汽車電子系統(tǒng)故障診斷技術(shù)研究

堵衛(wèi)紅

(新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453006)

0 前言

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人們生活水平和生活質(zhì)量持續(xù)提高，汽車成為了人們的代步工具。當(dāng)前，汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，各種先進(jìn)的電子技術(shù)、信息技術(shù)不斷融入其中，在快速提升汽車的綜合性能的同時，也帶來電子系統(tǒng)故障頻發(fā)等諸多問題。而汽車電子系統(tǒng)的復(fù)雜性不斷增加，在一定程度上也增大了電子系統(tǒng)故障發(fā)生的概率，需要重視電子系統(tǒng)故障診斷和維修工作，保障行車安全。

1 故障類型及原因分析

汽車電子系統(tǒng)對汽車性能的影響較大，直接關(guān)系到汽車行駛的動力穩(wěn)定性、操控可靠性和使用安全性。目前，汽車電子系統(tǒng)發(fā)展逐漸成熟，包括供電系統(tǒng)、啟動系統(tǒng)、儀表系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)和底盤控制系統(tǒng)等，幾乎涵蓋了汽車使用功能的各個方面。汽車電子系統(tǒng)的綜合性和復(fù)雜性較高，任何環(huán)節(jié)或元器件出現(xiàn)問題都有可能引發(fā)系統(tǒng)故障，從而影響到汽車的行駛安全[1]。

根據(jù)故障發(fā)生周期長短，汽車電子系統(tǒng)故障可以分為漸發(fā)性故障和突發(fā)性故障。漸發(fā)性故障是故障從輕微到嚴(yán)重逐漸發(fā)展，最終引發(fā)系統(tǒng)性故障，多數(shù)故障情況由零部件磨損和老化引起，如點火斷電器凸輪逐漸磨損，最終導(dǎo)致啟動機(jī)掃膛故障。突發(fā)性故障是指故障突然性發(fā)作，如發(fā)動機(jī)突然熄火，一般由電路短路、斷路等問題引起。

根據(jù)故障危害程度，汽車電子系統(tǒng)故障可以分為破壞性故障與功能性故障。破壞性故障需要進(jìn)行大修或更換出現(xiàn)故障的零部件，如車燈燒壞、發(fā)電機(jī)電子線圈燒焦等，會使電子系統(tǒng)的某個子系統(tǒng)完全失去工作能力，導(dǎo)致汽車出現(xiàn)故障。功能性故障則會使汽車的某些性能降低，但其功能并未完全喪失，如當(dāng)點火斷電器間隙過大或過小時，降低了點火線圈的性能，可通過局部檢修或調(diào)整后，使其恢復(fù)正常功能。

根據(jù)故障來源，汽車電子系統(tǒng)故障可以分為正常損耗引起的故障和外部因素干擾引起的故障。前者主要包括汽車正常行駛過程中產(chǎn)生的磨損、疲勞等故障，如起動機(jī)轉(zhuǎn)子軸與軸套潤滑性能下降引起零部件間磨損，導(dǎo)致驅(qū)動小齒輪與飛輪齒圈無法嚙合。后者主要受氣候、地形或駕駛員誤操作等因素影響，如在低溫狀態(tài)下潤滑油性能下降、駕駛員長期違章操作、電磁干擾、使用質(zhì)量低劣的電路元件等，導(dǎo)致電子系統(tǒng)發(fā)生故障[2]。

通過對汽車電子系統(tǒng)故障分類的了解，可以梳理出汽車電子系統(tǒng)故障產(chǎn)生的原因，掌握汽車電子系統(tǒng)故障形成狀況，在故障診斷工作中做到有的放矢，指導(dǎo)使用相應(yīng)的故障檢測技術(shù)來處理問題。

