現(xiàn)在的汽車智能化程度越來越高了，汽車的各種功能基本都是由電子控制系統(tǒng)輔助完成的，比如發(fā)動機(jī)運(yùn)行、變速箱擋位切換、制動及制動輔助系統(tǒng)控制、轉(zhuǎn)向控制、車身穩(wěn)定控制、自動空調(diào)系統(tǒng)、汽車防盜系統(tǒng)、無鑰匙進(jìn)入與一鍵啟動，等等。當(dāng)這些系統(tǒng)發(fā)生故障時，還會在儀表盤上顯示故障燈，以提示駕駛員注意。在我們維修和保養(yǎng)汽車時，還要用汽車維修電腦調(diào)取故障碼，查看數(shù)據(jù)流，以及消除故障碼、系統(tǒng)升級與初始化等。
汽車的這些功能的執(zhí)行都離不開一個東西——電子控制單元，也就是我們俗稱的汽車電腦。那么汽車電腦是如何對汽車各系統(tǒng)進(jìn)行控制的呢？它又是如何監(jiān)視到故障碼的呢？我們常說的汽車電腦自診斷又是怎么回事呢？下面我們就來簡單的說說汽車電腦的工作原理，以及它是如何進(jìn)行自診斷的，故障碼又是怎么回事。
汽車電控單元，俗稱汽車電腦，它是按照系統(tǒng)內(nèi)預(yù)定的程序，自動地對各種傳感器的輸入信號進(jìn)行處理，然后輸出信號給執(zhí)行器，從而控制汽車運(yùn)行的電子設(shè)備。由于汽車電腦工作條件惡劣，環(huán)境變化多樣，需要承受-40-80°C的溫度變化，以及1000Hz以下的振動，所以需要它有穩(wěn)定的可靠性和對環(huán)境的耐久性，并且足夠的智能化，具有自診斷和檢測能力，能及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在的故障，并存儲故障碼，告知維修人員故障可能存在的部位，以便于維修。
汽車電腦都是單片機(jī)，集運(yùn)算器、控制器、存儲器、輸入輸出接口這四個基本組成部分于一體。它的存儲器分為兩個部分，一部分是固件存儲器（ROM），汽車各種功能的控制程序就安裝在這里，這個部分即使汽車完全斷電了，這些程序也不會有任何的改變與丟失；另一部分是臨時存儲器（RAM），用來存儲汽車運(yùn)行中各種變量和傳感器參數(shù)，以及汽車運(yùn)行過程中產(chǎn)生的故障碼、自適應(yīng)學(xué)習(xí)值、時間、密碼，等等，這些參數(shù)在汽車斷電后就徹底丟失了。
汽車電腦的工作過程包括信號的過濾和放大、模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換、信號運(yùn)算與輸出控制等。具體的過程非常復(fù)雜，也就不詳細(xì)論述了。舉一個例子來說一下：發(fā)動機(jī)控制單元ECU，它在工作過程中接收發(fā)動機(jī)上各種傳感器傳遞過來的信號，比如節(jié)氣門位置信號、空氣流量計信號、曲軸轉(zhuǎn)速信號、水溫信號，氧傳感器信號，等等，然后把這些信號轉(zhuǎn)換成電腦可以識別的數(shù)字信號，作為ECU內(nèi)部存儲的控制程序運(yùn)算參數(shù)，計算出一個最佳的控制參數(shù)，然后把這個控制參數(shù)傳遞給發(fā)動機(jī)上的執(zhí)行元件，執(zhí)行元件按照這個參數(shù)來控制發(fā)動機(jī)的運(yùn)行，比如噴油器的噴油脈寬、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。其它系統(tǒng)的電控單元工作過程與此類似，比如自動變速箱控制單元TCU、車身控制單元ECM、ABS控制單元、安全氣囊控制單元等。
現(xiàn)在的汽車上有多個電控單元，一般執(zhí)行單獨某一項功能的系統(tǒng)都有一個獨立的電控單元，比如發(fā)動機(jī)控制單元ECU、變速箱控制單元TCU、車身控制單元ECM以及制動防抱死系統(tǒng)ABS控制單元、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的EPS控制單元、安全氣囊控制單元、自動空調(diào)系統(tǒng)控制單元，等等。由于汽車在工作時是一個整體，所以各系統(tǒng)之間需要協(xié)調(diào)配合，統(tǒng)一動作。為此，各控制單元之間需要能夠?qū)崟r通訊，各種信息快速傳遞與交換，汽車電控單元之間采用通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)連成一個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，為了簡化電路以及降低成本，通常采用CAN總線來完成的這項工作。
