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1、第五章 汽油机电子控制的自诊断系统第一节 汽车自诊断系统概述 现代汽车电子控制系统愈来愈复杂，当发生故障时要判断故障的部位就更困难。因此，在电子控制系统中，一般都具有故障自诊断功能。例如，当发动机ECU检测来自传感器和执行器的故障时，立即将“检查发动机”(CHECK ENGINE)指示灯点亮，同时将故障信息以故障代码的形式存入存储器中。故障代码一旦存入，即使将点火开关关闭，指示灯熄灭，仍然保留在存储器中。 对车辆进行检修时，借助于ECU的故障诊断接口(插座)，按特定的程序，用人工跨接的方法或使用故障诊断仪(亦称电脑检测仪或电嘀解码器)，可以将ECU存储器中的故障代码调出，并以灯光闪烁的方式或直
2、接由诊断仪显示屏以数字形式显示出来，从而帮助维修人员快速正确地判断故障的类型和范围。 故障排除后，同样按特定的程序，用人工方法或借助于诊断仪，将存储在ECU存储器中的故障代码清除掉，以免与新产生的故障代码混淆，给检修带来困难。一、自诊断原理与故障码自诊断：汽车在运行时，电子控制系统输入、输出信号的电压值都有一定的变化范围，当某一信号的电压值超出了这一范围，并且这一现象在一定时间内不会消失，ECU便判断为这一部分出现故障。ECU把这一故障以代码的形式存入内部存储器中，这样检修人员在检修发动机时，可以“读出”，使检修人员知道故障的范围，以便进一步地检查、修理。注意：故障代码只表明故障的结果，它可以
3、指明故障的大致范围，但不能直接确定故障的确切部位。在获取故障代码后，还需进一步检查，以找出发生故障的部位和线路。二、自诊断故障信息显示 (1)故障指示灯报警。仪表盘上的“检查发动机(CHECK ENGINE)”指示灯、ABS灯、安全气囊灯可以在本系统发生故障时亮起。故障指示灯在点火开关接通后，一般都会亮起，这是指示灯的自检程序，并不代表发生了故障。发动机起动后，故障指示灯应熄灭，如果仍亮或闪烁，表示该系统有故障。 (2)故障指示灯闪烁故障码。通过一定的读码程序，可以从故障指示灯(仪表盘的指示灯或电脑上的LED灯)读出灯光闪烁所代表的故障码。 (3)某些高级轿车中，仪表盘的显示屏可直接显示故障信
4、息。 (4)使用专用仪器，通过诊断接头输出故障码和故障信息 三、故障码的读取和清除 1故障码读取 读取故障码时，首先应使自诊断系统进入自诊断测试状态，自诊断测试状态是利用自诊断系统对电控系统的故障进行诊断。进入自诊断测试状态后方可读取故障代码，再由故障代码表查出该代码所代表的故障。由于汽车制造厂家的不同，进入自诊断测试状态读取故障码的方法也有一定的区别，归纳起来大体有以下几种： (1)跨接导线读取法。有些电控系统在进入自诊断状态时，需要将“诊断输入接头”和“搭铁接头”用跨接导线进行跨接，才能读到故障代码； (2)打开专用诊断开关读取法。在有些车上，设有“按钮式诊断开关”，或在微机控制装置上设置
5、有“旋钮式诊断开关”，当需要读取故障码时，按下或旋转这些诊断开关，即可由显示器件上读取故障代码； (3)打开兼顾诊断开关功能的共用开关进行故障码的读取。在另外一些系统中，空调控制面板上的控制开关，可用作诊断开关，一般足将“()FF(关机)”和“WARM(加温)”两个键同时按下，即可使系统进入自诊断读码状态； (4)利用点火开关的约定操作读取。2故障码的清除 在对发动机进行维修和排除各种故障后，存储在控制单元中的故障码必须加以清除，以便记录和存储新故障码。如果不清除旧的故障码，当发动机再次出现故障后，微机把新旧故障码一并输出，使得维修人员不知道哪些是发动机真正存在的故障，哪些是以前已经排除的故障
