芻議汽車故障自診斷系統(tǒng)在汽車維修中的應(yīng)用

摘要：隨著汽車行業(yè)的快速發(fā)展，汽車制造以及汽車維修等在社會(huì)生產(chǎn)中都有著非常重要的意義。在電子控制系統(tǒng)越來越復(fù)雜后，對(duì)汽車維修也提出了更高的要求。而汽車故障自動(dòng)診斷系統(tǒng)是目前汽車維修中不可缺少的重要部分，對(duì)汽車維修行業(yè)的發(fā)展也有著重要的影響。

關(guān)鍵詞：汽車維修；汽車故障；自診斷系統(tǒng)；汽車制造；電子控制系統(tǒng) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：U472 文章編號(hào)：1009-2374（2016）06-0049-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.06.025

1 汽車故障概念

1.1 按故障存在的系統(tǒng)分類

按故障存在的系統(tǒng)可將汽車故障分為汽車機(jī)械故障和汽車電路故障。汽車機(jī)械故障的范圍較廣，通常利用汽車運(yùn)行過程中的二次效應(yīng)所提供的信息，如溫度、噪聲、潤(rùn)滑油狀態(tài)、振動(dòng)及各種物理和化學(xué)特性的變化來進(jìn)行診斷。汽車電路故障又可分為數(shù)字和模擬兩種類型。一般來說，現(xiàn)代汽車電路故障不解體檢測(cè)相對(duì)容易，而汽車內(nèi)部的機(jī)械故障不解體檢測(cè)相對(duì)困難。

1.2 按故障形成的速度分類

按故障形成的速度可分為突發(fā)性故障和漸發(fā)性故障。突發(fā)性故障是指發(fā)生前無任何征兆的故障，不能依靠早期診斷來預(yù)測(cè)，其發(fā)生具有偶然性，如輪胎刺破、鋼板彈簧折斷等。突發(fā)性故障盡管難以預(yù)測(cè)，但其排除相對(duì)容易。漸發(fā)性故障是指汽車技術(shù)狀況連續(xù)變化，最終導(dǎo)致惡化而引起的故障，這種故障有一個(gè)逐漸發(fā)展的過程，其發(fā)生有一定的必然性，可以通過早期預(yù)測(cè)來發(fā)現(xiàn)。

1.3 按故障存在的時(shí)間分類

按故障存在的時(shí)間可分為間歇性故障和永久性故障。間歇性故障有時(shí)發(fā)生、有時(shí)消失，如發(fā)動(dòng)機(jī)供油系氣阻故障就是一種典型的間歇性故障。永久性故障只有在修復(fù)或更換失效零部件后才能排除，如發(fā)動(dòng)機(jī)拉缸、軸承瓦燒損等。

1.4 按故障顯現(xiàn)的情況分類

按故障顯現(xiàn)的情況可分為功能故障和潛在故障。導(dǎo)致汽車功能喪失或性能下降的故障稱為功能故障。此類故障通過直接感受或測(cè)定其輸出參數(shù)可判斷，如發(fā)動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng)、發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降等。潛在故障是指正在逐漸發(fā)展但尚未對(duì)功能產(chǎn)生影響的故障，如軸承、連桿的裂紋，在未發(fā)展到極限使其斷裂時(shí)，為潛在故障。

1.5 按故障造成后果的嚴(yán)重程度分類

按故障造成后果的嚴(yán)重程度可分為輕微故障、一般故障、嚴(yán)重故障和致命故障。輕微故障一般不會(huì)對(duì)汽車性能造成較大影響，也無需進(jìn)行零件更換，使用隨車工具進(jìn)行適當(dāng)修理就可恢復(fù)，如怠速過高、氣門腳響等。一般故障可能導(dǎo)致汽車性能下降或停車，但不會(huì)對(duì)汽車總成和主要部件造成嚴(yán)重?fù)p壞，可用隨車工具更換零件在短時(shí)間內(nèi)排除，如來油不暢、濾清器堵塞等。嚴(yán)重故障可能導(dǎo)致主要部件的嚴(yán)重?fù)p壞，造成汽車無法行駛，無法用隨車工具更換零件的方式在短期排除，如發(fā)動(dòng)機(jī)拉缸、燒瓦等。致命故障一般都具有突發(fā)性，可能引起車毀人亡的惡性事故，如制動(dòng)系統(tǒng)失效、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)失效等。

