電控汽車故障診斷中如何用好診斷設(shè)備

邱霖　尹少峰

摘要：現(xiàn)代汽車故障診斷技術(shù)是汽車電子控制技術(shù)的重要組成部分，也在汽車維修工作中起著決定性的重要作用。文章對電控汽車故障診斷的發(fā)展過程進行了說明，分析了汽車故障診斷中如何用好診斷設(shè)備，展望了未來汽車故障診斷技術(shù)的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：電控汽車；故障診斷；診斷設(shè)備；汽車電子控制技術(shù)；汽車維修 文獻標(biāo)識碼：A

中圖分類號：U46 文章編號：1009-2374（2016）12-0076-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.12.036

電控汽車在使用過程中，由于車輛受外界或本身結(jié)構(gòu)某一種或幾種原因的影響，其技術(shù)狀況隨行駛里程的增加而發(fā)生變化，其動力性、經(jīng)濟性、可靠性、安全性將逐漸地下降，排放和噪聲加劇，故障率增加，這不僅對汽車的使用性能及環(huán)境造成極大的影響，甚至還直接影響到電控汽車的使用壽命，因而對研究電控汽車故障的變化規(guī)律、定期檢修檢測和及時而準確地診斷出故障部位并排除故障，就成為電控汽車使用技術(shù)的一項重要內(nèi)容。電控汽車故障診斷與維修是恢復(fù)電控汽車使用壽命的關(guān)鍵，是電控汽車使用技術(shù)的中心環(huán)節(jié)，在這一關(guān)鍵中間環(huán)節(jié)中必須要選好用好故障診斷設(shè)備。

1 電控汽車結(jié)構(gòu)特點及故障規(guī)律

1.1 電控汽車結(jié)構(gòu)特點

在傳統(tǒng)汽車結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上增加了電控系統(tǒng)，即由傳感器、電控單元ECU和執(zhí)行器三大部分組成。不同車型的電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)略有不同，但控制原理相同。

傳感器是用于檢測車輛運行中的運行工況參數(shù)并傳遞給電控單元ECU。

執(zhí)行器接受電控單元ECU的指令實現(xiàn)電控單元ECU預(yù)存的車輛標(biāo)定運行工況。

電控單元ECU接受傳感器輸送的檢測參數(shù)，與其內(nèi)部儲存的標(biāo)定程序進行對比、分析計算、處理，最后輸出參數(shù)指令執(zhí)行器工作，達到其內(nèi)部儲存的標(biāo)定狀態(tài)工況。在傳統(tǒng)汽車的基礎(chǔ)上增加電控系統(tǒng)，是為了進一步提高汽車的使用性能、改善汽車的安全可靠性、駕駛的輕便型、乘坐的舒適性、避免故障的早期出現(xiàn)及延長汽車的使用壽命。

1.2 電控汽車的故障規(guī)律

電控汽車是多元技術(shù)、多種系統(tǒng)、多種結(jié)構(gòu)、多種材料、多類工藝及多個零件組成的產(chǎn)品，在使用過程中所發(fā)生的故障必然是模式多樣機理多變，但也有其基本規(guī)律的。

按照故障的性質(zhì)、程度、時間、后果等特征進行故障規(guī)律分析時，其概念抽象，內(nèi)涵較大，不能直接確定故障部位及故障元件。

按照故障模式進行對故障規(guī)律分析時，故障現(xiàn)象具體明確，其概念具體，內(nèi)涵較少與故障機理的分析有直接關(guān)系，容易確定故障部位及元件。故障規(guī)律可以由兩種模式來反映：汽車在非工作狀態(tài)時由靜態(tài)形式來反映故障規(guī)律，汽車在運行狀態(tài)時由動態(tài)形式來反映故障規(guī)律，對于參數(shù)有溫度值、轉(zhuǎn)速值、功率值、時間值、電流值、電壓值等；而對于波形形式又有電流波形、電壓波形等。