2 故障診斷思路

在汽車交通事故中，除了人為因素外，由汽車自身故障引發(fā)的事故同樣需要引起重視。汽車自身故障可分為機(jī)械系統(tǒng)故障和電子系統(tǒng)故障，其中電子系統(tǒng)故障發(fā)生概率較高，故障原因也較為復(fù)雜，需要維修人員對汽車電子系統(tǒng)有深入的認(rèn)識，熟練運用各種電子系統(tǒng)故障診斷技術(shù)排查出故障問題，確定發(fā)生故障的原因，并制定故障排除措施。

2.1 汽車電子系統(tǒng)特點

汽車電子系統(tǒng)功能具有集約化、控制電子化和連接標(biāo)準(zhǔn)化等特征，電子系統(tǒng)出現(xiàn)故障既與機(jī)械系統(tǒng)有關(guān)聯(lián)，也與電器、電路等有關(guān)聯(lián)。在診斷電子系統(tǒng)故障時，需要了解汽車電子系統(tǒng)的相關(guān)信息。例如，目前國產(chǎn)汽車多采用電磁式總電源開關(guān)，配置了易熔導(dǎo)線，而進(jìn)口車多采用單線制連接，車載電器多為低壓大電流器件。掌握了這些信息，可以在故障診斷過程中避免出現(xiàn)漏判或差錯，提升故障診斷技術(shù)措施的針對性和有效性。

2.2 常見故障診斷

汽車電子系統(tǒng)常見的故障主要有蓄電池虧電故障、充電指示燈常亮故障及發(fā)動機(jī)異常故障等。故障診斷人員應(yīng)對各種常見故障產(chǎn)生的原因有全面的了解，以提升故障診斷的效率和準(zhǔn)確性。蓄電池虧電故障通常是蓄電池自身存在問題，導(dǎo)致蓄電池?zé)o法正常充放電，進(jìn)行故障診斷時，需要斷開相連的用電設(shè)備，用電流表或萬用表連接蓄電池負(fù)極和搭鐵點，讀取電流表讀數(shù)。如果電流表讀數(shù)低于10 mA，可排除電線漏電因素，需要對蓄電池內(nèi)部進(jìn)行檢查診斷。該故障原因很有可能是電線漏電、短路或斷路。充電指示燈常亮故障是常見的電子系統(tǒng)故障，其產(chǎn)生的原因可能是相連的電線電路出現(xiàn)了問題，或者是發(fā)動機(jī)、調(diào)節(jié)系統(tǒng)出現(xiàn)了問題，可以通過充電指示燈初步判斷電子系統(tǒng)的運行狀況。發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)異常故障可能是點火系統(tǒng)供配電路問題，或是供油系統(tǒng)油路問題，需要了解車輛行駛時是否出現(xiàn)給油不暢、容易熄火等現(xiàn)象，以此判斷供油系統(tǒng)是否存在問題。此外，還應(yīng)核查分電器、真空調(diào)節(jié)器等點火系統(tǒng)是否存在漏電、漏氣等現(xiàn)象[3]。

除了常見的故障外，還可以通過對電子系統(tǒng)故障的具體表現(xiàn)狀態(tài)來進(jìn)行分析，查找各種故障現(xiàn)象出現(xiàn)的原因。例如，當(dāng)出現(xiàn)元件擊穿現(xiàn)象時，應(yīng)考慮是否存在短路或斷路情況，并區(qū)分過電壓、過電流或過熱等原因引起的元件擊穿；當(dāng)電氣元件發(fā)生老化時，應(yīng)注意觀察是否存在元件絕緣老化、匝間短路等現(xiàn)象，明確電容容量降低、晶體管漏電、繼電器觸點燒蝕等故障；當(dāng)線路發(fā)生故障時，應(yīng)首先觀察是否存在線路潮濕、腐蝕等因素引起的絕緣不良或接線松脫等現(xiàn)象，然后根據(jù)電路原理進(jìn)行分析，采用“先外后內(nèi)”的原則來排除故障。在汽車電子系統(tǒng)故障排查的過程中，應(yīng)盡量避免采用“試火”的方式查找出現(xiàn)故障的部位及原因，而應(yīng)借助儀表和工具進(jìn)行檢查診斷，避免對電子系統(tǒng)造成二次危害。

