蔣明俠　童敏敏

摘 要：汽車控制技術(shù)的高速發(fā)展，給駕駛員帶來了無限的便利和樂趣。智能化操控平臺(tái)、優(yōu)越的駕駛環(huán)境、舒適的體驗(yàn)效果。同時(shí)也給汽車檢測與維修提出了更大的挑戰(zhàn)。本文通過介紹汽車電控技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，分析闡述了目前國內(nèi)主流的汽車電控系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、故障檢測與診斷方法。

關(guān)鍵詞：電控系統(tǒng)；故障檢測；診斷方法；存儲(chǔ)；維修資料

中圖分類號：U464 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

汽車電器系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)智能化控制，CAN總線技術(shù)已廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外的車型，各種先進(jìn)的功能與部件油然而生。汽車構(gòu)造也比以往復(fù)雜了許多，導(dǎo)致了故障點(diǎn)數(shù)量逐步增多，而檢測與診斷需要用到的信息量也大大增加。怎樣能夠快速處理錯(cuò)綜復(fù)雜的故障，并且能夠綜合利用各種檢測診斷技術(shù)，是今后一段時(shí)期汽車電控系統(tǒng)檢測與診斷中的繼續(xù)解決的難點(diǎn)。

一、汽車電控技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和電氣結(jié)構(gòu)

隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)的高速發(fā)展，汽車電子控制成為汽車發(fā)展的主要趨勢之一。近30年來的事實(shí)證明，汽車上各組成系統(tǒng)及零、部件產(chǎn)品所取得的重大成就和技術(shù)性能的改進(jìn)，幾乎都是應(yīng)用電控技術(shù)的結(jié)果。傳統(tǒng)的汽車電路主要采用點(diǎn)對點(diǎn)的布線方式。此布線方式使得整車線束雜且多，安裝空間緊缺，故障維修難度增大。加上大量電子控制單元的引入，使得數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量龐大。傳統(tǒng)的線束連接方式已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足車內(nèi)外大量信息交換及共享的需要，現(xiàn)階段市場上各主流品牌的汽車多數(shù)采用CAN總線網(wǎng)絡(luò)和LIN總線網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合來進(jìn)行電子信號的傳輸、邏輯判斷和功能命令執(zhí)行。CAN總線網(wǎng)絡(luò)（Controller Area Network的縮寫，控制器局域網(wǎng)絡(luò)）的簡稱，是德國BOSCH公司開發(fā)的一種數(shù)據(jù)通信協(xié)議，它是一種多主總線，通信介質(zhì)為雙絞線、同軸電纜或光導(dǎo)纖維，能容納多個(gè)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)、通信速率高達(dá)1Mbit/s、抗電磁干擾能力強(qiáng)。主要用于汽車上的發(fā)動(dòng)機(jī)ECU、制動(dòng)ABS、轉(zhuǎn)向EPS等功能控制。LIN（Local Interconnect Network）是一種低成本的串行通訊網(wǎng)絡(luò)，用于實(shí)現(xiàn)汽車中的分布式電子系統(tǒng)控制。傳輸速率最高可達(dá)20Kbit/s。LIN主要是為CAN總線）提供輔助功能，在不需要CAN總線的帶寬和多功能的場合，比如電動(dòng)車窗、車燈照明、空調(diào)控制、雨刮等通常使用LIN總線，這樣可大大節(jié)省成本。汽車上的CAN網(wǎng)絡(luò)和LIN網(wǎng)絡(luò)主要功能應(yīng)用和框架關(guān)系大致如圖1所示。

汽車的電氣結(jié)構(gòu)主要是指全車的線束將各個(gè)傳感器元件、邏輯運(yùn)算處理單元和執(zhí)行元件連接起來，實(shí)現(xiàn)功能控制。像車上的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、制動(dòng)防抱死系統(tǒng)，燈光照明等多個(gè)系統(tǒng)分別擁有各自的邏輯運(yùn)算處理單元，完成各自功能，屬于并列關(guān)系，同時(shí)有的還要把一些參數(shù)信號放到CAN＼LIN通訊線上由其他模塊進(jìn)行采納讀取。由于有很多根線束需要連接，所以一般把分布位置距離近的線束包扎到一塊，做成線束總成，如發(fā)動(dòng)機(jī)線束總成、前部線束總成、儀表線束總成、底盤線束總成、門線束總成等。各個(gè)位置的線束總成又通過接插件互相聯(lián)接起來形成一個(gè)整車電路。如圖2寶駿730車型的前部線束總成，它分布在車體的前部發(fā)動(dòng)機(jī)艙位置，連接了前照燈、保險(xiǎn)盒、雨刮器、ABS模塊、前輪輪速傳感器、離合踏板位置傳感器、油門踏板位置傳感器等終端電氣件；而發(fā)動(dòng)機(jī)線束總成則連接了發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊ECU、節(jié)氣門開度傳感器、點(diǎn)火線圈、凸輪軸位置傳感器、氧傳感器終端電氣件，它們之間留有一個(gè)插頭互相連接，使得兩個(gè)總成線束之間的CAN通訊、LIN通訊數(shù)據(jù)得以傳輸實(shí)現(xiàn)。其他部位的總成線束亦然。線束總成按車輛部位分段是因?yàn)槠嚿a(chǎn)組裝工藝要求，維修人員需要了解整車線束的大致結(jié)構(gòu)才能進(jìn)一步分析判斷問題。

