常用的汽车电子控制系统毕业论文.docx

常用的汽车电子控制系统毕业论文.docx

《常用的汽车电子控制系统毕业论文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《常用的汽车电子控制系统毕业论文.docx（23页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

常用的汽车电子控制系统毕业论文

本科毕业论文

题目名称：

常用的汽车电子控制系统

故障诊断方法的研究

学院：

专业年级：

学生姓名：

班级学号：

指导教师：

二XXX年六月十日

摘要

随着汽车工业的发展，电子控制技术在现代汽车上的应用越来越广泛，但是汽车电子控制系统故障也远比传统汽车故障复杂得多，这给故障诊断和维修工作增加了困难。

本文通过对常用的汽车电子控制系统故障诊断方法的研究，把对各诊断方法适用的故障类型进行了简单的归纳总结，使发生在汽车电子控制系统中的各种故障类型与诊断方法基本对应，避免了以后诊断工作时的盲目性。

结合现代社会和科学技术的发展对汽车电子控制系统故障诊断方法的发展加以展望，阐述了汽车电子控制系统故障诊断的趋势。

关键词：

　电子控制系统故障诊断诊断方法

Abstract

Withthedevelopmentoftheautomotiveindustry,theapplicationofelectroniccontroltechnologyonmoderncarsismoreandmoreextensive,buttroubleswithelectroniccontrolsystemarefarmorecomplexthanthetraditionalcarfailure,whichgivemoredifficultiestothediagnosisandmaintenanceworkoftroubles.Basedontheresearchofcommonlyusedautomotiveelectroniccontrolsystemfaultdiagnosismethods,thispaperhassimplysummarizeddiagnosticmethodsapplicabletoalltypesoffault.Itwillmakevarioustypesoffaultwhichoccursinautomotiveelectroniccontrolsystemscorrespondtodiagnosticmethods,andavoidtheworkoftheblindnessintheafterdiagnosis.Combinedwithmodernsocialanddevelopmentofscientifictechnological,thedevelopmentofthemethodforautomotiveelectroniccontrolsystemfaultdiagnosisisprospected,indicatethetrendofautomotiveelectroniccontrolsystemfaultdiagnosis.

Keywords:

