一种电控系统的故障自诊断系统和方法

摘要

本发明涉及一种电控系统的故障自诊断系统和方法，属于汽车故障自诊断系统和方法。包括故障识别模块、故障处理模块、故障提醒模块、故障码存储模块以及故障码清除模块；实时检测自动离合器系统中各个组件的故障信息，判断故障发生的具体位置，并提醒驾驶员该系统出现故障，同时将故障信息进行存储以备为维修人员提供指导，从而方便维修人员迅速找到发生故障的具体位置，更换损坏的部件。其优点在于：有别于传统的人工排故，它是利用电子手段来检测和诊断系统组件的功能和故障，可以产生精确的故障信息，对故障进行快速而准确的定位，降低了故障查找时间，并大大提高了排查故障的效率。

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽车故障自诊断系统和方法，尤其适用于汽车自动离合器电控系统。

背景技术

随着世界汽车拥有量的快速增长，汽车之中开始广泛应用电子控制技术，一方面大大提高了现代汽车的经济性和动力性，另一方面也使得汽车整体结构更加复杂，增加了汽车故障诊断和维修的难度。目前仅依靠传统的人工经验检测与诊断难以适应，无论在诊断的准确性还是使用的方便性和工作效率上都已不能满足客户的需求。

离合器系统属于汽车传动系统的一个重要总成，所以它的故障诊断对汽车安全性和可靠性具有重大意义。汽车自动离合器，也被称作自动离合器控制系统，是针对手动档车型研发的一种智能离合器控制系统。在不改变原车变速箱和离合器的基础上，只是利用自动操纵机构解放驾驶员的左脚，撤除离合器踏板，由电控单元控制离合器的分离和结合，从而达到“开车不用踩离合”的效果。因此，如何准确、快速、科学地诊断汽车故障，以便及时指导汽车维修，保障行车安全，已成为当今汽车行业亟待解决的一个难题。为了及时发现和排除故障，有必要对汽车电控系统的故障诊断进行不断的研究和开发。

发明内容

本发明提供一种电控系统的故障自诊断系统和方法，以解决目前存在的诊断的准确性、使用的方便性和工作效率不能满足客户需求的问题。

本发明采取的技术方案是：

包括故障识别模块、故障处理模块、故障提醒模块、故障码存储模块以及故障码清除模块；

所述故障识别模块检测系统中各个组件的信号状态，并实时判断各个信号是否出现异常；

故障处理模块自动处理影响电控系统的正常运行的故障，用固定值来替代该信号；

故障提醒模块通过蜂鸣器或者仪表盘来提醒驾驶员电控系统出现异常；

故障码存储模块在电可擦除存储器EEPROM中存储故障码；

故障码清除模块于系统故障排除后，清除故障代码。

一种电控系统故障自诊断方法，包括：

（1）故障识别模块识别到故障并确认，设置初判断故障位和最终故障位，值为1代表有故障，0代表无故障，只有最终故障位为1时才确认故障，首先CCU读取断电前保存的故障值，若无故障，两个故障位都为0；反之，全为1，然后全程监控故障是否发生，无故障时，初判断故障位为0，保持无故障状态100ms后，最终故障位也为0；当有故障时，初判断故障位为1，保持有故障状态100ms后，最终故障位为1，确认故障，记录故障码；

（2）将该故障输送到故障处理模块和故障提醒模块，其中：

故障处理方法，被测系统有三个温度传感器，分别采样PCB板温度、电机温度和H桥驱动芯片温度，当任何一个温度出现问题，即识别到温度高故障或者温度低故障，都用0代替该温度值；当离合器位置出现问题时，采用24000代替离合器位置采样值，认为离合器处于完全分离状态；

故障提醒方法，定义两个无符号32位变量故障收集1和故障收集2，这两个变量中每一位都代表一种故障，故障码输送到3个模块，一是通过特定ID的CAN报文控制仪表盘上的ACS故障灯，当有任何故障出现时，故障灯点亮，反之，熄灭；二是将故障码通过自定义ID的CAN报文发送到CAN总线上；三是控制车上的蜂鸣器，当有任何故障出现时，蜂鸣器就以100ms周期鸣响以提示驾驶员ACS系统出现问题；

