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关键词:汽车;故障;检测
【分类号】:TF046.6
汽车故障诊断仪是维修中非常重要的工具,具有读取故障码、清除故障码、读取发动机动态数据流、示波功能、元件动作测试、匹配、设定和编码等功能。英汉辞典、计算器及其他辅助功能。故障诊断仪大都随机带有使用手册,按照说明极易操作。一般来说有在车上找到诊断座;选用相应的诊断接口;根据车型,进入相应诊断系统;读取故障码;查看数据流;诊断维修之后清除故障码。故障诊断仪的使用方法比较简单,但是要充分发挥仪器的各项功能,快速找准故障,维修人员在使用中还是要注意很多细节问题。
1现代汽车故障诊断仪
1.1硬件和软件设计。诊断仪硬件部分包括计算机、微机控制系统、通讯模块、按键显示及检测接口等。诊断仪处理系统采用嵌入式的设计方法。诊断仪和汽车ECU之间的通信采用OBDDII通信模块,其设计原理为通过电压比较器来完成各总线协议与计算机之间的电平转换。总线通信采用CAN协议通信,其特点主要体现在成本低、极高的总线利用率、具有可靠的错误处理和检错机制及传输距离长等。根据检测诊断任务的需要,软件系统完成的任务包括基本的操作功能、故障诊断功能及数据传输。软件系统主要包括主函数模块、通信模块及诊断模块等。主函数模块是软件的核心,主要负责各子函数之间的调用和任务分配。通信模块的主要任务是接收、识别及发送信号,包括收发函数和协议识别函数。收发函数由接收字节函数、发送字节函数、接收命令函数及发送命令函数四部分组成。协议识别函数的方法是发送特定的校验码与读取到的信息进行比较,若相同,则认为找到该协议,若不同,则认为找不到该协议。诊断模块包括传统的诊断模块和智能模块。诊断模块由读取故障码函数、清楚故障码函数、及读取数据流函数组成。
1.2诊断人性化、多功能、智能网络化。车载自诊断系统和车外诊断仪的配合使用将越来越广泛。车载自诊断可以及时地监视汽车的行驶情况并记录故障数据,为汽车维修中心或安全部门提供汽车的实况数据,就像飞机的黑匣子一样。车外诊断仪将日趋人性化,例如易于操作、携带方便及价格便宜等。诊断的智能化的主要体现为现代人工智能与诊断理论的结合。现代人工智能包括神经网络和专家系统等。神经网络可以有效的组织和运用积累的经验知识进行故障的诊断。目前神经网络应用于故障诊断的研究范例是BP神经网络在汽车故障中的应用。相对于神经网络,专家系统适合用于解决需要大量准也知识的问题。其实两者的结合是未来人工智能在故障诊断应用的发展方向。诊断信息的网络化可以实现各种车型故障资料的共享,维修人员不仅可以通过网络获得这些信息,而且可以网络平台传递诊断信息和维修经验,提高维修效率。随着无线通讯技术和电子技术的发展,远程故障诊断将成为可能。
2 汽车智能故障诊断
2.1 汽车发动机智能故障诊断。汽车发动机结构的复杂化使得发动机故障诊断更困难,开发智能故障诊断系统也成为其发展的必然要求。汽车发动机智能故障诊断技术主要有基于人工智能的故障诊断和基于数学模型的故障诊断两种,具体划分起来有基于数学模型、基于参数估计、基于信号处理、基于知识、基于实例、基于模糊理论和基于神经网络的故障诊断等多种方法。在智能化故障诊断系统中,其智能化的水平与机器学习能力的关系十分密切,通常机器学习的能力越强,其智能故障诊断的能力也就越高。因此选择合理的数学模型对系统进行训练十分重要。
2.2机械故障特征信号的获取是机械故障诊断的基础。振动传感器是获取振动信号的主要部件,其原理是将机械振动信号转换成电信号来表示振动参数(包括位移、速度及加速度等)。振动传感器包括电涡流式位移传感器、磁电式速度传感器及压电式加速度传感器等。电磁传感器是获取磨粒信号的主要部件,其原理是利用金属颗粒对磁场的扰动转换为对应的电压值,从而确定金属颗粒的尺寸,还可以利用相位的变化确定颗粒是否带电。热电阻传感器和热电偶传感器是温度信号获取的主要部件,热电偶的原理是不同材料的导体或者半导体构成闭合回路,两导体的温差会使其产生电压,从而将温度信号转换为电信号;热电阻是利用金属导体的电阻值随温度变化而变化的特征。
2.3机械故障特征信号的分析是机械故障诊断的关键。特征信号的分析包括信号的预处理,时域分析及频域分析等方法。信号的预处理包括模拟信号的滤波、A/D转换及直流分量分离和数字信号的异常值处理。模拟信号滤波的目的是滤去噪声,消除干扰信号。时域分析法包括统计分析法、无量纲指标分析法、相关累积分析法及模型分析法等。频域分析法包括傅里叶分析、倒谱分析及小波分析等。经过特征信号的分析后,最终对故障做出诊断。常用的诊断方法包括残差分析法、距离分类法及逻辑判别法等。这几种故障诊断的方法的原理是根据不同故障特征确定一个对应的数学模型,然后通过观测模型本身参数的变化来判定系统的工作状态。