　Electroniccontrolsystem，Troublediagnosis，Diagnosismethod

不要删除行尾的分节符，此行不会被打印

1绪论

1.1汽车电子控制系统的产生

随着社会的发展，汽车成为人类密不可分的伙伴，现代的汽车工业得到了突飞猛进的发展。

汽车电子控制系统的产生和发展主要体现在以下三个方面：

（1）安全、环保和节能推动的汽车电子控制技术的发展；

（2）电子信息技术的发展，推动了汽车电子控制技术向集成与智能迈进；

（3）汽车电子控制技术的优越性。

1.2汽车电子控制系统的种类

汽车电子控制系统由感测信号的传感器、以计算机为核心的电控单元和实现控制意图的执行器三部分组成。

传感器是系统中信息的输入部分，它用于感测控制系统外部的信息，并将得到的信息转换为电信号后传输给电控单元，输入信息是引起控制系统发生变化的原因。

电控单元是控制系统的中枢，是系统中的信息处理部分，它通过处理、分析和计算输入信息形成控制指令，并将形成的控制决定传输给执行器，处理是控制系统对输入的响应过程。

执行器则是控制系统的输出部分，它将电控单元形成的控制指令转变为实现控制目标的物理运动，输出是系统根据输入产生的结果。

汽车电子控制系统按照不同的分类方式基本分为以下几类；

（1）按控制系统有无反馈环节分类可分为开环控制系统、闭环控制系统；

（2）按输入量变化的规律来分类可分为恒值控制系统、随动控制系统、过程控制系统；

（3）按系统传输信号对时间的关系分类可分为连续控制系统、离散控制系统；

（4）按系统输出量和输入量的关系分类可分为线性系统、非线性系统。

1.3汽车电子控制系统的诊断方法

汽车故障的诊断和修理从汽车诞生时也就同时产生了，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。

针对现代汽车电子控制系统的发展，电子控制系统的故障诊断方法从一般的人工经验诊断法发展到故障码诊断法、波形分析法、数据流分析法、电路分析法等。

现在的大型故障综合诊断仪器在汽车电子控制系统故障诊断中也得到了广泛的应用。

随着现代社会信息化、网络化的发展，智能网络诊断成为汽车电子控制系统故障诊断的发展趋势。

2人工经验诊断法

2.1人工经验诊断法的含义

人工经验诊断法是诊断人员凭借丰富的实践经验和一定的理论知识，在汽车不解体或局部解体的情况下，借助简单的检查工具进行检查、试验、分析和确定汽车故障原因和部位的诊断方法。

人工经验诊断法既是汽车故障诊断的传统方法也是基本方法，即使在现代仪器诊断技术飞速发展的今天也不可能取消人工经验诊断方法，这就像医学临床诊断中的体格检查一样是不可能被取代的环节。

2.2人工经验诊断法的特点及工作步骤

2.2.1人工经验诊断法的特点

人工经验诊断法不需要任何仪器设备，只要对汽车结构和常见故障现象有一定的了解，就可以随时随地进行诊断。

同时，这种方法不受地点、设备的影响，还可降低维修成本，具有良好的适用性和灵活性。

并且，人工经验诊断法对操作者没有什么具体要求，只要维修人员善于对维修工作中处理过的故障现象及排除方法进行总结和积累，便可掌握一定程度的直观诊断方法并能收到事半功倍的效果。

2.2.2人工经验诊断法的工作步骤

（1）故障诊断询问

首先要通过询问驾驶人员了解车型、生产年份、故障发生的时间、状况，发生故障时的环境条件，进行了哪些操作，是否已经进行检修，动过哪些部位等。

同时还要了解汽车电子控制系统以前是否进行过检修及维修部位。

通过信息收集，可以帮助初步估计故障发生的原因和部位，排除不必要的干扰，明确查找目标。

（2）故障诊断检查

通过人的感觉器官对汽车故障现象进行看、听、试、嗅等进一步确定故障的确切位置。

看是否有部件丢失，电线是否脱线，接线器是否结合，有无接错线，各种软管的连接状况；听一下发动机的声音是否有杂音；一般故障只是在特定条件下，其故障现象最为明显，而当条件改变时，故障现象也随之改变。

因此可改变汽车的工况，观察故障现象的变化，分析其内在联系，找出故障发生的原因。

改变汽车工况的试车过程，也是了解汽车故障现象的一种手段。

（3）故障原因分析

一种故障现象可能由多种原因引起，而一种故障原因有可能表现出不同的故障现象。

原因和现象不是简单的一一对应关系。

原因分析中的推断应符合客观实际，否则不能找准故障的真正原因。

因此，在故障诊断中应采用合适的方法与正确的程序。

2.3人工经验诊断适用的故障类型

人工经验诊断方法便于有经验的维修人员掌握，对于经常出现的故障容易排除。

例如起动困难则检查燃油泵、冷却液温度传感器；怠速不稳则检查节气门位置传感器、节气门体（脏污）；加速无力则检查空气流量计；油耗增加则检查喷油器、空气流量计；进气管回火则检查进气系统渗气、冷却液温度传感器；排气管冒黑烟则检查氧传感器、冷却液温度传感器等。

实例：

丰田皇冠3.0—2JZ—GE回火的故障现象

用人工经验诊断法进行诊断时，首先从理论上分析得出回火的原因是由于可燃混合气的延时燃烧造成的。

那么，能够引起混合气延时燃烧的主要原因有混合气过稀、点火过迟、发动机温度过低及机械部件等。

由于该车的点火系统采用的是无触点电控装置，点火精度很高。

所以，根据该车的工作状态诊断时一般不考虑点火过迟这一点，而机械故障的出现一般都伴有异常的响声，而此车无异响，在无异常声响的情况下重点考虑的是混合气体过稀和温度过低的原因。

