汽车发动机管理系统检修.docx
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汽车发动机管理系统检修
第8次课模块一发动机管理系统的检修
项目1.8发动机管理系统的仪器诊断
●目的要求
掌握使用故障检测仪对发动机管理系统进行检测与诊断。
●教学重点
使用故障检测仪对发动机管理系统进行检测与诊断。
●学习难点
使用故障检测仪对发动机管理系统进行检测与诊断。
●教具及工具
桑塔纳轿车2辆，各种传感器若干，通用工具2套，万用表2块，汽车诊断仪2台。
●教学内容及时间安排（180分钟）
1.问题的引入约10分钟
2．汽车电控系统诊断方法约40分钟
3．使用V.A.G1552对上海大众桑塔纳2000型轿车进行检测与诊断约130分钟
教学内容组织与过程设计
备注
课程引入（约10分钟）
汽车电控系统诊断方法（约40分钟）
一、汽车故障诊断新技术
2.3.1案例法
传统的故障诊断中大部分是RBR（rulebasedreasoning,基于规则推理）、MBR（modelbasedreasoning,模式推理）的专家系统技术的研究。
由于这些传统的专家系统是基于模型化驱动的（基于模型的诊断方法使用诊断对象的结构、行为和功能模型等深知识进行诊断推理）,在模型的构建、信息的获取、信息的处理方面存在严重不足,有一些难以克服的缺点,如系统领域知识的规则提取困难;规则库、模式库的创建和管理复杂艰巨;推理过程中规则与模式难以准确选取等。
整个汽车故障诊断系统主要由知识库、故障案例库、征兆数据库和推理系统构成。
其中主要部分的内容和功能描述如下:
a）知识库。
问题求解的知识、经验的集合,主要由专家提供,包括汽车故障的分类信息及不同种类故障需要的各种关键特征属性及其权值,并以此构建故障案例库和征兆数据库。
b）故障案例库。
由用户根据汽车故障日志和维修日志等历史数据填写的关于汽车故障的各种信息,是存储案例和产生新案例的仓库,为新问题的解决提供参考依据。
c）征兆数据库。
汽车发生故障时经过数据采集的故障征兆数据信息,是指故障发生的潜在特征,即故障发生时汽车运行状态发生的变化,通常是故障发生时以汽车运行状态参数表示的特征属性。
d）推理系统。
整个系统的核心,由案例检索、匹配,案例调整、学习组成。
它决定了诊断效率的高低以及对知识处理的高低,实现从已有的案例集中找到与当前故障问题最为相似的案例,并提供相应的解决方案（即故障维修方案）。
同时不断获取新知识和改进旧知识,生成新的维修方案,并按一定的存储策略添加到案例库中。
这样,通过不断地学习新案例和修改案例库中的旧案例,使案例库得到扩充和完善。
2.3.2故障树分析法
故障树分析法—FTA（FaultTreeAnalysis）是一种将系统故障形成原因按树枝状逐级细化的图形演绎方法，是60年代发展起来的用于大系统可靠性、安全性分析和风险评价的一种方法。
它通过对可能造成系统故障的各种因素（包括硬件、软件、环境、人为因素等）进行分析，画出逻辑框图（即故障树），再对系统中发生的故障事件，作由总体至部分按树枝状逐级细化的分析，并对系统在方案与初步设计阶段进行可靠性、安全性分析，常用于系统的故障分析、预测和诊断，找出系统的薄弱环节，以便在设计、制造和使用中采取相应的改进措施。
基于故障树的诊断,采用面向对象的基于故障树的框架和广义规则的混合知识表示,把整个故障树当作一个对象,把故障树上所有子、父结点间形成的广义规则封装在一个独立的框架内,如某故障树上有结点异常,则启动与该故障树对应的框架,诊断时只把该框架内的广义规则调入内存,提高了诊断速度.此外,该方法还可诊断多故障,因为在推理过程中采用反向遍历搜索,可找出所有故障及可能故障的部件.对可能故障的部件,按照其与顶事件形成的通路的权值的大小进行排序,权值最大的元素其优先级最高,有利于诊断信息不足条件下的对故障源的最优搜索,为故障预测和快速维修指明方向.
