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1、汽车电子控制技术 沈阳大学凌永成 1 配套教材信息 教材名称 汽车电子控制技术 第2版 教材主编 凌永成于京诺教材定价 40RMB出版社 北京大学出版社出版时间 版次 2011年7月第2版国际标准书号 ISBN 978 7 301 19225 2教材所属系列 21世纪全国高等院校汽车类创新型应用人才培养规划教材 2 第10章汽车电子控制系统检测诊断 10 1汽车自诊断系统 10 1 1汽车自诊断系统的基本功能 自诊断系统的功能包括三个方面 一是监测控制系统工作情况 一旦发现某只传感器或执行器参数异常 就立即发出报警信号 二是将故障内容编成代码 称为故障代码 存储在随机存储器RAM中 以便维修时
2、调用 三是启用相应的备用功能 使控制系统处于应急状态运行 1 发出报警信号 在发动机运转过程中 当某只传感器或执行器发生故障时 电控单元ECU将立即接通仪表盘上的故障指示灯电路 使指示灯点亮 提醒驾驶员控制系统出现故障 应立即检修或送修理厂检修 以免故障范围扩大 3 图10 1故障指示灯 检查发动机指示灯 图10 2故障指示灯的工作电路 4 2 存储故障代码 当自诊断系统发现某只传感器或执行器发生故障时 电控单元ECU会将监测到的故障内容以故障代码的形式存储在随机存储器RAM中 只要存储器电源不被切断 故障代码就会一直保存在RAM存储器中 即使是汽车在运行中偶尔出现一次故障 自诊断电路也会及时
3、检测到并记录下来 在控制系统的电路上 设有一个专用诊断插座 在诊断排除故障或需要了解控制系统的运行参数时 使用汽车制造商提供的专用检测仪或通过特定操作方法 就可通过故障诊断插座将存储器中的故障代码和有关参数读出 为查找故障部位 了解系统运行情况和改进控制系统设计提供依据 5 3 启用备用功能 备用功能又称为失效保护功能 当自诊断系统发现某只传感器或执行器发生故障时 电控单元ECU将以预先设定的参数取代故障传感器或执行器工作 控制发动机进入故障应急状态运行 使汽车维持基本的行驶能力 以便将汽车行驶到修理厂修理 这种功能称为控制系统的备用功能或失效保护功能 也有人形象地称之为 跛行回家 功能 在备
4、用功能工作状态下 发动机的性能将受到不同程度的影响 某些车型的自诊断系统还将自动切断空调 音响等辅助电器系统电路 以便减小发动机的工作负荷 10 1 2汽车自诊断系统的备用功能 某些传感器或执行器发生故障后 自诊断系统将自动启用备用功能 以便将汽车行驶到修理厂修理 6 10 2汽车故障自诊断测试 10 2 1汽车自诊断测试方式 自诊断测试是指利用故障检测仪或按照特定操作方式来读取或清除故障代码 检测各种传感器或执行器工作情况及其控制电路是否正常 与车载电控单元ECU进行数据传输等 汽车电子控制系统有无故障 均可通过自诊断测试进行检测诊断 根据发动机工作状态不同 自诊断测试方式分为静态测试KOE
5、O和动态测试KOER两种 静态测试简称为KOEO KeyONEngineOFF 方式 即在点火开关接通 发动机不运转的情况下进行诊断测试 主要用于读取或清除故障代码 7 动态测试简称为KOER KeyONEngineRun 方式 即在点火开关接通 发动机运转的情况下进行诊断测试 主要用于检测传感器或执行器工作情况及其控制电路是否良好 与车载电控单元ECU进行数据传输等等 10 2 2汽车自诊断测试内容 1 读取故障代码 诊断汽车电子控制系统故障最常用的自诊断测试方法读取故障代码 电控发动机汽车在使用过程中 只要蓄电池正极柱和负极柱上的电缆端子未曾拆下 ECU中存储的故障代码就能长期保存 将故障