3如何更好的应用汽车故障诊断仪
3.1充分利用数据流查询功能。通过查询数据流,可以得知控制单元收集的相关传感器和执行元件的数据信息,以及开关状态信息,并以具体的数值显示出来。充分利用这些数据,有助于故障的正确分析和判断。如汽车经常出现加速不畅和怠速不稳的故障。检查进气系统和燃油供给系统均正常,用故障诊断仪进入发动机电控系统也没有查询到故障。起动发动机怠速运转,通过读取数据块检查喷油量和节气门开度,均在正常范围。怠速状态下检查蓄电池电压不正常,在12V左右波动。因为故障诊断仪所读取的蓄电池电压,是在发动机尚未起动时的蓄电池端电压。当发动机起动后,则为发电机的发电电压,由此可以判断出发电机和蓄电池之间存在异常。为了增加发电机负荷,打开大灯和空调系统,蓄电池电压降低至11V,并且波动较大,由此可以判断出发电机充电系统不正常,充电线路可能有问题。经过检查电路,发现蓄电池负极线在变速器壳体上的固定端断掉,从而使得大负荷用电设备工作负极线分压太大,导致发动机控制单元供电电压波动和传感器信号不准确,出现了上述故障。将相关负极线进行紧固连接后,故障得以排除。 随着汽车新型传感器的应用,各种各样的数据还在增加,
3.2重视数据状态信息的含义。故障诊断仪读取的控制单元中的数据信息表示方式多种多样,单位也不一样。如桑塔纳起动后会立即熄火,看似防盗系统锁死,然而防盗指示灯在打开点火开关后自检也正常。使用故障诊断仪查询发动机电控系统,有“发动机控制单元锁死”的故障记录,防盗系统控制单元无任何故障记录,看不出防盗系统有任何问题。再使用故障诊断仪读取防盗器工作状态信息,发现防盗系统控制单元的4组状态信息中,发动机控制单元的确定状态为“0”,与正确值“1”不符,怀疑是发动机控制单元和防盗器控制单元之间1根防盗确认的线路或防盗器控制单元有问题。通过万用表检查,相关线路正常,于是换掉防盗器控制单元并进行匹配,故障得以排除。
4结束语
利用智能诊断诊断技术建立起汽车智能故障诊断系统,有着十分重要的现实意义。汽车智能故障诊断有多种方法,各种方法都有着各自的优缺点,在实际应用过程中,应当综合利用各种智能技术,对其进行不断的优化,提高其智能诊断能力,充分发挥出智能诊断技术的优点,以保障汽车的正常可靠使用。
参考文献
[1]徐斌,基于智能诊断技术的故障排查研究进展[J].重庆电子工程职业学院学报,2012.
[2]廖中文,汽车故障诊断系统的虚拟样机硬件研发[J].汽车维修与保养,2012.
【关键词】 诊断仪 解码器 定位故障 故障诊断过程
汽车故障诊断技术是随着汽车的发展从无到有而逐渐发展起来的一门技术。汽车技术状况的诊断是通过检查、测量、分析、判断等一系列活动完成的,其基本方法主要分为两种:直观诊断法和现代仪器设备诊断法。直观诊断法又称为人工经验诊断法,人工经验诊断法不需要专用的仪器设备,投资少,见效快;但诊断速度慢,准确性差,不能进行定量分析,需要诊断人员有较高的技术水平。现代仪器设备诊断法具有检测速度快,准确性高,能定量分析,对实现快速诊断等优点,而且采用微机控制的现代电子仪器设备能自动分析、判断、存储并打印出汽车各项件能参数。
1 概述与分类
1.1 意义
汽车作为高科技机电产品,其电控系统越来越多,如电控燃油喷射系统(EFI)防抱死制动系统(ABS)\电子稳定系统(ESP)等,而对电控系统性能的检测和故障诊断,传统的单凭人工经验的诊断方法已显乏力,只有使用电控系统故障诊断仪,才能适应汽车技术的发展需求。因此故障诊断仪得到了应用。当前,人们更加注重的是汽车维修的快捷和可靠程度,而对一辆由几万个零部件和复杂的电控网路系统构成的汽车来说,要在不了解情况下,快捷、准确、有效地确定故障原因及部位,故障诊断仪在汽车故障诊断中的作用就日显重要。
1.2 专用仪器
一般是仪器生产厂硬主机厂的要求开发设计的,如奔驰的HHT和STAR、日产的CONSULT等。专用仪器的特点是检查项目覆盖全车控制系统,功能齐全,作业深度大,特别是有关设定和编程功能,被主机厂配置给特约维修点(4S店)使用。但由于是为单一主机厂设计,因此专用故障诊断仪所能应用车型相对单一。
1.3 通用仪器
一般是通用仪器开发商设计和生产的,比如,德国博世的KTS和国内的诸如电眼睛、金德K系列等。这种仪器测试作业深度不足,且一般没有编程和升级能力。但优点是覆盖车型较宽,因此通用仪器一般使用于一般综合维修厂使用。