2.3.3专家系统
专家系统是一种基于特定领域内大量知识与经验的智能程序系统，应用人工智能技术模拟人类专家求解问题的思维过程解决领域内的各种问题，是人工智能的一个重要分支。
用于故障诊断的专家系统的基本结构主要包括以下几个组成部分，诊断知识库（KnowledgeBase，简称KB）:
用于存放领域专家的各种与汽车有关的知识，包括汽车征兆、控制知识、经验知识、对策知识等。
这些知识是由知识工程师和领域专家合作获取到的，并通过知识获取模块按一定的知识表示形式存入诊断知识库中。
诊断知识库是汽车故障诊断专家系统的核心。
a）汽车参数库:
存放与诊断汽车有关的结构和功能参数及汽车过去运行情况的背景信息。
b）征兆事实库:
存放系统推理过程中需要和产生的所有征兆事实，征兆事实是故障诊断的主要依据。
c）推理机（InferenceEngine）:
负责利用诊断知识库中的知识进行推理诊断，从而给出诊断结果。
d）解释程序:
负责回答用户提出的各种问题，它是实现专家系统透明性的关键部分。
e）故障对策程序:
能针对推理机给出的诊断结果向用户提供解决故障的对策。
f）知识获取模块:
对知识库进行管理和维护，其中包括知识的输入、修改、删除和查询等。
g）人机接口模块:
用于用户、领域专家或知识工程师与诊断系统的交互作用。
其负责把用户输入的信息转换为系统能够处理的内部表现形式。
系统输出的内部信息也由人机接口负责转换成用户易于理解的外部表示形式。
图二故障诊断的专家系统的基本结构
故障诊断专家系统的知识是由事实和启发性知识构成。
知识是专家系统的核心。
专家系统的性能取决于它所拥有的知识的数量和质量。
知识的获取、表示和利用是专家系统的三个基本问题，其中知识的表示处于中心地位，是专家系统中最基本的一个问题。
因为，一方面获取的知识必须表示成某种形式，才能把知识记录下来;另一方面只有以合理的形式将知识表示出来，才能利用知识进行问题求解。
而且知识表示方法的优劣直接影响到系统的知识获取能力和知识利用率。
专用故障诊断仪
汽车制造厂家为检测自己生产的汽车而专门设计制造的专用故障诊断仪，如大众汽车用V.A.G1551、V.A.G1552，宝马汽车用MODIC、GT-1解码器，奔驰汽车用HHT、STAR2000解码器，通用汽车的TECH-II解码器，伏特汽车的SuperStar-II解码器，日产汽车的Consult解码器，丰田汽车的XOBD2000解码器等。
专用故障诊断仪一般只能检测某一品牌或某一车型的解码功能，不能检测其他厂家生产的汽车。
V．A．G1552诊断仪功能表
操作实训（约130分钟）
一、概述
1.显示：
从这儿可以读取单元输出的数据
2.测试导线的插座（测试导线是用来连接测试仪和车辆的）
3.程序卡及RS422插口的盖板
4.测试电缆
4aV.A.G1551/3 适用于带16针测试接头的车辆
4bV.A.G1551/l 适用于带2针测试接头的车辆
5.键盘
0-9 数字输入键
C 用来清除输入内容，回到前一级操作内容或中止正在运行的程序
Q 用来进行（或确认）输入
→ 用此键可在程序中或文字中向前移动
↑和↓可以使用这些键改变功能lO“修正”（第6.3.1.1.10）中的修正值以及在功能04“基本设置”（第6.3.1.1.4）和功能08“读取测量值块”（第6.3.1.1.8）中的测量值块中移动
HELP按HELP键可得到操作信息
二、诊断系统的作用
对这些车辆的系统的内部复杂性要求对它们进行监控以确保它们无故障运行。
这可以由在仪表盘内的指示器所包括的诊断系统来辅助完成，它可以提醒驾驶员这些功能是否已失效。
同样，像V.A.G1552这样的测试仪也能完成这样的工作。
V.A.G1552还能帮助你查找故障并确认故障。
V-AG1552具有体积紧凑，重量轻的优点，在车内使用毫不碍手。
三、测试仪描述
测试仪由二部份组成：
a）壳体的可旋转上半部分
b）壳体的下半部分
a）壳体的上半部分包括带照明的显示部分（数据输出显示），显示为二行，每行能显示40个字符。
这里是显示信息的地方。
测试仪的数字功能也在此显示。
壳体上半部分（盖子）可锁止在不同的位置。
这样使用户可以调节角度以便于阅读。
b）壳体的下半部分包括键盘，用户可用来操作测试仪。
壳体底部也包括程序卡的插槽（在盖子后3）。
所有的测试仪的功能都用这个程序卡控制。
可以用另一个程序卡来替换它。
比如，在有新的设计出现而导致的测试仪功能的扩展时就需要这样做。
