汽車維修中汽車故障自診斷系統的運用分析與研究

郭向東

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汽車維修中汽車故障自診斷系統的運用分析與研究

郭向東

（臨汾職業技術學院，山西 臨汾 041000）

近年來，汽車行業面臨著巨大變革，未來的汽車產品正朝向智能化的方向發展。在高新技術層出不窮的汽車行業，汽車故障自診斷系統的研發和應用有助于汽車維修工作的高效開展，且為汽車行業的變革提供了技術支持。筆者首先介紹汽車故障自診斷系統的原理，然后進一步探究該系統在汽車修理中的應用。

汽車故障自診斷系統；汽車維修；應用

1 汽車故障自診斷系統

通常認為，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，可自動檢查和監測汽車內傳動系統、控制系統的工作狀態；如果汽車出現故障，儀表板上裝設的故障指示燈便會閃爍警示汽車故障，而按一下按鈕，便會在儀表板上顯示出故障代碼。

1.1 系統功能

汽車故障自診斷系統的主要功能包括發現故障、故障分類、故障報警、故障存儲和故障處理五種功能。其中，對于發現故障，如果輸入規定范圍以外的電平信號，ECU便會診斷出這一信號系統存在異常；對于故障分類，微機系統先利用診斷程序檢測輸入信號是否異常，再按照異常檢測結果將故障分為重大故障、功能性故障和輕度故障等類型，同時按照重要性劃分故障類型，并預先在診斷程序中編輯；對于故障報警，汽車故障自診斷系統主要利用儀表板上裝設的報警燈來報警，并根據報警燈的閃爍來判斷；對于故障存儲，在故障檢測中，微機、存儲系統的電源總是處在接通狀態下，以使存儲在存儲器中的故障代碼不丟失；對于故障處理，如果運行中的汽車出現故障，由微機系統調控，并用預編程序的代用值計算故障，以維持汽車正常的行駛性能。

1.2 故障代碼的設定

在汽車故障自診斷系統中，故障代碼包含了故障部位和故障類型，其程序設計員在設計微機控制單元時預設的字母或數字編碼。故障代碼一般分為軟、硬碼兩種類型，即：如果故障燈在發動機運轉中一直閃爍，對應的即為硬碼；如果故障燈在發動機運轉中先亮后熄，對應的即為軟碼。目前，故障代碼主要采用值域判定法、時域判定法、功能判定法和邏輯判定法進行設定，即：

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

（2）時域判定法。如果控制電腦檢測發現目標輸入信號未在時限內按規定變化，則該輸入信號診斷為處在故障中。例如，當汽車發動機的工作溫度達到正常范圍且其控制系統閉環時，如果測出氧傳感器的輸出信號不在規定時限內或在0.45V穩定時間超限，則氧傳感器的信號系統診斷為處在故障中。

（3）功能判定法。如果控制電腦向執行器發出動作指令，而傳感器的輸出信號未按規定發生變化，則該執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現兩個相互聯系的傳感器信號在邏輯關系上與設定的條件不符，則診斷為處在故障中。例如，如果測得汽車發動機的轉速比某個轉速大，而節氣門處傳感器的輸出信號比某個數值小，則節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在汽車維修中的運用

在汽車維修中，汽車故障自診斷系統的運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、微機系統和執行器的故障自診斷。

2.1 傳感器故障自診斷

車用傳感器是汽車計算機系統的輸入裝置，其將汽車的車速、介質溫度和發動機運轉工況等信息轉換為電信號，并傳輸到計算機中，目的是為了保持發動機的最佳工作狀態。如果傳感器或其電路出現故障，汽車故障自診斷模塊會將預設的經驗值調出程序存儲器，用作故障電路應急輸入參數，以使該汽車繼續工作。另外，在傳感器故障自診斷中，僅需編寫專門的輸入信號識別程序，便可實現故障自診斷。在工作中，傳感器不斷將信號傳給微機，由監測軟件判斷輸入信號的狀態。如果傳感器信號丟失或其電壓超限，則監測軟件會做出傳感器或其線路故障的判定，并點亮故障燈及以代碼形式在微機存儲器中存入故障情況。

