《丰田卡罗拉空调泵故障检修报告》

1、丰田卡罗拉空调泵故障检修报告目录 TOC o 1-5 h z 弓I言1 HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 1故障检修系统的方案设计21总体框架21.2上电初始化检修3 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 2静态检修41输入口检修42输出口检修73 CAN 口检修84工作电源检修10 HYPERLINK l bookmark0 o Current Document 3动态检修111 I/O动态检修112控制功能检修113故障树分析方法检修11 HYPERLINK l bookmark2 o Curren

2、t Document 4故障检修设计的实现121具体设计思路134. 2检修页面的分配144. 3故障信息显示154.4具体页面16 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 结语17致谢错误!未定义书签。CAN是一种先进的通讯方式，最早用于汽车行业，后来被工控行业认可和推 广，广泛地使用在工业自动化、等方面，可以减少大量线束和接线、并且通过总 线通信模式可以进行大量数据的传输。（2） CAN总线检修方案CAN端口通信故障的原因包括终端电阻连接异常、通信线路短路、通信端口 阻塞、CAN端口损坏等，当CAN外围设备工作正常、总线连接正常时，外围设备 通过公

3、共汽车。这些定时数据可以称为心跳数据。每个CAN外围设备对应一个特 征ID地址。当发生故障时，直接表示控制器不接收任何总线心跳信号。因此，该方法是设计一个逻辑程序来检测控制器中总线的心跳。通过接收和 判断这些ID地址的数据，控制器可以识别通过CAN端口连接的外部CAN设备及 其通信状态。图11 CAN 口通讯状态检修流程另外，再通过IFM控制器系统变量进行检测电阻异常（断开，阻值异常）， 线路异常（断开以及接反）等。ErrorDGScriptionCANx_BUSOFFCAN interface x: Interface is not on the busCANx ERRORCOUNTER R

4、X1)CAN interface x: Error counter receptionCANx ERRORCOUNTER TX1)CAN interface x: Error counter transmissionCANx谢倒1)CAN interface x: Error number of the ast CAN transmission:0= no errorwO t CAN specification t LECpCANx_WARNINGCAN interface x: Warning threshold reached ( 96)ERROR2)Set ERROR bit / swi

5、tch off the relayERROR。JGroup error wire break, short circuit, cross faultERRORPOWERUndervoltage/overvoltage errorERROR_TEMPERATUREExcess temperature error ( 85 CC inside)ERROR.VBBxTerminal voltage error at VBBxCRnn32: x = 0, RCRn232:x = O Et R E. 1 Et 2 E. 3 E, 4 E, REL EMVMMWWW图12控制器CAN总线系统变量CAN 口

6、的检修可以首先通过检修软件判断出是哪个CAN通讯出现故障；然后 通过变量 CAN1_ ERRORCOUNTER_ RX (%MB7971)和 CAN1_ LASTERROR (%MB7973) 来区别是主控制器和电阻那头还是从控制器那头出现线路断开；如果CAN1_ ERRORCOUNTER_ RX (%MB7971)和 CAN1_ LASTERROR (%MB7973)这 2 个变量没有 变化，就判断是从控制器那头出现线路断开；如果CAN1 ERRORCOUNTER RX (%MB797)和CAN1_ LASTERROR (%MB7973)这2个变量有变化，再通过断电上 电来判断是电阻断开还是

7、主控制器的CAN线路那头断开。当出现CAN_ BUSOFF 及CAN_ LASTERR0R=5时，该线路存在严重故障，如短路等。4工作电源检修为保证控制系统的正常运行，必须保证电源的正常稳定。通常，电源故障主 要是由电路故障和蓄电池电压缺乏引起的。控制器的电源连接可以通过控制器本 身的系统变量来判断，以IFM的CR0032控制器为例：(1)通过系统变量VBBR电压(%IW37)vbbr re I a i s-o I tage (IW39)和 vbbr re I a i s-o I tage (IW39)的变化可以 确定01号电源点的故障；可以通过系统变量vbb o-o I tage( IW36

