汽車電腦如何進行自檢自診斷？

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)動機操作、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、自動空調(diào)系統(tǒng)、防盜系統(tǒng)、無鑰匙進入和一鍵啟動。當這些系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，故障指示燈也會顯示在儀表盤上，提醒駕駛員注意。我們在維修保養(yǎng)汽車的時候，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，升級初始化系統(tǒng)。這些功能的實現(xiàn)離不開——電子控制單元，也就是俗稱的汽車電腦。那么，汽車計算機如何控制汽車系統(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)中預定的程序，自動處理各種傳感器的輸入信號，并將信號輸出到執(zhí)行機構(gòu)，控制汽車運行的電子裝置。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，對環(huán)境具有穩(wěn)定的可靠性和耐久性，并具有足夠的智能、自診斷和檢測能力。為了及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的故障，車載電腦都是單片機，集成了運算器、控制器、存儲器、輸入輸出接口四個基本部件。它的記憶分為兩部分。一部分是固件存儲器(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，這些程序也不會丟失任何更改。另一個是臨時存儲設(shè)備(RAM)，存儲各種變量和傳感器參數(shù)、故障代碼、自適應(yīng)學習值、時間、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濾波和放大、模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換、信號運算和輸出控制。具體過程很復雜，不贅述。例如，發(fā)動機控制單元ECU接收來自發(fā)動機的各種傳感器的信號，例如節(jié)氣門位置信號、空氣流量計信號、曲軸速度信號、水溫信號、氧傳感器信號等。并且計算機可以將這些信號識別為存儲在ECU中的控制程序的運行參數(shù)，計算出最佳控制參數(shù)，然后將控制參數(shù)傳輸?shù)桨l(fā)動機上的執(zhí)行器，執(zhí)行器根據(jù)參數(shù)控制發(fā)動機的運行。如噴油器的噴射脈寬、點火系統(tǒng)的點火提前角、可變正時系統(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，汽車配備了多個電子控制單元，并且獨立的電子控制單元安裝在執(zhí)行單獨功能的系統(tǒng)中，例如發(fā)動機控制單元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空調(diào)系統(tǒng)控制單元。因為汽車在運行過程中是一體化的，所以需要協(xié)調(diào)統(tǒng)一各系統(tǒng)之間的動作。因此，需要控制單元之間的實時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行過程中隨時自動檢查和監(jiān)測系統(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，儀表板上的故障指示燈點亮，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、故障報警、故障記憶、故障處理等基本功能。存儲在電子控制單元中的異常信號就是所謂的故障代碼。產(chǎn)生故障代碼有兩個原因。一種是傳感器的輸入信號或執(zhí)行器的輸出信號錯誤，或者信號參數(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，導致控制邏輯錯誤，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確，必須結(jié)合故障的具體現(xiàn)象和位置，對相關(guān)部件的控制邏輯進行分析判斷，才能得出正確的結(jié)論。例如，在一個簡單的發(fā)動機失火故障代碼中，發(fā)動機失火的原因可能是火花塞、點火線圈、高壓線、點火控制單元和機械故障，如氣缸壓力過低和噴油器堵塞。具體測量分析不能評判別人。比如打開發(fā)動機故障燈，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)動機積碳太多，噴油器故障。此外還有發(fā)動機噪音、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、腐蝕磨損等純機械故障。不顯示故障代碼。有些司機來修車，要求任何故障都要用電腦檢查，以為這是高科技，比手工強多了。其實再高的技術(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。更重要的是機械師的經(jīng)驗，熟悉汽車原理，認真負責的態(tài)度。按照故障碼修車，往往會走錯路，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，簡單直接，對車的其他功能沒有影響。還有一種方法是切斷電池負極，切斷全車電源。此時，臨時存儲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清除汽車的自適應(yīng)學習值、時間設(shè)置、密碼設(shè)置等臨時數(shù)據(jù)，造成麻煩，所以盡量不要使用。此外，意外故障(如在維護過程中意（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）外拔出傳感器插頭)也會作為故障代碼存儲在電子控制單元中。如果汽車在50~80次啟動后沒有出現(xiàn)同樣的故障，此類故障代碼將被自動清除。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)動機故障燈亮大多是因為發(fā)動機尾氣超標，可能只是用了不合格的燃油，但對發(fā)動機的性能沒有影響。比如打開汽車的ABS故障燈，如果此時汽車的防抱死制動功能是嚴重影響汽車正常運行的故障，汽車就會進入“跛行”模式，通過一定的控制程序來控制汽車的運行。比如固定節(jié)氣門開度，固定傳動齒輪等。這樣車子才能勉強開出危險，找到修理廠。

目前汽車故障碼的編制必須基本符合OBD標準，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，幾乎被德國博世、美國德爾福、日本電裝壟斷。但是，即使是同一個電控單元，如果汽車公司編寫電控單元中存儲的控制程序，也會有很大的不同。我們常說的汽車調(diào)校的力度，其實就是制定這個方案。這些參數(shù)很多都是汽車企業(yè)通過大量實驗和實際汽車運行數(shù)據(jù)收集和優(yōu)化計算得到的最佳結(jié)果。這個過程通常需要幾十年的技術(shù)積累，不可能一蹴而就。所以對于我們這樣一個才造了十幾年車的國家來說，還有很大的奮斗空間。