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[摘要]近年来随着电控技术水平的提高，现代轿车在对装有电控燃油喷射发动机的汽车进行维修时，使用故障诊断仪对发动机电控系统进行检测，除了查看故障码进行检修外，还需要用更科学的数据流来分析故障，因为故障码是ECU认可的一个界定结论，不一定是汽车真正的故障部位，并且有很多故障是不被ECU所记录的，也就不会有故障码输出。遇到这种情况时，最为可行的办法就是使用故障诊断仪进行数据流的检测，研究发动机电控系统静态或动态数据状态，从而定量地找出故障真正原因所在。本文以北京现代汽车电控发动机为例，分析了其主要数据流的情况，且用数据流分析的方法，针对电控系统的一些常见故障作了诊断排除。
[关键词]数据流；故障码；诊断排除
中图分类号：C37 文献标识码：A 文章编号：
一、故障常规分析
许多情况下，电控燃油喷射发动机会出现这样的情况，比如发动机怠速不良，抖动严重，怠速冒黑烟；发动机耗油量大，加速不良，空负荷时只能加速到3000r/min等等。但使用故障诊断仪器却发现电控单元中没有故障记忆，也就是说发动机的电控装置自诊断系统没有发现本系统有故障，会使许多从事电控发动机维修的专业人员产生一种疑问——为什么发动机控制系统工作正常而发动机却不正常？造成这种情况的原因如何去查找呢？
通常在我们诊断电控发动机故障时一般都遵循这样的原则：首先判断故障原因是在电控部分还是在机械部分？使用的方法就是利用故障诊断仪器检查电控单元中的自诊断系统中故障记忆存储情况，则可确定故障原因在电控部分；如不是在电控部分出现问题，则可初步确定故障原因是在机械部分；第二步是根据故障记忆的内容及提示相关产生故障原因去确定系统中的故障部位。这些故障部位大多发生在各类信号传感器及连接导线和接插件上；第三步是在没有故障记忆或排除了控制系统故障的基础上，按照通常的发动机故障排除规律，根据发动机的故障现象去确定故障可能产生的部件，既检查保证发动机的各类机械结构部件，如电动油泵的供油能力，油路的压力状况；火花塞工作状况，点火线圈工作状况；汽缸压力等等。
经过这三步工作应该说可以解决发动机产生的故障了，但系统如果存在故障，那么大多数情况却是经过三步工作之后，故障依旧——这种情况有时让人无法理解，甚至有些维修人员在遇到这种情况便束手无策了。那么系统出现无故障码时用什么方法分析故障原因呢？通常可利用故障诊断仪器中数据流功能，根据系统的一些工作参数来分析造成故障的原因。
二、数据流分析
众所周知，电控燃油喷射发动机的工作主要是依靠一个微型计算机来控制发动机的各工况条件的供油量，微机控制下供油量的多少必须与发动机的工况相匹配，这种匹配关系必须是控制系统状况与发动机实际状况相吻合的。比如说驾驶员控制节气门开度来要求发动机达到某种工况状态。实际工况对于发动机来说是唯一的，而控制系统要反映和确定这个唯一的工况需要许多参数，这些参数还要相互达到统一，既实际参数要成互相对映关系。控制系统中各种反映发动机负荷状态的传感器所提供给控制单元的参数也是符合发动机在部分负荷状态的数据：以现代伊兰特悦动为例，转速为2500r/min，节气门开度为10.6%，进气歧管压力传感器电压1.2V,喷油脉宽为1.6ms。这些标志发动机负荷状态的参数必须是与要求发动机达到的工况状态相吻合。如果有一项参数不能达到实际要求数值，例如节气门实际开度已达10.6%，但节气门位置传感器送给电控单元的数据却是低于这个值，这时相对应的发动机转速也就不能提升到2500r/min；这种匹配关系是电控装置能否满足驾驶员实际要求的一种基础关系，也是电控装置能否按照人的意愿工作的基本保证。
