汽车维修中汽车故障自诊断系统的运用分析与研究

郭向东



汽车维修中汽车故障自诊断系统的运用分析与研究

郭向东

（临汾职业技术学院，山西 临汾 041000）

近年来，汽车行业面临着巨大变革，未来的汽车产品正朝向智能化的方向发展。在高新技术层出不穷的汽车行业，汽车故障自诊断系统的研发和应用有助于汽车维修工作的高效开展，且为汽车行业的变革提供了技术支持。笔者首先介绍汽车故障自诊断系统的原理，然后进一步探究该系统在汽车修理中的应用。

汽车故障自诊断系统；汽车维修；应用

1 汽车故障自诊断系统

通常认为，如果汽车安装了微处理器控制单元，其便具有故障自诊断功能，可自动检查和监测汽车内传动系统、控制系统的工作状态；如果汽车出现故障，仪表板上装设的故障指示灯便会闪烁警示汽车故障，而按一下按钮，便会在仪表板上显示出故障代码。

1.1 系统功能

汽车故障自诊断系统的主要功能包括发现故障、故障分类、故障报警、故障存储和故障处理五种功能。其中，对于发现故障，如果输入规定范围以外的电平信号，ECU便会诊断出这一信号系统存在异常；对于故障分类，微机系统先利用诊断程序检测输入信号是否异常，再按照异常检测结果将故障分为重大故障、功能性故障和轻度故障等类型，同时按照重要性划分故障类型，并预先在诊断程序中编辑；对于故障报警，汽车故障自诊断系统主要利用仪表板上装设的报警灯来报警，并根据报警灯的闪烁来判断；对于故障存储，在故障检测中，微机、存储系统的电源总是处在接通状态下，以使存储在存储器中的故障代码不丢失；对于故障处理，如果运行中的汽车出现故障，由微机系统调控，并用预编程序的代用值计算故障，以维持汽车正常的行驶性能。

1.2 故障代码的设定

在汽车故障自诊断系统中，故障代码包含了故障部位和故障类型，其程序设计员在设计微机控制单元时预设的字母或数字编码。故障代码一般分为软、硬码两种类型，即：如果故障灯在发动机运转中一直闪烁，对应的即为硬码；如果故障灯在发动机运转中先亮后熄，对应的即为软码。目前，故障代码主要采用值域判定法、时域判定法、功能判定法和逻辑判定法进行设定，即：

（1）值域判定法。如果控制电脑接收到了在数值规定范围外的输入信号，则该输入信号诊断为处在故障中。

（2）时域判定法。如果控制电脑检测发现目标输入信号未在时限内按规定变化，则该输入信号诊断为处在故障中。例如，当汽车发动机的工作温度达到正常范围且其控制系统闭环时，如果测出氧传感器的输出信号不在规定时限内或在0.45V稳定时间超限，则氧传感器的信号系统诊断为处在故障中。

（3）功能判定法。如果控制电脑向执行器发出动作指令，而传感器的输出信号未按规定发生变化，则该执行器或电路诊断为处在故障中。

（4）逻辑判定法。如果控制电脑比较发现两个相互联系的传感器信号在逻辑关系上与设定的条件不符，则诊断为处在故障中。例如，如果测得汽车发动机的转速比某个转速大，而节气门处传感器的输出信号比某个数值小，则节气门处的传感器诊断为处在故障中。

2 汽车故障自诊断系统在汽车维修中的运用

在汽车维修中，汽车故障自诊断系统的运用解决了大部分汽车故障，从而提高了汽车的行驶性能。下面，笔者主要探究传感器、微机系统和执行器的故障自诊断。

2.1 传感器故障自诊断

车用传感器是汽车计算机系统的输入装置，其将汽车的车速、介质温度和发动机运转工况等信息转换为电信号，并传输到计算机中，目的是为了保持发动机的最佳工作状态。如果传感器或其电路出现故障，汽车故障自诊断模块会将预设的经验值调出程序存储器，用作故障电路应急输入参数，以使该汽车继续工作。另外，在传感器故障自诊断中，仅需编写专门的输入信号识别程序，便可实现故障自诊断。在工作中，传感器不断将信号传给微机，由监测软件判断输入信号的状态。如果传感器信号丢失或其电压超限，则监测软件会做出传感器或其线路故障的判定，并点亮故障灯及以代码形式在微机存储器中存入故障情况。

例如，水温传感器的输入电压为0.30V-4.70V，发动机冷却水的温度为零下30℃-120℃。如果ECU测得传感器的电压信号不在规定范围内，且持续出现不正常信号，则水温传感器与其电路被诊断为出现断路或短路故障。在诊断出故障后，ECU将以代码形式在随机存储器中存入故障情况，同时检查发动机的报警灯及将发动机电控系统故障告知汽车维修员和驾驶员。如果ECU测得水温传感器出现异常，则水温信号以预设的常数为代用值。

2.2 微机系统故障自诊断

研究发现，如果汽车电子控制系统发生故障，备用控制回路便会被故障自诊断模块触发，以应急控制汽车，从而保证汽车行驶到修理厂维修；如果汽车微机系统内部发生故障，便会影响控制程序的正常运行，并使微机陷入异常状态，从而影响到汽车的正常行驶。在这一情况下，为了使汽车继续行驶，可利用后备回路简易控制汽车运行状态及使其继续行驶。如果微机系统内部异常，微机自诊断系统便会显示故障，并将故障代码记下和点亮故障灯。一般而言，微机系统的工作状态由监视器监视，且安装在监视器中的计数器与微机系统相互独立。微机在正常运行状态下，由运行程序定时对计数器清零，从而避免了计数器溢出。反之，如果微机系统运行异常，则其不能定时对计数器清零，这将导致监视计数器溢出。

2.3 执行器故障自诊断

图1所示为汽车执行器故障自诊断原理图。

图1 执行器故障自诊断原理图

执行器是影响汽车安全行驶和发动机正常运行的重要器件，通常采用以下方法处理执行器故障：当执行器故障确认后，ECU按照故障的严重性自动停止执行部分功能，即称作故障保险。因为由ECU控制执行器，其控制信号为输出信号，故要求在诊断执行器时装设故障诊断电路，用以向ECU反馈执行器的工作状态。点火器是发动机电子控制系统诊断执行器故障的主要部件，且一般来讲，如果用ECU控制点火器，则点火确认电路便会在点火器每点火一次后以电信号形式向ECU反馈点火情况；如果点火器或点火线路故障，则ECU不能在点火控制指令发出后收到反馈信号，则判定点火器工作异常。点火系统故障将会使燃烧未尽的混合气体在排气管中聚集，导致催化剂温度超限，甚至引发爆炸事故。为此，针对ECU无法接受点火确认信号的情况，故障保险系统可将燃油喷射系统的电源立即切断，从而阻止燃油继续喷射。

3 结束语

在现代汽车电子控制系统中，通常都装设了故障自诊断系统，其主要利用电控系统监测各种输入和输出信号，并运用程序进行推理和判断，然后将判断结果反馈给主控系统，以改变控制状态，从而提高汽车的行驶性能及实现安全行驶。

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[5] 温晓娟.刍议汽车故障自诊断系统在汽车维修中的应用[J].中国高新技术企业,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

A

1671-7988(2019)05-172-03

U472

郭向东（1972-），男，汉族，山西安泽人，本科，临汾职业技术学院，助理实验室，研究方向：汽车修理。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.05.054