6、代码从ECU中读出 即可知道故障部位或故障原因 为诊断排除故障提供依据 读取故障代码的方法有两种 一种是利用故障检测仪读取 另一种是利用特定的人工操作方法读取 8 2 数据传输 当发动机运转时 利用故障检测仪将车载ECU内部的控制参数和计算结果等以数据表和串行输出方式在检测仪屏幕上一一显示出来的过程 称为数据传输 通常称为 数据通讯 或 读取数据流 通过数据传输 各种传感器输出信号电压的瞬时值 ECU内部的计算与判断结果 各执行器的控制参数都能一目了然地显示在检测仪屏幕上 根据发动机运转状态和传输数据的变化情况 即可判断控制系统的工作状态 将特定工况下的传输数据与标准数据进行比较 就能准确判断
7、故障类型和故障部位 3 监控执行器 在发动机熄火状态下或运转过程中 通过故障检测仪向执行器发出强制驱动或强制停止指令来监测执行器动作情况 可以判定执行器及其控制电路有无故障 9 10 2 3汽车自诊断测试工具 1 故障检测仪 图10 3故障阅读器V A G1551与测试线束 a V A G1551型故障阅读器 b 16端子测试线束V A G1551 3 c 2端子测试线束V A G1551 11 打印纸输出口 2 显示屏 3 输入键盘 4 测试线束 10 图10 4汽车系统测试仪V A G1552 11 图10 5汽车系统测试仪V A S5051 12 2 调码器 图10 6LED调码器电路
8、3 跨接线 跨接线是一根普通的或其两端带有鳄鱼夹的导线 将跨接线与诊断插座上相应的接线端子连接之后 接通点火开关即可根据仪表盘上 发动机故障指示灯 的闪烁情况读取故障代码 13 10 2 4汽车自诊断测试过程 将故障检测仪 调码器或跨接线等自诊断测试工具与汽车上的诊断插座连接后 接通点火开关 即可触发自诊断系统进行诊断测试 根据读取的故障代码查阅被测车型的 维修手册 就可知道故障代码表示的故障内容与故障原因 诊断插座 TDCL 是故障诊断通讯接口 TroubleDiagnosticCommunicationLink 的简称 在装备电子控制系统的汽车上 都设有诊断插座 一般安装在熔断器盒上 仪表
9、盘下方或发动机舱内 1 利用跨接线进行诊断测试 日本丰田 马自达 本田 美国通用 福特 克莱斯勒以及欧洲各汽车公司生产的大部分轿车均可利用 跨接线 跨接诊断插座上某两个或某几个指定的接线端子 即可触发自诊断系统来读取故障代码 14 图10 7丰田与夏利轿车诊断插座型式与接线端子排列位置 15 图10 8故障代码显示时间 单位 s a 正常代码显示时间 b 故障代码 13 31 显示时间 16 图10 9诊断插座在动态测试时的跨接情况 a 跨接端子TE2与E1 b 跨接端子TE2 TE1和El 17 图10 10动态测试时指示灯闪烁时间 18 2 利用调码器进行诊断测试 部分轿车 如日本三菱 韩
10、国现代 中国猎豹等汽车 可以利用调码器进行自诊断测试 测试方法与利用跨接线测试基本相同 将调码器跨接诊断插座上某两个指定的接线端子 即可触发自诊断系统来读取故障代码 有所不同的是利用调码器测试的故障代码是由调码器显示 利用跨接线测试的故障代码是由组合仪表盘上的故障指示灯显示 3 利用故障检测仪进行自诊断测试 各种故障检测仪的使用方法各有不同 下面以大众汽车普遍使用的V A G1551和V A G1552型故障测试仪测试桑塔纳2000GSi型轿车多点喷射系统为例 说明利用故障测试仪进行自诊断测试的过程 19 图10 11桑塔纳2000GSi型轿车故障诊断插座安装位置 20 10 3OBD 车载自
11、诊断系统 10 3 1OBD 车载自诊断系统简介 1993年以前的电控自诊断系统为第一代自诊断系统 由于各厂家采用不同的诊断插座 不同的诊断代码和不同的诊断功能 给检测诊断带来很大的不便 OBD II是第二代车载自诊断系统 On BoradDiagnostics II 的简称 OBD II是由美国汽车工程学会 SAE 制定的汽车自诊断标准 该标准要求各汽车厂家采用统一的诊断模式 统一的诊断插座 统一的诊断代码 故障代码 这样一来 只要一台诊断仪器就可检测诊断所有车系 大大简化汽车检测诊断 维护修理工作 到1996年 全世界所有汽车制造商都已经采用了OBD II标准 21 10 3 2OBD I