6、。 故障码清除的方法随车型而异。有的车型故障码可以一次清除，有的则只能一个一个清除。故障码清除可以手工进行，也可用仪器进行。第二节典型车系自诊断系统 一、丰田(TOYOTA)轿车自诊断系统 日本丰田轿车电脑故障诊断座一般位于发动机附近或仪表板下方，其故障诊断座有五种形式，如图51所示。 当发动机电子控制系统工作时，自诊断系统扫描传感器的输入信号和执行器反馈电路的反馈信号。如果出现异常，说明控制系统发生故障，故障自诊断系统将此故障对应的故障代码存入存储器，同时点亮仪表盘上的“CHECK”(检查发动机)故障指示灯，提示电子控制系统出现故障，应及时予以排除。 1故障代码的识别 电子控制系统出现故障时
7、，ECU将故障以代码的形式记录到存储器中。当触发故障自诊断系统时，ECU通过发动机故障指示灯“CHECK”的闪烁或指针式电压表指针的摆动规律，以故障代码形式输出记录在ECU内的故障信息。不同诊断模式，将完成不同的诊断测试功能 2静态诊断模式下故障代码的读取方法 静态诊断模式简称KOEO(Key ON Engine OFF)模式，即点火开关置于“()N”，但发动机不运转的情况下进行测试。在该模式下，主要提取存储住存储器中间歇性故障的故障代码和在静态测试状态下发生故障的故障代码。 (1)利用发动机故障指示灯“CHEcK”读取故障代码 将点火开关转到“()N”，发动机不转动，仪表板上的“CHECK”
8、故障指示灯将点亮。如果“CHECK”指示灯不亮，则应检查指示灯灯泡及电路是否良好； 起动发动机后，“CHECK”指示灯应熄灭。如果发动机处于运转状态时，仪表盘上的“CHECK”灯仍亮，说明发动机电子控制系统存在故障，应使用故障自诊断系统读取故障代码； 读取故障代码。调取发动机故障代码前，发动机应具备以下条件：发动机温度正常；蓄电池电压应在11V以上；切断所有用电设备电源；节气门完全关闭；变速器应挂入P挡或N挡； 将点火开关置于“ON”位置，但不起动发动机。用跨接线跨接故障诊断座的TEl和E1端子(图51a、b、c、e)或5、6端子(图51d)； 根据“CHECK”灯的闪烁情况读取故障码； 关闭
9、点火开关，拆下跨接线。 (2)利用指针式电压表读取故障代码 对于丰田汽车，用指针式万用表读取故障代码的方法与利用CHECK指示灯相似。下面以丰田皇冠30轿车2JzGE发动机电子控制系统为例，说明这种方法的操作步骤。 关闭点火开关。打开故障诊断座盒盖，用跨接线将TEl和E1端子相连接； 将指针式电压表置于直流电压挡(量程为25V左右)，将电压表的上正极测笔接在诊断座的w端子(故障代码输出端子)，负极测笔搭铁； 将点火开关置于“ON”位置，但不要起动发动机。此时，诊断座故障代码输出端子w就会输出一串脉冲信号，其脉冲的形式和前述“CHECK”故障指示灯的闪烁形式相同。通过观察指针式电压表指针的摆动规
10、律和次数就可以读出故障代码； 读完故障码后，关闭点火开关，拆下跨接线和指针式电压表。3动态诊断模式下故障代码的读取方法 动态诊断模式简称KOER(Key ON Engine Run)模式，即点火开关置于“ON”下，发动机处于运转的情况下进行测试。与静态诊断模式相比，动态诊断模式的故障诊断灵敏度更高，它不仅可以对原有的故障代码进行显示，而且可以发王见其静态诊断模式下不能发现的故障。如：节气门怠速触点信号、起动信号、空调信号和空挡起动开关信号等。 动态诊断模式下故障代码的读取步骤如下。 关闭点火开关，用跨接线跨接故障诊断座的TE2和E1端子； 置点火开关于“ON”的位置，此时“cHECK”发动机故