二、汽車電控系統(tǒng)檢測數(shù)據(jù)的采集與存儲(chǔ)

汽車電控系統(tǒng)檢測數(shù)據(jù)主要來源于汽車電控傳感器，通過傳感器將模擬信號傳輸至ECU電控單元中。而電控單元也具有自診斷等功能，通過代碼的形式將其存儲(chǔ)在各個(gè)單元存儲(chǔ)器中。存儲(chǔ)在ECU中的數(shù)據(jù)可以被直接導(dǎo)入PC電腦中，也可導(dǎo)入故障診斷儀中進(jìn)行分析，亦可通過故障診斷儀、網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)將故障現(xiàn)象打印出來進(jìn)行直觀分析，見圖3。

三、汽車電氣維修資料的準(zhǔn)備

汽車上的電子功能應(yīng)用越多，電氣元件和電路就越復(fù)查，對維修人員的知識和能力要求也就越高，現(xiàn)階段各大汽車廠商市場競爭激烈，新車型、新配置層出不窮，各廠家之間的汽車零件參數(shù)各自定義、技術(shù)保密。使得維修者原來已掌握的電氣知識很快就會(huì)變得陳舊，不適應(yīng)新的業(yè)務(wù)范圍。因此，每一個(gè)維修人員應(yīng)該保持持續(xù)學(xué)習(xí)的態(tài)度，不斷更新自己的知識積累。筆者認(rèn)為作為維修者應(yīng)至少致力于儲(chǔ)備以下幾種電氣資料和知識能力。

1 電路圖冊，看懂電路圖

電路圖冊里面一般含有線束的定義、接插件端子的定義、搭鐵點(diǎn)的分布、電路圖等。每個(gè)車型的電路圖冊都會(huì)不一樣，但大同小異。如圖4，讀者通過外后視鏡接插件端子圖的定義我們可以知道1號針腳控制上下調(diào)節(jié)信號、線束總成里面的黃色線負(fù)責(zé)傳輸該信號。而通過圖5的電路圖，我們可以知道倒車燈亮的工作原理，當(dāng)駕駛員掛倒檔時(shí)，倒檔感應(yīng)開關(guān)閉合，電訊號經(jīng)線束傳遞到車身控制模塊BCM，BCM接到信號后輸出控制信號使倒車燈的點(diǎn)亮。這些電氣信息一般都在各廠家發(fā)布的電路圖冊里，維修人員通過它才能了解車輛的電氣控制原理，找出電氣故障原因，在維修中少走很多彎路。

2 掌握如何用試燈、萬用表、診斷儀等工具對電路進(jìn)行檢測的能力

汽車電氣線路的斷路、短路，電氣元件的電阻等主要靠試燈和萬用表的測試判斷。診斷儀則主要用于診斷發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊、ABS控制模塊等具有邏輯判斷功能的模塊其內(nèi)部存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)信息，通過檢測分析這些信息異常來判斷故障原因，這些是經(jīng)常要使用到的技能和手段。

3 維修手冊

維修手冊里面含有整車電氣功能的介紹；電氣元件的類型和工作原理介紹；零件的安裝位置和拆卸、安裝步驟；并且對診斷儀診斷出來的故障代碼有詳細(xì)的漢語釋義，提供了產(chǎn)生該故障代碼一些可能的原因因素和維修策略。這些對維修者有很大幫助和指引。