2 汽車故障自診斷概述

汽車故障自診斷系統(tǒng)主要通過對(duì)電子控制系統(tǒng)中的傳感器、電子控制系統(tǒng)和各種執(zhí)行的元件這些方面進(jìn)行監(jiān)測(cè)。其故障定位功能使維修人員能更快地找出故障原因，而故障預(yù)警功能則更好地提高了汽車的安全性和可靠性，其故障參數(shù)記錄為維修工作提供了理論依據(jù)。自診斷系統(tǒng)具有以下功能：檢測(cè)電子控制系統(tǒng)的故障；將故障代碼存儲(chǔ)在ECU的存儲(chǔ)單元中；提示駕駛員ECU已檢測(cè)到故障，應(yīng)謹(jǐn)慎駕駛；啟用故障保護(hù)功能，確保車輛安全運(yùn)行；協(xié)助維修人員查找故障，為故障診斷提供信息。

3 汽車故障自診斷系統(tǒng)的主要工作原理

第一，如果在汽車行駛的過程中，某個(gè)傳感器或者某個(gè)電路產(chǎn)生問題之后，控制其的信號(hào)燈就已經(jīng)無法作為整個(gè)汽車是否存在問題的主要表現(xiàn)方式，故障自診斷系統(tǒng)會(huì)在相應(yīng)的存儲(chǔ)庫(kù)里面進(jìn)行一定經(jīng)驗(yàn)值的查找和對(duì)比，以相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)值作為其衡量故障的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，相應(yīng)的緊急預(yù)備方案可以進(jìn)一步保證汽車在發(fā)生緊急問題的過程中還能夠運(yùn)行。

第二，如果汽車的執(zhí)行元件導(dǎo)致其余的元件受損，就會(huì)促使汽車故障的產(chǎn)生。這樣就要針對(duì)問題采取相應(yīng)的解決措施，將此執(zhí)行元件進(jìn)行相應(yīng)的檢測(cè)，對(duì)產(chǎn)生的故障進(jìn)行相應(yīng)的改善。此時(shí)，故障自診斷系統(tǒng)就能進(jìn)一步對(duì)此問題進(jìn)行相應(yīng)的解決，并且其會(huì)自動(dòng)使用相應(yīng)的安全措施，保證問題得到相應(yīng)的抑制，保證汽車能夠平穩(wěn)地行駛。

第三，故障自診斷系統(tǒng)如果判斷出其電控體統(tǒng)有故障出現(xiàn)的時(shí)候，就會(huì)對(duì)改善其故障的相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的管理，保證汽車能夠平穩(wěn)地運(yùn)行，促使司機(jī)能夠?qū)⑵溟_到相應(yīng)的維修站點(diǎn)。

4 自診斷系統(tǒng)在汽車維修中的應(yīng)用

4.1 汽車故障案例分析

有些汽車?yán)鋯?dòng)困難，形成汽車故障。車主反映近來該車常出現(xiàn)冷車不易啟動(dòng)，每天早上需要啟動(dòng)多次才能著車，而以前沒有這種現(xiàn)象；熱車時(shí)啟動(dòng)正常。出現(xiàn)該故障現(xiàn)象后，車主在郊縣的幾個(gè)修理廠進(jìn)行過檢修，更換了點(diǎn)火線圈、缸線、火花塞、發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元（電腦）、水溫傳感器，但故障依舊。根據(jù)此案例，我們可以對(duì)其進(jìn)行以下三方面的分析：

