計(jì)算機(jī)輔助發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)診斷維修工藝研究

倪新，王吉忠，張?jiān)疲呓?/p>

（青島理工大學(xué)汽車與交通學(xué)院，山東青島 266520）

計(jì)算機(jī)輔助發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)診斷維修工藝研究

倪新，王吉忠，張?jiān)疲呓?/p>

（青島理工大學(xué)汽車與交通學(xué)院，山東青島 266520）

在發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)現(xiàn)有診斷維修工藝的基礎(chǔ)上，加入計(jì)算機(jī)輔助診斷程序，提出了一種新的發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)診斷維修工藝。以車載OBD系統(tǒng)為數(shù)據(jù)獲取途徑，以車載藍(lán)牙系統(tǒng)為數(shù)據(jù)傳輸手段，通過Labview編程建立了以上位機(jī)為平臺的計(jì)算機(jī)輔助診斷程序，以使發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的診斷更加高效和準(zhǔn)確、維修更加方便，并使有車人士隨時(shí)隨地了解和掌握車輛狀況。

汽車；發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)；計(jì)算機(jī)輔助診斷；Labview

近年來中國汽車行業(yè)快速發(fā)展，汽車越來越多地進(jìn)入人們?nèi)粘Ｉ钪校嚨木S修保養(yǎng)日顯突出和重要。現(xiàn)代汽車大量采用電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信和控制技術(shù)，這使得汽車診斷維修內(nèi)容和方式發(fā)生根本性變化，汽車故障診斷與維修變得更加復(fù)雜，對維修人員技能和素質(zhì)的要求也越來越高。該文將計(jì)算機(jī)輔助診斷引入發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)診斷維修中，設(shè)計(jì)基于Labview的計(jì)算機(jī)輔助診斷程序，以改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)診斷工藝，擴(kuò)展其可使用范圍。

1 發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)診斷維修方法

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)主要由電控單元（ECU）、傳感器和執(zhí)行器組成。傳感器用于采集發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的各種信息并傳給ECU，ECU將傳感器傳來的各種信息進(jìn)行分析，判斷發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，然后通過各種執(zhí)行器進(jìn)行調(diào)整，以使汽車正常運(yùn)行。

當(dāng)電控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)會出現(xiàn)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)、怠速過高、怠速不穩(wěn)、加速不良、不定時(shí)熄火、行駛無力、燃油消耗量較大、回火或消聲器放炮等異常現(xiàn)象。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的異常表現(xiàn)檢測、排查其電控系統(tǒng)故障時(shí)，通常是先檢查有關(guān)傳感器、連接器及配件，當(dāng)檢查確認(rèn)正常時(shí)，才能判定故障出在ECU本身。發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)故障診斷基本原則和方法分別見圖1、圖2。

現(xiàn)代汽車均有車載故障自診斷系統(tǒng)，目前已發(fā)展到第二代，即通用的OBD-Ⅱ系統(tǒng)。該系統(tǒng)由美國汽車工程師協(xié)會提出，它將汽車自診斷系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化（診斷測試模式、故障碼、診斷插座連接器、診斷工具掃描儀）。對于發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)，OBD-Ⅱ基于系統(tǒng)電路原理及各部件特性進(jìn)行檢測診斷，并以故障碼的形式存儲故障信息，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障和找出所在范圍，并以警告燈方式報(bào)警。OBD-Ⅱ模塊見圖3，其故障信息組成見表1。

圖1 發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)故障診斷基本原則

圖2 發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)故障診斷基本方法

圖3 OBD-Ⅱ模塊示意圖

表1 OBD-Ⅱ故障信息組成

2 計(jì)算機(jī)輔助診斷維修工藝

汽車專業(yè)維修人員利用解碼儀可讀取和解析車載電腦故障碼，鎖定電控系統(tǒng)故障部位，進(jìn)而進(jìn)行專業(yè)維修。這里采用將故障碼通過車載電腦的藍(lán)牙功能傳給便攜式計(jì)算機(jī)或手機(jī)，并通過在計(jì)算機(jī)或手機(jī)中編入相關(guān)診斷程序進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)故障診斷，以使診斷結(jié)果比OBD-II結(jié)果更加清晰明了，專業(yè)和非專業(yè)人員均能進(jìn)行故障診斷分析，非專業(yè)人員能隨時(shí)掌握自己車輛的狀況。

在便攜式計(jì)算機(jī)（上位機(jī)）中基于Labview編寫電控系統(tǒng)診斷程序。上位機(jī)主要有兩個(gè)功能：一個(gè)是對汽車狀態(tài)參數(shù)的查詢，另一個(gè)是對故障碼的查詢。根據(jù)目前通用的OBD標(biāo)準(zhǔn)，查詢汽車狀態(tài)參數(shù)如車速、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷、水溫、節(jié)氣門開度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、蓄電池電壓需發(fā)送信號ATX02，查詢故障碼需發(fā)送信號ATX03。用ATX02、ATX03讀取的數(shù)據(jù)已經(jīng)過運(yùn)算，經(jīng)串口返回的數(shù)據(jù)可直接顯示在軟件界面上，上位機(jī)不需經(jīng)過復(fù)雜的運(yùn)算，格式為逗號間隔。在上位機(jī)中，向藍(lán)牙OBD發(fā)送數(shù)據(jù)需通過VISA寫入（見圖4）。上位機(jī)中的藍(lán)牙OBD接收系統(tǒng)前面板見圖5。

圖4 VISA寫入圖

發(fā)送信號ATX02和ATX03的程序見圖6。發(fā)送程序主要用到IF語句，輸入為1時(shí)發(fā)送ATX02，輸入為零時(shí)發(fā)送ATX03，輸入項(xiàng)通過查詢輸入下拉列表選擇。選擇需要查詢的項(xiàng)目后，上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)ATX02（03）到OBD，藍(lán)牙OBD作出回應(yīng)發(fā)送數(shù)據(jù)至上位機(jī)。在上位機(jī)中對目標(biāo)字符串進(jìn)行截取后即可得到有關(guān)行駛狀態(tài)參數(shù)，計(jì)算程序見圖7。主要是將字符串類型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為數(shù)值型，并在各種表盤中表示出來，這部分程序就會開始測試。對于故障碼查詢，相關(guān)過程同上，只是發(fā)送標(biāo)志與處理字符串的方式不同。上位機(jī)運(yùn)行后，選擇查詢數(shù)據(jù)，得到的結(jié)果見圖8。

圖5 上位機(jī)前面板

圖6 發(fā)送信號的程序

圖7 行駛狀態(tài)參數(shù)計(jì)算部分框圖

圖8 運(yùn)行中的藍(lán)牙OBD接收系統(tǒng)

對故障碼查詢，測試之后程序運(yùn)行見圖9，左上角為顯示的故障碼。

圖9 測試之后的藍(lán)牙OBD接收系統(tǒng)

應(yīng)用Labview編寫的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)診斷程序框圖見圖10。

圖10 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)診斷程序框圖

3 結(jié)語

在檢測發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)故障時(shí)，借助于計(jì)算機(jī)輔助功能可大大減少檢測維修難度。該文應(yīng)用Labview編寫發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)診斷維修輔助程序，應(yīng)用該程序可檢測發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)，簡化發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)診斷工藝流程，提高故障診斷的準(zhǔn)確率和工作效率，不僅便于駕駛?cè)藛T隨時(shí)了解車輛狀況，而且便于專業(yè)維修人員快速完成故障診斷維修。

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2016-05-05