摘要：随着现代汽车工业的不断发展，电子技术已广泛应用到汽车的控制系统中，电控系统增多的同时，故障的产生也在增多，从而加大了故障诊断的困难，也使维修企业束手难测，面对增多的故障，如果单凭传统的经验对汽车进行盲目的拆卸维修，将会造成很多不必要的损失和时间浪费。为提高发动机故障排除效率，从业人员必须要有扎实的理论基础和行之有效的分析问题、解决问题的方法。本文以东风风神轿车为例，着重分析汽车静态数据和动态数据，突出数据流分析的优势，指导维修人员更加准确的排除故障。

1 引言

1.1 研究背景及意义

随着汽车电子控制技术的不断发展，电子控制系统在我国汽车工业发展中的应用越来越广泛，发动机的内部电子控制系统正向集成化发展，使电子控制系统的结构更加复杂。而汽车故障通常由各种综合因素引起，一旦车辆发生这种故障，车辆的正常行驶性能将会受到很大影响。因此，操作人员首先应根据系统故障的实际发生情况并灵活运用系统科学的故障诊断分析方法对系统进行故障排除。当汽车电子控制系统发生严重故障时，通常会增加故障诊断的难度。只有采用更加方便快捷的诊断方法，提高排除故障的能力，才能促进汽车产业的发展。

2 数据流分析

2.1 数据流概念及分类

1）数据流的概念

机动车数据流分析是测算设备与汽车传感器、电动执行机构中间互换的数据信息主要参数。根据车辆解码板的确诊页面载入该命令，并可更改时间段和运行状态。控制单元（ECU）中存储的数据流可以精确地反映每个传感器和执行机构的工作电压和工作状态，成为车辆诊断维修的依据。维护人员能够实时了解车辆运行情况，并提供排除故障的基础。

2）数据流参数的分类

按照每一数据流在解码器中的显示方式，数据参数可分为两类：数值参数和状态参数。

数值参数是某个单位和变动范围的参数。通常，反映电子控制装置内的各构成要素的工作电压及压力。状态参数是仅具有两个操作状态的参数，例如开启或关断、高或低。它们通常表示电子控制装置内的开关和螺线管阀的工作状态。

2.2 发动机基础数据分析

2.1.1 发动机水温

标准值：显示范围，-40 到105℃，热车后为 85 到105℃。水温传感器电压为0.25 到 5V。

异常值：一直显示-40℃和一直显示 105℃，显示水温与实际水温明显不符。

数据原理：控制电脑 PCM 向水温传感器提供电源电压，水温传感器监测的水温信号反馈给发动机，水温传感器的工作原理，该传感器由热敏电阻构成，其工作原理是由水温的变化带动热敏电阻阻值的变化，水温低阻值就高，所反馈的电压信号高，水温高阻值就低，反馈电压信号就低，水温在汽车起步时对喷油量起着至关重要的作用，汽车在启动时因为节气门关闭一般不采用进气流量和进气压力信号，而是由水温信号决定喷油量，启动机启动车辆带曲轴转动由曲轴位置传感器信号来控制喷油点火，水温信号为喷油量进行修正从而使汽车正常启动。

数据分析：水温数值显示-40℃未变化，大多则是因为水温传感器故障和其传感器线路断路。水温数值显示 105℃未变化，大多则是因为水温传感器故障和其传感器线路短路。在热车后，如果水温低于80 度大多是因为传感器故障。水温数据流，如图3-3 所示。

2.1.2 发动机转速

标准值：显示范围，0 到 9999r/min，怠速时为 800±50r/min。

异常值：怠速时转速不稳定，转速低于750r/min、转速高于 850

数据原理：转速由控制电脑获取曲轴位置传感器所测的曲轴转角信号，通过控制电脑计算转角得出转速，转速也是决定着喷油量主信

号之一，因此曲轴位置传感器对喷油量也起着重要的作用，汽车在怠速时，转速忽高忽低，反映汽车处与一个不正常的工作状态。数据分析：怠速时转速低于750r/min，则可能因为油压和进气量过小，重点检查喷油器油压是否堵塞，导致油压过低，进气歧管是否有