另外，电控单元在控制发动机工作的过程中，它所接受的各种传感器信号是人们给定的一个范围，而电控单元的自诊断系统功能就是判断这些传感器的信号是否超出这个范围，只有信号超出规定范围后，自诊断系统才能知道这种信号不能作为控制信号使用，这时自诊断系统才能确定系统中有故障，才能有故障记忆，才能给出故障代码，而如果信号没有超过给定范围，但却与实际情况有一定的偏差，这种不准确信号仍会使电控单元按照提供的不准确的信号控制发动机工作，自诊断系统不能给出故障编码，从而造成发动机产生故障现象，这就是控制系统产生故障的根本原因。
一般控制系统中的故障主要反映在发动机上有以下几种表现：
1、怠速不稳，有时冒出黑烟；2、发动机百公里油耗偏高；3、发动机在空负荷转速最高只能达到3000r/min；4、发动机冷车易起动，热车不易起动等。
发动机出现以上故障现象，同时在检查发动机控制单元发现无故障码记忆时，必须运用其相关数据流分析，来进一步找出产生故障的原因。方法是利用故障诊断仪器的数据流功能，调出控制系统的实际工作参数（在出现故障现象时），要检查的参数主要有：1.发动机转速；2.空气进气量（或进气歧管绝对压力值）；3.点火提前角；4.喷油脉宽；5.节气门开度值；6.充电电压值；7.发动机水温值；8.进气温度值；9.氧传感器及爆震传感器电压值；可将他们分成三种类型：
第一种是基本参数，如发动机转速、进气量（进气歧管压力值）
第二种是重要参数，如点火提前角、喷油脉宽、节气门开度值等。
第三种是修正参数，如水温与进气温度，氧传感器信号等。
当发动机在无故障码的情况下出现故障现象时，应首先检查控制系统中传感器实际数据与正常值做比较，确定其值是否超出正常范围及偏差的程度。例如：当发动机出现怠速不稳时，应首先检查控制形成怠速混合气的进气参数和喷油脉宽参数，同时要确定氧传感器信号是否正常；如果氧传感器信号不正常，则应先确定氧传感器自身是否损坏。因为氧传感器信号是控制单元判断混合气比例是否正确的依据，如果氧传感器自身损坏，造成给控制单元提供错误信号，从而造成控制单元错误控制喷油量。例如，氧传感器错误地提供一个混合气偏浓的信号（大于0.45V），则控制单元会依据这个控制信号减少供油量，从而造成实际混合气浓度偏稀，这时发动机会出现怠速运转不稳。如果检查氧传感器正常，而进气量测量信号出现偏差，例如，给控制单元提供一个较高的进气信号，这时控制单元会控制喷油器喷出许多的燃油以匹配进气信号，从而造成混合气过浓引起怠速不稳；同时发动机运行油耗增大，这时检查供油时间参数，会发现其值也偏离正常值。
有时进气压力传感器（或空气流量计）自身有故障时，在怠速时不反映出故障现象，只是在发动机加速时，出现发动机无法高速运转，严重时最高转速仅达3000r/min，造成这种现象的原因是进气量信号太低，控制单元仅能接受到比较低的进气量信号，从而控制发动机在低负荷、低转速条件下运转。
其他一些修正信號也会造成发动机的故障运转，如发动机水温信号，如果出现偏差，比如向控制单元提供较低温度信号，则控制单元会控制发动机按暖机工况运行，这时发动机的怠速会出现忽高忽低现象。
当控制系统中的信号参数都正常，而发动机仍然有故障表现时，这时应按发动机的基本检查程序进行，如检查点火系统工作情况（如火花塞状况，缸线的阻值状况），供油压力是否正常，气缸压力是否正常等等。
三、典型案例分析
故障现象：一辆北京现代伊兰特（Elantra）悦动轿车1.6L排量,发动机型号为G4GA，为16气门双顶置凸轮轴多点电喷发动机。该车急加油时排气黑烟量大、加速无力、耗油量也大，但发动机故障指示等指示正常。
故障诊断与排除：考虑到该车在其他修理厂检修过，但没有排除故障，故对其进行综合检测。首先，从外观上检查各传感器及真空管道，连接都很正常；然后，利用北京现代汽车专用故障诊断仪器（HiDs—Scanner），在发动机热车、怠速为800r/min（不开空调等用电设备）时检测各传感器和喷油器参数，检测结果如下：
