汽車維修中汽車故障自診斷系統(tǒng)的運(yùn)用分析與研究

郭向東

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汽車維修中汽車故障自診斷系統(tǒng)的運(yùn)用分析與研究

郭向東

（臨汾職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 臨汾 041000）

近年來(lái)，汽車行業(yè)面臨著巨大變革，未來(lái)的汽車產(chǎn)品正朝向智能化的方向發(fā)展。在高新技術(shù)層出不窮的汽車行業(yè)，汽車故障自診斷系統(tǒng)的研發(fā)和應(yīng)用有助于汽車維修工作的高效開(kāi)展，且為汽車行業(yè)的變革提供了技術(shù)支持。筆者首先介紹汽車故障自診斷系統(tǒng)的原理，然后進(jìn)一步探究該系統(tǒng)在汽車修理中的應(yīng)用。

汽車故障自診斷系統(tǒng)；汽車維修；應(yīng)用

1 汽車故障自診斷系統(tǒng)

通常認(rèn)為，如果汽車安裝了微處理器控制單元，其便具有故障自診斷功能，可自動(dòng)檢查和監(jiān)測(cè)汽車內(nèi)傳動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)；如果汽車出現(xiàn)故障，儀表板上裝設(shè)的故障指示燈便會(huì)閃爍警示汽車故障，而按一下按鈕，便會(huì)在儀表板上顯示出故障代碼。

1.1 系統(tǒng)功能

汽車故障自診斷系統(tǒng)的主要功能包括發(fā)現(xiàn)故障、故障分類、故障報(bào)警、故障存儲(chǔ)和故障處理五種功能。其中，對(duì)于發(fā)現(xiàn)故障，如果輸入規(guī)定范圍以外的電平信號(hào)，ECU便會(huì)診斷出這一信號(hào)系統(tǒng)存在異常；對(duì)于故障分類，微機(jī)系統(tǒng)先利用診斷程序檢測(cè)輸入信號(hào)是否異常，再按照異常檢測(cè)結(jié)果將故障分為重大故障、功能性故障和輕度故障等類型，同時(shí)按照重要性劃分故障類型，并預(yù)先在診斷程序中編輯；對(duì)于故障報(bào)警，汽車故障自診斷系統(tǒng)主要利用儀表板上裝設(shè)的報(bào)警燈來(lái)報(bào)警，并根據(jù)報(bào)警燈的閃爍來(lái)判斷；對(duì)于故障存儲(chǔ)，在故障檢測(cè)中，微機(jī)、存儲(chǔ)系統(tǒng)的電源總是處在接通狀態(tài)下，以使存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的故障代碼不丟失；對(duì)于故障處理，如果運(yùn)行中的汽車出現(xiàn)故障，由微機(jī)系統(tǒng)調(diào)控，并用預(yù)編程序的代用值計(jì)算故障，以維持汽車正常的行駛性能。

1.2 故障代碼的設(shè)定

在汽車故障自診斷系統(tǒng)中，故障代碼包含了故障部位和故障類型，其程序設(shè)計(jì)員在設(shè)計(jì)微機(jī)控制單元時(shí)預(yù)設(shè)的字母或數(shù)字編碼。故障代碼一般分為軟、硬碼兩種類型，即：如果故障燈在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中一直閃爍，對(duì)應(yīng)的即為硬碼；如果故障燈在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中先亮后熄，對(duì)應(yīng)的即為軟碼。目前，故障代碼主要采用值域判定法、時(shí)域判定法、功能判定法和邏輯判定法進(jìn)行設(shè)定，即：

（1）值域判定法。如果控制電腦接收到了在數(shù)值規(guī)定范圍外的輸入信號(hào)，則該輸入信號(hào)診斷為處在故障中。

（2）時(shí)域判定法。如果控制電腦檢測(cè)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)輸入信號(hào)未在時(shí)限內(nèi)按規(guī)定變化，則該輸入信號(hào)診斷為處在故障中。例如，當(dāng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度達(dá)到正常范圍且其控制系統(tǒng)閉環(huán)時(shí)，如果測(cè)出氧傳感器的輸出信號(hào)不在規(guī)定時(shí)限內(nèi)或在0.45V穩(wěn)定時(shí)間超限，則氧傳感器的信號(hào)系統(tǒng)診斷為處在故障中。