四、汽車電控系統(tǒng)故障診斷的方法

根據(jù)車載網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成和布置形式，汽車電氣故障檢測維修主要從檢查線路導(dǎo)通性、檢查傳感器元件和執(zhí)行元件、檢查各智能控制模塊數(shù)據(jù)三方面入手分析解決問題。故障診斷有許多種方法，常用的診斷方法有直觀診斷法、測試電流＼電阻＼電壓法、故障碼診斷法等。根據(jù)故障的不同，這些方法可以單獨(dú)使用，也可以組合起來使用。

1 直觀診斷法

通過問、看、聽、摸、聞、試等內(nèi)容的直觀診斷，初步了解故障現(xiàn)象的特點(diǎn)，為進(jìn)一步故障診斷提供的方向和初步的故障部位依據(jù)。

（1）問。問是通過對用戶的詢問了解汽車故障癥狀的過程，內(nèi)容通常包括故障癥狀特征、故障發(fā)生的時(shí)間、頻次、怠速還是行駛、冷車還是熱車、直行還是轉(zhuǎn)彎、車速高低、載荷、氣候條件、道路情況等。另外還要了解汽車上次維護(hù)或修理的時(shí)間、內(nèi)容。（2）看。直接觀察了解故障車輛的型號以及外部零件是否正常。（a）查看故障車輛的品牌、型號、年款，確定其電控系統(tǒng)的類型。（b）查看部件有無丟失或明顯損壞，特別是懷疑有故障系統(tǒng)的傳感器和執(zhí)行器部件。（c）查看線束和插接器有無明顯損壞，插接器連接是否正常、可靠。（d）查看真空軟管是否丟失、破損、插接是否可靠，是否插接錯(cuò)誤。（e）打開空氣濾清器，檢查濾芯是否過贓，必要時(shí)更換。（3）聽。是指聽被檢測系統(tǒng)工作的聲音，例如聽發(fā)動(dòng)機(jī)有無爆燃、有無敲缸、有無失速、有無進(jìn)氣管回火或排氣管放炮，空調(diào)壓縮機(jī)有無異響、揚(yáng)聲器有無異響等。（4）摸。用手摸部件，判斷是否過熱；或者用手摸繼電器，感知其振動(dòng)判斷繼電器是否工作等。（5）聞。通過嗅覺感知是否有因過熱而產(chǎn)生的焦糊味，或者有漏油的汽油味，或者燃燒不正常的廢氣異味等。（6）試。按照故障發(fā)生的條件，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)或者駕駛車輛行駛，以便進(jìn)一步確認(rèn)故障。

2 測試電流＼電阻＼電壓法

電器工作時(shí)都會(huì)有電流通過，汽車末端用電設(shè)備也一般都是有一定電阻，當(dāng)設(shè)備或者通電線路出現(xiàn)故障時(shí)，可能會(huì)是斷路、短路，此時(shí)的電流和電壓也會(huì)異常。通過測試電流、電阻、電壓是否異?？梢詭椭袛鄦栴}原因。

測試電流是否導(dǎo)通的方法：（1）跨接線法：用跨接線連接要檢查的某一段電路或插頭，可以檢查電路是導(dǎo)通。（2）試燈法：在用電器的前端并聯(lián)接上試燈，可以檢查判斷某一段電路的通/斷。（3）測試電阻＼電壓法：每一個(gè)汽車電氣元件均有一定電阻值，通過維修資料了解電阻值是多少或者先測量其他正常車輛的相同的電氣元件電阻值是多少，再對比兩者阻值有無差異來判斷故障原因。在汽車電路中，線束被刺破或者折斷，往往引起斷路/斷路，此時(shí)通過測量電路電阻是否無窮大、電壓是否是電源電壓可以判斷出原因。

3 故障碼診斷法

所謂故障碼診斷法，就是由自診斷系統(tǒng)存儲(chǔ)在ECU的故障碼，確定故障具體部位的方法。應(yīng)用故障碼診斷法診斷故障時(shí)，首先要從ECU存儲(chǔ)器內(nèi)讀取故障碼，然后根據(jù)故障碼的含義，進(jìn)一步確定故障的具體位置并排除故障，排除故障后再將ECU存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)的故障碼清除。

