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1、汽车维修采用状态监测与故障诊断浅析李小华金钼股份矿冶分公司露天矿炸药厂【摘 要】现代汽车工业已经进入成熟的发展阶段，世界各大汽车制造商为进一步地争夺汽车销售市场，不断加强开发投资力度，试图以提高汽车安全性、降低能耗、改善舒适性和增加功能等来推动汽车工业向高附加值方向发展，其最重要的标志就是汽车产品的机电一体化。当大量采用电子元件及其计算机控制技术后，汽车产品的质量、安全性和排放性得到了提高。同时，当汽车出现故障时，也毫无疑问地带来了故障诊断复杂化等新问题。当涉及到汽车故障诊断问题时，除了各控制系统之间的相互联系与协调之外，对车内诊断系统和非车载诊断系统之间的相互协调也提出了更高的要求。由于近十
2、几年汽车电子技术的飞速发展，使得修理工作发生了极大的变化，已不可能再像以前那样仅靠看、听、摸及经验即可完成修理作业。面对曰益复杂的故障，我们必须掌握一定的理论基础，依靠相应的检测仪器和检测手段，根据详尽的技术资料(各种技术数据和电路图等)，加上人的正确思维判断才可能正确地完成修理作业。【关键词】 现代维修 故障 诊断【正文】一、绪论20世纪90年代是我国汽车维修业发展历程中一个剧烈的变革时期，是我国传统汽车维修技术与现代汽车维修技术的分水岭。导致这场变革的主要原因是微型计算机在汽车控制领域上的广泛应用。微机控制在汽车上的应用，彻底改变了汽车维修技术的现状，对传统汽车维修技术中故障分析的方法提出
3、了严峻的挑战，开创了全新的汽车维修理念。传统汽车维修技术是以单纯机械修理工艺为基础的手工操作技能，其技术延续的方式主要以师徒相传为主，其工艺特征主要表现为手工工具的应用，因而传统汽车维修从其本质上讲只能称为手艺，而不是技术。现代汽车维修是以综合检测维修技术为基础的诊断技术，其表现形式为“七分诊断、三分修理”。汽车诊断是应用现代化诊断设备进行科学分析的过程，已成为现代汽车维修技术中的重要环节。故障诊断使汽车维修从比较简单的体力劳动过程向较为复杂的脑力劳动过程转化。汽车维修中诊断与修理的分立使得汽车维修技术队伍形成“汽车医生”和“汽车护士”两个层面。“七分诊断”主要由汽车医生来完成，“三分修理”主
4、要由汽车护士完成。现代汽车维修技术已经发展成为以故障诊断为核心的综合检测分析技术。其技术特征主要表现为现代汽车诊断设备的应用，因而现代汽车诊断维修已经成为一门真正的故障诊断技术，它是以汽车故障学和汽车诊断学为基础、以汽车诊断设备为硬件、以汽车医生为软件的应用工程技术。二、 现代汽车诊断维修方法的特点传统汽车诊断维修技术与现代汽车诊断维修技术的根本区别在于故障分析中思维方式的不同。传统汽车诊断维修的分析方法以形象思维为特征，而现代汽车诊断维修的分析方法则以逻辑思维为特征。传统汽车维修中经验判断的成份所占比重很大。一些修理技术人员遇到上述故障时往往是按照自己的经验直接找到某一点，而不是按照步骤顺序
5、逐一检查。这样可能造成找出故障的随机性很大，诊断过程缺乏严密的科学性，因而传统汽车维修技术是应用形象思维方法而构架起来的经验体系。 如果故障发生在一台电脑控制的自动变速器上，那么诊断方法就完全不同。液力自动变速器是机电液一体化控制的复杂装置，对电子控制液力自动变速器的故障诊断必须按照严密的诊断步骤来进行，其分析方法采用了严格的逻辑思维的方式。对于由机、电、液三个部分组成的电子控制液力自动变速器的故障诊断思路，体现了由浅入深、由简到繁、由表及里、由因至果的原则。而电子控制液力自动变速器的故障诊断中，不仅体现出传统汽车维修故障诊断中形象思维与现代汽车维修故障诊断中逻辑思维的差异，同时还体现出传统汽
