汽車電腦如何進(jìn)行自檢自診斷？

目前汽車的智能化程度越來越高，汽車的各種功能基本都是由電控系統(tǒng)輔助的。比如發(fā)動(dòng)機(jī)操作、變速器換擋、剎車和剎車輔助系統(tǒng)控制、轉(zhuǎn)向控制、車身穩(wěn)定控制、自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)、防盜系統(tǒng)、無鑰匙進(jìn)入和一鍵啟動(dòng)。當(dāng)這些系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，故障指示燈也會(huì)顯示在儀表盤上，提醒駕駛員注意。我們?cè)诰S修保養(yǎng)汽車的時(shí)候，也是從汽車維修電腦中提取故障碼，查詢數(shù)據(jù)流，排除故障碼，升級(jí)初始化系統(tǒng)。這些功能的實(shí)現(xiàn)離不開——電子控制單元，也就是俗稱的汽車電腦。那么，汽車計(jì)算機(jī)如何控制汽車系統(tǒng)呢？它如何監(jiān)控故障代碼？我們常說的汽車電腦自診斷是什么？在這里，我們先簡(jiǎn)單解釋一下車載電腦的工作原理，以及它是如何自我診斷的。汽車電子控制單元，俗稱汽車電腦，是根據(jù)系統(tǒng)中預(yù)定的程序，自動(dòng)處理各種傳感器的輸入信號(hào)，并將信號(hào)輸出到執(zhí)行機(jī)構(gòu)，控制汽車運(yùn)行的電子裝置。車載電腦工作條件差，環(huán)境多變。它們必須能夠承受-40-80C的溫度變化和1000Hz以下的振動(dòng)，對(duì)環(huán)境具有穩(wěn)定的可靠性和耐久性，并具有足夠的智能、自診斷和檢測(cè)能力。為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的故障，車載電腦都是單片機(jī)，集成了運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入輸出接口四個(gè)基本部件。它的記憶分為兩部分。一部分是固件存儲(chǔ)器(ROM)，里面安裝了汽車各種功能的控制程序。即使汽車完全熄火，這些程序也不會(huì)丟失任何更改。另一個(gè)是臨時(shí)存儲(chǔ)設(shè)備(RAM)，存儲(chǔ)各種變量和傳感器參數(shù)、故障代碼、自適應(yīng)學(xué)習(xí)值、時(shí)間、密碼等。這些參數(shù)在汽車被切斷后就完全丟失了。汽車的工作過程包括信號(hào)濾波和放大、模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換、信號(hào)運(yùn)算和輸出控制。具體過程很復(fù)雜，不贅述。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元ECU接收來自發(fā)動(dòng)機(jī)的各種傳感器的信號(hào)，例如節(jié)氣門位置信號(hào)、空氣流量計(jì)信號(hào)、曲軸速度信號(hào)、水溫信號(hào)、氧傳感器信號(hào)等。并且計(jì)算機(jī)可以將這些信號(hào)識(shí)別為存儲(chǔ)在ECU中的控制程序的運(yùn)行參數(shù)，計(jì)算出最佳控制參數(shù)，然后將控制參數(shù)傳輸?shù)桨l(fā)動(dòng)機(jī)上的執(zhí)行器，執(zhí)行器根據(jù)參數(shù)控制發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行。如噴油器的噴射脈寬、點(diǎn)火系統(tǒng)的點(diǎn)火提前角、可變正時(shí)系統(tǒng)的凸輪軸轉(zhuǎn)角控制等。其他系統(tǒng)中電子控制單元的工作過程是類似的，如自動(dòng)變速器控制單元TCU、車身控制單元ECM、ABS控制單元和氣囊控制單元。目前，汽車配備了多個(gè)電子控制單元，并且獨(dú)立的電子控制單元安裝在執(zhí)行單獨(dú)功能的系統(tǒng)中，例如發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元ECU、變速器控制單元TCU、車身控制單元ECM、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的ABS控制單元、電力控制單元的氣囊控制單元和自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)控制單元。因?yàn)槠囋谶\(yùn)行過程中是一體化的，所以需要協(xié)調(diào)統(tǒng)一各系統(tǒng)之間的動(dòng)作。因此，需要控制單元之間的實(shí)時(shí)通信以及各種信息的快速傳輸和交換。汽車的電子控制單元通過通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)連接成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。為了簡(jiǎn)化電路和降低成本，通常采用CAN總線。