（3）进入故障码存储模块进行编码并存储，当识别到故障码时，CCU将该码暂存在随机存取存储器RAM里，一旦点火开关关闭，该数据就保存到电可擦除存储器EEPROM里；

（4）通过故障码清除模块进行清除，每个独立的故障码都可以通过三种方式清除，方式一：只针对单个故障码的清除使能位，也就是说该使能位有效时，只能清除对应的故障码；方式二：针对所有故障码的清除，该使能位有效时，可以同时清除所有故障码；方式三：通过自定义ID的CAN报文清除，该方式也是同时清除所有故障码；其中方式一和二适用于标定工程师在线清除故障码，方式三既适用于标定工程师也适用于维修人员，维修人员可以通过诊断仪一次性将故障码全部清除干净。

本发明优点在于：有别于传统的人工排故，它是利用电子手段来检测和诊断系统组件的功能和故障，可以产生精确的故障信息，对故障进行快速而准确的定位，降低了故障查找时间，并大大提高了排查故障的效率。

附图说明

图1是本发明故障自诊断系统的原理图；

图2是被测系统自动离合器系统示意图；

图3是本发明故障识别故障的原理图；

图4是本发明故障处理的原理图；

图5是本发明故障提醒的原理图；

图6是本发明存储故障码的原理图；

图7是本发明清除故障码的原理图。

具体实施方式

包括故障识别模块、故障处理模块、故障提醒模块、故障码存储模块以及故障码清除模块；

所述故障识别模块检测系统中各个组件的信号状态，并实时判断各个信号是否出现异常；

故障处理模块自动处理影响电控系统的正常运行的故障，用固定值来替代该信号；以保证整个系统可以继续运行下去，同时也方便标定工程师易于发现该故障信号；

故障提醒模块通过蜂鸣器或者仪表盘来提醒驾驶员电控系统出现异常；

故障码存储模块在电可擦除存储器EEPROM中存储故障码；为每个检测的故障都设置唯一的故障码，当点火开关关闭时，所有故障码都保存到电控单元的EEPROM（电可擦除存储器）中，方便标定工程师或者维修人员进行查看，同时用于电控单元再上电时故障的确认；

故障码清除模块于系统故障排除后，清除故障代码，使电控系统可以正常运行，清除故障码有两种方式，一是通过指定的标定参数量，一是通过CAN指令，方式一更适于标定工程师，方式二更适于诊断仪操作，不管哪种方式，都可以将所有的故障码一次性全部清除。

一种电控系统故障自诊断方法，包括：

（1）故障识别模块识别到故障并确认，设置初判断故障位和最终故障位，值为1代表有故障，0代表无故障，只有最终故障位为1时才确认故障，首先CCU读取断电前保存的故障值，若无故障，两个故障位都为0；反之，全为1，然后全程监控故障是否发生，无故障时，初判断故障位为0，保持无故障状态100ms后，最终故障位也为0；当有故障时，初判断故障位为1，保持有故障状态100ms后，最终故障位为1，确认故障，记录故障码；

（2）将该故障输送到故障处理模块和故障提醒模块，其中：

故障处理方法，被测系统有三个温度传感器，分别采样PCB板温度、电机温度和H桥驱动芯片温度，当任何一个温度出现问题，即识别到温度高故障或者温度低故障，都用0代替该温度值；当离合器位置出现问题时，采用24000代替离合器位置采样值，认为离合器处于完全分离状态；

故障提醒方法，定义两个无符号32位变量故障收集1和故障收集2，这两个变量中每一位都代表一种故障，故障码输送到3个模块，一是通过特定ID的CAN报文控制仪表盘上的ACS故障灯，当有任何故障出现时，故障灯点亮，反之，熄灭；二是将故障码通过自定义ID的CAN报文发送到CAN总线上；三是控制车上的蜂鸣器，当有任何故障出现时，蜂鸣器就以100ms周期鸣响以提示驾驶员ACS系统出现问题；