2.3 復(fù)雜故障診斷

對于復(fù)雜汽車電子系統(tǒng)的故障診斷，主要思路就是初步判斷引發(fā)故障的最大可能因素，并對可能產(chǎn)生故障的部位進(jìn)行檢測。如果該部位沒有出現(xiàn)故障，則應(yīng)按出現(xiàn)故障可能性的強(qiáng)弱程度依次進(jìn)行檢查，逐漸縮小范圍，直至找出故障原因。

在汽車電子系統(tǒng)出現(xiàn)難以診斷的故障時，可以采用對比分析的思路，通過更換元件進(jìn)行對比等方式初步判斷汽車存在故障的部位及原因，逐漸縮小故障排查范圍，以此降低故障診斷的復(fù)雜程度。例如，對于高壓火花能量較弱的故障，很難采用常規(guī)手段來確認(rèn)存在故障的部位和原因。在實際故障診斷過程中，可以通過更換合格電容器的方式來進(jìn)行故障判斷和排除。當(dāng)發(fā)動機(jī)運行不正常時，可以通過取下高壓分缸線火花塞，并進(jìn)行試火觀察高壓火花狀態(tài)的方式來判斷點火系統(tǒng)故障。

3 應(yīng)用策略

汽車電子系統(tǒng)故障診斷技術(shù)有多種方法，可分為直觀診斷法、儀器診斷法、比較診斷法和試驗診斷法等。不同的故障診斷技術(shù)，其適用范圍和程度也各有不同，應(yīng)用的便捷性與效率也存在一定差異。通常應(yīng)按照“由易到難”的原則進(jìn)行故障診斷，提高故障診斷的效率，降低故障診斷時間和診斷成本。

3.1 直觀診斷法

為了保障汽車電子系統(tǒng)的穩(wěn)定性，快速找到出現(xiàn)故障的部位及原因，首先應(yīng)對汽車電子系統(tǒng)進(jìn)行快捷、高效的直觀診斷，通過常規(guī)檢查迅速排除故障問題。直觀診斷法的優(yōu)勢在于簡單、快捷、高效，可通過對汽車電子系統(tǒng)故障產(chǎn)生的各種現(xiàn)象進(jìn)行觀察，初步判斷故障的部位及原因。例如，可觀察因電子系統(tǒng)故障引起的系統(tǒng)異響、漏電、過熱等現(xiàn)象，以及導(dǎo)線破損、管路漏油、接頭松脫等現(xiàn)象，并根據(jù)異常現(xiàn)象對故障進(jìn)行診斷。

在進(jìn)行外觀檢查外，還應(yīng)對系統(tǒng)內(nèi)部情況進(jìn)行診斷。例如，應(yīng)檢查制動液是否存在泄漏，繼電器、保險絲等是否出現(xiàn)破損，導(dǎo)線插頭是否存在損傷，相應(yīng)設(shè)備是否接觸良好，通過升舉裝置檢查汽車車輪是否可以在高速轉(zhuǎn)動狀態(tài)下進(jìn)行合理制動，轉(zhuǎn)速傳感器是否清潔等。通過由外向內(nèi)對汽車進(jìn)行全面的檢查，可以及時發(fā)現(xiàn)故障，并快速找出故障部位及原因。雖然很多故障無法通過直觀診斷法進(jìn)行精準(zhǔn)判斷，但可以初步排除某些影響因素，為后續(xù)故障診斷做好前期準(zhǔn)備，提高診斷工作的準(zhǔn)確性[4]。

3.2 儀器診斷法

應(yīng)用各種先進(jìn)診斷儀器，可以為汽車電子系統(tǒng)故障診斷工作提供極大的便利，找出難以診斷的故障。目前，借助儀器進(jìn)行汽車電子系統(tǒng)故障診斷已成為故障診斷的主要方式。采用儀器診斷法的優(yōu)勢在于診斷準(zhǔn)確、簡單高效，且操作人員無需具備很高的診斷技術(shù)能力。通過熟練運用各種儀器儀表，就可以對電子系統(tǒng)故障進(jìn)行準(zhǔn)確判斷。