泄露，空气滤芯和节气门是否脏污和堵塞，怠速时转速速高于850r/min，则可能因为油压和进气量过大，则要重点检查喷油器油压是否过高，

进气管是否真空漏气，是否因为积碳导致节气门闭合不严，怠速控制阀门因为积碳过多导致卡死。2.1.3 发动机负荷

标准值：怠速时显示范围，1 到 2.5ms 或者 0%到5%，随负荷的变化调整相匹配喷油特性异常值：怠速时不稳定，负荷小于1ms 大于2.5ms。

数据分析：发动机负荷信号的异常要在汽车怠速的情况下进行故障诊断，引起的故障原因一般是由燃油压力和进气量的不准确造成的。如发动机负荷值低于1.0ms 则可能是其进气管路泄露或燃油压力过高，对这两项进行重点排查。如负荷值高于2.5ms 表示发动机负荷过高，可能是进气流量过高等造成，则要对进气流量过高的原因进行分析，从而排除故障。

2.1.4 喷油脉宽

标准值：显示范围，0 到 10ms，怠速时的正常数值为2 到 5ms异常值：怠速时，最高大于5ms 或最低小于 2ms。

数据原理：喷油脉宽则先决定喷油量，喷油量的大小则根据控制电脑PCM 对进气流量和发动机转速的信号收集，喷油脉宽则是由进气量、气压、水温、进气温度、氧传感器等一系列数据来对喷油量进行修正，最后通过一系列的计算得到合适的喷油量数值。数值越大喷油量越多，而越小则越少，发动机加大负荷后喷油量也会随之提升，如数值过大则会影响空燃比，则需要将通过电磁阀打开活性炭罐对数值进行减小达到最佳的运行工况。

数据分析：在工作运行中如喷油脉宽未达到标准值2 到5ms，数值过小则因为燃油蒸气没有经过计量而燃烧，经过氧传感的测量与反馈使控制器 PCM 减小喷油脉宽来适应空燃比。喷油器、活性炭罐电磁阀关不严产生泄露和油压过高氧传感器故障也会导致数值过小。如果数值过大，则因为有未检测到的空气进入气缸或空气流量计故障失效，则着重检查油压过低、进气量失准、进气管路泄露、氧传感器失灵和点火性能是否下降。喷油脉宽数据流，如图 2-2 所示。

2.3 供电及点火数据分析

2.3.1 启动信号

标准值：开启和关闭两种状态。

异常值：在满足开启状态时，显示关闭。

数据原理：汽车的启动信号则是通过启动机与控制电脑 PCM 之间电源端子相连接，通过蓄电池带动起动机使汽车正常运行，控制电脑PCM 通过电源端子接收到起动机的通电工作信号，并同时发起点火启动工作对进气量、喷油量进行收集预存适时点火启动车辆。数据分析：启动信号出现异常的情况时，对起动机故障诊断进行分析，在蓄电池电压充沛的情况下，起动机正常工作，发动机无法启动时，故障点则在控制电脑 PCM 未把传感器信号收集反馈给点火系统，造成汽车无法正常启动，如果蓄电池电压充而沛启动机无法正常工作，则可能起动机故障或控制电脑与线路故障，应对起动系统进行检查。

2.3.2 点火提前角

标准值：显示范围，5°到 60°，怠速时在15°上下变化异常值：点火提前角过大或过小。

数据分析：空气流量信号出现异常时，会出现加速无力的状态，在汽车怠速状态下对该故障进行检测，怠速状态中进气量低于每秒2g，则可能是因为进气管路泄露造成空气流量的流失或从泄露出流入未检测的空气，如进气量高于每秒 4g，则大多因为空气流量传感器故障造成的信号异常。空气流量数据流读取，如图 2-4 所示。

