現(xiàn)代汽車綜合診斷技術(shù)及運(yùn)用(第一部分)

綜合診斷技術(shù)


      診斷是指對(duì)某個(gè)或某幾個(gè)故障癥狀通過一定手段的檢測從而做出正確判斷的過程。而綜合診斷技術(shù)則是指對(duì)復(fù)雜的故障癥狀，利用一切可能的和必要的檢測手段進(jìn)行檢測，并通過對(duì)其檢測的結(jié)果(包括各種數(shù)據(jù)參數(shù))進(jìn)行由此及彼，由表及里，由淺人深，去偽存真的認(rèn)真分析，從而得出盡可能符合實(shí)際的判斷并在進(jìn)一步的拆解和修理中不斷驗(yàn)證和修正原判斷直至真正排除故障的全過程。通常包括下述幾個(gè)部分(這里主要講的是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的診斷，但其內(nèi)涵和原理同樣適用其他控制系統(tǒng)。)：
      (1) 故障碼分析；
      (2) 數(shù)據(jù)分析(含波形分析)；
      (3) 點(diǎn)火分析(含波形分析)；
      (4) 尾氣分析(含波形分析)；
      (5) 壓力和真空分析(含波形分析)。
      這是由于近十幾年汽車電子技術(shù)的飛速發(fā)展，使得修理工作發(fā)生了極大的變化，已不可能再像以前那樣僅靠看、聽、摸及經(jīng)驗(yàn)即可完成修理作業(yè)。面對(duì)曰益復(fù)雜的故障，我們必須掌握一定的理論基礎(chǔ)，依靠相應(yīng)的檢測儀器和檢測手段，根據(jù)詳盡的技術(shù)資料(各種技術(shù)數(shù)據(jù)和電路圖等)，加上人的正確思維判斷才可能正確地完成修理作業(yè)。
      對(duì)汽車故障的診斷和修理其實(shí)從汽車誕生時(shí)也就同時(shí)產(chǎn)生了，并且伴隨著汽車的發(fā)展，診斷方式、診斷手段以及用于診斷的儀器設(shè)備也在不斷發(fā)展。特別是從20世紀(jì)70年代后期，由于世界各國控制排放污染物法規(guī)的曰益嚴(yán)格和對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性要求的不斷提高，加上電子技術(shù)的發(fā)展和在汽車上的大量應(yīng)用，使診斷方式、診斷手段以及用于診斷的儀器設(shè)備發(fā)生了根本性的變化。而且由于控制技術(shù)向綜合性和集成化的發(fā)展(如為使各控制系統(tǒng)能夠共享某些信號(hào)數(shù)據(jù)，有些廠家采用加大集成化，像將發(fā)動(dòng)機(jī)控制與自動(dòng)變速器控制做成一體，即PCM，有些廠家則采用CAN系統(tǒng)即計(jì)算機(jī)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，凡與此CAN相接的控制系統(tǒng)均可共享其間的信號(hào)數(shù)據(jù)，從而提高了控制速度和可靠性，同時(shí)也大大減少了使用的線路和器件)，使得診斷方式和內(nèi)容也曰益向綜合性發(fā)展。
      在最早期的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中，用于發(fā)動(dòng)機(jī)控制的計(jì)算機(jī)(或稱電腦)只能對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行進(jìn)行較為簡單的控制，而且也沒有自我檢測的能力。當(dāng)然也不可能向維修人員提供任何有益的提示，維修人員只能依靠萬用表對(duì)電腦接口各線路的電壓、電阻或電流進(jìn)行測試，再將測試的結(jié)果與設(shè)定值進(jìn)行比較，從而做出判斷。這無疑給維修帶來了許多困難。因此再開發(fā)的控制電腦增加了簡單的自我檢測的功能，即在控制發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的同時(shí)，檢測各個(gè)輸入和輸出信號(hào)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)在標(biāo)定時(shí)所設(shè)定的故障現(xiàn)象，如開路、斷路、電位的變化不正確或某些信號(hào)不合理時(shí)，將設(shè)定相應(yīng)的故障碼(即以一定的代碼表示相應(yīng)的信號(hào)故障)。在某些車型上同時(shí)還會(huì)點(diǎn)亮故障指示燈，以提示駕駛?cè)藛T控制系統(tǒng)檢查到故障，應(yīng)盡快進(jìn)廠維修(但有些車型沒有故障指示燈)。在對(duì)這些車型進(jìn)行維修時(shí)，檢測人員可利用相應(yīng)儀器或一定觸發(fā)方式讀取電腦所存儲(chǔ)的故障碼，從而為維修作業(yè)提供了進(jìn)一步檢查的方向。但由于此時(shí)的電腦也只能向維修人員提供故障碼，因此在其后開發(fā)的電腦除了上述功能外逐漸采用了數(shù)據(jù)流概念。即利用儀器可從該數(shù)據(jù)流中讀取故障碼、運(yùn)行的數(shù)據(jù)參數(shù)和執(zhí)行雙向指令(即通過儀器可向控制系統(tǒng)發(fā)出指令，驅(qū)動(dòng)某些器件工作以便動(dòng)態(tài)地檢查這些器件，如噴油器和電磁閥的好壞以及向電腦寫入某些控制所需的設(shè)定值)。以上這幾代系統(tǒng)被統(tǒng)稱為OBD—I系統(tǒng)。
      在1994至1995年，美國汽車工程師協(xié)會(huì)(SAE)為進(jìn)一步推行更加嚴(yán)格的排放法規(guī)和加強(qiáng)I／M(檢查／維護(hù))制度，要求從1996年起，所有在美國生產(chǎn)的汽車和所有進(jìn)口到美國的其他各國生產(chǎn)的汽車均需采用OBD—Ⅱ系統(tǒng)。這就是我們所說的第2代隨車診斷系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，SAE對(duì)診斷口的位置、診斷口的樣式和插腳、故障碼的編排和分類以及7個(gè)診斷模式做了詳細(xì)的規(guī)定。該系統(tǒng)目前已被世界上絕大多數(shù)汽車生產(chǎn)廠家所采用。