6、车维修故障诊断中定性分析与现代汽车维修故障诊断中定量分析的区别。这两个特征是现代汽车诊断维修技术与传统汽车诊断维修技术最本质的区别。（一）逻辑思维与形象思维手动变速器诊断步骤与电子控制液力自动变速器诊断步骤是不同的，传统汽车维修进行手动变速器修理时采用形象思维的方法查找故障，而现代汽车维修进行电子控制自动变速器修理时采用了逻辑思维的方法查找故障。前者的“形象”指的是机件间的“形位公差”关系，形象思维是基于这种关系的思维方法；而后者的“逻辑”指的是诊断步骤间的“辩证逻辑”关系，诊断步骤是依据严格的诊断思路制定的，诊断思路又是根据机、电、液三者之间的控制逻辑关系以及各部分的安装位置而确定的，因此诊
7、断步骤具有严密的科学性，它是现代汽车维修技术在电子控制液力自动变速器的故障诊断中必须遵循的正确方法。由于当前有许多汽车维修技术人员习惯于用传统汽车维修的方法去检修现代电子控制液力自动变速器，造成电子控制液力自动变速器的故障诊断与修理成为目前我国汽车维修行业的一个新的“技术难点”。这个问题是由于思维方式不同引起的技术问题，这也正好说明了思维方式对现代汽车维修技术的重要影响。在电子控制液力自动变速器故障诊断流程表中有两个关键点：一个是手动换挡试验，它是电控系统故障与机械液压系统故障的诊断分界点，通过手动换挡试验我们可以将电控系统故障与机械液压系统故障分离开；另一个是油压分析，它是机械齿轮变速系统故
8、障与液压控制系统故障的分界点，通过油压分析我们可以进一步将机械系统与液压系统的故障区分开来，通过这两个试验分析就实现了将一个整体的故障分解成几个部分故障的分离，这体现出现代汽车维修诊断技术中运用逻辑思维方法将整体问题分解成局部问题的具体步骤，它将一个复杂问题变得简单化。电子控制液力自动变速器故障诊断的流程，反映出在分析电子控制液力自动变速器故障时所必须遵循的严密的逻辑关系。（二）定性分析与定量分析现代汽车维修技术与传统汽车维修技术的另一个重要的区别在于诊断过程中的分析方法是采用定量分析还是定性分析。传统汽车维修通常采用定性分析的方法进行故障检查，这是由于早期汽车技术的科技含量较低，当发生故障时
9、只需要对故障的特征做出定性的分析就可以进行修理了。例如前面所讲的手动变速器脱挡故障，只要经过试车验证确实是发生了脱挡，就可以按照步骤进行解体检查了。在解体检查中主要的方法是通过观察机件的形位关系来分析故障点，并不需要严格的定量分析就可以找出故障发生的部位了，这就是传统汽车维修在故障诊断中的定性分析。现代汽车维修基本上采用定量分析的方法进行故障诊断。这是因为现代汽车技术的科技含量越来越高，结构也越来越复杂，特别是计算机控制技术在汽车中的应用使得汽车故障诊断的涉及范围越来越宽，汽车故障诊断已经发展成为机械、热工、电子、液压等多学科交叉应用领域。因此在进行汽车故障诊断中必须对各个不同检测项目进行严格
10、精确的定量分析才能准确发现故障点。综上所述，现代汽车维修技术与传统汽车维修技术最重要的区别就在于思维方法的不同。由于汽车技术的发展导致了汽车维修技术的变革，而这个变革表面上看仅仅是技术水准上的变化，但实质上它却是汽车维修技术的思维方式的变化。当前有许多汽车维修技术人员面对汽车新技术感到束手无策，他们更多地认为仅仅是对新技术了解不够，所以他们觉得只要学会了汽车新技术就可以解决问题了。但当他们学习了汽车新技术后发现：他们仍然无法对现代汽车所发生的故障做出准确而又令人信服的判断，他们也不知道问题出在哪里，其实这是因为思维方式不对。三、综合诊断技术对汽车故障的诊断和修理其实从汽车诞生时也就同时产生了，
11、并且伴随着汽车的发展，诊断方式、诊断手段以及用于诊断的仪器设备也在不断发展。特别是从20世纪70年代后期，由于世界各国控制排放污染物法规的日益严格和对燃油经济性要求的不断提高，加上电子技术的发展和在汽车上的大量应用，使诊断方式、诊断手段以及用于诊断的仪器设备发生了根本性的变化。而且由于控制技术向综合性和集成化的发展(如为使各控制系统能够共享某些信号数据，有些厂家采用加大集成化，像将发动机控制与自动变速器控制做成一体，即PCM，有些厂家则采用CAN系统即计算机区域网络平台，凡与此CAN相接的控制系统均可共享其间的信号数据，从而提高了控制速度和可靠性，同时也大大减少了使用的线路和器件)，使得诊断方
