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1、第十章发动机电控系统故障诊断学习目标： 1.了解车载诊断系统基本原理；掌 握利用车载诊断系统进行故障诊断 的方法； 2.了解汽车故障诊断接口的位置及 形状，掌握故障指示灯（ CHECKENGINE）的功能；3.了解OBDII与OBDIII基本知识， 掌握发动机ECU的失效保护功能和 备份功能； 4.掌握人工读取发动机故障代码 的方法，能够根据故障代码进行 故障检测与诊断，能够利用故障 诊断仪进行故障检测与诊断。一、任务引入 现代汽车都配有车载诊断系统（又 称自诊断系统），利用该系统，可 以方便、快速地查找故障部位，给 汽车故障诊断带来了巨大的方便。二、任务分析 车载诊断系统是指由ECU本身提供
2、 的车辆自我诊断的功能，作为维修 人员，只要能够读出ECU内部的诊 断数据，就可以确定故障的范围， 从而使诊断测试更具有针对性。 ECU内部的诊断数据可以人工读取 ，也可以使用故障诊断仪读取，如 图10-1所示。图10-1利用车载诊断系统进行故障诊断三、相关知识 1.车载诊断系统的基本原理 2.利用车载诊断系统进行故障诊断 的方法 3.汽车故障诊断连接器（诊断座） 4.故障指示灯（CHECKENGINE）的 功能 5.发动机ECU的失效保护功能和备 份功能1.车载诊断系统的基本原理 图10-2 水温传感器的信号范围发动机ECU对氧传感器信号的监测2.利用车载诊断系统进行故障 诊断的方法(1)人
3、工读取故障代码诊断法 (2)故障诊断仪诊断法(1)人工读取故障代码诊断法人工读取故障代码的方法因汽车的生产厂家而异， 目前尚未统一。但在同一生产厂家的不同车型上 ，人工读取故障代码的方法却基本一样。 人工读取故障代码后，一般还需要查阅维修手册， 以确定故障代码的含义，然后按照维修手册的指 引进行故障排除。(2)故障诊断仪诊断法 汽车故障诊断仪（有故障阅读仪、数据 扫描仪、故障检测仪、解码仪等多种称 呼）有按键式和触摸屏式两种，国内产 品有元征、车博士、金奔腾、修车王、 金德等多种品牌。功能包括：读取故障 代码、清除故障代码、读数据流、读取 定格数据、基本调整、自适应匹配、读 取电控单元（ECU
4、）、电控单元编码等 。有些故障诊断仪还具有示波功能。图10-4 按键式故障诊断仪 图10-5 触摸屏式故障诊断仪3.汽车故障诊断连接器（诊断座） (1)丰田汽车诊断连接器位置、形状及 各插孔的功用 (2)OBD-II诊断连接器及各端子的功用 (3)OBD-II故障代码 (4)OBD-III简介(1)丰田汽车诊断连接器位置、形状及各插 孔的功用 汽车故障诊断仪所配备的数据连接接口丰田汽车诊断连接器的位置、形状及电路(2)OBD-II诊断连接器及各端子的功用图10-8 OBD-II诊断座的形状OBD-II诊断座中各端子的代号和含义 (3)OBD-II故障代码 OBD-II故障代码由五位数组成，例如
5、： P0351，其中：“P”-第一位为英文字 母，是系统代码“P”代表发动机和变速 器组成的动力传动系统（POWERTRAIN）； “B”代表车身电控系统（BODY）；“C” 代表汽车底盘电控系统（CHASSIS）； “U”代表网络系统。 “0”-第二位为数字，表示由谁定义的 故障代码：“0”或“2”代表由SAE/ISO 定义的故障代码；“1”代表由汽车制造 厂定义的故障代码；“3”代表由SAE/ISO 或汽车制造厂定义的故障代码。“3”第三位为数字，表示SAE定义 的故障发生的范围或系统：“0”代表 空燃比测量和排放控制系统；“1”代 表空燃比测量；“2”代表喷油器线路 ；“3”代表点火系统
