《汽车检测与诊断-故障自诊断综述》由会员分享，可在线阅读，更多相关《汽车检测与诊断-故障自诊断综述（131页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、汽车检测与诊断 （下 册）,交通与车辆工程学院 韩加蓬,汽车电子控制系统 故障自诊断系统及自诊断方法,一、汽车电子控制自诊断系统概述 1、汽车故障自诊断系统 20世纪80年代后期，汽车上出现了随车诊断系统，该系统利用电控单元对电控系统各部件进行检测和诊断，自行找出发动机存在的故障，称之为故障自诊断系统。,2、自诊断原理 （1）微机系统的故障自诊断工作原理 电控系统工作时，ECU的输入、输出电压信号在规定范围内变化；如果某一电压信号超出规定范围，ECU就判定该电路信号出现故障，并把这一故障以故障码的形式存入微机的储存器中。 当发生故障后，为了使汽车保持一定运行能力，ECU系统立即起动储存器中备用
2、的应急固有信号，保证发动机可以继续运转。,（2）传感器的故障自诊断工作原理 发动机在运转过程中，若某一传感器出了故障，其输出信号就超出了规定范围。 例如：发动机冷却液温度传感器，其工作范围设定在 30120，正常工作时，输出的信号电压为0.34.7v。 若ECU接收到的信号电压超出这一规定范围时，就判定冷却液温度传感器有故障，ECU立即输出控制信号，使“发动机故障指示灯”点亮。,（3）执行器的故障自诊断工作原理 如果执行器出现了问题，监视程序把故障信息传输给ECU，ECU做出故障显示、故障存储，并采取应急措施，确保发动机维持运转。 注意：自诊断系统对于偶尔出现一次的不正常信号，并不判定为故障，
3、只有不正常信号保持一定时间后才被视为故障。,3、自诊断测试 （1）自诊断系统的输出接口 发动机警告灯、超速档警告灯或ABS指示灯 电控系统利用警告灯或指示灯作为其有无故障的信号灯。 电控系统检测插座（ CHECK CONNECTOR） 检测插座一般位于发动机仓内，可通过检测插座和信号灯读取故障码进行随车诊断。 故障诊断插座（ TDCL：Test Diagnostic Communication Link ） 故障诊断插座一般位于仪表板下方的，连接专用检测仪，可进行车外诊断。,（2）进入故障自诊断 用跨接线进入； 用该线连接诊断插座有关的插孔，通过驾驶室组合仪表板上发动机故障指示灯或LED的闪烁
4、，读取故障码。 如：丰田、日产、三菱、马自达、福特、宝马等汽车。 转动ECU控制装置上的“诊断开关”进入； 用点火开关ONOFFONOFFON循环动作的方法进入；如：克莱斯勒公司生产的电控汽车。 用读码器、故障诊断仪、扫描仪、示波器、专用检测仪等仪器进入故障自诊断系统并读取故障码。,（3）故障码的显示方式（人工读码方法） 1） 脉冲电压显示 利用仪表板上的发动机故障警告灯的闪烁规律显示。 找出发动机附近或仪表板下方的故障诊断插座； 用一根导线跨接故障诊断插孔与接地插孔； 观察仪表板上的发动机故障警告灯的闪烁规律与次数，就可以读取故障码。 不同车型的故障诊断插座的形状和插孔位置不同，但读取方法基
5、本相同。 几乎所有电控汽油喷射发动机均可以故障警告灯的闪烁规律读取故障码。,2）数字显示 利用车上的液晶显示检测装置将故障以数码的形式显示在组合仪表盘上，这种方式具有显示直观、操作方便等特点。,操作步骤： 点火开关置于“ON”，但不起动发动机。 同时按下选择键（ SELECT）和输入键（INPUT）3S以上，屏幕上显示出DIAG字样，表示自诊断系统已进入工作状态，等待片刻。 按下置位键（SET）3S以上： 如果电控系统工作正常，屏幕上显示出ENGOK字样。 如果有故障，屏幕上每隔3S即可显示出一个故障码。 故障码确定之后，将点火开关置于OFF位置，或按下检测器的显示按键“ON”，将显示诊断时间