MAP（进气歧管压力）传感器电压：2.0V
歧管真空度压力：300hpa
THW（水温）传感器电压：1.95V（92℃）
TPS（节气门位置）传感器电压：0.4V；节气门开度为4.7%
TNJ（喷油脉冲）脉宽：3.0ms
点火提前角：12°—17°BTDC
ISA占空比36%
由上述各传感器和执行器的参数值可知，排气黑烟大及耗油量多的直接原因是供油过多。一般来说，MAP传感器输出信号电压偏高（怠速时参考值1.4V），但更换MAP传感器后，故障仍然没有排除。再测量其电压值，仍是2.0V。于是跟踪测量进气歧管处的真空度，为300hpa左右，该值低于怠速值（380hpa）。说明该车进气歧管真空度不正常。再次检查节气门开度及各真空管道的密封性，没有发现异常现象。
机械方面的故障也可能引起传感器的信号失常。我们根据上述检测结果推测：该车可能是因配气相位不正确，导致进气不足、真空度偏低；该车有“加速无力”的故障现象，可能是正时皮带装配不正确所引起的。于是拆检正时皮带，果然发现这时皮带记号错开了一个齿位（跳齿）。更换正时皮带并重新调整点火正时，故障得到彻底排除。
由此可见，故障的发生过程为：正时皮带松弛——跳齿——配气相位及点火正时不正确——进气不足——进气歧管真空度下降——MAP传感器电压值偏高——喷油脉宽增大——混合气过浓，发动机工作不良——排气冒黑烟、耗油增加、汽车行驶无力。
四、结语
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少走很多弯路，减少诊断时间，极大地提高工作效率。
[参考文献]
[1]李东江编.《电控发动机故障排除120例》.北京理工大学出版社，1999年11月
[2]王遂双等编.《汽车电子控制系统的原理与检修》.北京理工大学出版社，1995年8月
[3]邹长庚、赵琳主编.《现代汽车电子控制系统构造原理与故障诊断（上）》.北京理工大学出版社，2000年5月
[4]刘希恭編.《电控系统故障码与数据流分析》.国防工业出版社，2007年6月
[5]郭彬.《数据流分析及在汽车故障检测诊断中的应用》.江苏科学技术出版社，2008年10月
[关键词]数据流；故障码；诊断排除
中图分类号：C37 文献标识码：A 文章编号：
一、故障常规分析
许多情况下，电控燃油喷射发动机会出现这样的情况，比如发动机怠速不良，抖动严重，怠速冒黑烟；发动机耗油量大，加速不良，空负荷时只能加速到3000r/min等等。但使用故障诊断仪器却发现电控单元中没有故障记忆，也就是说发动机的电控装置自诊断系统没有发现本系统有故障，会使许多从事电控发动机维修的专业人员产生一种疑问——为什么发动机控制系统工作正常而发动机却不正常？造成这种情况的原因如何去查找呢？
通常在我们诊断电控发动机故障时一般都遵循这样的原则：首先判断故障原因是在电控部分还是在机械部分？使用的方法就是利用故障诊断仪器检查电控单元中的自诊断系统中故障记忆存储情况，则可确定故障原因在电控部分；如不是在电控部分出现问题，则可初步确定故障原因是在机械部分；第二步是根据故障记忆的内容及提示相关产生故障原因去确定系统中的故障部位。这些故障部位大多发生在各类信号传感器及连接导线和接插件上；第三步是在没有故障记忆或排除了控制系统故障的基础上，按照通常的发动机故障排除规律，根据发动机的故障现象去确定故障可能产生的部件，既检查保证发动机的各类机械结构部件，如电动油泵的供油能力，油路的压力状况；火花塞工作状况，点火线圈工作状况；汽缸压力等等。
