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1、第 一 章 汽 车 自 诊 断 系 统 的 发 展 史 及 其 具 备 的 功 能1.1 汽车自诊断系统的发展史故障诊断系统有二种：一种是具有自诊断，装在车上并在车内仪表盘自诊断系统(称车内自诊断系统)。另 一种是车上具有诊断功能装置，但需要从车外进行测定的车外仪器诊断系统。并且随着世界的推移，第二种诊断 系统越来越展示其优越性，逐渐占据主导地位。在国外，现代汽车诊断技术主要从50 年代末70 年代初开始的。首先出现的是一些专用的检测仪器。如发动机正 时提前测试仪，这些仪器主要对发动机进行检测和检验，只是故障诊断的辅助工具。1972 你在美国旧金山召开 的第一次国际汽车安全会议上，汽车诊断标准
2、化是其重要论题。在这次会议上，德国伏克斯瓦根公司的诊断装置， 德国奔驰公司的诊断装置等，由于这类装置或仪器数据存储量小，缺乏对检测数据的综合分析能力，所以很快地 带有微处理器(MPC)系统的更为先进的车上检测装置占据了汽车故障诊断的主流。1976年美国通用公司推出了世界上第一个电子点火控制系统MISAR，其中已具备了自诊断功能，它不但能 控制点火系，而且能对发动机冷却水温度、电路内部故障和蓄电池电压信号等进行实时监控，当发生异常情况时 报警指示灯亮， MISAR 的出现带动了其他各汽车生产商对车上诊断系统的研制。并且发展的这类系统具有更多 的检测和诊断项目，有的已超过50 项。进入20世界80
3、年代以后，车内诊断占多数地位的局面被打破，车外诊断系统有很大发展。如1986年通用 汽车公司推出CAMS，福特公司推出的SBDS系统等，它们可以从随车系统上接受数据。用自身存储的故障诊断 程序进行自动诊断，是具有较高水平的诊断系统，随着汽车电子技术的发展，故障自诊断系统已能对各传感器、 执行器和ECU本身进行监测。并能判断和区分故障类型。以故障代码的形式存储起来，供维修人员用专门的故 障代码读取设备读出。故障自诊断技术不仅应用在发动机电子控制系统中，而且在自动变速器、防抱死制动装置、 安全气囊等系统的电脑控制单元中广泛使用、世界各大公司都推广这一技术，并开发出与各自车型配套的故障代 码读出设备
4、，这就给用户在汽车运行中及时发现故障和汽车修理时故障的查询带来了极大的方便。1.2 车内故障自诊断系统具备的功能目的车内故障自诊系统一般具有如下的功能：(1) 监测电子控制系统的工作状态，若发现问题就以故障警告灯的闪烁的方式提醒司机。(2) 将监测到的故障以代码的形式存储起来，汽车维修时，可以用一定的方法取出故障代码，方便了故障查 询。(3) 在某一执行机构发生故障时，自诊断系统及时停止其他执行机构的工作，以确保汽车行使安全或避免造 成部件的损坏。(4) 因传感器或控制器及其他电路发生故障，发动机不能工作时，起用备用系统，使发动机能够维持基本的 运转，使司机能将汽车顺利开回修理厂。(5) 向故
5、障诊断读取设备输出汽车实时运行状态数据，接收维修人员通过故障诊断仪向执行机构发出的强制 动作命令，清除故障代码等。1.3 故障代码的存储方式不同厂家生产的汽车，故障代码的存储方式有所吧同：(1) 存储故障代码的RAM存储器直接与蓄电池相连，代码可长期保存，清除代码必须断开专门的RAM连接电路。也可用断开蓄电池的方法来清除。但这样可能导致ECU中其他信息也丢失。(2) 故障代码存放在EEPROM(Eleclmal Erasable Programmable Read Only Memory电可擦可写存储器)中。即使 断开蓄电池保存。清除代码必须通过故障诊断仪向ECU自诊断系统发出消除命令。1.4