8、)和vbbes re I a i s 电压(IW38)的变化来确定19号电源点的故障；(2)系统变量CLAMP75-0LTAGE (%IW3 5)可用于确定电源点32的故障。10控制器工作电源诊断电源引脚电压盘状态说明P34 0M. V0BR24V红灯代表电源断开； 绿灯代表电源正常！P23 0020 VB9S24Vw JP0B 0020 VBBG24VPO1 UO32 VbW24VPIS 0032. VB6024VP32 0032 VB815?1V图13工作电源检修界面图11i主监控| 。回.3动态检修1 I/O动态检修由于输入信号在静态时通过强制输出信号进行检修的方式实现，在针对某些 输入

9、变量需要进行动态检修，在设备执行与该线路相关的动作时，实时的读取输 入通道的数据，进行合理化的分析，从而读出故障检修结果2控制功能检修控制功能检修有“启动检修”和“重新检修”两中开启模式，在显示屏中实 现，检测出的故障用代码来表示，由于功能性的检修和实际工况中的输入输出相 关联的事件是管理的，因此可以分为输入类型和输出类型两种。输入类型主要有两个方面，一个是启动该功能的必要条件，只需判断是否有 信号即可，如果没有，显示提示信息；另外一个是动态变化的输入信号，需要判 断变量的变化规那么是否正常，如果不是，提示相关信息。输出类型只需判断端口有信号输出后，读取的反应信号或者与之相关的系统 变量进行检

10、修即可，如果没有，提示相关信息。3故障树分析方法检修一些相对繁杂的故障，因为存在系统多变，现场环境复杂，检测工具医乏， 技能缺乏等诸多原因在相对较短的时间内很难很快发现问题所在。因此故障树的 建立就显得很重要，在控制器中将泵送机械可能发生的故障现象和故障征兆以代 码形式存在故障事件库中，并将这些故障进行自上而下的分析，逐级分解，直至11 罗列所有可能导致这些故障的最基本原因，将这些基本原因以代码形式建立代码 库，简要提示信息在显示屏上存储。要运行故障树检修时，程序会依照故障树逻 辑自动建立分析图，控制器系统会通过程序自上而下地进行逐层细化分解并进行 验证，自动筛选寻基本原因，这种检修方式对泵送

11、机械现场故障分析有很强的实 用价值。根据故障树分析本身独有的优势，再结合工业控制器强大的分析能力，故障 树分析法在泵送机械得到有效运行，成为检修过程和检修应用中非常适用和受欢 迎的分析方法。本节运用故障树法对泵“泵送无法启动”的故障进行分析。在故障树的构造 时，将这个故障列为顶部事件，系统中能够导致事件发生的所有原因都构成次级 事件，由演绎分析法找出引起次级事件的各种可能，逐层分析，直到建立完故障 树的最底层事件为止。以“泵送无法启动”为顶节点事件，根据故障库信息和相关知识库设定五个 分系统节点，即系统有停机信号、泵送开关无信号、排量开关无信号、转速达不 到规定值，电磁阀不动作。五者只要只要出

12、现其中一个，泵送动作将无法实现, 所以用“或”门将它们与顶事件去相关联，构建故障树的二级节点，接着将二级 节点的可能故障又罗列构建为故障树三级节点，个别三级节点还需再往下再建节 点，最终建立的故障树如图14所示。图14 “泵送无法启动“故障树4故障检修设计的实现12故障检修系统显示屏页面嵌套在现有显示屏界面中，也可PDA读取。共分三 个局部：W开机检修的显示界面（2）实时报警界面（3）主动检修界面1具体设计思路开机检修显示界面的设计：系统开机时，控制器将完成系统的初始状态的检测，利用显示屏启动需要一 定的时间，在这段时间内控制器己可以完成初始化检修。控制器在进行外部器件 的检修时完成与其相连接

