汽车电控系统故障诊断方法与维修技术研究

　　摘要：随着科学技术的快速发展,各种高新技术手段不断涌现,并被广泛应用于各行各业,电子控制技术便在汽车智能化、科技化发展中起到了积极推动作用。基于电子控制技术的电控系统虽然大幅度提升了汽车运行效率,改善了汽车性能,提高了驾驶舒适度,但汽车电控系统易受多方面因素影响产生故障,这为汽车故障维修带来了更多困难和挑战。因此,文章结合汽车电控系统现状,对电路图、工具、维修手册等电控系统维修基础和直接观察法、测试法、故障码诊断法等故障诊断维修技术进行分析,以供参考。

　　关键词：汽车; 电控系统; 维修技术;

　　汽车电控系统是基于电子控制技术,主要由传感器、电子控制器(ECU)、驱动器、控制程序软件等构成的汽车系统,电控系统通过灵活运用电缆、无线电波进行数据传输,可实现与汽车机械系统的有机结合,从而提高汽车性能和工作效率,电控系统也逐渐成为衡量现代汽车发展水平的重要标准。但在电控技术引入汽车后,汽车构造更加复杂,当汽车电控系统发生故障后,数量繁多的用电器与错综复杂的电路均会对故障维修造成严重困扰。因此,针对汽车电控系统故障维修,汽修人员只有熟练掌握相关维修技术,并在故障诊断维修过程中对其灵活使用,才能准确发现和排除故障。

　　1 汽车电控系统

　　随着高新技术快速发展,电子技术、计算机技术、传感器技术等新兴技术手段被不断应用于汽车制造中,在电控技术推动下,汽车各系统和零部件技术性能均得到明显改进。传统汽车电路以点对点布线方式为主,但该种布线方式线束杂乱繁多,安装时需要占据大量空间,一旦发生故障,维修难度就极大,在大量引进电子控制单元后,汽车数据储存量将大幅提升,传统布线方式已无法满足当前信息量庞大的汽车内外数据交换。为解决这一问题,汽车制造企业将控制器局域网络(CAN)和局域互联网络(LIN)结合起来,并将其应用于电子信号传输、逻辑判断、功能命令执行等操作中。CAN总线网络属多主总线,可同时容纳多个数据节点,目前主要被应用于发动机控制系统、防抱死制动系统、安全气囊控制系统等功能控制中。LIN总线网络属串行通信网络,通信传输速率较慢,多为CAN总线提供辅助功能,主要被应用于电动车窗、灯光照明、空调等功能控制,如图1所示。

　　2 汽车电控系统维修基础

　　2.1 电路图册

　　电路图册内含线束定义、搭铁点分布及电路图,不同车型拥有不同的电路图册,但其内容大同小异。通过查看电路图册,汽修人员可明确各结构、各部分的功能与作用,如图2所示。汽修人员通过查看A9A外部后视镜针脚图,即可明确不同针脚所用导线、线路号码以及功能信号。熟练掌握电路图,能帮助汽修人员快速了解汽车各部分的工作原理,进而快速找出电气故障产生原因。

　　图1 CAN网络与LIN网络功能应用与关系   

　　图2 A9A外部后视镜（驾驶员侧）针脚   

　　2.2 工具

　　汽车电控系统维修过程中需要使用多种辅助工具,如万用表、汽车故障诊断仪、试灯等,能否熟练使用这些辅助工具,是汽修人员能否快速发现电控系统故障原因的关键。万用表可用于测量直流电流与电压、交流电流与电压、电阻、音频电平等,熟练掌握万用表使用方法是汽车维修技术基本技能之一;汽车故障诊断仪是现阶段相对先进的汽车故障自检仪器,汽修人员利用汽车故障诊断仪可迅速查明汽车电控系统中存在的故障,同时显示出故障部位和原因,目前的汽车故障诊断仪多被应用于发动机控制模、ABS控制模块等拥有逻辑判断功能模块的故障诊断;试灯与万用表使用方向大致相同,均用于电气线路短路与断路以及电气元件电阻故障的诊断,但相比万用表,试灯在汽车电控系统诊断中受限较少,例如,在线路虚接诊断中,试灯可直接诊断出汽车故障,而万用表却无法检测出,因此在汽车电控系统维修过程中,灵活运用试灯在电控系统诊断中更具实际意义[1]。

　　2.3 维修手册

　　同电路图册一样,每种车型均具有各自的维修手册,包括整车电气功能介绍、电气元件类型及工作原理、零件安装位置、零件拆卸与安装步骤、故障代码释义、故障因素、维修策略等一系列维修相关内容。因此,汽修人员应熟练使用维修手册,其不仅能够帮助汽修人员快速明确电气功能工作原理,同时其提出的维修建议还能帮助汽修人员在短时间内制定出最优维修策略,进而加快汽车维修进度,提高效率。