在汽車電子系統(tǒng)故障的診斷過程中，可以針對不同的故障類型與系統(tǒng)部件，使用診斷儀、分析儀、電流表等各種儀器儀表進(jìn)行檢查診斷。例如：借助萬用表可對電子系統(tǒng)組件狀態(tài)、短路等故障進(jìn)行準(zhǔn)確判斷；利用示波器可以直觀掌握電壓變化曲線，為確定組件故障提供可靠依據(jù)[5]。此外，現(xiàn)代汽車電子系統(tǒng)通常配備自診斷系統(tǒng)，當(dāng)電子系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，該系統(tǒng)會在控制器中自動存入故障代碼，診斷人員可通過提取代碼，利用專業(yè)解碼器對故障代碼進(jìn)行解讀，獲取汽車電子系統(tǒng)故障信息，結(jié)合直觀診斷法，快速確定故障部位和原因，提高故障診斷的效率。

3.3 比較診斷法

比較診斷法適用于故障問題比較明確的情況，通過替換的方式對可能存在故障的零部件進(jìn)行診斷。如果在更換零部件后故障消除，則表明被替換的零部件存在問題，是引發(fā)故障現(xiàn)象的原因；如果在更換零部件后故障仍然存在，則說明該零部件不存在問題，或并非是產(chǎn)生故障的主要因素，還需要對其他零部件進(jìn)行排查。例如，當(dāng)汽車?yán)瘸霈F(xiàn)故障后，可以直接更換合格的喇叭。如果喇叭發(fā)聲恢復(fù)正常，則證明喇叭本身存在問題，否則應(yīng)對相關(guān)電線線路進(jìn)行排查。對于成因復(fù)雜的故障，使用比較診斷法可能會耗費大量的時間和精力。因此，應(yīng)采用其他診斷技術(shù)盡量縮小故障診斷范圍。在無法進(jìn)一步明確故障部位及原因的情況下，采用比較診斷法可以提高故障診斷的效率[6]。

3.4 試驗診斷法

試驗診斷法與比較診斷法的思路相近，都是通過試錯來確定故障部位及故障原因。在汽車電子系統(tǒng)故障的診斷過程中，采用直觀、主動的試驗方式，可以更細(xì)致、全面地了解故障問題，觀察故障現(xiàn)象，排查故障問題。例如，在汽車防抱死制動系統(tǒng)的故障診斷中，可先觀察汽車底部組件狀況，排查是否存在制動燈故障、接觸不良等故障，再對車輛剎車系統(tǒng)進(jìn)行測試，檢查車速傳感器、車輪轉(zhuǎn)動等部件的工作情況，檢測車輪是否精準(zhǔn)定位，轉(zhuǎn)動方向是否一致[7]。此外，也可以通過在特定場地進(jìn)行路試進(jìn)行故障的診斷。例如，汽車在光滑路面行駛時，驅(qū)動防滑控制系統(tǒng)警告燈會常亮，表明牽引力防滑控制系統(tǒng)已經(jīng)錄入故障信息，此時可接入解碼器讀取故障代碼，確定故障部件及故障原因。

4 結(jié)語

綜上所述，在汽車電子系統(tǒng)故障診斷工作中，應(yīng)掌握汽車電子系統(tǒng)故障類型及原因，熟悉汽車電子系統(tǒng)的構(gòu)成，了解引發(fā)汽車電子系統(tǒng)常見故障的原因，再結(jié)合各種有效的故障診斷手段，提高汽車電子系統(tǒng)故障診斷的工作效率與準(zhǔn)確性，為故障檢修工作提供可靠依據(jù)。隨著汽車智能化水平的不斷提升，將會有越來越多的先進(jìn)診斷技術(shù)應(yīng)用于汽車故障診斷及維修領(lǐng)域，汽車電子系統(tǒng)的故障診斷和維修的工作效率和準(zhǔn)確性也將得到進(jìn)一步提升。