13、的线路的通断检修，但显示屏需分为两个显示局部： 常规的通断检修，显示需要且可以检修通断的线路状态，称为初始化故障检修； 显示未处于复位状态的外部操作性线路的通断（如开关类等），称为初始化状 态检修，（添加控制器本身状态的检测，需测试）。界面内容基本与单纯的输入输出类监控相似，考虑程序的通用性，页面的设 计中将包含最全的检修信息量。初始化故障检修页面标题初步拟为“初始化故障 检修”，显示的初始状态最多包括几种状态：断路/未检（线路通断路）、通路 （线路通断路）、正常（线路在通路状态下检测是否正常）、异常（线路在通路 状态下检测是否存在异常，如短路、接触不良等），适用于所有t。点的状态显 示。采用

14、三种状态，红色一断开/未检；橙色一异常，蓝色一正常；触发方式为： 控制器对每一个to的检修分配两个检修标志：通/断标志，用1代表，正/异常 标志，用2代表。如果1为fa I se触发断开/未检；如果1为true 2为fa I se 触发异常；如果1为true 2为true触发正常，只有当1为true时，才检修。初始化状态检修页面标题初步拟为“初始化状态检修，显示的内容将以开关 为单位，显示可能出现的所有状态，如：泵送开关，将显示其处于正泵或反泵， 还是复位状态。显示屏进入显示页面时，控制器己完成上电检修工程，将直接进入“初始化 状态检修”。页面的停留采取：一段时间自动跳转，可强制跳出。可在主监

15、控页 面中查看“初始化故障检修”及“初始化状态检修，页面。（2）实时报警通过控制软件实时触发报警信息提示。（3）主动检修页面主动检修菜单页包括三个菜单项选择项：“静态检修”，“动态检修”，“CAN13通讯检修”。具体的页面设计将按以上三个菜单项选择项展开设计。静态检修：进入此类检修页面之前要求熄火，会有相应的提示信息显示。进 入页面后，屏蔽控制器工作状态下输入输出。静态检修分三个局部：输入点检修; 输出点的检修；按功能相关的检修。动态检修：此检修模式处于控制器普通工作状态下。动态检修分为两个局部: 需要在工作状态下，或者需要设备进行某些动作时才可检修的输入输出点；功能 逻辑的检修。说明：静态下

16、的功能相关检修，不牵系逻辑关系，仅检测与某项功能相关的 所有输入输出点状态。动态下的功能检修，在运行该项功能时，根据逻辑进行一 些故障判断，或提示信息。4. 2检修页面的分配检修页面的分配见图15所示。14系统运行 I监控页面I系统运行 I监控页面II图15检修页面设计结构图4. 3故障信息显示关于故障提示信息的显示方式：协议定义方式，各种可能出现的故障以编码的方式建立结构体。考虑到发送 的实时性，及通讯的设计，为每一个故障代码分配一个bool型地址。按三个大功能块设计三个菜单。在主控制器的程序设计中，尽量以较小的子 功能为模块进行设计，显示屏中根据实际情况（该功能的复杂程序，故障的多少，15

17、或者两个子功能具有很强的联系)安排页面的设计。每个功能检修页面中，均分配“启动检修”及“重新检修”两个按钮。二者 均可以触发检修程序。在按下这两个按钮时，显示屏将首先判断是否满足启动检 修的条件，如果不满足，将触发相应的提示信息。检修过程结束时，将显示检修 完毕。各种故障的显示采用，接收到一个故障，就显示一个故障，按出现故障的 先后顺序进行显示。退出检修页面时，也将结束此次检修。各次故障检修结果不 做保存。采用表格的方式对故障信息进行排版。4.4具体页面以下为基于IFM公司的CR9211显示屏设计的局部故障检修页面(1)开机模式检修页面(1)开机模式检修页面图16开机检修页面(2)静态模式检修