对发动机进行实验，结果发动机工作温度正常后仍有回火的现象，那么故障的原因就是混合气过稀。

而引起混合气过稀的主要部位又是进气系统和燃油系统。

这样重点检查的是燃油系统中的燃油泵、油管、喷油器和进气系统中各真空管路的密封情况等。

经过检查是喷油器的老化造成的，更换喷油器进行试车，故障排除。

从上面的简单分析中可以看出，人工经验诊断方法可以很快地判断出故障的原因和部位。

3故障码诊断法

3.1故障码诊断法的含义

故障码诊断法是在读取故障代码的基础上，结合其他检测结果对所读取的故障代码进行比较分析从而做出故障判断的一种方法。

它是汽车电子控制系统故障诊断中最基本也是最简单的方法之一。

通常故障代码分析是诊断汽车电子控制系统故障的第一步。

3.2故障码诊断法的特点

故障码诊断法对于电子控制系统的一些故障可以快速准确的找到故障部位，并能及时的排除。

如：

空气流量计（MAF）的故障码，表明空气流量计有故障。

但是故障码诊断法通常只能提供与本系统有关的电气装置或线路故障。

它有以下不足：

只包括有限的若干常见故障，大量的故障特别是电控发动机油路、气路故障并未包括在内；对许多故障没有反应或仅给出较为模糊的诊断结论，使维修人员仍然无从下手。

3.3故障码诊断法的工作步骤

故障码诊断的过程是对汽车控制电脑故障自诊断系统所记录的故障代码进行读取、清除和鉴别分类的分析过程。

3.3.1故障码的读取与清除

故障码的读取有两种方式，一种是人工方式，另一种是外接设备方式。

人工读取方式适用于早期随车诊断系统（OBD-I）的故障码读取，而外接设备方式既适用于第一代随车诊断系统也可用于第二代随车诊断系统（OBD-Ⅱ）的故障码读取。

存储在控制电脑中的故障码也同样有两种方式来清除，一种是人工清除，另一种是自动清除。

故障码的自动清除则是在故障已经完全消除以后，在点火开关开-闭（ON-OFF）循环一定的次数（通常是50~80次以上），且该故障没有再次出现时，控制电脑将自动清除存储的故障码。

人工清除可以清除所有的偶发性故障的故障码和持续性故障码，而自动清除只能消除在一段时间内没有出现的偶发性故障的故障码和故障已经被排除的持续性故障的故障码。

3.3.1.1随车读取和清除方式

随车读取和清除故障码是不使用任何外接仪器设备就可进行的方式。

在这种方式下若要控制电脑的自诊断系统输出故障码，通常需要先给电脑一个触发信号，电脑接到此信号后，就开始显示故障码。

因此可将各种不同汽车的故障码输出形式，按不同的触发方式和不同的显示方式来加以分类。

任何一种车型故障码的读取，总是由一种触发方式和一种显示方式组成的。

（1）故障码读取的触发方式

①跨接诊断座中触发线

这种方式是故障码读取中使用最多的方式，对要检测的系统用一根导线跨接诊断座中指定的插孔，即可完成自诊断系统的触发。

②诊断座中触发线搭铁触发

这种方式也是故障码读取中比较常见的一种，两线触发其中有一根就是搭铁线，所以两线触发和一线搭铁触发本质上是一样的。

③外接LED灯（故障笔）触发

LED灯是由发光二极管和330Ω电阻串接而成的故障笔，使用时将两线分别与诊断座中规定的插脚相接，即可达到显示故障码的目的。

④点火开关触发

在规定时间内将点火开关连续开-关-开-关-开后（三次），自诊断系统便被触发输出故障码。

⑤插保险丝触发

在保险盒内或诊断座上专用的保险插座上，插上保险丝即可触发自诊断系统输出故障码。

⑥加速踏板触发

在5s内将加速踏板踩下并放开5次，即可触发自诊断系统输出故障码。

⑦自动触发

打开点火开关故障码自动显示，用汽车万用表的百分比档直接读出故障码（百分比输出）。

（2）故障码读取显示方法

①检查不同系统如ABS、AIRBAG等自己相应的故障指示灯。

②外接LED灯（故障笔）。

故障码笔是由双LED发光二极管组成的专用的故障码阅读笔，它可以方便地从诊断座上读取故障码。

③内部LED灯。

④百分比（%）输出。

利用百分表在9针诊断座的第3针输出口，读取百分比（%）值。

⑤直接在仪表板上显示

（4）故障码的清除方式

故障码的清除方式有3种：

①切断电源法：

在点火开关处于关断（OFF）位置状态下，拔掉发动机ECU备用电源线上的熔断丝10s或更长时间就可以清楚存储器中的故障码；拆下蓄电池（—）接线柱上的搭铁线20s也可以清楚存储器中的故障码。