经过这三步工作应该说可以解决发动机产生的故障了，但系统如果存在故障，那么大多数情况却是经过三步工作之后，故障依旧——这种情况有时让人无法理解，甚至有些维修人员在遇到这种情况便束手无策了。那么系统出现无故障码时用什么方法分析故障原因呢？通常可利用故障诊断仪器中数据流功能，根据系统的一些工作参数来分析造成故障的原因。
二、数据流分析
众所周知，电控燃油喷射发动机的工作主要是依靠一个微型计算机来控制发动机的各工况条件的供油量，微机控制下供油量的多少必须与发动机的工况相匹配，这种匹配关系必须是控制系统状况与发动机实际状况相吻合的。比如说驾驶员控制节气门开度来要求发动机达到某种工况状态。实际工况对于发动机来说是唯一的，而控制系统要反映和确定这个唯一的工况需要许多参数，这些参数还要相互达到统一，既实际参数要成互相对映关系。控制系统中各种反映发动机负荷状态的传感器所提供给控制单元的参数也是符合发动机在部分负荷状态的数据：以现代伊兰特悦动为例，转速为2500r/min，节气门开度为10.6%，进气歧管压力传感器电压1.2V,喷油脉宽为1.6ms。这些标志发动机负荷状态的参数必须是与要求发动机达到的工况状态相吻合。如果有一项参数不能达到实际要求数值，例如节气门实际开度已达10.6%，但节气门位置传感器送给电控单元的数据却是低于这个值，这时相对应的发动机转速也就不能提升到2500r/min；这种匹配关系是电控装置能否满足驾驶员实际要求的一种基础关系，也是电控装置能否按照人的意愿工作的基本保证。
另外，电控单元在控制发动机工作的过程中，它所接受的各种传感器信号是人们给定的一个范围，而电控单元的自诊断系统功能就是判断这些传感器的信号是否超出这个范围，只有信号超出规定范围后，自诊断系统才能知道这种信号不能作为控制信号使用，这时自诊断系统才能确定系统中有故障，才能有故障记忆，才能给出故障代码，而如果信号没有超过给定范围，但却与实际情况有一定的偏差，这种不准确信号仍会使电控单元按照提供的不准确的信号控制发动机工作，自诊断系统不能给出故障编码，从而造成发动机产生故障现象，这就是控制系统产生故障的根本原因。
一般控制系统中的故障主要反映在发动机上有以下几种表现：
1、怠速不稳，有时冒出黑烟；2、发动机百公里油耗偏高；3、发动机在空负荷转速最高只能达到3000r/min；4、发动机冷车易起动，热车不易起动等。
发动机出现以上故障现象，同时在检查发动机控制单元发现无故障码记忆时，必须运用其相关数据流分析，来进一步找出产生故障的原因。方法是利用故障诊断仪器的数据流功能，调出控制系统的实际工作参数（在出现故障现象时），要检查的参数主要有：1.发动机转速；2.空气进气量（或进气歧管绝对压力值）；3.点火提前角；4.喷油脉宽；5.节气门开度值；6.充电电压值；7.发动机水温值；8.进气温度值；9.氧传感器及爆震传感器电压值；可将他们分成三种类型：
第一种是基本参数，如发动机转速、进气量（进气歧管压力值）
第二种是重要参数，如点火提前角、喷油脉宽、节气门开度值等。
第三种是修正参数，如水温与进气温度，氧传感器信号等。
当发动机在无故障码的情况下出现故障现象时，应首先检查控制系统中传感器实际数据与正常值做比较，确定其值是否超出正常范围及偏差的程度。例如：当发动机出现怠速不稳时，应首先检查控制形成怠速混合气的进气参数和喷油脉宽参数，同时要确定氧传感器信号是否正常；如果氧传感器信号不正常，则应先确定氧传感器自身是否损坏。因为氧传感器信号是控制单元判断混合气比例是否正确的依据，如果氧传感器自身损坏，造成给控制单元提供错误信号，从而造成控制单元错误控制喷油量。例如，氧传感器错误地提供一个混合气偏浓的信号（大于0.45V），则控制单元会依据这个控制信号减少供油量，从而造成实际混合气浓度偏稀，这时发动机会出现怠速运转不稳。如果检查氧传感器正常，而进气量测量信号出现偏差，例如，给控制单元提供一个较高的进气信号，这时控制单元会控制喷油器喷出许多的燃油以匹配进气信号，从而造成混合气过浓引起怠速不稳；同时发动机运行油耗增大，这时检查供油时间参数，会发现其值也偏离正常值。
