU认可为故障。在这种情况下，阅读控制单元数据成为解决问题的关键。3.3.5 汽车专用万用表电路在线测量方式是通过对控制模块电路的在线测量方式，将控制模块各个输入输出端的电信号直接传给电路分析仪 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。图3.2汽车万用表汽车万用表也是一种数字式多用仪器，其外形与数字式万用表几乎没有区别，只是增加了几个汽车专用功能档，如DWELL档、TACHO档等。汽车万用表除了具备袖珍数字万用表功能外，还具有汽车专用项目的测试功能。可测量交流电压电流、直流电压电流、电阻、电感频率、占空比、温度、闭合角及转速；还具有自动断电，自动变换量程、模拟

33、条形图显示、峰值保持、读数保持、数据锁定及电池测定（低电压显示）。为实现某些功能，例如测量温度、转速，汽车万用表还配有一套配件，如热电偶适配器、热电偶探头、电感式拾取器及AC/DC感应式电流钳等。汽车万用表功能如下：（1）测量交直流电压、电流、电阻。（2）记忆最大值最小值。该功能用于检测某电路的瞬间故障。（3）模拟条显示。该功能用于检测连续变化的数据。（4）测量脉冲波形的频宽比和点火线圈一次电流的闭合角。该功能用于检测喷油器怠速控制阀、EGR电磁阀点火控制系统的工作状况。（5）测量转速。（6）测量脉冲信号。该功能用于无分电器点火系统故障（7）测量输出电信号的频率（8）测量二极管、三极管性能。（

34、9）测量大电流。配置电流传感器后可检测大电流。（10）测量温度。配置温度传感器后可测量冷却液温度、尾气温度和进气温度。3.3.6汽车专用示波器汽车示波器是波形显示的方式表现电路中电参数过程的专业仪器，它能够对电路上的电参数进行连续的图形显示，是分析复杂电路上电信号波形变化的专业仪器。汽车示波器通常有两个或两个以上的测试通道，同时对多电路进行同步显示，具有高速分析各个信号间相互关系的优点。通常汽车示波器设有测试菜单，使用时无需像普通示波器那样繁琐的设定，只需选择要测试的传感器或执行器的菜单就可以自动进入测量。电子存数示波器还具有连续记忆和重放功能，便于捕捉间歇性故障。同时也可以与一定的软件与PC

35、相连接，将采集的数据进行存数、打印和再现。随着现代汽车技术的发展，在汽车中使用了大量的传感器。传感器在其工作环境中感受物理量的变化时。并以电流或电压的方式向汽车ECU传送所感觉到的变化。汽车ECU接收到传感器送来的信号后做出相应的判断，驱动相关设备进行工作，调整汽车的工作状态。在现代汽车上用的传感器可分为温度、速度、压力、氧含量、振动及位置传感器。它们产生各种各样的电压或电流信号。用示波器能将这些信号的变化以波形的方式反映出来，当所感知的物理量发生正常或非正常变化时，都能通过波形的变动反应出来，通过与正常波形的比较，判断故障部位形的比较，判断故障部位图3.3汽车示波器故障诊断 一辆帕萨特1.8

36、T轿车不易起动的故障现象。每次都要多次点火才有可能起动，最后一次在行驶中死火，就打不起火了，只能拖到4S店维修到店后也是时而能起动时而不能起动。用V.A.G.1552诊断仪显示故障为：曲轴位置传感器损坏。于是更换，再起动，故障现象依旧。于是再换凸轮轴位置传感器。再试，故障现象还在。维修陷入僵局。图3.4：故障车波形图3.5：正常车波形故障分析与测试 采用双踪示波器同时测量故障车上曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器。波形如图3.4所示。在同类型的正常车上测得的凸轮轴位置传感器和曲轴位置传感器波形如图3.5所示。通过比较图3.4和图3.5，发现曲轴位置传感器波形有区别。为什么会有这样的区别？是正常的

37、还是不正常的？经过对曲轴位置传感器的结构进行分析研究，从曲轴位置传感器的结构可知，它是一圈缺口齿的环。对比图3.5中曲轴位置传感器的波形 就能得出此环共有60个缺口齿 其中有1个缺口占2个齿的位置。在图2中曲轴位置传感器的波形中能算出59个正弦波与曲轴位置传感器环有59个缺口齿对应。图3.5中凸轮轴位置传感器波形中间距较大的位置对应缺口齿环2个缺齿的位置。曲轴位置传感器产生的波形与图3.4中凸轮轴位置传感器波形有一个起始位置的关系。通过图3.5就能更清楚的看出这种关系.通过图3.4还能看出曲轴位置传感器波形出现2次才与凸轮轴位置传感器波形重合一次起始位置。这种关系和本车曲轴转速与凸轮轴转速比为