18、页面图17静态模式检修页面(3)动态模式检修页面16动右功徙榜断(4) CAN总线检修页面CAN电线通讯监控页面CAN电线通讯监控页面AN忆通通页收率% CiWJgia加页载率%AN阴通讯负蚯率%8 % GA幽通讯。我率%8 %电钱通讯检来页面图19静态模式检修页面结语本文在基于控制器的故障检修系统设计和实现上做出了有益的探讨，以丰田 卡罗拉空调泵为例，分别用不同的方法对故障进行检修，详细介绍各种故障检修 的方法和实现步骤，包含上电初始化检修，CAN 检修，电源检修，静态检修， 动态检修等检修系统的设计，并通过对设计的思路、页面的分配、故障信息、具 体页面板块的操作进行了实现，以求做到通过人机

19、交互界面给出检修结果和故障 处理方法，实现丰田卡罗拉空调泵送系统检修的自动化程度。参考文献1付水水，顾永平.奥迪A4空调不制冷J .汽车维修技师,2018(09) :75-76.2浩铭.奥迪车型空调系统诊断思路剖析J.汽车维修技师，2016(12) :25-30.3饶军，张璐.2009款帕萨特新领驭空调时有时无J ,汽车维修技师，2014(11) ：62-64.174饶军，张璐.上海群众途观自动空调故障维修与分析J.汽车维修技师, 2013(10) : 54-56.5李景芝.现代悦动汽车自动空调的维护与检修J.汽车维修与保养, 2012(05) : 86-89.6吴天熊.戈蓝空调制冷控制失效J

20、.汽车维修与保养，2015(06) ：56.7张建新.96款本田雅阁空调不工作J.汽车维修技师,2016(07) ：38-39.8惠怀策.2001款别克GL8空调不工作J ,汽车维修技师,2015(07) ：44.9张锡越.空调泵异响故障的诊断J.汽车维修，2015(03):39.18引言丰田卡罗拉空调泵结构简单，输送压力大，且价格廉价，检修简便，大量用 于国内室内或中央空调的应用。随着技术的进步，丰田卡罗拉空调泵送机械系统 向高精、高效，多功能的方向开展，电控系统变得越来越复杂，各种定制化和附 加功能增多。丰田卡罗拉空调泵送机械控制技术更新换代快，多年来，市场上累 积了各个时期的不同配置和不

21、同控制系统，给故障检修和设备维修带来了越来越 多的困难。同时，丰田卡罗拉空调泵送机械长期因为排水、振动大，连续工作时 间长，环境潮湿，因此泵送机械系统故障频次较高。故障造成的空调停止工作或 者其他事故。图1丰田卡罗拉空调泵故障排查示意图目前国内丰田卡罗拉空调泵故障排除和维护维修都是生产厂商的当地售后 服务人员操作，图1所示为丰田卡罗拉空调泵送机械目前常用的故障排查方式, 主要存在以下几点缺乏：售后人员需要携带专用工具测量各个故障可能发生点； 当故障点不能确定时，那么需要致电技术人员或者是自己慢慢摸索查询，耽误了检 修时间和浪费大量人力资源；且对售后人员要求越来越高，而服务维修经验需要 长时间积

22、累，因此会出局部服务人员技能缺乏的情况。1故障检修系统的方案设计总体框架丰田卡罗拉空调抽油机电控系统的硬件连接如图2所示。系统以丰田卡罗拉 公司的控制器为主处理器，连接控制器的传感器、开关和输入端口。控制器读取 并转换输入信号后，通过内部软件逻辑运算处理输出控制结果。输出端口的电磁 阀和继电器由电压或电流模式驱动，以控制设备的运行。传感器、底盘ECU、遥 控器等CAN外围设备扩展为信号采集和其他功能控制的控制器。显示屏和控制器 之间的双向数据通信是通过CAN总线进行的，用于发送命令、控制和设置参数。 同时，控制器中的输入/输出信号、控制参数、逻辑操作结果和报警信息也可以 通过显示屏显示。控制器