在测试仪侧面的插座（见图1中的2）是用来连接电源线以及作为同控制单元的数据交换。
测试电缆（见4a及4b）连接测试仪和车辆的诊断接头。
盖板（见图1中3）包括一个RS-422接口可使用户将测试仪同测试仪小车上的接口分离设施相连接，使用户取代V.A.G1551故障读出仪进行处理。
四、什么是自诊断
传统的故障查找方式非常地费时。
这些方法将不得不拆下电气系统上的各个连接插座，并用不同的方法及工序来测试它们的性能以及各个构件。
这些方法的确可以发现并确认某些故障（如接头脱线或腐蚀），有些这样的故障在短时间内会重复发生。
另外，这些方法会导致新的故障的发生，如：
插头弯曲或导致断路。
由微处理器控制的带自诊断的车辆系统相比这些传统方法有很多的优点：
--它们连续地监控并检查传感器信号，控制单元功能和控制单元。
--它们执行防护功能能防止如发动机运行时的故障。
--它们允许紧急状态下驾驶，允许驾驶员在传感器出现故障的情况下可以将车开到维修站。
因为所识别的故障储存在控制单元内，所以这样很自然地就发展为在车间的故障查找中使用这些故障信息。
因此我们创造了这样一个诊断接口使信息可在担制单元及测试仪之间进行传递。
这一信息流是双向的。
这就意味着测试仪不仅能接收数据，也能向控制单元发送数据和命令。
我们开发的车辆系统测试仪V.A.G1552旨在用一种简单的方法用于服务及维修工作方面在故障查找和确认故障方面帮助用户。
这一诊断系统，连同附属的资料，将帮助你更加快地定位故障，增加修理工作的可靠性并因此而降低修理费用。
五、自诊断是怎样工作的?
它是如何运行的?
车辆上的所有电气系统在体系上是相同的：
系统的传感器向控制单元提供某一特定时刻的车辆的运行状态的信息。
控制单元处理这一信息后形成用于控制系统执行机构的信号。
根据传感器和执行机构的功能，控制单元监控的内容是什么呢?
让我们以发动机管理系统中的冷却液传感器G62为例对此进行说明。
（如图2）
冷却液传感器G62的任务是什么?
发动机必须平滑地运行，即使是在怠速状态下：
必须容易启动，即使是冷起动；而且燃烧状态应该是完好的，控制单元需要有关发动机温度的信息以知道以上功能是否运行良好，这一信息即由冷却液温度传感器提供。
传感器是在冷却液之内，在此它可以测得代表发动机温度的温度值，并将其传给控制单元，控制单元确定出最适合的点火角度，喷射正时以及怠速稳定的值，并将其传至各执行机构。
另外，控制单元也激活以下功能，这些功能也取决于发动机温度：
--爆震控制
--怠速气缸负载控制修正
--Lambda控制
--油箱透气系统
传感器是如何工作的?
传感器的测量单元是一个NTC电阻，NTC电阻是一种热敏电阻，当温度升高时它的电阻值下降，换句话说，NTC电阻的压降下降。
作为一个普遍原理，可以这么说：
NTC电阻上的每一个压降对应于一个特定的温度值。
故障是如何被识别及被储存的?
测量范围由控制单元内的软件确定，为-35℃-120℃。
当温度超出这个范围，控制单元将认为这是故障或是不可确信的信号，故障就储存在控制单元的故障存储器中。
代表故障来源和故障类型的数据储存在故障储存器中，故障来源数据指明被检查的元件，关于故障类型的数据提供有关识别的故障的信息--在一定程度上控制单元能够做到这一点。
如果控制单元发现已不能收到某一个温度信号，它就用一个替代值，如80℃来保证系统的连续运行。
从冷起动及热运转时的不良的工作状况可以注意到一情况。
如果故障仅短暂地发生，则被认为一个偶尔发生的故障，当故障信号持续产生一段时间后，它才能被确认并储存为一个“永久性故障”。
控制单元的储存器不储存文字而储存放障源和故障类型的代码（由数字及字母组成）。
测试仪读取控制单元的故障储存内容，将代码转换为文字并将其显示在显示屏上。
例如，会显示以下的故障说明：
冷却液温度传感器-G62
开路/短路到正极
这一故障文字的起因是什么?
控制单元的温度传感器的输入电压为5伏特，这段文字表明温度低于-35℃。
有两个原因造成这个故障：
1：
导线的开路（断路）（见图3.①）
在导线中有断路。
作为控制单元内电路原理结果，温度传感器的输入电压为5伏。
2.正极短路（参考图3.②）
正极短路（例如在接头处）也会导致在控制单元内温度传感器的输入电压为5伏特。
控制单元不能区分上述故障的二个起因。
冷却液温度传感器-G62
短路至地线
产生以上故障文字的起因是什么?