那么汽車電腦的自診斷功能又是怎么回事呢？汽車電腦自診斷是指汽車在工作過程中，各電控單元可以隨時對系統(tǒng)內(nèi)各元器件的工作狀態(tài)，以及各電控單元之間的通訊狀態(tài)，進(jìn)行自動的檢查和監(jiān)測。當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常時，就會點亮儀表盤上的故障燈，提示駕駛員注意，并在電控單元中存儲故障碼，以便維修人員查閱。一般具有故障發(fā)現(xiàn)、故障分類、故障報警、故障存儲、故障處理這幾項基本功能。
存儲在電控單元中的異常信號，就是所謂的故障碼。故障碼的產(chǎn)生有兩種原因，一是傳感器輸入信號或者執(zhí)行器輸出信號錯誤，或者信號參數(shù)超出了規(guī)定的閾值，這種情況一般是傳感器、執(zhí)行器自身故障或線路故障；另一種是控制邏輯錯誤，即控制單元接收到的信息互相沖突，無法執(zhí)行，或者各控制單元之間的通訊中斷或者混亂，無法協(xié)調(diào)與溝通。通過解讀故障代碼，絕大多數(shù)的時候都能正確識別故障部位以及可能導(dǎo)致故障發(fā)生的原因。
不過在有些情況下，故障碼顯示的故障并不一定是準(zhǔn)確的，需要我們結(jié)合故障的具體現(xiàn)象以及部位，對相關(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。比如一個簡單的發(fā)動機(jī)失火故障碼，可能導(dǎo)致發(fā)動機(jī)失火的原因有可能是火花塞，也可能是點火線圈、高壓線、點火控制單元，也有可能是機(jī)械故障，比如氣缸壓力過低、噴油器堵塞等，這就需要我們具體的測量與分析判斷。還有比如發(fā)動機(jī)故障燈點亮，顯示的故障碼是氧傳感器故障，但是真實原因可能是可燃混合氣過濃或過稀，是由于發(fā)動機(jī)積碳過多或者噴油器故障導(dǎo)致的。
此外，還有一些純機(jī)械故障是不顯示故障碼的，比如發(fā)動機(jī)異響、變速箱異響、懸架系統(tǒng)故障，汽車各部位自然磨損導(dǎo)致的間隙變化、疲勞斷裂、腐蝕磨損等。有些司機(jī)來修車，不論什么故障都要求用電腦檢查一遍，認(rèn)為這是高科技，比人工強(qiáng)多了。其實再高的科技，也是為人服務(wù)的，汽車維修過程中，這些檢查只是輔助手段，更重要的是修理工的經(jīng)驗、對汽車原理的精通、以及認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度。很多時候，如果完全按照故障碼修車，往往會誤入歧途，最后繞了一個很大的彎才出來，甚至根本繞不出來了。
汽車故障碼的消除有兩種方式，一種是使用維修電腦直接消除，這種方式簡單直接，對汽車其它的功能沒有任何影響；另一種方法是斷開蓄電池的負(fù)極，讓汽車全車斷電，此時臨時存儲在電控單元中的故障碼就被清除了。不過這種方式同時也把汽車的自適應(yīng)學(xué)習(xí)值、時間設(shè)置、密碼設(shè)置等一些臨時數(shù)據(jù)也同時清除了，甚至?xí)硪恍┞闊?，盡可能不要采用。此外，還有一些偶發(fā)性的故障，比如在維修過程中不慎拔下某個傳感器插頭等，也會以故障碼的形式存儲在電控單元中，這樣的故障碼在汽車發(fā)動50~80次之后再沒有出現(xiàn)類似的故障，就會自動清除。
那么汽車出現(xiàn)故障碼之后，汽車還能正常使用嗎？在絕大多數(shù)情況下，故障碼都是不影響汽車使用的。比如發(fā)動機(jī)故障燈點亮，絕大多數(shù)情況都是由于發(fā)動機(jī)尾氣排放超標(biāo)了，有可能只是你使用了不合格的燃油導(dǎo)致的，但是發(fā)動機(jī)的性能不會受到任何影響；在比如汽車ABS故障燈點亮，此時的汽車防抱死功能缺失，但是常規(guī)制動性能不受任何影響。如果是比較嚴(yán)重影響汽車正常運(yùn)行的故障，汽車還會進(jìn)入“跛行”模式，用一套固定的控制程序控制汽車的運(yùn)行，比如節(jié)氣門開度固定，變速箱擋位固定等，讓汽車可以勉強(qiáng)行駛，脫離危險，找到修理廠。
現(xiàn)在汽車故障碼的編制基本都要符合OBD-Ⅱ的標(biāo)準(zhǔn)，各種不同的車型故障碼讀取規(guī)則和含義基本都是一致的。汽車電控單元的生產(chǎn)廠家也不多，基本被德國的博世、美國的德爾福以及日本的電裝壟斷了。不過即使是相同的電控單元，不同車企編制存儲在電控單元中的控制程序，可就大不一樣了，我們經(jīng)常說的汽車調(diào)校功力，其實就是指這種程序的編寫。這里面的很多參數(shù)，是車企經(jīng)過大量實驗和實際的汽車運(yùn)行數(shù)據(jù)采集，優(yōu)化計算出來的最佳結(jié)果，這個過程通常需要幾十年的技術(shù)積累，不是一朝一夕就能完成的。所以，對于我們這樣只有十幾年造車歷史的國家來說，還需要繼續(xù)努力奮斗。
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