②触发程序法：

按照触发的方式遵循规定的程序步骤操作，即可清除故障码。

③利用仪器清除故障码，这是最常用并应首先采用的方式。

3.3.1.2外接设备方式

外接设备方式是使用读码器、扫描仪和诊断仪或类似工具（俗称解码器）进行故障码的读取与清除的。

（1）读码器

读码器是各大汽车公司为各自生产的汽车专门设计的读取和清除故障码的专用工具。

它将自诊断系统故障码的触发和显示功能集于一体，只需将连接插头插入诊断座，就可以从读码器中读取和清除故障码。

读码器有两种显示方式，一种是用发光二极管显示闪码，另一种是直接显示故障码的编号。

读码器通常用读码键触发读取故障码，用清除键清除故障码。

读出的故障码还需要从维修手册中查找故障码的含义。

（2）触码器

触码器是在读码器的功能上增加了故障码内容定义的显示功能，可用菜单方式进入读取故障码和清除故障码功能。

触码器可以显示故障码的定义。

所以触码器能够用不同文字直接显示故障码的含义，不必再从手册中去查找。

（3）扫描仪和诊断仪

扫描仪和诊断仪也可以用于故障码的读取和清除，在读取和清除故障码的功能上与触码器完全相同。

3.3.2故障码的分析

在进行故障码分析时，建议按照以下步骤进行：

（1）首先读取并记录所有故障码；

（2）清除所有的故障码；

（3）确认故障码已被清除（在再次读取故障码时，应显示此时无故障码）；

（4）模拟故障产生的条件进行路试以使故障重现；

（5）再读取并纪录此时的故障码；

（6）区分间歇性（软）故障码和当前（硬）故障码；

（7）区分与故障症状相关的故障码和无关的故障码；

（8）区分诸多故障码或相关故障码中的主要故障码（它可能是导致其他故障产生的原因）；

（9）按照上述分析，进一步精确地检查测量故障码所代表的传感器、执行器或控制电脑及相关的电路状态，以便确定故障点发生的准确位置。

3.4故障码诊断法适用的故障类型

故障码查询法则适合诊断、排除各种电子控制系统的传感器、执行器以及电子控制器（即ECU）的故障。

实例：

一辆桑塔纳时代超人轿车，ABS故障灯时亮时，防抱死功能不起作用。

首先用V．A．G1552读取故障码，故障码为00285—右前轮转速传感器故障。

首先拆下右前轮转速传器，检查其连接线路，正常；对传感器进行性能查，良好。

重新进行检查，发现右前轮齿圈轴向摆量大，装上传感器，转动右前轮测量齿圈和传感之间的间隙，发现间隙波动超出正常间隙。

更换右前轮齿圈，清除故障码，试车，故障排除。

4电路分析法

4.1电路分析法的含义

电路分析法即以故障车的电路原理图为基础，在电路图上进行故障分析和判断，推断出可能的故障原因和故障部位的方法。

4.2电路分析法的特点

随着汽车电子设备的增多，汽车电路及电器出现的故障愈显复杂。

发生故障后，选用合适的诊断方法是顺利排除故障的关键，电路分析法就是解决汽车电子控制系统中电器故障的主要方法。

使用电路分析法必须熟悉汽车电子控制系统的电路原理，汽车电器设备的工作原理。

电路分析法对电子、电器设备的故障诊断是其他故障诊断方法所不能代替的。

利用仪表检测是电路分析法的主要手段，是电路分析的基础。

因为利用仪表检测有省时、省力和诊断准确的优点，但要求操作者必须在熟悉电路的基础上具备熟练应用仪表的技能。

4.3电路分析法适用的故障类型

电路分析法在汽车电子控制系统的故障中主要适用电子控制系统电路故障、电器设备故障、电子元件故障。

实例：