38、21的关系一致 。也正好是一缸上止点的位置 也就是一缸点火正时的基准位置，也决定了其它三个缸的点火时刻。此信号传输给ECU,ECU就能发出点火信号，起动发动机。否则 ECU就不发出点火信号,发动机不能起动.故障排除 在更换曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器后都不能解决问题。 于是将思路转到曲轴位置传感器的缺口环上来，在图3.4中凸轮轴位置传感器波形左边三分之一处的波形与其它地方的不一样，更与正常车的波形不一样。传感器没问题。那只有曲轴位置传感器的缺口环有问题了。而且是在与大缺口相距15个齿的位置上。起初怀疑是在第15个曲轴位置传感器齿上有异物，导致传感器信号不好。通过传感器安装孔没能看到有异物，

39、于是只能拆卸油底壳。拆卸油底壳后转到第15个缺口齿位置。缺口齿环不是有异物，而是有一点变形。变形后导致此位置与传感器的间距变大。以致产生的信号不够强，才产生了不正常的小波形。更换曲轴后此车问题彻底解决。故障总结 为什么此车会出现间歇性起动困难的现象？再来看一下图3.4与图3.5中曲轴位置传感器的波形。假如在图3.4和图3.5中曲轴位置传感器波形最上方向下一点的位置分别画一横线 。如图所示，找到问题所在。图3.6：转化的的曲轴位置传感器信号波形图3.7：正常车综合波形3.3.7发动机综合分析仪EA-1000汽车发动机综合分析仪为全中文人机界面,能检测发动机各个系统的工作状态和运行参数,进行无外载

40、测功和排放性能分析,主要包括汽油机性能测试、万用表功能并可做为一款双通道示波器和尾气(废气分析)检测等.它还配有自己的车辆数据库并支持打印功能,相对于进口发动机分析仪,它价格适中,其性价比较好。下图是发动机综合分析仪的主菜单。图3.8汽车发动机综合分析仪3.4 数据流分析的必要性在对汽车维修时，不管是依靠传统的经验式诊断还是靠故障代码寻找故障，往往都会出现判断上的失误。实际上，故障代码仅仅是ECU认可的一个是或否的界定结论，微机故障自诊断系统一般只能监测电控系统的电路信号，并且只能监测信号的范围，并不能监测传感器特性的变化。例如：线性节气门位置传感器要输出与节气门开度成比例的电压信号，控制系统

41、根据其输入的电压信号来判断节气门的开度即负荷的大小，从而决定喷油量等其他控制。如果传感器的特性发生了变化，传感器输出的电压信号虽然在规定的范围内，但并不与节气门的开度成规定的比例变化，这时就会出现发动机工作不良，而故障指示灯却并不会亮，当然也不会有故障代码。由此可以看出通过微机故障检测仪读取故障代码仅能够查找出发动机微机控制系统中大部分传感器、执行器或电控单元线路短路、断路以及元件损坏等所导致的无输出信号的故障。但是，微机故障自诊断电路并不能够检测出微机控制系统所有类型的故障，特别是无法检测出大部分执行器以及传感器精度误差等方面的故障。事实上，各种传感器出现的模拟性故障，例如工作不正常和偏差严

42、重等是无法靠故障代码功能检测出来的，因此，在诊断故障时不能完全依赖故障代码功能检测诊断，而只能把它作为检测诊断时的一种重要参考依据。许多汽车的微机故障诊断系统除了具有故障代码的记录功能以外，还具有行车记录功能，能记录车辆行驶过程中的有关数据资料。3.5利用“动态数据流”分析故障 动态数据流是指接通点火开关，起动发动机时，利用诊断仪读取的发动机电控系统的数据。这些数据随发动机工况的变化而不断变化，如进气压力传感器的动态数据随节气门开度的变化而变化；氧传感器的信号应在0.1V0.9V之间不断变化等。通过阅读控制单元动态数据，能够了解各传感器输送到ECU的信号值，通过与真实值的比较，能快速找出确切的