6、。,3）LED显示 LED（发光二级管）可安装在ECU中，也可设置在诊断插座上，或用专门的LED灯显示故障码。 用一个红色LED：和“CHECK ENGINE”灯闪示形式相同； 用红、绿两个LED：红色显示十位数，绿色显示个位数。 用四个红色LED：依次代表8、4、2、1，同时发光的LED所代表的数相加，就得到一组故障码，如下图所示。,4）用指针式万用表显示 原理与用发动机故障指示灯显示故障码基本相似，不同的是用指针式万用表的摆动代替故障指示灯的闪烁，即在故障自诊断系统进入故障码显示状态后，用万用表的直流电压档（内阻应50千欧）检测故障检测插座输出端的电压波动状态。 万用表指针的摆动可以显示每
7、次摆动时间的长短，还可以显示电压值的大小，因此，这种显示方式可以显示一位数至三位数的故障码。 下图为一位数和二位数的故障码的显示方式。,（4）故障自诊断状态 故障自诊断状态分正常状态和试验状态两种。 正常状态是在发动机不运转状态下读取的故障码； 试验状态是在汽车以一定的速度行驶后再读取的发动机的故障码。 二者相比，试验状态下的诊断灵敏度高，可以显示正常状态下的故障，还可检测出正常状态下发现不了的故障。 使用试验状态读取发动机故障码时，一定要严格执行操作步骤，否则将检测出错误的故障码或无法进行诊断。,（5）判断故障 从自诊断系统读取故障码后，应从汽车制造厂提供的故障码表中查得该故障码的内容说明等
8、信息，然后按这些信息和诊断流程图及电路检查顺序，来确认和排除故障。,（6）清除故障码 电控系统的自诊断系统排除故障以后，必须清除故障码，清除故障码有两种方法： 人工清除：对于大多数汽车，一般把蓄电池负极拆下或把相关的熔断器拔下1030s（视车型不同而定），即可清除故障码； 自动清除：有的汽车将点火开关打开、关闭反复达到一个规定次数后，故障码即可被自动清除。 应该注意到，使用拆卸蓄电池负极清除故障码的方法，将会把其他电控系统的故障码一起清除掉。因此，最好按汽车维修手册规定的清除故障码方法进行操作，不可轻意拆卸蓄电池负极。,4、故障自诊断（利用故障诊断仪诊断） 将汽车厂提供的某车型的专用微机故障检
9、测仪或通用型故障检测仪的检测插头与汽车上的故障检测插座连接，然后打开点火开关（ON），就可以很方便地从微机故障检测仪的显示屏上读取所有存储在ECU中的故障代码。 查阅该车型的维修手册，就可以知道这些故障码所表示的故障内容和可能的故障原因。 通过读取故障码可以查出电子控制系统中大部分传感器线路短路、断路及传感器损坏所导致的无输出信号等故障。 不能检测出电子控制系统中所有类型的故障，特别是无法检测大部分执行器以及传感器精度误差等故障。,1993年以前的电控汽车上的故障自诊断系统自成体系，不具有通用性，给汽车的售后服务和维修造成不便，按美国标准统称为第一代随车自诊断系统（OBD）。 1994年，美国
10、汽车工程师协会（ SAE）提出了目前应用较多的第二代随车自诊断系统（ OBD）标准规范； 美国政府要求凡在美国销售的全部新车，其诊断仪器、故障编码和检修步骤必须相似，即符合OBD程序规定。,OBD程序的设计要求避免系统之间的混淆，要求： 使用标准的16针诊断接口； 使用特定的编码； 在制造商的文件中对部件说明。 主要是为了达到以下几方面的统一和标准化： （1）通用术语和缩写词 例如，为计算机提供曲轴位置和转速信息的装置称为曲轴位置传感器，缩写均为“CKP”，计算机统一都称为“PCM”。,（2）通用数据诊断接口 每车都装有一个标准形状和尺寸的16针诊断接口，每针的信号分配相同，并位于相同的位置，
11、装在仪表盘之下，在仪表盘的左边与汽车中心线右边300mm之间的某处。 应注意的是，诊断接口的某些端子，指定为特定的信号，而其他端子则可让制造商使用，或在当前型号的车上尚未使用。 使用OBD标准的汽车所用的诊断接口，如图5-22所示。,在OBD诊断插座中，共有7个关键性的端子，如电源、搭铁、资料传输线等。 其中：资料传输线有ISO（国际标准）和SAE（美国汽车工程师协会标准）两种。 OBD诊断插座中的另外9个端子为汽车生产商使用，厂家可以根据自己需要选用。 各端子代码及含义如表39所示。 汽车生产商选用OBD诊断插座中的端子情况如表310所示。,（3）通用诊断测试模式 这些测试模式，对全部OBD