23、还将一些重要的参数和数据传送到外部存储器进行数据 存储。PDA连接到控制器和内存。它不仅可以通过控制器获取设备的实时数据， 还可以通过存储器获取历史数据。它为故障排除提供了一个全面的数据库。它还 可以通过互联网与远程服务器连接，更新客户端数据、故障案例、图纸等。图2丰田卡罗拉空调泵系统硬件连接本文介绍的故障维修系统是在硬件平台功能开发的基础上开发的。控制器是 维护程序的载体，PDA和显示屏是维护结果的启动输入和输出的人机界面。维护手段主要有静态维护、动态维护、实时维护和历史数据维护。其中，发动机熄火 时，电源保持时，进行静态维护。它包括输入线维护、输出线维护、CAN端口维 护和电源维护。动态维

24、护是利用故障树来判断发动机在起动状态下的故障。为了 保证检修过程的正确性和系统运行的绝对平安性，静态和动态检修都需要通过 PDA启动检修动作。进入检修模式后，系统自动停止设备的其他动作。实时维护 是在系统正常运行过程中，对系统异常运行状态进行判断和干预的一种平安保护 方法。历史数据的维护是利用内存中的历史数据，在故障发生时提取关键信息、 绘制曲线，为维护人员检测事故故障提供强大的信息平台。控制器输入输出口线路拇喏PIM和显 礴PEA和晶示屏该瞄!密勋第尿图3故障检修系统构架上电初始化检修具有故障判断的过程。控制器输出线路的自动故障检修；控制器在上电时供 电电源故障检修；上电时即有输入信号的输入

25、型线路故障检修(机械开关除外)。 实现方案如下：(1)上电初始化状态检修。丰田卡罗拉空调泵机械开关的位置状态检测由 控制器自动读取该端口的信号，将信号的状态发送给显示屏，显示屏依据具体开 关的类型进行提示。输入型报警信息与机械开关的检修相同。(2)上电初始化故障检修。丰田卡罗拉空调泵控制器输出线路由控制器在上电时强制给出检修信号，通过读取反应信号进行故障检修。上电时即有输入信 号的输入型线路由控制器读取该端口的信号，与正常状态下的参数进行比拟，完 成故障检修。如各类传感器等。总体程序框图，分为两个子模块进行设计，见图 3所示。图32静态检修2. 1输入口检修1、开关输入类型：如机械操作开关、接

26、近开关等。2、模拟输入类型：电位器、电压/电流输入传感器等。在输入端口维护设计之前，通过大量的实验测试了各种电气元件的特性，并 提取和总结了各种元件的关键参数，作为维护判断的依据。开关类型：进入维护模式后，系统提示维护人员通过PDA或显示屏屡次手动 触发和复位输入信号。控制器维护程序通过读取连接到开关输入端口的上升和下 降沿信号并累积上升沿信号以接触输入线一段时间来确定输入线是否翻开。环境 不好。实际上，正向开关的输入和维护是作为模拟输入的正向开关的输入。控制器 根据输入值的变化判断其工作状态，无论是开路、短路还是正常运行。步骤如下:(1)正向开关输入增加检修功能，那么外部电路需改变为:0,5

27、6-1 kQ+ OII、加 Controller15 kQ图4检修输入接口的电路(2) I/O程序配置：IOx MODE,正向开关输入配置为：IN DIGITAL H加IN DIAGNOSTIC形式,例如如下：Configuration byte for I NO 0 pin 55 Connector 1.PACKIN_DIGITAL_H_-BOIOOJvIODEIN_DIGITAL_L_B1IN_CURRENT_3B2IN_VOLTAGE10_B3IN_VOLTAGE30_?B4IN_RATIO_JB5IN_DIAGNOSTIC_-B6IN_FAST_B7Default setting:B0

