汽車故障診斷與排除技能訓練五步法的研究

無錫汽車工程高等職業技術學校 陳社會

本文根據技能訓練實踐提出汽車故障診斷與排除技能訓練五步法：學習故障數據采集方法、練習故障數據采集、分析故障數據特征、學習故障診斷與排除流程、練習故障診斷與排除技能，該訓練方法可顯著提高技能訓練的質量和效率。汽車故障診斷與排除技能訓練五步法是以故障數據分析為依據，故障診斷正確率更高，體現了學生的主體地位，培養了學生的多項關鍵能力，該訓練方法也適用于其他類似理工類學科的故障診斷與排除技能訓練。

1 汽車故障診斷與排除技能訓練五步法的產生背景

汽車故障診斷與排除技能訓練五步法是在職業院校汽車類技能大賽日常訓練和課堂教學過程中實踐探索出來的方法。汽車故障診斷與排除技能是決定成績的關鍵，由于教練和學生可用于訓練的時間有限，為了提高訓練的質量和效率，需要找到高效的技能訓練方法，才有可能取得優異的比賽成績，經過技能訓練實踐和不斷改進，逐漸形成了汽車故障診斷與排除技能訓練五步法。近2年在我校的新能源汽車技能大賽訓練中使用了該訓練方法，取得了全國中職新能源汽車技能大賽1枚金牌和江蘇省高職新能源汽車技能大賽第1名的優異成績。

2 汽車故障診斷與排除技能訓練五步法的實施

2.1 學習故障數據采集方法

隨著電子技術的迅速發展，汽車的電控化程度越來越高，這也使汽車故障診斷與排除的難度不斷加大。我們可通過采集汽車故障數據，從中獲得相關特征和規律，借助數據進行汽車故障診斷，從而提升專業能力。

“授之以魚，不如授之以漁”，在技能訓練過程中，要教會學生數據采集的方法，學生學會了方法就可觸類旁通。汽車故障數據采集的內容主要包括：故障現象、故障代碼、相關數據流、模塊通訊狀態等，汽車故障數據采集還應注意故障數據的采集條件。以采集吉利EV450車的電池管理系統（BMS）故障數據為例，該車的BMS相關電路如圖1所示，設計的故障數據采集內容見表1所列。

表1 故障數據采集表

圖1 吉利EV450車BMS相關電路

此階段學生在掌握專業知識的基礎上，學習故障數據采集方法，教練采用講授法、示范法、引導文等方法組織教學或訓練。

2.2 練習故障數據采集

汽車故障數據采集有2種模式，一種是在虛擬仿真軟件上模擬故障進行采集，一種是在整車或臺架上設置真實故障進行采集。2種模式各有利弊，前者故障數據采集效率較高，但是對軟件要求較高，故障數據有時失真；后者故障數據采集效率較低，有時需要破壞汽車相關零部件或線束，初學者會有操作安全風險。

故障點的設計非常重要，故障點的選擇要求具有典型性和代表性。通常來說，電氣線路故障要比機械故障復雜，電氣線路的故障點可設置電源線、搭鐵線、信號線、控制線、元件本體等。故障的類型可設置短路（對電源、對搭鐵、對信號）故障、斷路故障、電路電阻異常故障、機械故障等。

此階段學生根據學習的故障數據采集方法，可采用分組采集故障數據、教練進行巡回指導的方式，引導和幫助學生進行故障數據采集。學生采集故障數據的過程實現了工學結合且學生是主體，有別于傳統的填鴨式故障數據展現，激發了學生的學習興趣。

2.3 故障數據特征分析

可通過分析、歸納、總結汽車故障數據，揭示故障數據的關系、特征和規律。根據吉利EV450車BMS故障數據采集結果，如果僅分析1個故障點的故障數據，無法得到總結性的結論，但如果將大量的故障點和故障數據放在一起進行比較、分析、歸納，就可得到以下結論。

（1）單個模塊丟失通訊的故障原因可能是模塊的供電線故障、搭鐵線故障、CAN總線故障、模塊本體故障等。

（2）多個模塊丟失通訊的原因可能是CAN總線故障。

（3）IG2電是冗余設計，IG2電出現故障無故障現象。

（4）CAN-H對5 V或12 V電源短路、CAH-L對搭鐵短路，無故障現象。

此階段學生可采用分組討論的方法對故障數據進行分析研究，然后進行分組匯報，最后由教練決策得出結論。

2.4 學習故障診斷與排除流程

故障診斷與排除流程是指故障診斷與排除工作的特定過程，主要包括實際作業過程中的環節、順序、步驟。精益的流程有助于學生少走彎路，提高訓練質量和效率。以汽車故障診斷與排除為例，經過反復實踐驗證，嚴謹科學的故障診斷與排除流程如下：故障現象確認→通訊狀態及故障代碼檢查→正確讀取數據→清除故障代碼并再次讀取→確定故障范圍→部件/電路測試→故障部位確認和排除→最終維修結果確認。

此階段可通過設計工作頁或引導文來組織學生學習故障診斷與排除的流程，目的是讓學生掌握并運用流程進行故障診斷與排除，為后續高效的技能訓練提供保障。

2.5 練習故障診斷與排除技能

學生經過故障數據的采集和分析、故障診斷與排除流程的學習，最終的落腳點是故障診斷與排除技能的練習。此階段教練設置故障或學生間相互設置故障，學生在工單或引導文的輔助下，工學交替，實現做中學、學中做，進行故障診斷與排除技能的練習。

3 汽車故障診斷與排除技能訓練五步法的特點分析

3.1 技能訓練有數據支撐

傳統的故障診斷與排除主要依靠經驗，經驗越豐富，診斷正確率越高，而汽車故障診斷與排除技能訓練五步法主要依靠對故障數據的科學分析，可靠性更好，故障診斷正確率更高。

3.2 學生為主體，教練為主導

汽車故障診斷與排除技能訓練五步法是由學生進行故障數據的采集和分析、練習故障診斷與排除技能。設計的思路是以學生為主體，教練為主導，幫助學生解決故障診斷與排除過程中出現的困難。此方法尤其適用于技能大賽訓練，可顯著提高訓練質量和效率。

3.3 培養了學生的多項關鍵能力

汽車故障診斷與排除技能訓練五步法既培養了學生的職業技能，也培養了學生的自主學習能力、分析能力和方法能力，讓學生養成數據采集及分析的思維和習慣，充分挖掘了學生的潛能，培養的能力更加綜合，更能適應市場對技術技能人才的需求。

3.4 適用多場景和多學科的故障診斷與排除技能訓練

汽車故障診斷與排除技能訓練五步法從適用的場景看，可適用于技能大賽訓練、課堂教學、企業培訓等多種場景。從適用的學科看，不僅適用于汽車專業，也適用于其他類似理工類學科的故障診斷與排除技能訓練。