（3）进入故障码存储模块进行编码并存储，当识别到故障码时，CCU将该码暂存在随机存取存储器RAM里，一旦点火开关关闭，该数据就保存到电可擦除存储器EEPROM里；

（4）通过故障码清除模块进行清除，每个独立的故障码都可以通过三种方式清除，方式一：只针对单个故障码的清除使能位，也就是说该使能位有效时，只能清除对应的故障码；方式二：针对所有故障码的清除，该使能位有效时，可以同时清除所有故障码；方式三：通过自定义ID的CAN报文清除，该方式也是同时清除所有故障码；其中方式一和二适用于标定工程师在线清除故障码，方式三既适用于标定工程师也适用于维修人员，维修人员可以通过诊断仪一次性将故障码全部清除干净。

下面以自动离合器系统为例结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，当该系统识别到故障并确认后，将该故障输送到故障处理模块，并且发送提醒故障模块，同时还会进入故障码存储模块进行编码并存储，最后通过故障码清除模块进行清除。

如图2所示，自动离合器系统由电机、电控单元（CCU）、操纵机构、离合器位置传感器、换档意图传感器、档位传感器、分泵、离合器、油管、线束等组成。其中档位传感器由选档位置传感器和换档位置传感器组成。CCU通过CAN总线读取发动机转速、加速踏板信号、发动机扭矩信号、车速信号、制动信号来获取车辆运行状态；然后通过换档意图传感器、选档位置传感器、换档位置传感器识别换档请求信息，驱动离合器操纵机构迅速分离离合器；最后通过选、换档位置传感器，识别是否达到目标档位，如果到达，CCU驱动离合器操纵机构结合离合器，对结合速度和结合位置进行闭环控制。

如图3所示，被测系统中所有信号的故障码识别都是相同的原理，为方便确认故障，设置两个变量，分别为初判断故障位和最终故障位。值为1代表有故障，0代表无故障。只有最终故障位为1时才确认故障，这么做的目的是通过软件滤出干扰，以免误认故障。首先CCU读取断电前保存的故障值，若无故障，两个故障位都为0；反之，全为1。然后全程监控故障是否发生，无故障时，初判断故障位为0，保持无故障状态100ms后，最终故障位也为0；当有故障时，初判断故障位为1，保持有故障状态100ms后，最终故障位为1，确认故障，记录故障码。

如图4所示，本发明只对重要的故障信号进行处理，这其中包括温度和离合器位置，ACS系统有三个温度传感器，分别采样PCB板温度、电机温度和H桥驱动芯片温度，当任何一个温度出现问题，即故障自诊断系统识别到温度高故障或者温度低故障，都用0代替该温度值；当离合器位置出现问题时，采用24000代替离合器位置采样值，认为离合器处于完全分离状态。这些替代值可以保证ACS系统在故障状态下仍可以安全的运行。

如图5所示，因被测系统故障很多，所以定义两个无符号32位变量：故障收集1和故障收集2，这两个变量中每一位都代表一种故障。故障码输送到3个模块。一是通过特定ID的CAN报文控制仪表盘上的ACS故障灯，当有任何故障出现时，故障灯点亮，反之，熄灭；二是将故障码通过自定义ID的CAN报文发送到CAN总线上，方便标定工程师或者维修人员用诊断仪进行查看；三是控制车上的蜂鸣器，当有任何故障出现时，蜂鸣器就以100ms周期鸣响以提示驾驶员ACS系统出现问题。

如图6所示，当识别到故障码时，CCU将该码暂存在RAM（随机存取存储器）里，一旦点火开关关闭，该数据就保存到EEPROM（电可擦除存储器）里。

如图7所示，每个独立的故障码都可以通过三种方式清除。方式一：只针对单个故障码的清除使能位，也就是说该使能位有效时，只能清除对应的故障码。方式二：针对所有故障码的清除，该使能位有效时，可以同时清除所有故障码。方式三：通过自定义ID的CAN报文清除，该方式也是同时清除所有故障码。方式一和二适用于标定工程师在线清除故障码，方式三既适用于标定工程师也适用于维修人员，维修人员可以通过诊断仪一次性将故障码全部清除干净。