12、汽车是通用的，使用OBD扫描工具就可进行测试。 （4）通用扫描工具 满足OBD要求的扫描工具，必经能访问和解释任何车型与排放相关的诊断故障码，扫描工具有线束可与标准的16针连接器相接。 （5）通用诊断故障码（ 5位标准故障码） SAE J2010规定了一个5位标准故障码，第1位是字母，后面4位是数字。,首位字母 表示设置故障码的系统，当前分配的字母有4个： “P”代表动力系统，“B”代表车身， “C”代表底盘， “U”代表未定义的系统。 第2位字符 是0、1、2或3，其所表达的意义如下： 0：SAE（美国汽车工程师协会）定义的通用故障码： 1：汽车厂家定义的扩展故障码； 2或3： 随系统字符（
13、P，B，C或U）的不同而不同： 动力系统故障码（P）的2或3由SAE留作将来使用； 车身或底盘故障码的2为厂家保留； 车身或底盘故障码的3由SAE保留。, 第3位字符 表示出故障的系统。 1燃油或空气计量故障； 2燃油或空气计量故障； 3点火故障或发动机缺火； 4辅助排放控制系统故障； 5汽车或怠速控制系统故障； 6电脑或输出电路故障。 7变速器控制系统； 8变速器控制系统。,最后两位字符 表示触发故障码的条件。 不同的传感器、执行器和电路分配了不同区段的数字，区段中较小的数字表示通用故障，即通用故障码；较大的数字表示扩展码，提供了更具体的信息，如电压低或高，响应慢，或信号超出范围。 举例：对
14、上海别克、广州雅阁等轿车进行故障诊断时，自诊断系统都可以显示标准OBD故障码“P0125”、“P0204”，分别代表有转速信号时发动机5min内没达到10和4号喷油嘴输出驱动器不正确的响应控制信号。,二、基于OBD的电子控制汽油喷射系统故障自诊断方法 1、 OBD系统的监测机制 OBD系统以相应的程序管理监测诊断过程，每个监测过程必须在特定的发动机温度、发动机转速和负荷、节气门开度、发动机起动后运行时间等运行条件下完成。 诊断管理程序确定故障诊断检测的次序，当正确的运行条件具备时，决定检测的持续时间。 如果条件和时间不满足要求，管理软件将等待时机运行适当的监测诊断程序。,（1）工作性能监测 1
15、）缺火监测 通过测试每个气缸做功时对发动机转速变化的影响程度，对气缸的缺火进行连续的监测。缺火判断分为两个域值：A类缺火和BC类缺火。 2）燃油系统监测 当系统闭环运行时，燃油监测程序将连续监测短期燃油修正和长期燃油修正。 如果出现了进气真空泄漏、进气受阻、燃油压力不正确等，燃油控制的变化将超出短期或长期燃油修正表上预定的极限，燃油监测程序将记录一个未决故障码。 在下一个驱动周期，如果故障重新出现，就置位故障码并点亮故障指示灯；否则，清除故障码。,（2）相关元器件监测 1）传感器的监测 对于模拟信号输出的传感器： 通过监测其模数转换的输入电压，以确定其开路、短路和超出范围的数值。 例如：进气温
16、度传感器、冷却液温度传感器、节气门位置传感器、进气歧管压力传感器和空气质量流量传感器等。 对于开关或频率信号输出的传感器： 采用与之相关的另一传感器的输出数值相比较的方法，确定被监测的传感器是否正常。 例如：对曲轴位置传感器与凸轮轴位置信号数值进行比较，如果由曲轴位置传感器监测到怠速不正确，则计算机就对怠速控制阀进行调解。如果这种调解超出规定的标准，则认为怠速控制阀出现故障。,2）对执行器的监测 是检测执行器驱动电路的开路和短路电压，几乎所有的执行器只要分别予以接地就可以接通，其电压接近于0V。 3）排放性能及部件监测 主要监测氧传感器、三元催化转化器效率和燃油蒸发控制系统的密闭性等。 当车辆排放的尾气超过规定标准的1.5倍时，故障指示灯就会闪亮，并储存相应的故障码。,排放性能及部件监测虽不能直接控制发动机排放的尾气，但可以辨清系统内造成较高排放污染的失效元件，并确定该元件是否损