数据原理：一般运行情况下在10 到 60°变化，点火提前角这一数据则根据控制电脑 PCM 对曲轴位置传感器信号反馈来判断发动机转速与曲轴角度，再根据车载实际负荷来确定点火提前角，通过汽车的正常运行，控制电脑 PCM 在对水温、进气量、车速、油压、爆震等传感器信号采集来对点火提前角进行优化，在正常值的范围内，点火提前角信号随着车速逐步增大，点火提前角越大则汽车动力性越强，点火提前角过小则会造成混合气的流失造成汽车动力不足和加速度无力，如果点火提前角超出正常范围值则会引起气缸爆震，爆震的检测则根据安装在气缸体上的爆震传感器进行实时数据监测，如检测出爆震的产生则反馈给控制电脑 PCM 将会对点火提前角进行减小，来达到最佳的点火点。

正常值：显示范围在 0 到 5V 或 10 到 105KPa 或 0 到 150cmHg（1cmHg=120pa），怠速时 1.2 到 1.5V 或 65 到 71KPa。

异常值：怠速时大于71KPa 或大于 1.5V。

数据原理：空气流量则是由进气流量传感器，测得数值传给控制电脑PCM，空气流量信号则是喷油量与喷油脉宽修正信号的重要参数，空气流量信号的异常则会使汽车低速运行，无法使汽车达到最佳工况，在启动、加速、高负荷时无法发挥汽车的性能。

数据分析：进气歧管压力信号出现异常时，故障点则大多数在传感器和关联电路，在怠速状态下检测，如果压力值大、怠速时转速高、点火提前角不准确，提前角过早，则会造成进气歧管压力信号的异常，则应对进气管路是否泄露进行排查，保证进气歧管密封性来达到汽车最佳工况。

数据分析：点火提前角出现异常情况时，对曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器进行检测，点火提前角根据转速进行调节，在怠速时其数值是否处于标准值，数值如不稳定则可能是传感器元器件存在故障，点火提前角随着车速逐步增大，在检测时对汽车进行加速，观察点火提前角有无加大，进行加速检测时点火提前角无变化则说明控制电脑 PCM 存在故障。点火提前角数据流，如图2-3 所示。

数据原理：进气歧管压力信号，则是由进气歧管压力传感器进行适时监测，对所测进气歧管的压力值进行反馈，进气歧管压力信号的异常则对喷油量的大小起着关键性的作用，该信号异常则会造成发动机无力或启动困难。

2.4 进气系统数据分2.4.1 空气流量

标准值：显示范围为，0 到521g/s，在怠速中则为2 到4g/s。

异常值：怠速时大于4 或小于 2g/s。

2.4.2 进气歧管压力

正常值：显示范围，-40 到151℃，怠速时运转在40 到 70℃。

异常值：进气温度始终保持一数值无变化。

数据原理：进气温度则是由进气温度传感器进行数据采集并反馈给控制电脑 PCM，进气温度传感器由热敏电阻组成，进气温度越高、阻值越小、电压越小、进气温度对点火提前角有所影响，温度高易燃烧，点火提前角就小，温度低则点火提前角大，根据进去温度对点火提前角进行修正。

数据分析：进气温度信号出现异常时，一般为进气温度传感器及其相关线路故障，在进行故障诊断时，注意外部环境温度与实际测量温度是否存在差异，如果有差异则是线路老化或传感器故障。

2.4.4 节气门开度

标准值：显示范围，0 到 5V，0 到 100%或 0 到 90°。

异常值：节气门开度始终保持一数值无变化。

数据原理：节气门开度该信号，则由节气门开度传感器进行监测反馈给控制电脑 PCM，信号越大节气门开度越大其车载负荷和加速度越大，节气门开度的大小则影响喷油量的大小，也是控制电脑 PCM 对汽车减速或加速的依据。数据分析：节气门开度信号出现异常时，一般为节气门位置传感器故障或节气门堵塞造成关不严或关闭困难，节气门元器件的故障引起节气门开度异常，该数值异常则会造成汽车起步困难、加速不良、怠速时不稳等故障。节气门绝对位置数据流，如图 2-5 所示。