綜合上述故障規(guī)律，要診斷電控汽車故障，必須要按故障規(guī)律選好用好診斷設(shè)備。

2 電控汽車的車載診斷系統(tǒng)（OBD）簡介及發(fā)展

OBD是一種自動診斷汽車故障的程序，用于識別電子控制系統(tǒng)功能失效的故障。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)故障指示燈會亮或閃爍，同時控制模塊將故障信息存入存儲器，通過一定的程序可以將故障碼從控制模塊中讀出。根據(jù)故障碼的提示，維修人員能迅速準確地確定故障的性質(zhì)和部位。有針對性地去檢查故障系統(tǒng)的有關(guān)部位、元件和線路，將故障排除，使用OBD可以省去許多不必要的檢測，節(jié)約時間。

迄今為止，已經(jīng)有三代OBD問世：從20世紀80年代起，美、日、歐等各大汽車制造企業(yè)開始在其生產(chǎn)的電噴汽車上配備OBD，即為一代OBD-Ⅰ。檢測時要有自己一套檢測專用工具，其原因是各大主要汽車制造企業(yè)的OBD系統(tǒng)因其發(fā)動機管理系統(tǒng)不同而各不相同，各自采用自行設(shè)計的診斷儀及自定義的故障碼；在20世紀90年代中期產(chǎn)生了OBD-Ⅱ，它實行標(biāo)準的檢測程序，不必使用專用的特殊工具，美國汽車工程師協(xié)會（SAE）制定了一套標(biāo)準規(guī)范，要求各汽車制造企業(yè)按照OBD-Ⅱ的標(biāo)準提供統(tǒng)一的診斷模式，做到只要有一臺儀器就可通過標(biāo)準的接口對各種汽車進行檢測，更使OBD-Ⅱ能夠監(jiān)測汽車排放。OBD-Ⅱ?qū)﹄娍仄嚬收显\斷是十分有效的，但當(dāng)故障指示燈亮?xí)r駕駛員是否接受警告，則又是另一回事。為此，一種比OBD-Ⅱ更先進的OBD-Ⅲ產(chǎn)生了，OBD-Ⅲ的主要目的是使汽車的檢測、維護和管理合為一體，并能對車輛排放問題向駕駛者發(fā)出警告，而且還能對違規(guī)者進行懲罰。

3 電控汽車故障診斷是要選好用好診斷設(shè)備

對電控汽車的故障診斷設(shè)備類型比較多，但最常用的有汽車專用萬用表、汽車解碼器、汽車示波器和其他專用診斷儀器。如何選好使用好診斷設(shè)備，主要是如何充分發(fā)揮診斷設(shè)備的主要功能和優(yōu)點，才是對故障診斷是否有效進行的關(guān)鍵。

3.1 汽車專用萬用表

汽車專用萬用表的面板組成：顯示屏，轉(zhuǎn)換功能鍵，測量項目選擇開關(guān)，測量項目各插孔、插座等。主要用于檢測汽車的電氣元件：電阻，交、直流電壓，交、直流電流，轉(zhuǎn)速，溫度，閉合角，占空比，二極管，晶體管，頻率等。

根據(jù)電控汽車故障現(xiàn)象、故障癥狀，明確了故障部位及元件的檢測項目，確定選用汽車專用萬用表時，就要正確、規(guī)范、精確地使用好汽車專用萬用表進行檢測，讀出最準確的檢測參數(shù)，進行故障診斷。

3.2 汽車解碼器

汽車解碼器可分為專用型和通用型。兩類解碼器的組成基本相同：主機，測試線，測試卡，16Pin的通用OBD-Ⅱ接頭和特殊車型的轉(zhuǎn)化接頭等。

汽車解碼器在對電控汽車故障診斷與檢測時的主要功能：（1）顯示與消除故障代碼；（2）能顯示ECU隨機存儲器（RAM）中的數(shù)據(jù)；（3）能控制執(zhí)行元件強制動作；（4）能與微型計算機等進行外部通訊。

根據(jù)電控汽車駕駛員前方儀表板中故障指示燈的報警提示、故障現(xiàn)象、故障癥狀，確定故障檢測系統(tǒng)，正確連接故障車與汽車解碼器，打開檢測車的點火鑰匙并打開汽車解碼器的電源開機，選擇汽車檢測，選擇車輛區(qū)域，選擇檢測車型，選擇檢測車輛年款，選擇檢測系統(tǒng)，選擇與故障現(xiàn)象及故障癥狀對應(yīng)的相關(guān)功能進行有效檢測，得出檢測結(jié)果，結(jié)合故障系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、工作原理和平時維修中的實踐經(jīng)驗，進行全面分析，鎖定故障部位的故障元件，最后進行故障排除，啟動車輛消除故障代碼熄滅檢測系統(tǒng)的故障指示燈，進行車輛路試要恢復(fù)正常的使用性能。