（1）讀取故障碼。一般使用通用診斷儀或?qū)Ｓ迷\斷儀讀取故障碼。用通信線將診斷儀器連接到車輛上的診斷接口，進(jìn)入操作界面，點(diǎn)擊“診斷”即可。儀器讀取故障碼不僅可以顯示故障碼，還能顯示故障碼的含義。此外，使用診斷儀還可以讀取凍結(jié)幀數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)流等，為故障診斷分析提供有效的信息。（2）確定故障的具體部位、排除故障。故障碼只能指示故障的現(xiàn)象或者大致范圍，不能指示故障的具體部位或者具體原因。因此，當(dāng)讀取到故障碼以后，很重要的工作是確定故障的具體部位。例如，OBD-Ⅱ故障碼P0120的含義是“節(jié)氣門位置傳感器信號不良”，說明ECU沒有接收到正常的節(jié)氣門位置傳感器信號，該故障的具體部位可能是節(jié)氣門位置傳感器本身有故障，也可能是節(jié)氣門位置傳感器與ECU之間的電氣線路有故障，或者是ECU沒有為節(jié)氣門位置傳感器提供正常的參考電壓和搭鐵，因此，需要使用萬用表、示波器等檢測工具，檢測節(jié)氣門位置傳感器、線路，確定故障的具體部位，才可能排除故障。（3）清除故障碼。故障排除后，應(yīng)清除故障碼。清除故障碼的方法有兩種，一種是人工清除，另一種是用儀器清除。人工清除故障碼的方法通常是斷開被檢測系統(tǒng)的ECU的常電源，這樣ECU隨機(jī)存儲(chǔ)器就會(huì)斷電而清除故障碼。具體方法是將需要清除故障碼的ECU的常電源電路的熔斷器拔下10s鐘以上。將蓄電池搭鐵線拆下10s鐘以上，也可以清除故障碼，但這種方式也同時(shí)將其他系統(tǒng)的記憶清除，因此不建議使用這種方式。使用診斷儀清除故障碼的方法，簡單、安全，推薦使用以下主要以“五菱宏光車”一故障為例，簡單介紹怎么運(yùn)用故障碼診斷法排除故障。（a）故障現(xiàn)象：客戶反饋車輛在高速行駛過程中間隙性出現(xiàn)行駛無力，加速都超不過3000轉(zhuǎn)/分。市區(qū)低速行駛車輛正常。（b）故障分析：①車輛使用里程4000km，為新購車不久，可排除機(jī)械零件磨損老化的因素。②用五菱宏光X431專用診斷儀診斷發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊ECU有故障代碼：P0327爆震傳感器信號電路電壓過低，見圖8。③初步認(rèn)為爆震傳感器出現(xiàn)故障，于是更換一個(gè)新的爆震傳感器。但是再次試車，故障又出現(xiàn)了。說明問題原因并不在此。④進(jìn)一步再用五菱宏光X431專用診斷儀檢測數(shù)據(jù)流。故障車：怠速時(shí)的爆震傳感器的信號電壓為：0.82V，加速到3500轉(zhuǎn)/分的爆震傳感器信號電壓為：0.35V。正常車：怠速時(shí)的爆震傳感器的信號電壓為：0.82V，加速到 3500轉(zhuǎn)/分的爆震傳感器信號電壓為：2.12V。對比數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)兩車的爆震傳感器信號電壓在加速時(shí)（3500轉(zhuǎn)）電壓有明顯區(qū)別，一個(gè)是0.35V，一個(gè)是2.12V。⑤由于第3步已確認(rèn)不是終端元件爆震傳感器的原因，那么有可能是電路暢通性原因，查詢五菱宏光電路圖冊，爆震傳感器電子信號由傳感器插頭的1號、2號針腳和綠/白、黃/白兩根電線進(jìn)行傳輸。⑥進(jìn)一步檢查到爆震傳感器的插頭，發(fā)現(xiàn)故障車和正常車爆振傳感器插接件針腳不一樣，故障車的插頭上面電線接在了2號、3號，維修資料標(biāo)明應(yīng)接在1號針腳和2號針腳才正確。（c）維修處理措施：將爆震傳感器的插頭上的電線糾正位置，試車后故障排除。這一問題的原因在于發(fā)動(dòng)機(jī)線束總成零件的分支線束在生產(chǎn)過程中綁錯(cuò)了針腳。

結(jié)論

目前，我國汽車故障檢測和診斷手段還不夠先進(jìn)，維修人員工程知識、理論水平也不夠深入和系統(tǒng)，各車型基本的維修資料仍處于保密狀態(tài)，診斷技術(shù)還處于發(fā)展階段。但是，隨著信息技術(shù)的發(fā)展、人才培養(yǎng)、管理競爭模式的變化完善，汽車維修診斷技術(shù)將會(huì)得到進(jìn)一步提升，并朝著網(wǎng)絡(luò)化、多功能化、智能化和專家系統(tǒng)化方向發(fā)展。

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