4.1.1 故障代碼讀取。故障代碼是指專門用于表示汽車發(fā)動(dòng)機(jī)故障類型和故障位置的信息，其實(shí)質(zhì)是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)自診斷系統(tǒng)對(duì)檢測(cè)故障點(diǎn)進(jìn)行分析后記錄下來的相應(yīng)數(shù)字編碼或字母編碼。由于汽車車型眾多且出廠年代、制造商也各不相同，在這樣的背景下，發(fā)動(dòng)機(jī)故障代碼也具有不同的含義，故障代碼一般由電控系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)人員根據(jù)不同標(biāo)準(zhǔn)在設(shè)計(jì)微機(jī)控制單元程序時(shí)預(yù)先設(shè)定。一般情況下，維修人員會(huì)利用ECU檢測(cè)儀讀取故障代碼，少數(shù)情況下會(huì)利用人工方法讀取故障代碼。

4.1.2 數(shù)據(jù)傳輸顯示。一般情況下，汽車電控單元檢測(cè)儀與故障診斷系統(tǒng)的插座連接在一起，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，自診斷系統(tǒng)就會(huì)以數(shù)據(jù)表和串行輸出方式主動(dòng)將電控單元內(nèi)部的分析計(jì)算結(jié)果、故障控制參數(shù)和控制模式等數(shù)值全部顯示在檢測(cè)儀顯示屏上。

4.1.3 監(jiān)控執(zhí)行器。當(dāng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)處于熄火狀態(tài)或在正常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，運(yùn)用電控單元檢測(cè)儀，自診斷系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)各執(zhí)行器發(fā)出強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)或強(qiáng)制停止指令的控制，以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)執(zhí)行器的工作情況，再進(jìn)一步分析判斷該執(zhí)行器及其控制電路是否存在故障問題。

4.2 自診斷系統(tǒng)中故障參數(shù)記錄的功能

其不僅能夠?qū)Ξa(chǎn)生的問題進(jìn)行進(jìn)一步綜合性的分析，還能夠進(jìn)一步對(duì)問題分析的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的管理和分析。故障自診斷系統(tǒng)能夠?qū)Ξa(chǎn)生的問題和其在一定時(shí)間段內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的記錄。

4.3 自診斷系統(tǒng)中故障定位的功能

其不僅能發(fā)現(xiàn)電控系統(tǒng)中的故障元件，并且將其故障進(jìn)行相應(yīng)的定位，進(jìn)一步節(jié)約了維修工作人員的時(shí)間成本和工作負(fù)擔(dān)。

4.4 自診斷系統(tǒng)中故障預(yù)警功能

其不僅能夠進(jìn)一步提升整個(gè)汽車在行駛過程中的安全性能，要以相關(guān)的必要數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，將各種現(xiàn)代化的數(shù)據(jù)處理技術(shù)對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的處理，保證故障自診斷系統(tǒng)將相應(yīng)的故障能夠進(jìn)行預(yù)測(cè)，并且保證汽車在維修過程中不會(huì)產(chǎn)生盲目維修的現(xiàn)象，保證相應(yīng)的駕駛員能夠?qū)Ξa(chǎn)生的故障進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)防。

4.5 汽車故障自診斷系統(tǒng)中的參數(shù)替代功能

其能夠進(jìn)一步提升汽車的整體性能，不會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生一定的破壞。在整個(gè)汽車運(yùn)行的過程中，如果其電控系統(tǒng)中相應(yīng)的傳感器由故障產(chǎn)生，就要使用替代參數(shù)對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的改善，保證汽車能夠正常行駛，這種替代的參數(shù)可以從相應(yīng)的存儲(chǔ)器中進(jìn)行相應(yīng)的獲取，也可以從其他傳感器中進(jìn)行相應(yīng)的處理并且使用。

現(xiàn)在，汽車故障的自診斷系統(tǒng)還停留在發(fā)動(dòng)機(jī)的電子控制系統(tǒng)，大多數(shù)的故障代碼都和相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)排放相聯(lián)系，可是對(duì)汽車的車身以及底盤等地方的故障代碼還要進(jìn)行進(jìn)一步的統(tǒng)一和完善。在以后的發(fā)展過程中，汽車故障自診斷系統(tǒng)會(huì)應(yīng)用到汽車中的每一個(gè)系統(tǒng)，相應(yīng)的故障代碼也會(huì)得到進(jìn)一步的完善。