2 功能及流程
2.1 汽车故障诊断仪整体流程(如图1)
2.2 硬件支持的主要功能
(1)通过CAN、LIN通信模块可以实现与车载内各电子控制装置ECU之间的对话,传送故障代码以及发动机的状态信息。
(2)通过单片机的同步/异步收发器可以与PC进行串行通信从而完成数据交换,下载程序,以及诊断仪升级等功能。
(3)通过液晶显示器来显示汽车运行的状态数据及故障信息。
(4)通过键盘电路来执行不同的诊断功能。
(5)通过一种具有串行接口的大容量FLASH存储器来保存大量的故障代码及其测量数据。
3 讨论
故障诊断仪能够实现参数测量,在线故障诊断和执行器等功能,具有结构简单、成本低、体积小和性能可靠等优点。汽车故障诊断仪几乎已经成了现代汽车电控系统检测必备的检测工具,而且其诊断也功能越来越强,在汽车故障诊断仪加入了网络通信功能和智能诊断专家系统以后,使得汽车故障的诊断变得更加简便和专业。
诊断仪速度和功能具有不少局限性,现在已有很多基于ARM硬件平台的故障诊断仪,不仅可实现随车、本地、远程相结合的故障诊断,甚至可以直接将故障诊断专家系统和维修资料集成在诊断仪中,提高故障诊断的能力和方便性;为了进一步提高诊断仪的软件的稳定性和可靠性,可选择商业的嵌入式操作系统如Windows CE、VxWorks等;在无线通信方式上也可以通过选择CDMA等方式提高无线通信的速度和稳定性。由于车型太多,而且车型的各种运行参数各不相同,使得故障诊断专家系统完善起来也有一定难度。下一步还考虑在汽车故障诊断仪上集成示波器功能,增加触摸屏等功能,使汽车故障诊断更加方便和快捷。
参考文献:
[1]彭峻岭,高峰.汽车故障电脑诊断仪在车辆维修中的应用.黑龙江交通科技,2004:58~59.
[2]徐峰,黄河.汽车故障自诊断系统与故障诊断仪V.A.G1551研究.电子应用技术,2000,第1期,25~28.
本次为我们提供测评场地的是一家规模并不大的综合维修企业,这家企业也是WT的用户。测评人员发现,这家名不见经传的小企业所接待的车辆几乎全是中高档车型,而且高档车型占了大部分。
在与该企业的技术负责人聊天中,他用通俗的语言阐述了这样一个观点:“对于技术过硬的维修人员而言,一辆车能不能修,就需要两样东西:一个是维修资料,就是电路图、元件位置图和工作原理等;另一个就是故障诊断仪。尤其是对于中高档车型,除了常规保养需要进行保养归零和故障诊断,更换一些元件时也需要进行自适应和编程等操作。”从他的话里不难看出,WT这款诊断仪对于这样一家专门维修中高档车型的维修企业而言的重要性。
WT的主要特色包括:原厂级功能,快速诊断设码编程,升级不受原厂限制,功能持续开发添加;一机多用、节省资源且性能稳定;在快速保养及抢修快修时,避免了原厂设备开机速度慢和运行时间长的问题,提高维修效率;操作简单,外观时尚,经久耐用,是目前唯一一款可对新款保时捷Cayenne、Panamera进行诊断、设码和编程的通用设备。并且具有宝马单一模块编程功能:DOL(DIAGNOSTIC ON-LINE)线上诊断系统“云端服务”可以帮助维修人员解决难题。下面,让我们来进一步了解一下这款设备。
一、主要功能及测试
该设备有2部分功能:联机功能和单机功能。
1 联机功能
所谓的联机功能,就是通过连接笔记本使用原厂诊断程序实现原厂功能(图2),用的诊断软件跟4S店的原厂诊断仪一样,实现的功能跟原厂诊断仪也一致。
测试:据现场的技术人员介绍,目前WT能够实现原厂功能的车型有7种:奔驰、宝马、保时捷、路虎、大众/奥迪、沃尔沃和丰田。测评人员将WT与笔记本电脑连接,逐一测试以上7种车型的诊断程序。
(1)奔驰
连接奔驰原厂诊断程序(XENTRY)后,测评人员发现其诊断界面与原厂诊断仪(Compact4)的界面完全一致(图3),并且可以实现原厂诊断仪的功能,包括读码、清码、读取数据流、故障引导、编程以及SCN设码等。进一步查看所支持的车型,发现其可以支持目前奔驰所有车型(221、222、204、212、172、199、197、166和636等底盘号)。
(2)宝马
连接最新宝马原厂诊断程序(ISID)使用(图4),可实现ICOM诊断、编程功能,并拥有独特的单编功能(优于原厂)。联机的单编功能目前仅限于SSS部分的单编(图5),而该设备的单机功能中具有更全面和强大的单编功能。
(3)保时捷
连接保时捷原厂诊断程序使用,可以实现原厂诊断仪PIWIS的功能(图6)。
(4)路虎
连接路虎原厂诊断程序(IDS)使用,可以实现原厂诊断仪VCM的功能(图7)。支持2005~2012年款所有路虎车型(揽胜、揽胜运动、神行者2、发现3、发现4、卫士和极光)。