6、 故障代码的读取(1) 有的汽车仪表板上装有故障警告灯，用导线将显示电路接通后，通过指示灯的闪亮频率来 显示故障代码。(2) 有些汽车用电压表指针的摆动来显示故障代码。将代码输出驱动电路接通后，用万用表的 直流电压档检测故障检查接线柱和插孔上的电压，看电压表指针的摆动来读出故障代码。(3) 配有故障诊断仪接口的汽车，可使用配套的诊断仪直接显示或打印故障代码。有的仪器还 能显示故障的区域，检查的方法、检测的标准数据等。关于诊断仪的功能和使用，下面将详细介绍。1.5车外故障诊断系统(故障诊断仪)汽车故障诊断仪是和车内故障自诊断系配套使用的。从本质上看，它相当于自诊断系统的终端 设备，起到人机交互的
7、功能，随着微电子单片机技术的发展，故障诊断仪能完成的功能越来越丰富， 现归纳如下：(1) 显示故障代码，同时显示发生故障的部位、检查的方法、检测的标准数据等，并打印上述 信息。(2) 清除故障代码。(3) 汽车运行实时状态数据的显示，维修人员可对照标准数据，通过分析数据偏离标准数据的 方向和大小找出故障的原因，(4) 向 ECU 发出执行器强制动作的命令，以查看执行器是否正常。(5) 临时修改ECU内部的数据.改变ECU的控制策略用于测试发动机。(6) 存储汽车运行的状态数据和故障信息，向个人计算机或故障诊断专家系统输出。 目前，国内外厂家都竟相开发出各种故障诊断仪，下面简单介绍之。首先，以德
8、国BOSCH公司为主开发与Motronic系统配套的诊断仪V . A . G1551-1552，可以 读出系统的故障代码和消除故障代码，还具有显示发动机的一些工作参数等功能，下文将要详细介 绍。另外，BOSCH公司还推出一款称为“KTS card retrofit”的基于计算机系统的诊断工具包， 供专业人土使用。它的特点是功能更强大，容易升级。德国奔驰公司于1998年秋季推出全新的智能诊断仪Star Diagnosis。智能诊断仪为奔驰车故 障诊断提供了一系列完整的工具，综合了 DAS(应用诊断辅助系统)、HHT(手提诊断仪)视窗版、 WIS(车间信息系统)等多种功能，可以对所有奔驰车内进行最
9、佳的诊断。深圳威宁达仪器有限公司发出“KINTEC金德PC98”汽车故障快速诊断系统。它的特点是充分 运用 PC 平台结构的优势，在普通个人电脑上插上内置式卡或外置式接口卡，并配上基于 Windows 软件，可以人工读取故障代码，以数字或图形的方式显示数据流，便于相关数据相互比较。深圳三 原电子并发的“修车王”及元征企业开发的“电眼睛”诊断仪都是便携式故障诊断仪，适用于多种 车系。1.6故障诊断仪通信接口 OBDII标准简介1994年以来汽车诊断系统称为OBDII(ON Board Diagnostics)型诊断系统，它是由各个整车 制造厂或仪器制造商各自开发的，诊断接口和通信方式各不相同，不
10、能互相通用。以诊断插座为例， 福特车系有7针、 25针，奔驰车系有圆形9针、 38针、长方形16针等。这种各自为政的局面不仅 给维修工作带来了麻烦，而且也增加了维修成本和人员培训费用，反过来也影响了产品在全球范围 的销售。自1987年起，美国加州大气资源局(CARB)规定车载故障自诊断系统必须能够对汽车排气系部 件进行监测。1994年CARB颁布了更为严格的废气排放控制法规，规定与排气相关的部件必须与被 称为万能扫描工具的故障诊断仪进行通信。同时，美国环境厅(EPA)也采取相应措施在全美推广使 用。在CARB的要求下.美国汽车工程学会(SAE)进一步推进了与故障诊断仪相关的标准化工作.形 成了诊断仪接口的OBDII标准。各汽车制造厂家依照OBDII的标准，提供统一的诊断模式和统 的诊断插座，只要通过一台仪器即可对各种车辆进行诊断检测。OBDII 标准具有以下特点：(1)诊断插座统一为16 针插座，并统一安装于驾驶室仪表板下方，诊断插座如图 1-1 所示，引 脚定义如表 1-1 所示。图 1-1OBDII 标准故障诊断插座引脚号功能引脚号功能1*9*2SAEH850资料传输10SAEH850资料传输3*11*4车身搭铁12*5信号回路搭铁13*6*14*7ISO-9141资料传输15ISO-9141资料传输8*16表 1-1OBDII 标准故障诊断插座引脚说明