那么，車載電腦的自診斷功能是什么呢？汽車電腦自診斷是指所有電子控制單元在汽車運(yùn)行過程中隨時(shí)自動(dòng)檢查和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中所有部件的工作狀態(tài)，以及所有電子控制單元之間的通信狀態(tài)。發(fā)現(xiàn)異常時(shí)，儀表板上的故障指示燈點(diǎn)亮，提醒駕駛員，故障代碼保存在電子控制單元中，供維修人員參考。一般具有故障發(fā)現(xiàn)、故障分類、故障報(bào)警、故障記憶、故障處理等基本功能。存儲(chǔ)在電子控制單元中的異常信號(hào)就是所謂的故障代碼。產(chǎn)生故障代碼有兩個(gè)原因。一種是傳感器的輸入信號(hào)或執(zhí)行器的輸出信號(hào)錯(cuò)誤，或者信號(hào)參數(shù)超過規(guī)定的閾值。這種情況一般是傳感器和執(zhí)行器本身的故障或者線路的故障。另一種是控制單元接收到的信息相互沖突，無法執(zhí)行，或者控制單元之間的通信中斷或混淆，導(dǎo)致控制邏輯錯(cuò)誤，無法協(xié)調(diào)溝通。通過讀取故障代碼，在大多數(shù)情況下可以正確識(shí)別故障位置和原因。但在某些情況下，故障碼給出的故障不一定準(zhǔn)確，必須結(jié)合故障的具體現(xiàn)象和位置，對(duì)相關(guān)部件的控制邏輯進(jìn)行分析判斷，才能得出正確的結(jié)論。例如，在一個(gè)簡(jiǎn)單的發(fā)動(dòng)機(jī)失火故障代碼中，發(fā)動(dòng)機(jī)失火的原因可能是火花塞、點(diǎn)火線圈、高壓線、點(diǎn)火控制單元和機(jī)械故障，如氣缸壓力過低和噴油器堵塞。具體測(cè)量分析不能評(píng)判別人。比如打開發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈，顯示的故障碼是氧傳感器的故障，但真正的原因可能是可燃混合氣太濃或太稀，發(fā)動(dòng)機(jī)積碳太多，噴油器故障。此外還有發(fā)動(dòng)機(jī)噪音、變速器噪音、懸掛系統(tǒng)故障、汽車各部件自然磨損引起的間隙變化、疲勞損傷、腐蝕磨損等純機(jī)械故障。不顯示故障代碼。有些司機(jī)來修車，要求任何故障都要用電腦檢查，以為這是高科技，比手工強(qiáng)多了。其實(shí)再高的技術(shù)，都是給別人看的。在汽車維修過程中，這些檢查只是輔助手段。更重要的是機(jī)械師的經(jīng)驗(yàn)，熟悉汽車原理，認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度。按照故障碼修車，往往會(huì)走錯(cuò)路，最后掉頭根本出不來。有兩種方法可以消除汽車故障代碼。一種方式是用維修電腦直接擦除，簡(jiǎn)單直接，對(duì)車的其他功能沒有影響。還有一種方法是切斷電池負(fù)極，切斷全車電源。此時(shí)，臨時(shí)存儲(chǔ)在電子控制單元中的故障代碼將被清除。但這種方法也可能同時(shí)清除汽車的自適應(yīng)學(xué)習(xí)值、時(shí)間設(shè)置、密碼設(shè)置等臨時(shí)數(shù)據(jù)，造成麻煩，所以盡量不要使用。此外，意外故障(如在維護(hù)過程中意（查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策）外拔出傳感器插頭)也會(huì)作為故障代碼存儲(chǔ)在電子控制單元中。如果汽車在50~80次啟動(dòng)后沒有出現(xiàn)同樣的故障，此類故障代碼將被自動(dòng)清除。那么，汽車出現(xiàn)故障碼后，汽車還能正常使用嗎？大多數(shù)情況下，故障代碼并不影響汽車的使用。比如發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈亮大多是因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)尾氣超標(biāo)，可能只是用了不合格的燃油，但對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能沒有影響。比如打開汽車的ABS故障燈，如果此時(shí)汽車的防抱死制動(dòng)功能是嚴(yán)重影響汽車正常運(yùn)行的故障，汽車就會(huì)進(jìn)入“跛行”模式，通過一定的控制程序來控制汽車的運(yùn)行。比如固定節(jié)氣門開度，固定傳動(dòng)齒輪等。這樣車子才能勉強(qiáng)開出危險(xiǎn)，找到修理廠。

目前汽車故障碼的編制必須基本符合OBD標(biāo)準(zhǔn)，各種車型故障碼的讀取規(guī)則和含義基本一致。汽車電子控制單元的廠商也很少，幾乎被德國(guó)博世、美國(guó)德爾福、日本電裝壟斷。但是，即使是同一個(gè)電控單元，如果汽車公司編寫電控單元中存儲(chǔ)的控制程序，也會(huì)有很大的不同。我們常說的汽車調(diào)校的力度，其實(shí)就是制定這個(gè)方案。這些參數(shù)很多都是汽車企業(yè)通過大量實(shí)驗(yàn)和實(shí)際汽車運(yùn)行數(shù)據(jù)收集和優(yōu)化計(jì)算得到的最佳結(jié)果。這個(gè)過程通常需要幾十年的技術(shù)積累，不可能一蹴而就。所以對(duì)于我們這樣一個(gè)才造了十幾年車的國(guó)家來說，還有很大的奮斗空間。