11、障指示灯将快速闪烁，如图53所示，亮、熄时间间隔约为013s； 起动发动机，模拟驾驶员所描述的故障状态行驶，车速不低于10kmh； 路试之后，再用跨接线将故障诊断座上的TEl和E1端子跨接。此时实际上是将故障诊断座上的TEl、TE2和E1三个端子连接在一起，如图54所示； 通过仪表板上的“CHEcK”指示灯读取故障代码；注意：代码43和5l读不到； 读取并记录完故障代码后，从故障诊断座上拆下跨接线。 使用动态诊断模式读取发动机故障码时，须严格按照以上步骤进行操作，否则将出现错误的故障码或使动态诊断过程不能进行。例如：若在打开点火开关的情况下连接TE2和E1端子时，那么动态诊断模式便不会开始，即
12、使完成以后的各项操作，也不会获得任何结果；如果汽车的行驶速度低于5kmh，就会读出代码为“42”的故障代码(此代码的内容为车速信号故障)，但实际上此时的车速信号为正常；如果未起动发动机就进行读码操作，会出现代码为“43”的故障代码(表示起动信号故障)，而此时起动信号也是正常的；当自动变速器换挡杆处于D挡、2挡、L挡或R挡位时、或空调器打开、或加速踏板被踩下时，将显示故障代码“51”(开关状态信号故障)，但此时各开关信号也是正常的 4故障码的清除 对故障部位进行修理后，必须清除记录在ECU中的故障码。清除的方法是：关掉点火开关，从熔断器盒中拆下EFI熔断器(20A)10s或更长一些时间。 拆下蓄
13、电池负极线也可以清除故障码，但这种方法将使时钟和音响等装霄中存储的信息被清除。如确需拆下蓄电池导线，则首先必须检查并弄清故障码是否已被记录下来。 故障码清除后，对汽车进行道路试验检查，“CHECK”灯应显示正常代码，否则，表示故障尚未彻底修好。 5丰田汽车发动机微机控制系统故障码的内容 故障码的内容就是指故障码所表示的故障性质和故障范围，这些内容一般足由汽车制造厂提供的，列入维修手册中。1988年以后生产的丰田汽车发动机电子微机控制系统故障码为二位数码，其故障代码的含义如表51。二、桑塔纳2000时代超人轿车自诊断系统 桑塔纳2000时代超人轿车需要使用故障诊断仪VAG1551或VAG1552
14、读取和清除故障码。 第三节 第二代随车诊断系统OBD- 从20世纪70年代以来，在电脑控制发动机燃油喷射系统中就设有第一代随车诊断系统，此外在微机控制自动变速器、制动防抱死装置、安全气囊、定速巡航等系统中都采用厂自诊断系统，用来监控汽车微机控制系统的工作，读取供车辆检测和故障诊断使用的信息。因此汽车故障自诊断系统为汽车维修提供了重要信息，但是过去由于缺乏统一标准，各汽车制造厂的故障自诊断座的形式多达几十种，位置备不相同，读取方法也各种各样，造成自诊断工作的极大不便。 为了解决这个问题，自1994年以来，美、日、欧各主要汽车制造厂生产的汽车逐步开始使用第二代随车诊断系统(0BD一)，取代第一代随
15、车诊断系统。0BD是英文On Board Dianostb的缩写。一、OBD一诊断系统的主要功能 OBD一系统是世界各个汽车制造厂商采用相同标准的诊断插座(16针)、相同定义的故障码以及相同的资料传输标准(SAE或ISO)的诊断系统。只要通过一台仪器，即可对各种汽车进行故障诊断。 OBD一诊断模式采用高效的输出明码编码方式以及压缩数据包方式传递信息，读取与清除故障码可在瞬间完成。OBD一诊断座仍保留了通过跨接诊断座的引脚从故障指示灯或LED灯、电压表上读取故障的功能，不过这种码多是两位数码，信息量远远少于OBD-标准码，有些故障码无法用此种方式输出。 OBD一随车诊断系统的特点是：将各种车型的
16、诊断插座统一为16针，均安装在驾驶室内驾驶员侧仪表板下方；具有数值分析和资料传输功能(DATA LINK CONNECTOR简称DLC)；统一各个车型的故障码含义；具有重新行驶记忆故障码的功能；具有行车记录器功能；具有可由仪器直接消除故障码的功能。 对于资料的传输，有两个标准：一个是欧洲标准，即ISO标准，它利用7#、15#脚进行；另一个是美国汽车工程学会统一标准，即SAE标准，它利用2#、10#脚进行。 诊断连接器的插针端子代号已基本统一，但每一个端子的连接的内容各个汽车公司却有所不同现将通用、福特、奔驰、沃尔沃、本田和三菱等公司的定义列于表53中。 SAE规定OBD一故障码由5位组成： 例