(5)大众/奥迪
连接大众/奥迪原厂诊断程序使用,可以实现原厂诊断仪VAS 6150B的功能(图8)。
(6)沃尔沃
连接原厂诊断程序(VIDA)使用,可以实现原厂诊断仪DICE的功能(图9)。可测试1999~2012年款的所有沃尔沃车型(S40、S80、S60、XC60、XC90、C30和C70)。同时可测试车辆的所有控制单元。
(7)丰田
连接丰田原厂诊断程序使用,可以实现原厂诊断仪IT Ⅲ的功能(图10)。
2 单机功能
WT单机功能也很强大,不用烦琐的连接笔记本,单机就可以解决很多问题,达到保养和简单故障快修的目的(图11)。
测试:测评人员将WT的主机与测试车辆连接,但不连接笔记本,然后进入诊断程序。在车型选择界面中可以看到,该设备将车型分为欧洲车系、美国车系、亚洲车系、福特/马自达车系(图12)。进一步进入各车系的车型选择界面,可以看到其所支持的车型基本涵盖了以上各车系的绝大部分汽车品牌和车型。
(1)传统功能
WT单机功能可以完成全面的汽车诊断功能,尤其是对于奔驰、宝马、保时捷、路虎和沃尔沃这几个中高档汽车品牌,WT的诊断功能更是强大,甚至在一些功能上超越了原厂诊断仪。
①奔驰
WT对奔驰品牌新增12款可诊断车型,包括172(SLK)、199(SLR)、197(SLS)、166(ML)和636(VIANO China)等。可诊断系统包括动力系统、车身系统、底盘系统、空调系统和车门/座椅等。
②宝马
可对宝马搭载新款F系列发动机的车型实现故障诊断、读取数据流、元件测试、保养归零以及控制单元初始化和设定等功能。
③保时捷
支持2011或2012年款保时捷Cayenne、Panamera的故障诊断、数据流读取、保养灯归零、元件测试、匹配设定和自适应值清除等功能。
④路虎
新增加全车快速扫描、保养灯归零、空气悬架高度校准和自适应值清除等功能。可以对2005款以前的揽胜、神行者和发现2进行故障诊断、查看数据流、元件测试和保养灯归零等操作。这些功能优于原厂诊断仪,因为这些车型是路虎原厂诊断仪VCM做不了的(VCM只支持2005年款以后的车型)。
⑤沃尔沃
沃尔沃车辆更换节气门(ETM)时,原厂设备(DICE)需要在线编程,而WT单机功能自带编程软件,不需要在线编程。电子驻车制动系统更换制动盘片时,需要启动维修模式,而WT可以直接启动维修模式,不需连接原厂程序;此外,还可实现快速的保养灯归零服务。
(2)特色功能
WT的单机检测还具有一些特色功能(以宝马为例)。
①单编功能(单一系统编程)
单编功能是专门针对宝马车型研发的一项实用,所谓单编就是对车辆的单一系统进行编程。原厂设备不管是SSS还是ISID系统都需要全车编程,而且如果原厂设备软件版本低于车辆的软件版本,或者车辆其他系统有故障都无法编程。而WT单编功能的好处就是编程时不受车辆软件版本限制,不受车辆有故障的控制单元影响。
在实际测试中,测评人员对一辆宝马E60故障车进行了单编功能的测试。该车无法起动,已确诊为发动机控制单元DME损坏。更换一块新的DME后,用宝马专用诊断仪ISID进行编程,提示需要更换灯光控制单元LM,如果不更换,则编程无法完成。此时,测评人员用WT对DME进行单一系统编程。进入图13中第一个选项,编程过程进行了大约10min,顺利完成(图14)。
②加装和改装功能
加装和改装功能一般都应用在美规车辆上,因进口的美规车,有些配备可以根据车主喜好而做调整。WT通过简单的设定,就可以选择启动或关闭这些功能,如更改语言、解除DVD的车速限制等(图15)。
Abstract: There are more and more power-operated parts on buses, relating to engine, chassis and steering technology, .etc.. When a part breaks down,it is difficult to check with usual methods. Some modern engines' management system generally bring the self -diagnosis function, called "Onboard Breakdown Diagnosis", with task of constantly monitoring the abnormalities and finding out the breakdowns.
