現(xiàn)代汽車綜合診斷技術(shù)及運用(第一部分)

綜合診斷技術(shù)


      診斷是指對某個或某幾個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)則是指對復(fù)雜的故障癥狀，利用一切可能的和必要的檢測手段進行檢測，并通過對其檢測的結(jié)果(包括各種數(shù)據(jù)參數(shù))進行由此及彼，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際的判斷并在進一步的拆解和修理中不斷驗證和修正原判斷直至真正排除故障的全過程。通常包括下述幾個部分(這里主要講的是對發(fā)動機系統(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)驗即可完成修理作業(yè)。面對曰益復(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)。
      對汽車故障的診斷和修理其實從汽車誕生時也就同時產(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)格和對燃油經(jīng)濟性要求的不斷提高，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)能夠共享某些信號數(shù)據(jù)，有些廠家采用加大集成化，像將發(fā)動機控制與自動變速器控制做成一體，即PCM，有些廠家則采用CAN系統(tǒng)即計算機區(qū)域網(wǎng)絡(luò)平臺，凡與此CAN相接的控制系統(tǒng)均可共享其間的信號數(shù)據(jù)，從而提高了控制速度和可靠性，同時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)動機控制系統(tǒng)中，用于發(fā)動機控制的計算機(或稱電腦)只能對發(fā)動機的運行進行較為簡單的控制，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電腦接口各線路的電壓、電阻或電流進行測試，再將測試的結(jié)果與設(shè)定值進行比較，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)動機運行的同時，檢測各個輸入和輸出信號，當(dāng)發(fā)現(xiàn)在標(biāo)定時所設(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不合理時，將設(shè)定相應(yīng)的故障碼(即以一定的代碼表示相應(yīng)的信號故障)。在某些車型上同時還會點亮故障指示燈，以提示駕駛?cè)藛T控制系統(tǒng)檢查到故障，應(yīng)盡快進廠維修(但有些車型沒有故障指示燈)。在對這些車型進行維修時，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的故障碼，從而為維修作業(yè)提供了進一步檢查的方向。但由于此時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)動某些器件工作以便動態(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(SAE)為進一步推行更加嚴(yán)格的排放法規(guī)和加強I／M(檢查／維護)制度，要求從1996年起，所有在美國生產(chǎn)的汽車和所有進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，指可存儲故障發(fā)生時的運轉(zhuǎn)狀態(tài)。
      (4) 故障存儲器的內(nèi)容可借助診斷檢測儀器讀出以取代閃動故障碼。
      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)定了每個診斷模式的運行和數(shù)據(jù)格式，共有7個：
　　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(如某些特殊信號)；
      　　•數(shù)字輸入和輸出信號(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)；
      　　•計算結(jié)果(如噴油脈沖寬度)。
　　模式2  讀出故障發(fā)生時的狀態(tài)(凍結(jié)幀)，如發(fā)動機轉(zhuǎn)速=850r／min，油溫=83℃等。包括：
      　　•模擬輸入和輸出信號；
      　　•數(shù)字輸入和輸出信號；
      　　•系統(tǒng)狀況的信息；
      　　•計算結(jié)果。
　　模式3  讀取故障存儲信息。
      　　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，故障燈必須點亮。