12、式和内容也曰益向综合性发展。故障自诊断模块监测的对象是电控汽车上的各种传感器（如：水温传感器）、电子控制系统本身以及各种执行元件（如：继电器），故障判断正是针对上述三种对象进行的。故障自诊断模块共用汽车电子控制系统的信号输入电路，在汽车运行过程中监测上述三种对象的输入信息，当某一信号超出了预设的范围值，并且这一现象在一定的时间内不会消失，故障自诊断模块便判断为这一信号对应的电路或元件出现故障，并把这一故障以代码的形式存入内部存储器，同时点亮仪表盘上的故障指示灯。从上述基本工作原理分析来看，故障自诊断模块应该包括：监测输入、逻辑运算及控制、程序及数据存储器、备用控制回路、信息和数据驱动输出等模块
13、。四、数据分析数据参数分析是诊断电子控制系统故障的重要方法之一。数据参数是控制电脑对所控制的系统正运行的控制状态的数量表现形式。数据参数分析是运用各种测试手段对控制系统的各类相关数据参数进行综合分析的过程。数据参数分析在测量结果显示方式上可分为数值显示和波形显示两种方式，在测量手段上又可以分为电脑通讯式测量和电路在线式测量以及元件模拟式测量三种。（一）显示方式数值显示是对控制电脑串行数据参数的数字表示方式，它对开关量(或称为数字量或非连续性)参数可以精确地描述出状态的变化，但是对模拟量参数特别是高速变化的模拟量因串行输出的原因，只能间断地反映出某个数据参数值的变化，特别是当串行数据较多而刷新速
14、率较慢时。波形显示是对数据参数的连续性图形表示方式，它对开关量和模拟量参数都可以精确描述，特别是对高速变化的模拟量可以准确形象地描述变化过程的全貌，有利于捕捉突变的信号变化(故障)。(二) 电脑通讯方式电脑通讯方式是通过控制系统在诊断插座中的数据通讯线将控制电脑的实时数据参数以串行的方式传送给诊断仪。之所以称其为数据流是因为数据的传输是像队伍排队一样一个一个通过通讯线流向诊断仪。在数据流中包括故障码的信息、控制电脑的实时运行参数、控制电脑与诊断仪之间的相互控制指令。诊断仪在接受到这些信号数据后，按照预定的通讯协议将其显示为相应的文字和数码，以使维修人员观察系统现在的运行状态并分析这些内容，发现
15、其中不合理或不正确的信息，进行故障的诊断。电脑诊断仪有两种，一种称为扫描仪(scan tool)，另一种称为专用诊断仪。（三）在线测量方式电路在线式测量是通过对控制电脑电路的在线检测(主要指电脑的外部连接电路)，将控制电脑各输入、输出端的电信号直接传送给电路分析仪的测量方式。电路分析仪器有两种，一种是汽车万用表，另一种是汽车示波器。（四）元器件模拟方式元件模拟式测量是通过信号模拟器替代传感器向控制电脑输传送模拟的传感器信号，并对控制电脑的响应参数进行分析比较的测量方式。信号模拟器有两种，一种是单路信号模拟器，另一种是同步信号模拟器。五、数据分析法数据分析方法有以下几种方法，即数值分析法、时间分
16、析法、因果分析法等。（一）数值分析法数值分析是对数据的数值变化规律和数值变化范围的分析。即数值的变化，如转速、车速、电脑读值与实际值的差异等。在控制系统运行时，控制模块将以一定的时间间隔不断接收各个传感器的输入信号和向各个执行器发出控制指令，对某些执行器的工作状态还根据相应传感器的反馈信号再加以修正。我们可通过诊断仪器读取这些信号参数的数值加以分析。如系统电压，在发动机未起动时，其值应约为当时的蓄电池电压，在起动后应约等于该车充电系统的电压，若出现不正常的数值，表示充电系统或发动机控制系统可能出现故障(因有些车型的充电系统是由发动机控制电脑控制的)，有时甚至是电脑内部的电源部分出现故障。又如在进行ABS系统的测试时，应注意观察四轮的轮速信号值(对四轮ABS系统)，在未施加制动时，四轮轮速在正常情况下应基本一致(除非四个轮在某一时刻行驶在不同附着系数的路面上)，在施加制动但ABS功