一台UD63型尼桑汽车不充电，发动机正常工作时充电指示灯一直点亮，据司机反映，起动机有时还有打齿现象。

检修时（如图4—1），发动车后将点火开关再转到起动位置，发出起动机驱动齿轮与飞轮齿环的撞击声，说明起动电路也不正常。

加速发动机，观察k6无动作，测N点电压只有0.5V，F点电压接近0V。

用导线将F和IG接线柱作瞬间短接，k6动作，充电指示灯灭，证明激磁电路有故障。

检查k7、R4和导线连接均正常；当检查R3时，阻值已接近开路，拆下检查，发现R3有一处已被烧断，换上同一规格的电阻后，故障排除，起动系工作也恢复正常。

K1——电源总开关K2——起动开关K3——安全继电器触点K4——起动开关触点K5——起动机电磁开关触点1、2——安全继电器线圈3—起动开关线圈4—吸引线圈5——保持线圈6——电枢7——电磁绕组8——磁场继电器线圈R1、R2、R3、R4、R5——电阻

图4—1充电电路图

汽车电控系统电路比传统的电路系统要复杂的多，而且不同的车型由于其电控系统的控制方法和控制原理也有各自的特点，因此，电控系统电路也有较大的差异。

掌握各种车型电控系统控制方法和控制原理，熟悉其电路特征，大量收集常见车型的电路资料，可用尽量少的时间准确地找出故障部位和故障点，并及时排除故障，提高工作效率和效益。

5波形分析法

5.1波形分析法的含义

波形分析法就是利用汽车示波器获得汽车电子控制系统中的传感器、执行器等电子设备的波形信号（即电压随时间变化的电信号），然后把这些实测信号与这些电子设备的正常波形信号进行对比，分析找出其中的差异，最后操作者根据自己的理论知识找出故障发生部位的方法。

利用检测设备中的示波器功能不仅可以快速捕捉汽车电路信号，还可以用较慢的速度来显示这些波形信号，以便我们一面观察，一面分析。

5.2波形分析法的特点

首先，示波器与万用表相比有着更为精确及描述更为细致的优点，万用表通常只能用一、二个电参数来反映电信号的特征，而示波器则用电压随时间变化的图形来反映一个电信号，它显示电信号比万用表更准确、更形象，一个画面通常要胜过一千个数字。

其次，某些汽车电子设备信号的变化速率非常快，变化周期达到千分之一秒，通常测试仪器的扫描速度应该是被测信号的5-10倍，且许多故障信号是间歇的，时有时无的，这就需要仪器的测试速度高于故障信号的速度。

汽车示波器不仅可以快速捕捉电路信号，还可以用较慢的速度来显示这些波形，以便我们一面观察，一面分析。

它还可以用储存的方式记录信号波形，使得我们可以倒回来观察已经发生过的快速信号，这就为我们分析判断故障提供了极大的方便。

无论是高速信号（如：

喷油嘴、间歇性故障信号）还是低速信号（如：

节气门位置变化及氧传感器信号），用示波器都可以得到想要得到的结果。

再次，通过波形分析能够使你确认故障是否真的已被排除，如发动机电控燃油喷射系统，便可以通过从示波器中观看到的氧传感器维修前后的信号波形来加以判断。

波形分析能够显示出需要你维修的故障是怎样一种波形，使你能看清楚故障的真实存在。

5.3波形分析法诊断原理

5.3.1汽车电子信号的基本类型

当今汽车系统中存在五种基本类型的电子信号，把这五种基本的汽车电子

信号称为“五要素”。

（1）直流（DC）信号：

直流电压信号主要有蓄电池电压或控制电脑输出的传感器参考电压，传感器信号主要有发动机冷却液温度传感器燃油温度传感器、进气温度传感器节气门位置传感器、废气再循环位置传感器、翼板式或热式（热线式和热膜式）空气流量计及部分模拟式进气压力传感器等。

