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 1552 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（，基于规则推理）、（，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—（）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（，简称）: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（）: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。

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，传感器信号领域专家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1551、. G1552,宝马汽车用、1解码器，奔驰汽车用、 2000 解码器，通用汽车的解码器，伏特汽车的解码器，日产汽车的解码器，丰田汽车的 2000 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 422插口的盖板4. 测试电缆4a 1551/3 适用于带 16 针测试接头的车辆4b 1551 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f 用此键可在程序中或文字中向前移动1和则以使用这些键改变功能修正”（第631.1.10）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按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1552这样的测试仪也能完成这样的工作。

1552 还能帮助你查找故障并确认故障。

G1552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 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 1551 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 1552 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电阻，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，电阻的压降下降。

作为一个普遍原理，可以这么说：电阻上的每一个压降对应于一个特定的温度值。