3.3 汽車示波器

汽車示波器用于檢測汽車機械或電氣元件的工作狀態(tài)，將工作狀態(tài)模擬量轉(zhuǎn)換成電信號，在示波器的顯示屏上顯示出各種不同信號幅度隨時間變化的波形，還可以用它測試各種不同的電量，如電流、電壓、調(diào)幅度、頻率、相位差等。

汽車示波器對電控汽車故障診斷與檢測時的主要功用是：（1）消除猜測，在更換部件前進行測試；（2）查找線路和連接器的間歇故障；（3）是查找充電和啟動問題的最好方法；（4）查找不受ECU監(jiān)測的執(zhí)行器問題，如馬達和噴油嘴；（5）識別機械問題，如壓縮和正時皮帶安裝錯誤或滑動。

其優(yōu)點是：高分辨率和精度；大容量采樣存儲器可以放大波形的細節(jié)；無限量存儲波形和設(shè)置；高級觸發(fā)模式捕捉間歇性故障。

根據(jù)電控汽車駕駛員前方儀表板中故障指示燈的報警提示、故障現(xiàn)象、故障癥狀，確定故障檢測系統(tǒng)，正確連接故障車與汽車示波器，打開檢測車的點火鑰匙并打開汽車示波器的電源開機，選擇檢測系統(tǒng)，再選擇與故障現(xiàn)象及故障癥狀對應(yīng)的相關(guān)可疑元件進行波形檢測，將檢測波和正確波對比分析，得出檢測結(jié)果，結(jié)合故障系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、工作原理和平時維修中的實踐經(jīng)驗，進行全面分析，鎖定故障部位的故障元件，最后進行故障排除，啟動車輛消除故障代碼熄滅檢測系統(tǒng)的故障指示燈，進行車輛路試要恢復(fù)正常的使用性能。如圖1是汽車點火系的單缸初、次級波形：

4 展望電控汽車故障診斷技術(shù)的未來發(fā)展

4.1 應(yīng)用汽車局域網(wǎng)

采用VAN/CAN對汽車電控各子系統(tǒng)模塊化管理，通過外部診斷設(shè)備直接對各子系統(tǒng)故障進行診斷與測試。

4.2 增強在板故障診斷系統(tǒng)對汽車運行狀態(tài)的監(jiān)視功能

采用大容量的存儲器記錄車輛運行狀態(tài)時的發(fā)生故障前后的參數(shù)值，以便分析故障發(fā)生的原因。

4.3 提高在板故障診斷系統(tǒng)對特殊性故障的處理

預(yù)測特殊性故障的發(fā)生，并采取應(yīng)急措施，使故障車輛仍能在短期內(nèi)正常運行。

4.4 加強汽車制造廠商與維修企業(yè)或維修點之間對故障診斷信息資源的交流與共享

汽車制造廠商有該車型原始汽車標(biāo)定的結(jié)構(gòu)組成、各組成部分的工作原理及車輛正常使用中的使用性能的維修手冊和相關(guān)重要資料，這些信息資源對維修企業(yè)或維修點至關(guān)重要。

4.5 加強故障診斷技術(shù)的研究

將一些新診斷技術(shù)、新診斷設(shè)備用于汽車故障診斷工作中。

5 結(jié)語

綜合上述分析說明了電控汽車的結(jié)構(gòu)組成、工作原理、故障規(guī)律、故障診斷的前提條件，診斷故障時的診斷設(shè)備的選用和使用，才能準確、有效、快速地診斷電控汽車復(fù)雜多端的故障，確定故障排除，恢復(fù)車輛的正常使用，達到節(jié)能環(huán)保的目的，保證駕駛和乘坐的安全性和舒適性。

參考文獻

[1] 譚本忠.汽車波形與數(shù)據(jù)流分析[M].北京：機械工業(yè)出版社，2009.

（責(zé)任編輯：王 波）