数据原理：该信号由轮速传感器采集输送给控制电脑，轮速传感器根据行驶时车速的快慢，将轮速信号反馈给控制电脑，在制动时为刹车防抱死系统 ABS 提供依据。

菜 数据流显示

东风风冲断VI1.90+A30+动控制系MSPMA1M22.1

数据流名称 单位发动机故障指示灯点亮时的里程数节气门地对位置2油门路板位置1油门路板位置2控制端哈出的节气门执行器目标值品 K 田 骨 0图 2-5 节气门绝对位置数据流

2.5 底盘系统数据分析

2.5.2ABS 系统轮速传感器

标准值：适应工作温度范围，-40 到 150℃。信号与车速匹配，随车速而变化。

异常值：车辆正常行驶时无轮速信号或信号与轮速不同步。

数据分析：轮速传感器无信号或轮速信号过低与当前车速不匹配，可能是由传感器、执行器出现故障、相关线路出现断路、短路、接触不良等现象，导致无轮速信号或信号异常。

2.5.2 制动开关标准值：开启和关闭两种状态。

数据原理：该信号由制动踏板处的制动开关输送给控制电脑，踩下制动踏板，控制电脑收集制动开关信号，制动开关处于开启状态，车辆进行减速。数据分析：制动开关信号的异常，可能是由制动开关与相关线路出现断路、短路、接触不良等故障。

3 电控发动机故障诊断方法实例

3.1 东风风神奕炫的防碰撞预警故障

故障现象：一辆 2020 款 230T 自动炫曜赛道版奕炫轿车出现防碰撞预警故障警示灯常亮，一直处于报警状态从而影响车辆正常行驶防碰撞预警故障指示灯报警，如图3-1 所示。

故障诊断与排查：通过数据流分析法来对车辆进行故障诊断，将诊断设备接入诊断接口进行故障读取，通过读取故障码，故障码，如表 3-1 所示。表 3-1 故障码

据故障码的显示和故障现象分析，疑点大概率与防碰撞预警雷达与其关联线路相关，用诊断仪器对其进行数据流分析，经数据流读取，无雷达信号，如表3-2 所示。表 3-2 数据流

读取数据流显示雷达信号正常，防碰撞传感器可根据障碍物的出现而进行正常的报警，并非一直处于报警状态，车辆故障已排除，从而清除故障码，通过汽车自诊断功能的故障码与诊断设备的数据流读取的功能，进行结合使用来快速清除故障。

1）这个案例是由传感器雷达故障，传感器无法正常工作，导致无输入信号的一个情况，通过读取故障码与数据流，传感器雷达无信号。

2）通过数据流所示，对传感器雷达进行故障检查，检查外观时，发现前杠雷达处有漆面刮伤，疑似故障点。

）理清思路对故障进行排查，拆下前保险杠，传感器雷达较多泥污，对其进行清理，测量传感器电压，无信号，确定故障点）对传感器雷达进行更换后，读取数据流，数据流显示正常，车辆不在处于报警状态，从而清除故障，完成诊断。

本文通过介绍了数据流诊断的现状、数据流分析法的应用状况、数据流分析法的推广现状、故障诊断仪器设备等，来体现出数据流分析法带来的便捷性、直观性与实用性。分析了当前数据流诊断汽车故障存在的局限性，及针对故障现象分析相对应诊断策略与诊断思路。得出研究数据流分析此课题的意义，帮助汽车诊断维修这一行业的维修人员掌握这一门技术，把此技术运用在自己实际工作当中，来提高专业知识与维修水平的上升，更好的推广数据流分析法这一应用。

1）通过将发动机基础传感器异常数据分析，对其故障产生原因进行案例总结，供维修人员参考，通过总结经验来应对相同或相似的故障

2）通过介绍基础数据流的标准值，在实际案例中对所读取的数据流数值与该元器件标准数值进行对比，锁定故障范围。

3）将数据流分析法运用在实际案例当中，理清诊断思路，验证诊断结果，对诊断流程与诊断思路进行总结。

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课题信息：2023 年度河南省本科高校研究性教学改革研究与实践项目：基于“省级精品在线开放课程”建设的汽车检测与诊断技术研究性教学模式研究（教高【2023】388 号）