在控制单元内的温度传感器的输入电压为0伏特。
它表明温度超过120℃。
起因是短路至地线。
（参考图3.③）。
短路至地线（如：
由连接导线的绝缘磨损产生）导致控制单元的输入端电压为0伏特（接地）。
但是，请牢记不能仅仅根据故障的文字说明来确定故障。
如果故障不发生在元件上，而发生在线束或发生在连接插头处，控制单元也可能将其确认为故障信号。
基于这个原因，故障的准确原因只能通过比较故障显示内容以及维修手册中的故障表来确定。
六、如何操作测试仪?
1、更换程序卡
测试仪的所有功能都由程序卡内的软件来控制。
程序卡的尺寸如同信用卡。
当有新的车型上市，测试仪内的软件则必须更新。
因此，程序卡必须更换。
注意：
只有当电源被切断后，才可以拆下或插上程序卡，换言之，即测试电源没有接到汽车上！
请不要接触程序卡上的触点！
也要防止静电！
请按照以下步骤更换程序卡：
（1）拆下位于壳体右侧的程序卡插槽的盖板。
旋松十字螺钉。
（2）拉住贴纸标签的薄片将其向右拉出。
（3）将新的程序卡片插入插槽，尽量向内插。
要保证程序卡正确地插入--请按照标签上的说明。
（4）现在将标签的薄片向内向上推入。
盖上插槽盖板。
（5）打开测试仪电源开关。
（6）选择操作模式3。
测试仪开始进行自检测。
如果自检测完成没有故障产生，则旧的程序卡己不再需要。
2、连接测试仪
测试仪通过测试电缆提供电源，装备有极性保护装置。
尽管如此，只有当测试导线正确连接后，测试仪的输入和输出级才能被可靠地防护。
基于以上原因，当连接测试导线V.A.G1551/1以及测试导线VAG1551/3时，要遵循以下步骤：
（1）使用测试导线V.AG1551/1（带故障查找）
①将测试仪上的电源供应的黑色插头插入车辆上的黑色偏平插座。
②注意显示的内容。
应该显示出以下的文字。
车辆系统测试 帮助
输入地址字××
一旦以上文字出现在显示器上后，将白色插头插入插座。
如果在显示屏上没有出现以上文字：
不要插入白色插头!
这时测试仪的极性接错，或者没有电源供应。
③检查车辆上黑色插头插座上的电压（图4之A），注意极性，防止极性接错!
电源供应至少为10伏特（需要的话对蓄电池进行充电!
）。
④按图5的说明检查V.A.G1551/1测试导线是否连接：
（2）使用测试导线V.AG1551/3（带故障查找）
①将测试导线插入到车辆的诊断接口。
②注意显示屏上读数。
应该出现以下的文字：
车辆系统测试 帮助
输入地址字××
如果以上文字没有出现在显示屏上：
根据图6检查车辆上的测试接口处的电压，并注意极性是否正确。
电源供应的电压至少达到10伏特（必要的话对蓄进行充电）。
③按图7测试V.A.G1551/3测试导线是否连续：
如果在显示屏上没有文字输出，这也可能由程序卡污蚀引起。
在这种情况下，用浸透甲醇的无纤维布清洁程序卡触点后再将程序卡插入插槽。
3、你可以选择的操作模式
重要说明：
-在这些操作说明中显示的文字只是举例。
实际出现的文字取决于连接的控制单元以及使用的程序卡的版本。
-如果你对不同的系统进行操作，你必须使用相关的修理手册。
连接好测试仪之后，你可选择三种不同的模式：
a.操作模式1（“车辆系统测试”）
b.操作模式3（“自检测”）
c.操作模式4（“维修站编号”）
当测试仪一旦连接好之后，它自动进入操作模式l（“车辆系统测试”），即：
车辆系统测试 帮助
输入地址字××
你可以按C键选择操作模式3和4，然后会显示以下的文字：
1-车辆系统测试 帮助
3-自检测 4-经销商编号
如果你可按HELP键（帮助），将显示操作信息。
以上为预先说明。
（1）操作模式1“车辆系统测试”
车辆系统测试 帮助
输入地址字××
如果在连接了测试仪之后选择了这一模式，则请先用键盘输入二位数字。
这两位数字代表控制单元的地址字。
这一地址字用来选择车辆中的单个控制单元。
如果按下HELP（帮助）键，在显示屏上会出现地址字的清单：
地址字清单
地址字
系统指定
01
发动机电器
41
柴油泵电器
02
变速箱电器
12
离合器电器
03
制动器电器
14
车轮阻尼电器
24
侧滑控制
15
安全气囊
26
电子车顶控制
17