关键词:故障码;地址码;数据块;自诊断
Key words: failure codes;address codes;data blocks;since diagnosis
中图分类号:TK44 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2011)16-0057-01
作者简介:矫龙(1982-),男,黑龙江齐齐哈尔人,中职硕士,助教,研究方向为汽车维修工程教育;郭文艳(1980-),女,山东诸城人,助教,研究方向为汽车维修工程教育。
1 诊断系统的概述
现代汽车电子控制系统愈来愈复杂,当发生故障时要判断故障的部位就更困难。因此,在电子控制系统中,一般都具有故障自诊断功能。
2 诊断系统的功能
自诊断系统是现代的汽车电控系统都配备有的,ECU自诊断系统主要是用来对电子控制系统的各部件工作情况的检测。以下为自诊断系统的功能:①检测电子控制系统的故障。②将故障代码存储在ECU的存储单元中。③提示驾驶员ECU已检测到故障,应谨慎驾驶。④启用故障保护功能,确保车辆安全运行。⑤协助维修人员查找故障,为故障诊断提供信息。确认故障的方法:若某一电路有超出规定范围的信号出现,该信号线路就被诊断系统就判定为出现故障。若是故障状态的存在超过了一定时间,那么该故障代码就会被电控单元ECU的随机存储器储存。若此故障状态在一定时间内不再出现,那么电控系统就将它判定为偶发性故障,若故障在发动机启动50次后不再出现,此偶发性故障代码将自动消除。
3 自诊断系统的工作原理
根据自诊断系统使用情况通常可分为以下几类:①描述各电控总成工况参数的信号,在此类信号中,各信号都有正常的工作范围的数值,若某传感器信号电压超出了可能的数值范围,或未超出范围,但出现在不应出现的工况,那么可判为不可信。②以同一个物理量为基准,根据几个传感器的信号来计算,若得出的结果和被判定没有故障的传感器的计算结果不一致,则此传感器可判为有故障。③依据某传感器信号变动所用的时间和经历的幅度,能够判断系统在某些方面是否存在故障。④从相关电控系统传过来的信号,如果有故障,自诊断系统就会立即报警。
电控汽油喷射系统包含了诊断和处理过程,如果此电控系统一旦有故障发生,有如下诊断和处理过程:①传感器系统故障的诊断。在发动机运转时,如果传感器输出电路的信号电压超出了规定的范围,自诊断系统就判定该信号有故障。自诊断系统并不立即判定为有故障。为不因水温传感器的故障而使发动机停止运转,在此故障信号出现时,自诊断系统的电控单元,就会立即使用预先存储的正常水温数值(如80℃),来控制发动机,使发动机仍能维持工作,同时,系统将继续监测故障,若相继多次监测为合格,ECU就会熄灭故障指示灯。②执行系统故障的诊断。在发动机运转时,电控系统根据发动机的工况,不断地发出各种指令给执行机构。若执行系统工作不能正常进行,则由监控回路将其故障信息输给电控单元,然后电控单元显示出故障,并及时采取相应措施,使发动机安全运转得到保证。③电控单元本身故障的诊断。设监控回路于电控单元内,用来监控电控单元的工作是不是按正常的控制程序进行。设监视时钟在监控回路内,按时复位电控单元。若电控单元有故障发生,就不能正常执行程序,电控单元不能按时钟及时复位,跟据此现象可判为有故障。
4 电控系统自诊断原理及在大众车系上的运用
4.1 大众车系的自诊断功能 大众车的每一个电子控制单元。如:空调电子控制单元、组合仪表电子控制单元、安全气囊电子控制单元等都可能有以下全部或大部分诊断功能。(表1)
通过故障诊断仪和车上的16针诊断插座相连,诊断仪和控制单元也建立了通信联系,诊断仪不仅能接收数据。而且能向控制单元发送指令和数据来命令控制单元进入某个自诊断功能。
4.2 故障诊断仪的选择和使用
4.2.1 选择 目前国产的故障诊断仪有:金德K81,元征X431,金奔腾,车博士等。
【关键词】汽车电子控制技术 数据流分析 故障诊断
中图分类号:TP306+.3
【前言】随着人们对汽车的动力性、经济性和安全性等要求越来越高,汽车控制技术已由简单的化油器、少量的电气控制到集成电子燃油及点火控制、自动变速器、定速巡航、各种主动安全系统(ABS、ASR等)和舒适系统等于一身的车载电子控制系统,借用先进的专用诊断设备来读取故障码、进行数据流分析及波形分析等现代检修方法在汽车故障诊断中得到了广泛应用。本文拟重点谈谈数据流分析的方法及其在电控发动机故障诊断中的应用,为科学修车提供一点的帮助。
一、 数据流定义概念的理解