12、I车载诊断系统的特点 OBD II车载诊断系统有以下特点 1 统一诊断插座 将各种车型的诊断插座统一为16端子 OBD II诊断插座结构如图10 24所示 图10 24OBD II诊断插座的结构 2 统一诊断插座位置 均安装在驾驶室内位于驾驶员侧仪表板下方 3 故障诊断仪和车辆之间采用标准通讯规则 4 统一各个车型的故障代码含义 5 具有数值分析和数据传输功能 22 6 具有重新行驶记忆故障代码的功能 7 具有行车记录器功能 8 具有可由仪器直接消除故障代码的功能 9 监控排放控制系统 10 标准的技术缩写术语 定义系统的工作元件 10 3 3故障代码 1 故障代码的组成 SAE规定OBD I
13、I故障代码有5位组成 第1个是英文字母 代表测试系统 如 B 车身 BODY C 底盘 CHASSIS P 发动机 变速器 POWERTRAIN U 未定义 由SAE另行发布 23 第2个到第5个为数字码 每一个代码均有特殊含义 例如 故障代码P1352可表示如下含义 P 代表测试系统 在此表示发动机和变速器 1 代表汽车制造商 3 代表SAE定义的故障代码范围 52 代表原厂故障代码 2 故障代码的含义 故障代码前2位代码表示下列不同含义 例如 P0 发动机和变速器电脑控制系统 由SAE统一制定故障代码 P1 发动机和变速器电脑控制系统 由汽车制造商自行制定故障代码 P2 发动机和变速器电脑
14、控制系统预留故障代码 P3 发动机和变速器电脑控制系统预留故障代码 C0 底盘电脑控制系统 由SAE统一制定故障代码 C1 底盘电脑控制系统 由汽车制造商自行制定故障代码 C2 底盘电脑控制系统预留故障代码 C3 底盘电脑控制系统预留故障代码 24 B0 车身电脑控制系统 由SAE统一制定故障代码 B1 车身电脑控制系统 由汽车制造商自行制定故障代码 B2 车身电脑控制系统 预留故障代码 B3 车身电脑控制系统 预留故障代码 U0 网络联系相关故障代码 U1 网络联系相关故障代码 U2 网络联系相关故障代码 U3 网络联系相关故障代码 故障代码第3位代表SAE定义故障范围 1 1表示燃油或空气
15、测试系统不良 2 2表示燃油或空气测试系统不良 3 3表示点火系统不良或发动机间歇熄火 4 4表示废气控制系统辅助装置不良 5 5表示汽车或怠速控制系统不良 6 6表示电脑或输出控制元件不良 7 7表示变速器控制系统不良 8 8表示变速器控制系统不良 25 3 故障代码的区分 OBD II发动机和变速器的故障代码大致分为如下10类 P01XX 燃油和进气系统 P02XX 燃油和进气系统 P03XX 点火系统 P04XX 排放污染物控制相关系统 P05XX 车速传感器和怠速控制相关系统 P06XX 控制电脑相关系统 P07XX 变速器故障代码 P08XX 变速器故障代码 P09XX SAE预留部
16、分 P00XX SAE预留部分 故障代码P0000 P0999为SAE统一规定部分 见表10 8 26 10 3 4故障代码的读取 1 通用 GM 车系 读取发动机故障代码的方法是跨接OBD II诊断插座的6 5 端子 由仪表板 CHECKENGINE 灯闪烁读出 2 克莱斯勒 CHRYSLER 车系 读取发动机故障代码的方法是跨接OBD II诊断插座的13 15 端子 由仪表板 CHECKENGINE 灯闪烁读出 3 奔驰 BENZ 车系 1996年以前的奔驰车系统仍然采用38针诊断插座 由第4孔读取HFM发动机电脑故障代码 或由第19孔读取DM发动机电脑故障代码 4 沃尔沃 VOLVO 车系 读取发动机故障代码的方法是在OBD一II诊断插座3 跨接指示灯 27 5 丰田 TOYOTA 车系 读取发动机故障代码的方法是跨接OBD一II诊断插座的5 6 端子 或将TE1 E1端子跨接 由仪表板 CHECKENGINE 灯闪烁读出 6 三菱 MITSUBISHI 车系 三菱车系可由OBD一II诊断插座读取下列5个系统的故障代码 1 发动机故障代码 可将诊断插座1 端子接地 由仪表板 CH