仪表盘插件
08
空调/暖气电器
00
自动测试步骤（查询并显示所有系统的故障储存内容）
输入地址字（例如01）后，然后按Q键，地址字和指定的系统就会显示在显示屏的第二行。
车辆测试系统 Q
01-发动机电器设备
你可以按C键更改输入。
地址字00代表一种特殊情况。
你可以用这一地址字来起动一个自动检测过程：
车辆测试系统 Q
00-自动测试过程
如果你按下Q键，测试仪将一个接一个地送出所用已知的地址字。
如果一个控制单元以其控制单元标记应答，它将出现在显示屏上。
测试仪现在开始读取故障存储内容。
被识别的故障内容一个接一个的出现在显示屏上。
所有的故障储存内容被输出后，控制单元的对话结束下一个地址字出现。
说明：
如果对一个控制单元没有对话出现（由于到这一控制单元的导线断路或由于控制单元故障），这一控制单元不出现在显示器上。
一旦测试仪送出最后一个地址字或最后的故障储存内容己读出，它切换到初始操作。
即，测试仪刚开启时之后的操作等级。
同控制单元的数据联系是如何建立的?
输入一个地址字（例“01”）。
以下文字将会出现在显示屏上：
车辆系统测试 Q
01-发动机电器
如果你现在按Q键，测试仪将建立与控制单元的数据联系。
显示屏上将出现以下文字。
车辆系统测试 Q
测试仪传送地址字01
控制单元将以控单元标志应答
0123456789 ENGINE →
Coding 00012 WSC 01234
如果你现在按下→键，你可以选择单个功能：
车辆测试系统 帮助
选择功能××
如果你按下HELP（帮助）键，测试仪将显示出你可以选择的功能的清单：
功能清单
01-查询控制单元版本
02-查询故障储存内容
03-最终控制诊断
04-基本数据设置
05-清除故障储存内容
06-结束输出
07-控制单元编码
08-读取测量值块
09-读取单个测量值
10-更新
如果你想选择其中的功能，请输入其中的2位数字，然后按Q键以确认输入。
然后测试仪向控制单元传送命令。
如果测试仪不提供所选择的功能，或因为当前操作状态的原因而导致命令不能执行，以下文字将会出现在显示器上。
未知的功能，或此功能此时不能执行。
[1]功能描述
①功能--查询控制单元版本
如果选择了该功能，控制单元的版本信息就会显示在显示屏上。
0123456789 XXX→
CodingXXXXX WSCXXXXX
显示屏上的上面一行包含有下列数据：
-左边：
先是控制单元的零件号，后面是相关元件的定义（Engine：
发动机）。
-右边：
控制单元内使用的软件的型号（如果控制单元内有的话）。
显示屏上的下面一行显示出控制单元当前的编码。
如果是存储器编码的控制单元（参见07功能），显示屏显示出编码和维修站代码（WSC）。
维修站代码和经销商号码是完全一样的。
它显示的是最后一次在控制单元上工作过的维修站。
②02功能--查询故障存储器
说明：
故障来源（换句话说就是故障的位置）被显示在显示屏的上面一行，而故障类型被显示在下面一行，每一行总共只能显示40个字符。
因为通常40个字符是不能够显示所有故障内容的，所以必须使用缩写。
如果选择了02功能“查询故障存储器”显示屏上首先显示出的是故障的数量，例如：
插到了三个故障 →
现在你可以按箭头键来显示各个故障的故障代号和它的文字说明。
例如：
故障代号：
00513 →
显示屏上首先显示的是故障代号。
再按一次箭头键后，它的文字说明就显示出来了。
发动机速度传感器-G28
无信号 /SP
故障所在位置的名称被显示在显示屏上的上面一行。
“G28”是你能够在修理手册中查到的元件的名称。
故障类型（本例中为Nosignal无信号）显示在显示屏的下面一行。
如果故障的类型之后有后缀/SP，它表示此故障是偶然产生的（短时间的故障）。
③03功能--最终控制诊断
最终控制诊断是电气测试的一部分，它可以测试各个最终控制单元的电路是否完好。
如果你选择了03--最终控制诊断，本测试仪器就激活控制单元，使其对第一个元件进行最终控制诊断。
最终控制诊断 →
喷油嘴 1-N30
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