在OBD—Ⅱ系統(tǒng)中除了OBD—I的功能以外，還添加了如下功能：
      (1) 添加故障燈MIL的閃動(dòng)故障碼功能(在OBD—I中有些車無此功能)。
      (2) 不僅監(jiān)測控制功能和器件是否損壞，而且還要監(jiān)測與排放值相關(guān)的數(shù)據(jù)值。
      (3) 被稱為“凍結(jié)幀”的功能，指可存儲(chǔ)故障發(fā)生時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。
      (4) 故障存儲(chǔ)器的內(nèi)容可借助診斷檢測儀器讀出以取代閃動(dòng)故障碼。
      OBD—Ⅱ系統(tǒng)按下述標(biāo)準(zhǔn)定義：
      (1) SAE J l850或IS09142—2有關(guān)通訊內(nèi)容。
      (2) SAE J l962有關(guān)診斷接頭。
      該診斷接頭通常安裝在儀表臺(tái)下，轉(zhuǎn)向柱和汽車中心線之間。接頭有16針，分配如下：
      7和15針是數(shù)據(jù)傳輸，符合DIN IS09141—2；
      2和10針是數(shù)據(jù)傳輸，符合SAE J 1962；
      1、3、6、8、9、11～14針未做規(guī)定，廠家可自定義；
      4針是車身地線；
      5針是信號(hào)地線；
      16針是蓄電池正極。
      注：2和10，7和15規(guī)定傳輸與排放相關(guān)的控制單元信息。但有些廠家也將其他控制系統(tǒng)的K或L線也連接在這些針上(當(dāng)然也有連接在其他針的，如1、6、8、9、13等)。
      (3) SAE J l978有關(guān)檢測儀器(OBD—Ⅱ的掃描工具)。 
      (4) SAE J l979通訊協(xié)議內(nèi)容(模式1至模式7)。
      在SAE J 1979標(biāo)準(zhǔn)中分別規(guī)定了每個(gè)診斷模式的運(yùn)行和數(shù)據(jù)格式，共有7個(gè)：
　　模式1  從系統(tǒng)中讀取診斷數(shù)據(jù)，包括：
      　　•模擬輸入和輸出信號(hào)(如某些特殊信號(hào))；
      　　•數(shù)字輸入和輸出信號(hào)(如怠速開關(guān))；
      　　•系統(tǒng)狀況的信息(如變速器類型、是否裝有空調(diào)等)；
      　　•計(jì)算結(jié)果(如噴油脈沖寬度)。
　　模式2  讀出故障發(fā)生時(shí)的狀態(tài)(凍結(jié)幀)，如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速=850r／min，油溫=83℃等。包括：
      　　•模擬輸入和輸出信號(hào)；
      　　•數(shù)字輸入和輸出信號(hào)；
      　　•系統(tǒng)狀況的信息；
      　　•計(jì)算結(jié)果。
　　模式3  讀取故障存儲(chǔ)信息。
      　　在模式3，僅讀取與尾氣排放有關(guān)的并已被確定的(硬)故障碼。
　　模式4  清除存儲(chǔ)的故障碼和重新設(shè)定伴隨的信息。
　　模式5  顯示檢測值和該輸入傳感器的極限。
　　模式6  顯示未被連續(xù)監(jiān)測的系統(tǒng)的測量值。
　　模式7  讀取存儲(chǔ)的故障碼。
　　　　在模式7，可讀取偶然發(fā)生的，尚未確定的(軟)故障碼。
      (5) SAE J l930標(biāo)準(zhǔn)化的器件和系統(tǒng)名稱。
      (6) SAE J 2012對(duì)故障碼的顯示文本結(jié)構(gòu)和格式。
      故障碼包括5位數(shù)字，如P0283。每一位含義見表1。
   
      OBD—Ⅱ系統(tǒng)規(guī)定要連續(xù)監(jiān)測下述器件：
      (1) 燃燒狀態(tài)；
      (2) 催化轉(zhuǎn)化器；
      (3) 氧傳感器；
      (4) 二次空氣系統(tǒng)；
      (5) 燃油蒸發(fā)系統(tǒng)；
      (6) 廢氣再循環(huán)系統(tǒng)(EGR)。 
      上述系統(tǒng)的器件若出現(xiàn)故障，故障燈必須點(diǎn)亮。