　　3 汽车电控系统故障诊断方法

　　3.1 直接观察法

　　直接观察法是通过问、看、听、摸、闻等多个步骤对电控系统故障进行直观判断,并以此获得故障现象特点,为接下来的故障诊断工作提供参考。1)问。该步骤是向汽车用户询问电控系统故障相关问题,主要包括故障发生时间、故障特征、故障发生次数、故障发生时汽车状态、故障发生时环境等,同时还需要向汽车用户询问汽车上次维修的时间与部位。2)看。结合汽车型号,直接观察汽车外部零件是否存在故障。通过明确汽车品牌、型号及年限等信息,确定汽车电控系统类型;观察汽车内部部件是否存在丢失或损坏,尤其需要对电控系统中电子控制器、传感器等重要部件进行查看;观察线束和插接器是否受损,连接是否稳固;明确真空软管状况,观察其是否出现损坏、丢失、插接不牢、插接错误等现象;观察空气滤清器并将其打开,查看滤芯是否存在较多灰尘,导致滤芯堵塞。3)听。启动汽车,通过听电控系统工作时发出的声音可发现故障。例如,听汽车启动时空调压缩机是否发出异响,如果发出异响,可能是电磁离合器出现故障,此时可查看电磁线圈是否短路。4)摸。汽车启动后,通过用手触摸部件,判断其温度是否超出正常工作的温度范围,或通过用手触摸继电器,感受继电器振动频率,以判断其是否正常工作。5)闻。通过闻汽车启动后是否出现焦糊味或废气异味,判断电控系统是否出现故障,焦糊味可能是由电线过热或用电器短路引起,一般情况下废气异味多是由燃油系统、点火系统或进气系统中零部件故障所致。直接观察法在易于察觉的电控系统故障诊断中优势明显,但相比其他诊断技术,该故障诊断方法更依赖汽修人员的个人经验[2]。

　　3.2 测试法

　　电控系统中,电器工作时均会有电流通过,汽车末端用电器通常也会拥有一定电阻,一旦用电器发生故障,就有极大可能是用电器或通电线路出现短路、断路、电流电压异常等不良现象,因此在诊断电控系统故障时,也可利用测试法对用电器和通电线路的电流、电压、电阻等进行检测,以此作为进一步故障诊断的依据。跨接线法主要被用于检查电控系统电路是否导通,检查时利用跨接线对需要检查的某段电路和插头进行准确连接,即可明确当前检测电路是否发生短路或断路;试灯法需要将试灯连接在用电器前端,连接方式选择并联,即可明确用电器或电路是否处于正常连接状态;电阻或电压测试法主要通过对电控系统中电气元件阻值进行检测,并对检测结果与电气元件正常阻值范围进行对比,如果存在较大差异,则说明电气元件已损坏[3]。

　　3.3 故障码诊断法

　　与前两种电控系统故障诊断方法相比,故障码诊断法操作更加便捷,其主要通过自诊断系统对电控系统故障进行自动诊断,并根据事先储存好的ECU故障码,准确定位故障位置[4]。利用该技术诊断故障一般需要经过三个步骤。1)故障码读取。汽修人员需要将汽车故障诊断仪连接于汽车诊断接口,进入操作界面后,仅需在操作屏上按“诊断”按钮即可开始自动诊断,诊断仪会根据电控系统具体故障显示故障码,同时将故障码释义显示出来。2)故障定位,排除故障。通常情况下,故障码只能将故障发生的大致范围显示出来,并不能直接准确定位故障位置及原因,因此汽修人员还需要根据故障码及其释义对故障具体发生位置进行确定。例如,OBD-Ⅱ诊断系统显示故障码为PO120,释义为节气门位置传感器信号不佳,该故障释义表明ECU并未接收到节气门传感器发出的信号,但传感器故障、传感器与ECU电气线路故障、ECU未提供正常参考电压和搭铁等因素均可导致该故障出现,因此,此时可使用万用表对传感器、电气线路、电压等进行逐一检测,从而确定故障准确位置,并排除故障。3)故障码清除是故障码诊断法的最后一个步骤。人工清除与诊断仪清除均可完成此步骤,人工清除时需要将电控系统ECU常电源电路熔断器断开10s以上,随后ECU随机储存器便会将故障码清除;除此之外,拆下蓄电池搭铁10s以上也可实现故障码清除,但利用这种方式清除故障码的同时,还会清除其他相关数据,因此人工清除故障码时更建议切断ECU常电源。诊断仪清除则是通过操作屏直接清除故障码,相比人工清除,诊断仪清除更加安全,操作更加便捷。

　　4 结论

　　现阶段,我国汽车电控系统诊断维修技术以直接观察法、测试法、故障码诊断法为主,但受技术水平限制、汽修人员理论水平不足等因素影响,当前的电控系统诊断与维修技术还不够先进,因此相关技术研发人员还需加强对电控系统诊断维修技术的研发,提升汽修人员职业素养,其对于促进我国汽车向智能化、科技化发展具有重要意义。

　　参考文献

　　[1]葛源慧.汽车电子控制系统单元架构的实现路径[J].微型电脑应用,2019,35(3):120-122.

　　[2] 史雪娇.电机车电控系统性能提升优化方案[J].工程机械,2020,51(2):89-91+10.

　　[3]秦涛.汽车电控发动机系统故障诊断与维修技术研究[J].南方农机,2020,51(22):136-137.

　　[4]滕文祥.机械电子诊断技术在汽车检测维修中的应用[J].制造业自动化,2019,41(7):135-138.