1.目前,各汽车制造厂家为提高汽车的动力性、经济性和降低排放污染,均致力于发展汽车电子控制技术。同时,为使汽车检修和设定方便,在电子控制系统中还设置了具有故障自诊断和数据流记忆等功能的自诊断回路,汽车维修人员可以使用专用仪器来读取微机RAM中存储的故障码和数据流等信息,以帮助故障诊断。
2.众所周知,汽车电子控制系统主要由各种传感器、执行器和控制微机组成。所谓数据流,是就是指汽车电子控制系统中由微机与传感器和执行器实时交流的输入、输出信号并以数据参数的形式通过诊断接口由专用诊断仪器读出的数据(组)。在汽车微机中增加了数据流记忆功能,真实地反映了传感器和执行器的工作电压和状态,为故障诊断提供了有效的途径。而数据流分析就是维修人员使用专用仪器读取电控系统微机通过诊断插座向外输出的、反映系统实时工作状况的数据流,通过对数据流中的各项参数进行数值分析并与标准值进行比较,以判断电控系统的工作是否正常,为查找故障提供科学依据的一种检修方法。
3.读取数据流除了可以检测到汽车各种传感器和执行器的工作状态外,还可以设定汽车的运行数据,如进行控制器编码和基本设定等。
二、数据流分析在故障诊断中的意义和作用
在对电控系统检修时,读取数据流并对数据流进行综合分析能有效地提高故障诊断效率。其主要作用表现在以下几点。
1、读取数据流,可以实时了解汽车电子控制系统各种传感器和执行器的工作状态和电压等信息,掌握汽车的运行状况,判断汽车各系统工作是否正常。
2、可以解决有故障而无故障码或误码等疑难故障。因为有很多故障是不被ECU所记录的,并且有些显示的故障码也不一定是汽车真正的故障。遇到这种情况,许多维修人员往往束手无策。此时,最为可行的办法就是使用故障诊断仪读取电控发动机的数据流,动态研究发动机工作状况。
3、通过读取数据流,可以进行控制器编码、基本设定和自适应值清除等,对电控系统进行更精确的匹配,使电控发动机等各系统能在最佳的状态下工作。
三、数据流的获取方法
汽车电子控制单元(ECU)中所记忆的数据流真实地反映了电控系统中各种传感器和执行器的工作电压和状态,它只能通过专用仪器来读取,即使用汽车厂商生产的专用诊断仪或通用诊断仪来读取。
四、数据流的参数形式
在故障诊断仪上显示出来的数据流有两种形式的参数,即数值型参数和状态型参数。
1、数值参数是指有一定单位、一定变化范围的参数,它通常反映出电控系统(如电控发动机)工作中各部件的工作电压、压力、温度、时间、速度等;数值型参数又分为输入参数和输出参数。
2、状态参数是那些只有两种工作状态的参数,如开或关、闭合或断开、高或低、是或否,它通常表示电控系统中的开关和电磁阀等元件的工作状态。
在对电控发动机进行数值分析时,首先应分清读出的各个参数是传感器输人给微机的输入信号,还是微机送出给执行器的输出指令。输入信号参数可以是状态参数,也可以是数值参数。输出指令参数大部分是状态参数,也有少部分是数值参数。其次,数据流中的参数还应按发动机的不同系统进行分类,不同车型或不同系统的参数的分析方法各不相同。将数据流中的参数和发动机的实际工况条件下的正常参数值进行比较,如有异常,即可说明电控系统有故障。在进行电喷发动机故障诊断时,还应当将几种不同类型或不同系统的参数进行综合的对照分析。
五、利用数据流分析故障的方法
1、数据对比法。通过仪器读取数据,然后与厂家提供的标准数据
进行比较,查看数据差异情况,如果与标准数据不相符,则应检查相应的元器件。
2、数据动态判断法。当我们对某一个传感器怀疑而使用常规手段又判断不出好坏时,可以观察其动态数据流的变化,从而判断其是否有故障。
(图3 电控发动机中的动态数据流)
3、时间域分析法。ECU在分析某些参数时,不仅考虑传感器的数值,而且要判断其响应的速率,以获得最佳的控制效果。例如在读取氧传感器的信号时,不仅要求有信号电压的变化,而且信号电压的反馈变化频率在10秒内要超过8次。当其变化小于此值时,就会产生故障码,表示氧传感器响应过慢。但响应次数未超过限定值,而又反应迟缓时,并不产生故障码,此时就应通过数据流分析氧传感器数据的变化状况以判断其好坏。分析时还应注意主、副氧传感器的变化频率是不一样的,一般副氧传感器的变化频率至少低于主氧传感器的一半,否则为催化器转化效率已降低了。
4、关联分析法。电脑对故障的判断是根据几个相关传感器的信号进行比较的,当发现它们之间的关系不合理时,往往会出现一个或多个故障码,甚至出现误码或故障码。此时不要轻易断定是否是传感器不良,需要根据它们之间的相互关系做进一步的检测和分析,以得出正确的结论。如某车出现排气管冒黑烟,油耗增加,显示的故障码为氧传感器故障、λ值超限。经多方检修,确认并非氧传感器损坏,而是因为火花塞积炭造成燃烧不良导致ECU误码。此外,还有因果分析和比较分析法等。