6、或熄火；“4”代 表排放控制系统；“5”代表车速或怠 速控制系统；“6”代表ECU或输入/输 出控制系统；“7”代表变速器控制系 统;“8”代表非电控发动机的动力传动 系统；“9”代表混合动力控制系统。 “51”第四、五位为数字，代表故 障代码（0099）。(4)OBD-III简介 OBD-III即第三代车载诊断系统，目前 已经开始使用。它是OBD-II进一步的发 展，在包容全部OBD-II功能的基础上， 增加了许多新的功能，特别是将原来的 有线数据传输转变成了无线数据传输（ 不再需要诊断连接器）。无线数据传输可以远程读出诊断数据，而汽 车却不必在诊断的现场。这种情况下，只要 汽车通过收费站之
7、类的地方，无线监测点就 可以自动完成排放检测。或者，在汽车维修 人员到达汽车发生故障的现场之前，就可以 确认故障发生的原因。或者，不论汽车位于 何处，诸如需要更换机油、需要二级维护、 需要进行某些部件的检查之类的信息也可以 直接自动传到修理厂等。另外，拨入车辆数据传输频率，可以允 许执法人员强制关闭发动机，使他们能 够快速追赶上违法的车辆或控制被盗的 车辆；汽车的驾驶与使用情况可以自动 传到交通主管部门或其他政府部门，监 测交通违章和滥用公务车辆的情况。 可见，OBD-III可以给汽车的个性化维 护与故障排除带来极大的方便，也给政 府部门的法带来便利。上述功能在技术上是完全可以实现的 ，但是，
8、同样的功能也会给犯罪分子 提供可乘之机，使受害人无法逃离受 害现场，因而存在一定的争议，目前 部分有争议的功能尚没有投入使用。4.故障指示灯（CHECKENGINE）的 功能 (1)灯泡自检功能 (2)故障警告功能 (3)故障代码显示功能 (4)闪烁功能(1)灯泡自检功能接通点火开关时，故障指示灯会点亮。当 发动机转速达到或超过400r/min后，故障 指示灯会熄灭。符合这一要求，表明故障 指示灯的功能是否正常。(2)故障警告功能 电控系统存在故障时，故障指示灯将被点 亮，以提醒驾驶员。 如果故障被排除，则故障指示灯会在5s后 熄灭。对于有些车型来言，即使故障被排 除，也要连续三次行驶，且没有
9、检测到新 的故障，故障指示灯才会熄灭。 3)故障代码显示功能 可以通过故障指示灯的闪烁显示故障代码 。(4)闪烁功能 如果在第一次行驶周期中检测到某个可 能损坏三元催化器的熄火故障，故障指 示灯即开始闪烁。 如果在第二次行驶周期中还是检测到熄 火故障，则故障指示灯闪烁，并储存故 障代码及定格障指示灯将从数据。如果 熄火故障症状减轻，故闪烁状态转变到 连续点亮状态。 提示：一次行驶周期是指发动机从起动 到停机的过程。5.ECU的失效保护功能和备份功能(1)失效保护功能 (2)备份功能(1)失效保护功能(2)备份功能发动机ECU的备份功能 四、任务实施1.实训目的能够人工读取丰田汽车发动机故障代码
10、 ，并根据故障代码进行故障诊断与排除； 能够使用汽车故障诊断仪等设备进行故 障诊断与排除。2. 设备准备 丰田汽车一辆（或丰田发动机台架 一台）；汽车故障诊断仪一台；万 用表一只；短接线2条；通用工具 一套;发动机舱防护罩一套；“三 件套”一套。3.实训步骤 1) 利用人工读取故障代码的方法进行 故障诊断（丰田发动机） (1)静态模式下人工读取故障代码接通 点火开关，但不起动发动机，仪表板 上的发动机故障指示灯（CHECKENGINE ）应点亮否则检查灯泡及电路是否良 好。 起动发动机后，发动机故障指示灯应 熄灭,否则说明发动机电控系统存在故 障，应读取故障代码，步骤如下：注意：在读取发动机故
11、障代码之前，应确 认蓄电池电压在11V以上，切断各用电设备 的电源，节气门处于怠速位置（怠速开关 接通），变速器换入P挡（驻车挡）。 接通点火开关转，但不起动发动机。 根据发动机故障指示灯的闪烁规律读取 故障代码； 故障代码读取完毕后，关断点火 开关，并拆下诊断连接器上的短接线。短接TE1与E1时故障指示灯闪烁显示 故障代码故障代码的显示方式（12和31号码）(2)动态模式下人工读取故障代码 即：在发动机在运转状态下读取故障码。 该方式灵敏度高，可以诊断出静态模式下 不能发现的故障，步骤如下： 关断点火开关，用短接线短接诊 断连接器中的TE2端子和E1端子。 接通点火开关，发动机故障指示灯开始