例如，水溫傳感器的輸入電壓為0.30V-4.70V，發動機冷卻水的溫度為零下30℃-120℃。如果ECU測得傳感器的電壓信號不在規定范圍內，且持續出現不正常信號，則水溫傳感器與其電路被診斷為出現斷路或短路故障。在診斷出故障后，ECU將以代碼形式在隨機存儲器中存入故障情況，同時檢查發動機的報警燈及將發動機電控系統故障告知汽車維修員和駕駛員。如果ECU測得水溫傳感器出現異常，則水溫信號以預設的常數為代用值。

2.2 微機系統故障自診斷

研究發現，如果汽車電子控制系統發生故障，備用控制回路便會被故障自診斷模塊觸發，以應急控制汽車，從而保證汽車行駛到修理廠維修；如果汽車微機系統內部發生故障，便會影響控制程序的正常運行，并使微機陷入異常狀態，從而影響到汽車的正常行駛。在這一情況下，為了使汽車繼續行駛，可利用后備回路簡易控制汽車運行狀態及使其繼續行駛。如果微機系統內部異常，微機自診斷系統便會顯示故障，并將故障代碼記下和點亮故障燈。一般而言，微機系統的工作狀態由監視器監視，且安裝在監視器中的計數器與微機系統相互獨立。微機在正常運行狀態下，由運行程序定時對計數器清零，從而避免了計數器溢出。反之，如果微機系統運行異常，則其不能定時對計數器清零，這將導致監視計數器溢出。

2.3 執行器故障自診斷

圖1所示為汽車執行器故障自診斷原理圖。

圖1 執行器故障自診斷原理圖

執行器是影響汽車安全行駛和發動機正常運行的重要器件，通常采用以下方法處理執行器故障：當執行器故障確認后，ECU按照故障的嚴重性自動停止執行部分功能，即稱作故障保險。因為由ECU控制執行器，其控制信號為輸出信號，故要求在診斷執行器時裝設故障診斷電路，用以向ECU反饋執行器的工作狀態。點火器是發動機電子控制系統診斷執行器故障的主要部件，且一般來講，如果用ECU控制點火器，則點火確認電路便會在點火器每點火一次后以電信號形式向ECU反饋點火情況；如果點火器或點火線路故障，則ECU不能在點火控制指令發出后收到反饋信號，則判定點火器工作異常。點火系統故障將會使燃燒未盡的混合氣體在排氣管中聚集，導致催化劑溫度超限，甚至引發爆炸事故。為此，針對ECU無法接受點火確認信號的情況，故障保險系統可將燃油噴射系統的電源立即切斷，從而阻止燃油繼續噴射。

3 結束語

在現代汽車電子控制系統中，通常都裝設了故障自診斷系統，其主要利用電控系統監測各種輸入和輸出信號，并運用程序進行推理和判斷，然后將判斷結果反饋給主控系統，以改變控制狀態，從而提高汽車的行駛性能及實現安全行駛。

[1] 江波.汽車故障自診斷系統及其在汽車維修中的應用[J].中國高新區,2018(10):185.

[2] 王志剛.汽車維修中汽車故障自診斷系統的應用[J].中國高新區, 2017(19):112+114.

[3] 陳偉光.汽車故障自診斷系統及其在汽車維修中的應用[J].山東工業技術,2017(13):18.

[4] 梁興宇.芻議汽車維修中汽車故障自診斷系統的應用[J].黑龍江科技信息,2016(10):135.

[5] 溫曉娟.芻議汽車故障自診斷系統在汽車維修中的應用[J].中國高新技術企業,2016(06):49-50.

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，臨汾職業技術學院，助理實驗室，研究方向：汽車修理。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.05.054