43、故障部位。 3.5.1 有故障码时的分析方法有故障码时，可重点针对与故障码相关的传感器的数据进行，分析是什么导致数据的变化，以找出故障原因所在。如故障现象 ：一辆桑塔纳1.6i轿车（出租车），百公里油耗增加1L。检查与判断 ： 车主反映：前几天换了火花塞，调整了点火正时，油耗还是高，通过与车主交流确认不是油品的问题。于是连接故障诊断仪，进入“发动机系统”，读取故障码为“氧传感器信号超差”，是氧传感器坏了吗？进入“读测数据块”，读取16通道“氧传感器”的数据，显示为0.01V不变。氧传感器长时间显示低于0.45V的数值，说明两点：一是说明混合气稀，二是说明氧传感器自身信号错误。是混合气稀吗？通过

44、发动机的动力表现来看，不应是混合气稀，那就重点检查氧传感器，方法是人为给混合气加浓（连加几脚油），同时观察氧传感器的数据变化情况。通过观察，在连加几脚油的情况下，氧传感器的数据由“0.01V”微变为“0.03V”，也就是说几乎不变，进一步检查氧传感器的加热线电压正常，说明氧传感器损坏。更换氧传感器，再用诊断仪读其数据显示0.1V0.9V变化正常，至此维修过程结束。第二天，车主反映油耗恢复正常，故障排除。这是一起典型的由氧传感器损坏引起的油耗高的故障。3.5.2 无故障码时的分析方法无故障码时，通过对基本传感器信号数据的关联分析和定量对应分析来确定故障部位。故障现象 ： 一汽佳宝微型面包车，加速

45、无力、加速回火，有时急加速熄火。检查与判断 ： 初步判定是混合气过稀，为了证明这一点，我用两个方法进行了验证。首先是拆下空气滤清器，向进气道喷射化油器清洗剂，与此同时进行加速试验，明显感到加速有力，也不回火，故障现象消失，这可以证明混合气过稀的判断；另一个方法是连接诊断仪，读取故障码，显示无故障码；读取数据流，观察氧传感器的数据，显示在0.3V0.4V左右徘徊，加几脚油门，氧传感器数据立即从0.45V上升至0.9V，几秒钟后其数据又在0.3V0.4V左右，这说明氧传感器本身正常，因为混合气加浓后，数据反应及时，变化正常，同时也证明混合气确实是过稀。是什么原因造成混合气过稀呢？通过分析，主要考虑

46、进气压力传感器和燃油系统油压。首先判断进气压力传感器，进入“读测数据流”，读取进气压力传感器的数据，显示：静态数据1010mbar，为大气压力，正常；怠速时为380mbar，基本正常；急加速时数据可迅速升至950mbar以上，这些数据及其变化都表明，进气压力传感器基本正常。接下来开始检测油压，但由于油压表坏了，无法测量燃油系统油压，只好直接更换油泵。更换油泵后试车，故障现象消失，故障排除。最后的结果说明故障是因为油泵的供油能力不足导致混合气过稀而造成的。运用“数据流”进行故障分析，便于维修人员了解汽车的综合运行参数，可以定量分析电控发动机的故障，有目的地去检测更换有关元件，在实际维修工作中可以

47、少走很多弯路，减少诊断时间，极大地提高工作效率。数据流和波形分析诊断故障法是排除电控发动机故障的基本方法。由于这种方法需要一定的理论基础和一些必要的技术数据，所以在排除一般电控发动机故障时采用的较少，而大都用在排除电控发动机的疑难故障上。 把电控系统的一些主要传感器和执行器正常工作时的参数值(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、冷却液温度等)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，它能监测发动机在各种状态下的工作情况。而电控汽车在行驶过程中，故障自诊断系统还有记录的功能，它能把汽车行驶过程中的有关数据资料记录下来。使用中，这些数据资料可通过故障检测仪，把各种传感器和执行元件输入输出信号的瞬时值以数据的方式在显示屏上显示出来，这样可以根据汽车工作过程中各种数据的变化(有故障时的数据)与正常行驶时的数据或标准数据流对比，即可诊断出电控系统故障的原因。 通过微机故障检测仪便可以将车辆运行中各种传感器和执行器的输入、输出信号的瞬时数值以数据表的方式在显示屏上显示出来。这样，可以根据车辆工作过程中发动机微机控制系统各种数据的变化情况来判断发动机微机控制系统的工作是否正常。因此，在对汽车进行维修时应综合分析判断，结合汽车故障