17、如：P1352，其中第一位为英文字母，第二至第五位为数字。各位含义为： P：第一位是英文字母，代表测试系统。如果是B，则代表车身，c代表底盘，P代表发动机、变速器，U未定义，由SAE另行发布； 1：第二位，代表汽车制造厂商。若为0，则代表SAE定义故障码，1、2、3代表汽车制造厂； 3：第三位，代表SAE定义的故障码范围。如果这一位为“1”，则表示燃油或空气测试不良；“2”表示燃油或空气测试不良；“3”表示点火系统不良或发动机间歇熄火；“4”表示废气控制系统辅助装置不良；“5”表示汽车或怠速控制系统元件不良；“6”表示电脑或输出控制元件不良；“7”表示变速器控制系统不良；“8”表示变速器控制系
18、统不良； 52：第四、五位，代表原厂故障码。 二、OBD一故障码读取方法 OBD-故障码除可用诊断仪读取外，还可通过跨接诊断座的引脚从故障指示灯或LED灯来读取。注意有些故障码无法用此种方式输出。 1通用(GM)车系 将OBD一诊断座的6、5两孔跨接，由仪表板“CHECK ENGINE”灯闪烁读出。 2克菜斯勒(CHRYSLER)车系 将OBD一诊断座13、14两孔跨接，由仪表板“CHECK ENGINE”灯闪烁读出。 3沃尔沃(VOLVO)车系 将OBD一诊断座3、16号孔之间接上LED灯和330电阻，同时将3号孔搭铁5s，由LED灯读出故障码。 4丰田(TOYOTA)车系 将OBD一诊断座
19、的5、6两孔跨接，由仪表板“CHECK ENGINE”灯闪烁读出。 5三菱(MITSUBISH)车系 三菱车系可由OBD一诊断座读取下列5个系统的故障码： (1)将诊断座1号孔搭铁，由仪表板“CHECK ENGINE”灯闪烁读出发动机故障码； (2)将LED灯和330电阻跨接在诊断座的6、4两孔之间，由LED灯闪烁读出变速器故障码； (3)将LED灯和330电阻跨接在诊断座的8、4两孔之间，由LED灯闪烁读出ABS电脑故障码； (4)将LED灯和330电阻跨接在诊断座的12、4两孔之间，由LED灯闪烁读出SRS电脑故障码； (5)将LED灯和330电阻跨接诊断座的13、4两孔之间，由LED灯闪
20、烁读出巡航控制系统故障码。第四节 备用系统 备用系统也称为后备功能，它是当ECU内微机控制程序出现故障时，ECU把燃油喷射和点火正时控制在预定水平上，作为一种备用功能使车辆继续行驶。该系统只能维持基本功能，而不能保持正常的运行性能。 当主要传感器，如进气歧管绝对压力传感器信号电路，出现断路或短路故障时，微机就不能检测进气量，也就无法计算燃油基本喷射时I可，或者微机停止输出点火信号(IGt)，使微机进入异常工作状态时，发动机将停机，车辆则不能行驶。若此时汽车处于行驶途中，又远离维修服务站，将会使驾驶员和乘客陷入十分困难的境地。后备系统能使汽车继续行驶，以便把汽车能开到最近的维修站或适宜的地方。 后备系统为一专用后备电路，由集成电路组成。当监视器监测出微机出现异常情况而满足用后备系统的工作条件时，首先“检查”灯亮，告诉驾驶员应及时将汽车送到维修站检修；与此同时，ECU自动转换成简易控制的后备系统。后备系统只是简易控制，只能维持基本功能。可以使车辆能继续行驶，而不是保持正常运行的最佳性能。在简易控制中，ECU输出的燃油喷射信号和点火信号为一固定值，取代微机正常控制时的最佳喷射信号和最佳点火提前角。以满足发动机继续运行。后备集成电路(IC)，根据起动(ST)信号和怠速(IDL)触点状态，选择设定的固定数值。固定值的大小，取决于发动机型号。