总之,采用数据流的多种分析方法,结合相关车型和不同系统的检修参数,经过综合分析与判断,可以使我们有效地排除故障,做到知其然并知其所以然,提高汽车维修的条理性和科学性,走出东猜西想、拍脑袋换零件式的修车怪圈。
参考文献:
一、系统控制原理
1.结构组成
新君威轿车采用的无钥匙进入和起动系统(图1)包括遥控接收器(RFA)、车身控制单元(BCM)、遥控钥匙、车内无钥匙进入系统天线1(车内)、车内无钥匙进入系统天线2(车内)、车内无钥匙进入系统天线3(车内)、车外驾驶员车门把手天线(车外)、车外前排乘客侧车门把手天线(车外)、车外行李舱天线(车外)、备用天线(车内)、门把手内部触点开关(4门)行李舱开关及控制单元。
2.主要元件功能
(1)车外检测天线
车外检测天线共有3个,其中2个安装在2前门门把手内,另外一个安装在车辆后部,检测行李舱区域是否有合法的遥控钥匙存在。
(2)车内检测天线
车内检测天线共有3个,一个安装在中央操控台的前部,一个安装在中央操控台的后部,一个安装在行李舱内部。车内还有1个备用天线,在中央扶手箱内部,主要用于遥控钥匙没电或信号干扰时使用。
(3)遥控钥匙
当持有1把有效的遥控钥匙靠近车辆时,拉动任一门把手,门把手上把手开关会将开门请求信号传送给相应控制单元,由车身控制单元确定遥控钥匙是否合法,由相应控制单元控制车门解锁。
3.系统控制原理
无钥匙进入和起动系统控制原理框图如图2所示。
无钥匙进入和起动系统被动进入各部件信号工作流向是:当持有1把有效的遥控钥匙靠近车辆时,拉动任一门把手,门把手上内部触点开关会将开门请求信号传送给控制单元:控制单元通过控制其一侧前门把手上的外部天线激活遥控器,遥控器发送信号给接收器,接收器将此信号传送给车身控制单元;其对数据进行验证,如果认定遥控钥匙有效,系统将车门解锁。
起动时各部件信号工作流向是:当按压车内起动按钮时,信号传送给控制单元;控制单元激活车内天线,车内天线发送信号激活遥控钥匙,遥控钥匙发送信号给接收器,接收器再把信号传给车身控制单元(验证钥匙是否合法);其确定信号合法后发送给发动机控制单元,之后起动车辆。
无钥匙进入和起动系统设有备用模式,当遥控钥匙没电或受到电磁干扰君威轿车,用户反映该车拉前排乘客门外把手,无法打开车门,使用触摸功能无法上锁。
检查分析:接车后,试车发现故障确如用户所述。连接故障诊断仪GDS查看系统相关数据流,用手触摸前排乘客侧门把手传感器,发现车外前排乘客车门把手近程传感器数据会在“不活动”与“活动”之间变化;但拉外门把手时,车外乘客车门把手开关数据则不变化,只显示“不活动”(图4)。此时询问用户得知,此车几天前在我站做过喷漆,难道是组装不到位所致?于是重新拆下外门把手,发现门把手开关弹片已经变形。
故障排除:重新调整门把手弹片,手动触发此开关,GDS上车外乘客车门把手开关数据恢复正常,显示“不活动”与“活动”之间变化,恢复门把手后,试车各功能正常。
回顾总结:事后询问维修当事人,发现他们在拆装时没有按照维修手册步骤,在装外把手时,用铁丝等工具拉出锁闩门把手连杆安装外门把手,安装不当造成门把手开关弹片变形,引起故障。正确拆装步骤为:拆卸时先拉住外把手不放,再拆卸固定螺栓,取下后把手固定件,再取下把手。安装方法与拆卸相反。
故障2
故障现象:一辆2010年款新君威轿车,用户反映仪表板显示“检修无钥匙起动系统”(图5),无钥匙进入以及无钥匙着车没有问题,可以正常操作。 检查分析:首先连接故障诊断仪对车辆无钥匙系统控制单元进行检测,设备显示了故障码“B3124--05免钥匙进入天线6高电压/开路”。经查阅维修手册,得知天线6为车内后部天线。打开后座椅,掀开地毯,查看车内天线6,发现此处插头(图6)虚接,没有插到位。
故障排除:重新插上插头,故障排除。
故障3
故障现象:一辆2010年款新君威轿车,用户反映仪表信息中心显示“检修无钥匙起动系统”,无钥匙上锁及着车无法工作,钥匙只能在应急起动位置着车。
检查分析:接车后,经试车,发现故障确如用户所述。按压起动按钮后,仪表显示未发现遥控钥匙,只有把钥匙放在应急起动位置时,车辆才能着车,被动锁车与开锁都无法工作。连接故障诊断仪GDS对系统进行检测,发现无钥匙进入和起动系统控制单元与故障诊断仪不能通信。对于故障诊断仪与控制单元没有通信的故障,一般原因包括控制单元的电源、接地故障,网络数据线故障,以及控制单元本身故障。
一辆1.4L雪佛兰新赛欧,仪表上的变速器故障灯亮,挂D挡和R挡都没有反应。故障诊断与排除
