新疆交通职业技术学院 毕业论文 题 目：汽车数据流分析 班 级：汽电D091 姓 名：李适 专 业：汽车电子技术 学 号：200925070003 指导老师： 吴明 王庭吉 完成日期：2011年5月20日 目录 摘要......................................... 3 关键词....................................... 3 引言............................................ 5 一、汽车数据流的认识. . . . . . . . . . . . . . 6 二、获得汽车数据流的方法. . . . . . . . . . . .7
三. 汽车数据流的分析方法. . . . . . . . . . . .12 参考文献 .................................... 17
答谢词 .................................... 作者简介 .................................... 汽车数据流分析 【摘 要】 汽车电子化的发展迅速，应用之广与日俱增，尤其是微机、网络技术的发展为汽车电子化带来了根本性的变革。当代汽车的维修不是单纯的机械维修，而是机械与电子为一体的维修。而电子控制元件的维修比较抽象，给汽车维修技术提出了新的挑战。是许多维修人员望而止步，感到神秘莫测。汽车示波器和汽车诊断仪应运而生，为汽车维修人员快速判断汽车电子设备故障提供了有力的工具。电子设备的测试设定变得非常简单，无需任何设定和调整就可以直接观察电子元件的信号波形和读取数据流。为广大维修人员分析汽车各传感器、执行器的信号波形和数据流分析提供了方便。
【关键词】 数据流 ECU 诊断仪 传感器 执行器 一、 汽车数据流的认识 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，它是通过诊断接口，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。 汽车电子控制单元（ECU）中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。
2、数据流参数的分类 根据数据流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。数值参数是有一定单位、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、时间及速度等。状态参数是那些只有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。
根据ECU的控制原理，数据参数又分为输入参数和输出参数。输入参数是指各传感器或开关信号输入给ECU的各个参数。输入参数可以是数值参数，也可以是状态参数。输出参数是ECU送出给各执行器的输出指令。输出参数大多是状态参数，也有少部分是数值参数。
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。不同厂家及不同车型的汽车，其电控装置的数据流参数的名称和内容都不完全相同。
我们要探讨的就是各个传感器的数据问题，也就是如何理解各个数据之间的因果关系的问题。 深入理解领会发动机各数据之间的关系的前提，是要对发动机的工作过程有一个全面的了解。首先我们将发动机的整个工作过程分为三部分：发动机前端、中端以及发动机后端，如图4所示。 图4 发动机工作流程图 发动机前端：由各种传感器（氧传感器除外）、执行器、进气系统、燃油系统这几部分组成。 发动机中端：发动机机械本体、点火系统组成。 发动机后端：由排气系统、催化转化器、以及检测排气中氧浓度的氧传感器（或空燃比传感器）组成。 前面，我们大家了解了发动机的核心问题是空气，围绕进入汽缸的空气，电脑通过曲轴位置传感器提供的发动机转速、空气流量传感器的进气量信号，来确定基本燃油喷射时间、以及基本点火提前角度。然后，再根据其余各传感器的信号，如冷却液温度传感器、进气温度传感器、节气门位置传感器（或加速踏板位置传感器）等等，来对基本燃油喷射时间作出修正，以达到准确控制的目的。同时，在燃油系统良好的情况下，发动机ECU指令喷油器作出一定脉宽的打开动作，以将燃油喷入进气歧管，并和空气混合，进入汽缸。 在发动机中端，在机械部分良好，汽缸密封良好，配气机构工作正常的情况下，进入汽缸的空气和燃油的混合气，在合适的时刻，被工作良好的次级火花点燃，混合气燃烧做功，输出功率。 在发动机后端，汽缸内燃烧完毕的混合气，形成废气进入排气管。这其中包含了各种各样的气体成分，但比较重要的是O2、HC、CO、CO2，NOX等废气。这时候，装置在排气管上的氧传感器就开始大展用途了。由于前面进入汽缸的混合气，是由发动机ECU根据各种传感器得到的数据，经计算后，得出的理论喷油量，而这个喷油量究竟与实际进气量相不相符，ECU本身并不知道，如果打个比方的话，我们可以将发动机ECU作出的喷油量指令认为是一个类似于天气预报的行为，是带有预测性、主观性的行为，是发动机ECU单方面的行为。而排气系统中的氧传感器起的是监察、监控的作用。