（3）功能判定法。如果控制電腦向執(zhí)行器發(fā)出動(dòng)作指令，而傳感器的輸出信號(hào)未按規(guī)定發(fā)生變化，則該執(zhí)行器或電路診斷為處在故障中。

（4）邏輯判定法。如果控制電腦比較發(fā)現(xiàn)兩個(gè)相互聯(lián)系的傳感器信號(hào)在邏輯關(guān)系上與設(shè)定的條件不符，則診斷為處在故障中。例如，如果測(cè)得汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速比某個(gè)轉(zhuǎn)速大，而節(jié)氣門處傳感器的輸出信號(hào)比某個(gè)數(shù)值小，則節(jié)氣門處的傳感器診斷為處在故障中。

2 汽車故障自診斷系統(tǒng)在汽車維修中的運(yùn)用

在汽車維修中，汽車故障自診斷系統(tǒng)的運(yùn)用解決了大部分汽車故障，從而提高了汽車的行駛性能。下面，筆者主要探究傳感器、微機(jī)系統(tǒng)和執(zhí)行器的故障自診斷。

2.1 傳感器故障自診斷

車用傳感器是汽車計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的輸入裝置，其將汽車的車速、介質(zhì)溫度和發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工況等信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中，目的是為了保持發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳工作狀態(tài)。如果傳感器或其電路出現(xiàn)故障，汽車故障自診斷模塊會(huì)將預(yù)設(shè)的經(jīng)驗(yàn)值調(diào)出程序存儲(chǔ)器，用作故障電路應(yīng)急輸入?yún)?shù)，以使該汽車?yán)^續(xù)工作。另外，在傳感器故障自診斷中，僅需編寫專門的輸入信號(hào)識(shí)別程序，便可實(shí)現(xiàn)故障自診斷。在工作中，傳感器不斷將信號(hào)傳給微機(jī)，由監(jiān)測(cè)軟件判斷輸入信號(hào)的狀態(tài)。如果傳感器信號(hào)丟失或其電壓超限，則監(jiān)測(cè)軟件會(huì)做出傳感器或其線路故障的判定，并點(diǎn)亮故障燈及以代碼形式在微機(jī)存儲(chǔ)器中存入故障情況。

例如，水溫傳感器的輸入電壓為0.30V-4.70V，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水的溫度為零下30℃-120℃。如果ECU測(cè)得傳感器的電壓信號(hào)不在規(guī)定范圍內(nèi)，且持續(xù)出現(xiàn)不正常信號(hào)，則水溫傳感器與其電路被診斷為出現(xiàn)斷路或短路故障。在診斷出故障后，ECU將以代碼形式在隨機(jī)存儲(chǔ)器中存入故障情況，同時(shí)檢查發(fā)動(dòng)機(jī)的報(bào)警燈及將發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)故障告知汽車維修員和駕駛員。如果ECU測(cè)得水溫傳感器出現(xiàn)異常，則水溫信號(hào)以預(yù)設(shè)的常數(shù)為代用值。