28、：=TRUE,B1：= FALSE,B2：= FALSE,B3：= FALSE,B4:二 FALSE,B5： = FALSE,B6:= FALSER7：二FALSE图5检修输入接口的配置(3)正向开关检修输入标记为：输入短路检修:ERROR SHORT 10 (WORD, 176位顺序对应IN 075输入点)输入断路检修:ERROR BREAK 10 (WORD, 176位顺序对应IN 075输入点)%MW3976 *)ERROR_CURRENTJOerror word over-current (%MX3976.0.%MX3976.15)%MW3977 *)jERROR_SHORT_IOer

29、ror word short circuit (%MX3977.0.%MX3977.15)%MW3978 *)ERROR_BREAKJOerror word wire break (%MX3978.0.%MX3978.151图6检修输入系统变量同时采用INPUT ANALOG模块输入时，同样可以实现短路、断路检测。首先 把输入电路按步骤1改变，接着按下列图配置。检测标记ERROR状态为：0正常， 2一短路,3断路。同时ERROR可以自动复位(不需要断电再重新上电来进行复 位)。图7采用INPUT ANALOG模块的正向开关量检修输入例如对线路通/断路的判断：如果控制器输入口可读取到上升沿及下降

30、沿信号， 说明该输入线路通路。对线路正/异常的判断：如果控制器输入口在500ms内反复读取到6次以上 的上升沿信号，说明该输入线路异常。模拟量类：进入检修模式后，控制器检修程序通过将读取的传感器输入信号 与该传感器的正常参数进行比拟，判断该输入线路是否中断或异常。0001TRUE- IN_CURRENT- 0-模拟量输入检修步骤如下：（1）模拟量输入不需要改变外部电路就在程序 内可以针对模拟量值检修。（2） I/O程序配置：检修不需要通过系统变量IOxMODE 来激活。（3）如果配置为电流输入，高于极限值（21.7mA）会导致输入自动切 换到平安的电压输入（0-30V）,降低到极限值之下后又自

31、动切换到电流输入模 式）,同时相应的错误标志位ERROR CURRENT I0和被置位（WORD, 176位顺序 对应IN 075输入点），只有解除故障并重新上点后，故障位才复位。同时INPUT ANALOG模块的标志位ERROR置为：FB INPUT ANALOG 1电流模拟量输入诊断，当电源超过20mA时，ERROR位置1,需手动复位INPUT_ANALOGbEPinoobEPinoowAnalogPin55ENABLE OUTMODEERRORCHANNEL图8采用INPUT ANALOG模块的模拟量检修输入例如开/关电路判断：如果控制器读取的电压/电流值在设备最大值和最小值之 间，那么

32、显示输入电路路径。正/异常线路判断：在电路路径的前提下，手动改变传感器的输出值，在控 制器程序中设置三个间隔检测点。当电压/电流值能到达三个检测点时，表示输 入线连接正常。2输出口检修与控制器相连的输出信号类型主要有：开关量输出类型：如开关电磁阀、继 电器、灯具等；PWM输出类型：如比例电磁阀等。但要求可实现输出口检修的控 制器带电流反应功能。（1）开关类：进入检修模式后，控制器输出口输出一个短时间的高电平，同时读取该端口 的反应电流，结合控制器的系统电压可以计算出外部线路的电阻值，将此计算值 与预设的电磁阀/继电器的正常电阻值进行比拟就可以判断其输出线路是否存在 故障。正向开关量输出检修步骤

33、如下：正向开关输出不需要改变外部电路来进行检修。Ovo程序配置：正向开关输出配置为：OUT-DIGITAL_ H加。UT_ DIAGNOSTIC_ 形式（OUT_ OVERLOAD, PROTECT 10N_为默认设置），例如如下：0018/, （为了保护内部的测量电阻，OUT_ OVERLOAD, PROTECT I ON必须一直处于工 作状态（最大检测电流4. 1A）。但在纯PWM模式下不支持OUT_ OVERLOAD, PROTECT 工ON功能）Configuration byte for OUTGO pin 18 Connector 1.PACKBOB1B2B3B4B5B6B7-QOOJvlODErDefault setting：B0：=TRUE,B1：= FALSE.B2