调取变速器控制模块TCM的故障信息,变速器控制模块TCM设置了一个故障诊断代码P0805(离合器位置传感器故障)。观察离合器油缸,发现发动机启动前离合器油缸处于接合位置;启动发动机后离合器油缸就拉动离合器摇臂,使离合器分离,不论如何换挡始终处于分离位置,所以前进挡和倒挡车辆都不能移动。
此车采用马瑞利EMT技术,是在原有的机械变速器和离合器的结构不变的情况下,通过加装变速器自动操纵机构(电子液压控制单元KB7),取代原来由驾驶员人工完成的离合器分离、结合,变速器摘挡、挂挡以及发动机转速同步调整等操作,最终实现换挡过程的序列操纵自动化。
如图1所示,电子液压控制单元KB7通过改变离合器电磁阀(EV0)、奇数挡挂挡电磁阀(EV1)、偶数挡挂挡电磁阀(EV2)3个线性电磁阀的工作电流来控制活塞中油液压力;通过控制电磁阀1/2挡选挡电磁阀(EV3)、5/R挡选挡电磁阀(EV4)的开和关两种工作状态,实现变速器的换挡操作。电子液压控制单元KB7上还有三个位置传感器,分别是选挡位置传感器、挂挡位置传感器和离合器位置传感器,用来检测换挡轴和离合器油缸的实际位置。
变速器控制模块TCM通过阀体上的离合器控制电磁阀(EVO),控制通向离合器油缸的高压油道(图2)。当离合器控制电磁阀工作时,电磁阀高压管路打开,低压管路关闭,蓄能器中的高压油通过一根高压油管注入离合器油缸,推动活塞使离合器分离;当离合器控制电磁阀不工作时,高压管路关闭,低压管路打开,离合器油缸内的高压管路中的高压油卸压,并通过低压油管回流进入储油罐。此时离合器活塞失去压力自动回复到平衡位置,离合器处于接合位置。离合器油缸的充油、卸油代替驾驶员踩下和松开离合器踏板的动作。
查看维修手册,得知在线束、传感器、变速器控制模块发生对地短路、对电压短路或开路故障时,设置此故障码。TCM设置此故障诊断码后采取的操作是:①点亮故障指示灯(MIL);②禁止全部换挡请求;③当输入转速等于怠速时,变速器控制模块立即指令离合器分离并请求空挡。
关闭点火开关,将离合器位置传感器插头断开。点火接通后用万用表检查传感器电路端子3和接地之间的电压在4.5~5.5V之间,表明传感器的电源正常;测试接地电路端子1和接地之间的电阻小于1Ω,说明传感器接地线正常;信号端子2到TCM插头端子线路导通,无短路、断路现象,说明线路没有问题。排除线路的原因后,怀疑是变速器控制模块或传感器损坏。赛欧车没有配置防盗系统,所以其TCM可以与其它车辆的TCM互换,在互换TCM以后故障仍未排除。更换离合器位置传感器后故障排除,仔细观察离合器位置传感器发现在传感器信号端子2附近有明显的白色烧损痕迹(图3),分析很可能是内部电路烧损失效了。
专家点评——张宪辉
本篇案例作者在对车辆的故障信息进行初步诊察之后,没有急功近利地开始排查,而是对新赛欧EMT的换挡控制原理进行了仔细解读,然后,在此基础之上,进行深入的分析和测试,并最终成功修复了车辆,这种有条不紊的工作作风值得首肯。
故障现象:一辆2005年产进口丰田佳美轿车,装配2.4L2AZ发动机,行驶里程26万km。用户反映该车在雨天经过积水路面后,发动机故障警告灯点亮,驻车制动显示灯也会偶尔点亮(图1)。
检查分析:维修人员接车后,用丰田IT2故障诊断仪进行诊断,发现有1个故障码P0500,该故障码的含义为车速传感器故障(图2)。该车型的车速信号是通过防抱死制动传感器获得。
维修人员进行试验,想让故障重现。故障车辆以40km/h的车速行驶,维修人员读取到发动机控制单元中显示的车速数据和防抱死制动系统控制单元中的4个车速信号显示的车速数据都为40km/h,这说明车速传感器工作正常。维修人员清除故障码后再次试车,故障现象没有再次发生。于是维修人员让客户试车,客户驾驶了不到2km,故障现象再次发生。维修人员用丰田IT2故障诊断仪进行诊断,故障码P0500再次出现。再次清除故障码后试车,这次只有发动机故障警告灯熄灭,驻车制动显示灯还是点亮。
维修人员通过分析,认为造成驻车制动显示灯点亮的条件可能有:驻车制动灯开关损坏:制动系统制动液的液位过低:制动系统的制动液液泵及驻车制动灯线束存在故障等。于是,维修人员分别进行检测。经检测,驻车制动灯开关状态良好,制动液的液位正常,把这2处的插接器拔下后,驻车制动显示灯还是点亮。
这样,问题就很可能出现在制动系统的制动泵及驻车制动灯线束。维修人员再次用丰田IT2故障诊断仪进行诊断,发现驻车制动灯开关信号一直显示为“ON”,这显然是不正常的(图3)。经过与用户交流得知,该故障车辆在原厂加装了泊车辅助系统。维修人员通过检查发现,加装的泊车辅助系统,利用了驻车制动灯的线束作为信号线(图4)。维修人员尝试断开连接泊车辅助系统的驻车制动灯线束后,驻车制动显示灯熄灭。一切恢复正常。