2.2 微機(jī)系統(tǒng)故障自診斷

研究發(fā)現(xiàn)，如果汽車電子控制系統(tǒng)發(fā)生故障，備用控制回路便會(huì)被故障自診斷模塊觸發(fā)，以應(yīng)急控制汽車，從而保證汽車行駛到修理廠維修；如果汽車微機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)生故障，便會(huì)影響控制程序的正常運(yùn)行，并使微機(jī)陷入異常狀態(tài)，從而影響到汽車的正常行駛。在這一情況下，為了使汽車?yán)^續(xù)行駛，可利用后備回路簡(jiǎn)易控制汽車運(yùn)行狀態(tài)及使其繼續(xù)行駛。如果微機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部異常，微機(jī)自診斷系統(tǒng)便會(huì)顯示故障，并將故障代碼記下和點(diǎn)亮故障燈。一般而言，微機(jī)系統(tǒng)的工作狀態(tài)由監(jiān)視器監(jiān)視，且安裝在監(jiān)視器中的計(jì)數(shù)器與微機(jī)系統(tǒng)相互獨(dú)立。微機(jī)在正常運(yùn)行狀態(tài)下，由運(yùn)行程序定時(shí)對(duì)計(jì)數(shù)器清零，從而避免了計(jì)數(shù)器溢出。反之，如果微機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行異常，則其不能定時(shí)對(duì)計(jì)數(shù)器清零，這將導(dǎo)致監(jiān)視計(jì)數(shù)器溢出。

2.3 執(zhí)行器故障自診斷

圖1所示為汽車執(zhí)行器故障自診斷原理圖。

圖1 執(zhí)行器故障自診斷原理圖

執(zhí)行器是影響汽車安全行駛和發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行的重要器件，通常采用以下方法處理執(zhí)行器故障：當(dāng)執(zhí)行器故障確認(rèn)后，ECU按照故障的嚴(yán)重性自動(dòng)停止執(zhí)行部分功能，即稱作故障保險(xiǎn)。因?yàn)橛蒃CU控制執(zhí)行器，其控制信號(hào)為輸出信號(hào)，故要求在診斷執(zhí)行器時(shí)裝設(shè)故障診斷電路，用以向ECU反饋執(zhí)行器的工作狀態(tài)。點(diǎn)火器是發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)診斷執(zhí)行器故障的主要部件，且一般來(lái)講，如果用ECU控制點(diǎn)火器，則點(diǎn)火確認(rèn)電路便會(huì)在點(diǎn)火器每點(diǎn)火一次后以電信號(hào)形式向ECU反饋點(diǎn)火情況；如果點(diǎn)火器或點(diǎn)火線路故障，則ECU不能在點(diǎn)火控制指令發(fā)出后收到反饋信號(hào)，則判定點(diǎn)火器工作異常。點(diǎn)火系統(tǒng)故障將會(huì)使燃燒未盡的混合氣體在排氣管中聚集，導(dǎo)致催化劑溫度超限，甚至引發(fā)爆炸事故。為此，針對(duì)ECU無(wú)法接受點(diǎn)火確認(rèn)信號(hào)的情況，故障保險(xiǎn)系統(tǒng)可將燃油噴射系統(tǒng)的電源立即切斷，從而阻止燃油繼續(xù)噴射。

3 結(jié)束語(yǔ)

在現(xiàn)代汽車電子控制系統(tǒng)中，通常都裝設(shè)了故障自診斷系統(tǒng)，其主要利用電控系統(tǒng)監(jiān)測(cè)各種輸入和輸出信號(hào)，并運(yùn)用程序進(jìn)行推理和判斷，然后將判斷結(jié)果反饋給主控系統(tǒng)，以改變控制狀態(tài)，從而提高汽車的行駛性能及實(shí)現(xiàn)安全行駛。

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Application analysis and research of automobile fault self-diagnosis system in automobile maintenance

Guo Xiangdong

( Linfen vocational and technical college, Shanxi Linfen 041000 )

The development and application of automobile fault self-diagnosis system is helpful to the efficient development of automobile maintenance work, and provides technical support for the change of automobile industry. The author first introduces the principle of automobile fault self-diagnosis system, and then further explores the application of the system in automobile repair.

automobile fault self-diagnosis system;automobile maintenance; application

A

1671-7988(2019)05-172-03

U472

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1671-7988(2019)05-172-03

U472

郭向東（1972-），男，漢族，山西安澤人，本科，臨汾職業(yè)技術(shù)學(xué)院，助理實(shí)驗(yàn)室，研究方向：汽車修理。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.05.054