12、 快速闪烁。两次闪烁的时间间隔为0.13S 。 起动发动机，模拟驾驶人员所描述的故 障状态行驶，车速不低于10km/h。路试后，再用短接线将诊断连接器中 的TE1端子和E1端子短接。 由仪表板上发动机故障指示灯的闪烁 规律读取故障代码。 拆下诊断连接器上的所有短接线。 由仪表板上发动机故障指示灯的闪烁 规律读取故障代码。 拆下诊断连接器上的所有短接线。(3)查阅维修手册，确认故障代码的含义 丰田汽车发动机故障代码的含义见表10-4 。(4)根据故障代码的含义排除故障 发生故障的部位可能是故障代码所指示 的元件本身，也可能是ECU与该元件相 连的线路，还可能是ECU本身，但ECU本 身故障的可能
13、性非常小，10万公里只有 千分之一的可能性。 为了准确确定故障部位，需要使用万用 表等工具进行进一步的测量。在元件本 身以及与ECU、搭铁、电源等相连的线 路都正常的情况下，才更换ECU。(5)清除故障代码断开点火开关，从配电盒中拆下EF1熔 断丝（20A）10s以上即可。 拆除蓄电池的负极搭铁线，也可以清 除故障代码，但这样会使时钟和音响 等装置中存储的信息也被清除。2)利用故障诊断仪进行故障诊断的方法 将汽车故障诊断仪与仪表板下方的诊断 连接器相接（DLC2型），如图10-12所 示，接通点火开关，接通故障诊断仪电 源开关。 几秒钟后，故障诊断仪屏幕上会显示有 选择菜单，根据菜单，可以进入
14、不同的 系统，例如发动机系统、变速器系统、 制动系统等。选择进入某系统后，又会出现功能选择 菜单，例如，读取故障代码、清除故障 代码、读数据流、读取定格数据、基本 调整、自适应匹配、读取电控单元（ ECU）版本号、电控单元编码等，根据 需要，可以选择进入不同的功能在一般 情况下，可以按照如下流程来进行故障 诊断（以空气流量计故障为例）：(1)读取故障代码 明确故障项目及故障的性质：是什么故 障（例如空气流量计故障）？现有故障 ？还是历史故障？常发性还是偶发性？ (2)读取定格数据 明确故障发生时的基本条件，特别是与 故障项目关系密切的内容（例如，空气 流量计的读数、发动机转速、节气门开 度等）
15、。 (3)清除故障代码 (4)起动发动机，模拟故障发生的条件(5)关闭发动机，再次读取故障代码及定 格数据确定1步的故障内容是真实存在的 ，还是虚假故障。 (6)起动发动机，读取与故障项目相关的 数据流，分析与故障现象之间的关系例如 ，目前的空气流量计的读数、发动机转速 、节气门开度等；空气流量计的读数是否 随节气门开度及发动机转速变化。 (7)按照维修手册的指引检查并排除故障 (8)清除故障代码(9)试车 确定故障现象是否消失。 10读取故障代码及数据流 确定维修后的数据流正常，故障没有再 次出现。 图10-13为“空气流量计信号输入低” 故障的检查程序。图10-13（A） 空气流量计信号输
16、入 低故障的检查程序图10-13（B）空气流量计信号输入低 故障的检查程序4.实训要求操作仔细、规范，避免造成设备损坏； 注意做好安全防护措施，注意“三不落地” ； 故障诊断的思路要清晰； 养成使用发动机舱防护罩、“三件套”等的 职业习惯。小结 车载诊断系统是指由ECU本身提供的车 辆自我诊断的功能。 ECU在正常工作的同时，还会判断是否 有异常情况的发生。当判定系统存在 故障时，一方面会点亮仪表板上的故 障指示灯（CHECKENGINE），另一方面 ，还会储存相应的故障代码（DTC）及 定格数据。OBD-II是第二代车载诊断系统的英 文缩写，其诊断连接器有统一的标 准，并规定一律安装在驾驶人侧仪 表板下方。OBD-II故障代码由五位 数组成。OBD-III即第三代车载诊断 系统，是OBD-II进一步的发展，增 加了许多新的功能，特别是将原来 的有线数据传输转变成了无线数据 传输。利用车载诊断系统进行故障诊断， 有人工读取故障代码诊断法和故障 诊断仪诊断法两种方法。人工读取 故障代码的方法因汽车的生产厂家 而异，目前尚未统一。汽车故障诊