氧传感器根据排气中氧原子数量的多少，与大气中氧含量进行比较，从而得出混合气是稀还是浓的情况汇报。
为了理解汽车常见输入参数，现将汽车上常见的传感器的种类、安装位置级用途归纳如下表。
预测 传感器数据提供 空气流量传感器 发动机转速 节气门开度 进气及冷却液温度等
做出喷油及点火指令
监察、监控混合气状况 根据排气中氧原子含量，为发动机ECU提供燃油喷射量的修正信息 主要传感器的种类、安装位置及用途 传感器种类 安装位置 用途 冷却液温度传感器 冷却水道上 测量冷却液温度 进气温度传感器 进气总管上 测量进气温度 EGR温度传感器 EGR进气道上 测量EGR循环气体温度和EGR工作情况 曲轴位置传感器 曲轴前端 检测曲轴转角位置、测量发动机转速 爆震传感器 发动机缸体上 检测爆燃信号、输入ECU 氧传感器 排气管、三元催化转换器上 控制空燃比
制动总泵压力传感器 主油缸下部 检测主油缸输出压力 雨滴传感器 发动机舱盖上 检测降雨量、控制刮水器转速 车速传感器 变速器输出轴或组合仪表内 测量汽车行驶速度
节气门位置传感器 节气门体上与节气门连接 判断发动机工况，控制喷油脉宽
二、 获得汽车数据流的方法 汽车电控系统测试方式分为：通信式电脑诊断和在线式电路分析两种。前者是通过汽车上的电脑诊断座沟通汽车电脑与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行在线测试的。两种测试方式不同，使用的设备也不同，前者主要使用国内俗称“解码器”的汽车电脑诊断仪，后者主要使用通常称之为“发动机分析仪”的汽车电路分析仪。 （一）电脑通信方式 1、专用诊断仪 专用诊断仪是各汽车厂家生产的专用测试设备，它除具有读码、解码、数据扫描等功能外，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。专用诊断仪是汽车生产厂家专门配备给其特约维修站的测试设备，它具有专业性强、测试功能完善等优点，是汽车专修厂的必备设备。
其典型产品有：日本丰田公司的 美国通用公司的TECH—Ⅱ 德国大众汽车公司的V.A.G1552 德国奔驰公司的HHT 2、 通用诊断仪
通用诊断仪的主要功能有：控制模块版本的识别、故障码读取和清除、动态数据参数显示、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。通用诊断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，但它与专用诊断仪相比，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。
美国红盒子 金德KT600
通用诊断仪和专用诊断仪的动态数据显示功能不仅可以对控制系统的运行参数（最多可达上百个）进行数据分析，还可以观擦电脑的动态控制过程。因此，它具有从电脑内部分析过程的诊断功能，它是进行数据分析的主要手段。 （二）电路在线测量方式 电路在线测量方式是通过对控制模块电路的在线检测（主要指电脑的外部连接电路），将控制模块个输入、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。
汽车万用表也是一种数字多用仪表其外形和工作原理与袖珍数字万用表几乎没有区别，只增加了几个汽车专用功能档（如DWELL挡、TACHO挡）。
汽车万用表除具备有袖珍数字万用表功能外，还具有汽车专用项目测试功能。可测量交流电压与电流、直流电压与电流、电阻、频率、电容、占空比、温度、闭合角及转速；也有一些新颖功能，如自动断电、自动变换量程、模拟条图显示、峰值保持、读书保持（数据锁定）及电池测试（低电压提示）等。
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套，如热电偶适配器、热电偶探头、电感式拾取器以及AC/DC感应式电流夹钳等。
汽车万用表应具备下述功能： 1、 测量交、直流电压。考虑到电压的允许变动范围及可能产生的过载，汽车万用表应测量大于40V的电压值，但测量范围也不能过大，否则读数的精度下降。 2、 测量电阻。汽车万用表应能测量1MΩ的电阻，测量范围大一些使用更方便。 3、 测量电流。汽车万用表应能测量大于10A的电流，测量范围再小则使用不方便。 4、 记忆最大值和最小值。该功能用于检查某电路的瞬间故障。