（2）交流（AC）信号：

产生交流信号的传感器和装置有电磁式轮速传感器、电磁式曲轴转速及位置传感器等。

（3）频率调制信号：

产生可变频率信号的传感器和装置有数字式空气流量计、福特数字式进气压力传感器、光电式车速传感器、霍尔式车速传感器、光电式凸轮轴和曲轴转角传感器、霍尔式凸轮轴和曲轴转角传感器等。

（4）脉宽调制信号：

产生脉宽调制信号的电路或装置有初级点火线圈、电子点火正时电路、废气再循环控制、涡轮增压和其它控制电磁阀、喷油嘴、怠速控制发动机和电磁阀等。

（5）串行数据多路信号：

若汽车具备自诊断能力和其它串行数据传送能力的控制模块，则串行数据由发动机控制电脑、车身控制电脑、防滑制动系统或其它控制模块产生。

5.3.2汽车电子信号的判定依据

汽车电子信号都具有可度量的五个参数指标。

这五个参数是：

幅值、频率、

形状、脉宽、阵列。

（1）幅值：

电子信号在一定点上的即时电压；

（2）频率：

电子信号在两个事件或循环之间的时间，一般指每秒的循环数（HZ）；

（3）脉冲宽度：

电子信号所占的时间或占空比；

（4）形状：

电子信号的外形特征，包括信号的曲线、轮廓和上升沿、下降沿等；

（5）阵列：

组成专门信息信号的重复方式。

5.3.3波形分析法的诊断原理

汽车中的每个电子信号都可以用5种判定依据中的一个或多个特征组成。

电子信号类型与判定依据之间的关系如表5—1所示。

每个电子信号必然与一个或多个判定依据相对应，以帮助计算机系统确认是什么类型的电子信号。

表5—1电子信号类型与判定依据的关系

信号类型

判定依据

幅度

频率

形状

脉冲宽度

阵列

直流

√

交流

√

√

√

频率调制

√

√

√

脉宽调制

√

√

√

√

串行数据

√

√

√

√

√

为了使汽车的计算机系统功能正常，必须去测量用于通信的电子信号，即用汽车示波器去“截听”汽车计算机中的电子对话。

当汽车中的传感器、执行器或电路从正常状态突变到故障状态时，它们在汽车示波器上显示的波形几乎总是在它的5种判定依据上发生剧烈的变化，这就是为什么可用汽车示波器对汽车故障进行诊断，从而确定其故障部位的重要原因。

5.4波形分析法适应的故障类型

在对汽车电子控制系统检测维修中，波形分析法可对记录电器设备的工作过程分析故障、记录低压脉冲信号的工作过程分析故障、检测异响等故障进行分析。

5.4.1利用示波器跟踪记录电器设备的工作过程分析故障

由于多数电子设备的工作过程是瞬时的、短暂的，难以直接观察并判断其故障，但对于电子元件或电器总成来说，它的工作过程会呈现出一个特定的波形，可以通过示波器对其进行跟踪记录，并与正常工作下的波形对比，依据各元件的工作特性，分析判断故障的位置、原因。

A．断电器触点打开，一次电流下降，电压上升R．火花塞通电时间C.第一次振荡波，点火线圈中的残余电量以阻尼振荡形成消耗D.断电器触点闭合，电流增大，电压下降E.断电器触点打开的全部时间F.断电器触点闭合的全部时间G.第二次振荡波，即点火线圈的磁化曲段

图5—2点火波形图

例如在点火系统的工作过程中，用示波器记录点火线圈利用互感作用将低电压信号变为高电压，尔后经火花塞放电，再经触点闭合，电压降至低电压的过程（见图5—2）。

将测得波形与正常工作下的波形进行分析比较，可判断点火系统的技术状况好坏和故障原因。

此外，还可以利用传感器，将压力等其它信号转变为电信号输入示波器，进行过程的记录和分析，判断故障。

5.4.2利用示波器记录低压脉冲信号的工作过程分析故障

大量电子技术在汽车上的不断应用，使单片机、可编程逻辑器件、各种传感器、步进电机等电子元