有时进气压力传感器（或空气流量计）自身有故障时，在怠速时不反映出故障现象，只是在发动机加速时，出现发动机无法高速运转，严重时最高转速仅达3000r/min，造成这种现象的原因是进气量信号太低，控制单元仅能接受到比较低的进气量信号，从而控制发动机在低负荷、低转速条件下运转。
其他一些修正信號也会造成发动机的故障运转，如发动机水温信号，如果出现偏差，比如向控制单元提供较低温度信号，则控制单元会控制发动机按暖机工况运行，这时发动机的怠速会出现忽高忽低现象。
当控制系统中的信号参数都正常，而发动机仍然有故障表现时，这时应按发动机的基本检查程序进行，如检查点火系统工作情况（如火花塞状况，缸线的阻值状况），供油压力是否正常，气缸压力是否正常等等。
三、典型案例分析
故障现象：一辆北京现代伊兰特（Elantra）悦动轿车1.6L排量,发动机型号为G4GA，为16气门双顶置凸轮轴多点电喷发动机。该车急加油时排气黑烟量大、加速无力、耗油量也大，但发动机故障指示等指示正常。
故障诊断与排除：考虑到该车在其他修理厂检修过，但没有排除故障，故对其进行综合检测。首先，从外观上检查各传感器及真空管道，连接都很正常；然后，利用北京现代汽车专用故障诊断仪器（HiDs—Scanner），在发动机热车、怠速为800r/min（不开空调等用电设备）时检测各传感器和喷油器参数，检测结果如下：
MAP（进气歧管压力）传感器电压：2.0V
歧管真空度压力：300hpa
THW（水温）传感器电压：1.95V（92℃）
TPS（节气门位置）传感器电压：0.4V；节气门开度为4.7%
TNJ（喷油脉冲）脉宽：3.0ms
点火提前角：12°—17°BTDC
ISA占空比36%
由上述各传感器和执行器的参数值可知，排气黑烟大及耗油量多的直接原因是供油过多。一般来说，MAP传感器输出信号电压偏高（怠速时参考值1.4V），但更换MAP传感器后，故障仍然没有排除。再测量其电压值，仍是2.0V。于是跟踪测量进气歧管处的真空度，为300hpa左右，该值低于怠速值（380hpa）。说明该车进气歧管真空度不正常。再次检查节气门开度及各真空管道的密封性，没有发现异常现象。
机械方面的故障也可能引起传感器的信号失常。我们根据上述检测结果推测：该车可能是因配气相位不正确，导致进气不足、真空度偏低；该车有“加速无力”的故障现象，可能是正时皮带装配不正确所引起的。于是拆检正时皮带，果然发现这时皮带记号错开了一个齿位（跳齿）。更换正时皮带并重新调整点火正时，故障得到彻底排除。
由此可见，故障的发生过程为：正时皮带松弛——跳齿——配气相位及点火正时不正确——进气不足——进气歧管真空度下降——MAP传感器电压值偏高——喷油脉宽增大——混合气过浓，发动机工作不良——排气冒黑烟、耗油增加、汽车行驶无力。
四、结语
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少走很多弯路，减少诊断时间，极大地提高工作效率。
[参考文献]
[1]李东江编.《电控发动机故障排除120例》.北京理工大学出版社，1999年11月
[2]王遂双等编.《汽车电子控制系统的原理与检修》.北京理工大学出版社，1995年8月
[3]邹长庚、赵琳主编.《现代汽车电子控制系统构造原理与故障诊断（上）》.北京理工大学出版社，2000年5月
[4]刘希恭編.《电控系统故障码与数据流分析》.国防工业出版社，2007年6月
[5]郭彬.《数据流分析及在汽车故障检测诊断中的应用》.江苏科学技术出版社，2008年10月