5 汽車故障診斷技術(shù)展望

5.1 實(shí)現(xiàn)汽車診斷技術(shù)的規(guī)范化

我國(guó)在汽車檢測(cè)診斷技術(shù)發(fā)展過程中，普遍存在“重硬偏軟”的問題，熱衷于引進(jìn)和推廣先進(jìn)設(shè)備，但對(duì)難度大、投入多、社會(huì)效益明顯的診斷方法和限值標(biāo)準(zhǔn)等基礎(chǔ)理論與技術(shù)不夠重視。要促進(jìn)我國(guó)汽車診斷技術(shù)的發(fā)展，必須加強(qiáng)基礎(chǔ)研究，完善硬件與軟件相配套的工作，制定定量的檢測(cè)與診斷標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范統(tǒng)一全國(guó)各地的檢測(cè)與診斷標(biāo)準(zhǔn)和操作技術(shù)。

5.2 提高汽車診斷設(shè)備的智能化水平

汽車診斷設(shè)備向多功能綜合式和自動(dòng)化方向發(fā)展，測(cè)試儀器向小型化、輕量化、非接觸化和智能化方向發(fā)展。同時(shí)，隨著技術(shù)進(jìn)步，將進(jìn)一步提高診斷設(shè)備的智能化水平，增加診斷項(xiàng)目，擴(kuò)大診斷范圍，提高診斷結(jié)果的可靠性。隨著新技術(shù)的發(fā)展和新產(chǎn)品的開發(fā)，全智能化的汽車診斷設(shè)備必將成為對(duì)汽車故障診斷和維修領(lǐng)域的主流。

5.3 故障診斷網(wǎng)絡(luò)化

人們能從網(wǎng)絡(luò)中獲得各種汽車診斷技術(shù)的最新信息，實(shí)現(xiàn)與全球各地的汽車廠商、汽車診斷專家的互動(dòng)聯(lián)系和技術(shù)交流，從而獲得需求的汽車故障診斷的信息，隨時(shí)得到“汽車故障診斷專家系統(tǒng)”的指導(dǎo)，將汽車故障診斷遠(yuǎn)程化，實(shí)現(xiàn)在家修車的理想。利用信息高速公路，可將全國(guó)的汽車檢測(cè)站連成一個(gè)廣域網(wǎng)，使交通管理部門隨時(shí)掌握車輛信息。

5.4 汽車故障預(yù)測(cè)

汽車的壽命預(yù)測(cè)和故障預(yù)報(bào)是當(dāng)前及今后較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)汽車故障診斷技術(shù)的一個(gè)重要研究方向。通過對(duì)診斷對(duì)象的壽命預(yù)測(cè)和故障預(yù)報(bào)，預(yù)先獲知其未來的運(yùn)行趨勢(shì)和技術(shù)狀況，得出其剩余的無故障工作壽命，可以預(yù)防或降低由于設(shè)備故障導(dǎo)致的危害性事故，把損失降低到最小。

6 結(jié)語

綜上所述，本文通過對(duì)汽車維修中故障自診斷系統(tǒng)的工作原理以及其相應(yīng)應(yīng)用的研究，以及對(duì)整個(gè)汽車故障自診斷系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)的分析，能夠保證相關(guān)的汽車維修人員對(duì)汽車維修有進(jìn)一步的了解，并且能夠?qū)ζ涔ぷ髁窟M(jìn)行相應(yīng)減少，為司機(jī)提供了更多的便捷，還能進(jìn)一步提升汽車維修工作的效率。

參考文獻(xiàn)

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[2] 趙俊杰.基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的汽車故障診斷方法研究[D].杭州電子科技大學(xué)，2011.

作者簡(jiǎn)介：溫曉娟（1980-），女，山西壽陽人，杭州汽車高級(jí)技工學(xué)校講師，研究方向：汽車維修工程教育。

（責(zé)任編輯：陳 潔）