诊断系统概述

2电控发动机自诊断系统

由于在汽车上电控的汽油喷射系统与点火系统趋于复杂化与完善化，新型的发动机管理系统中都设有故障内诊断系统，车用电脑中没有自诊断程序能经常地检测一些输入与输出的信息．其结果有些还要与存储器中的永久数据相比较，以确认它们是否工作在预定的正常工作范围内。自诊断系统能及时地指示汽车及发动机电控系统的故障所在。

2.1诊断系统概述

随着电子技术与电脑在汽车上的应用，在70年代末或80年代初，汽车上出现了专用的故障检测仪，利用这种仪器，可以检测与观察到汽车电控系统的工作情况。例如美国福特汽车公司的EEC—II检测仪，德国大众汽车公司的V AG1551故障诊断仪，可用于记录存储故障代码，监控电控喷射发动机的信号，并找出故障部位。但是，这种专用的故障诊断仪用于故障诊断时，对操作人员的技术要求较高，因此使用受到一定限制。

80年代后出现了随车诊断系统，该系统利用电控单元对电控系统的各部件进行检测和诊断，可以自行找出发动机存在的故障，故称之为故障自诊断系统。最初的自诊断系统要求车辆以一定的测试规范进行，系统才能记录下故障代码，从而找出故障的部位。几年后，又出现了一种可以对车辆电控系统参数实行连续监控的自诊断系统，该系统能记录电控各系统的间歇故障。因此可以减少专用仪器的使用，降低维修费用，而且查找故障及时又方便，得到了广泛的应用。但是，受当时电控单元内存容量的限制，其诊断项目也受限制，不能诊断较为复杂的故障。为了扩充随车自诊断的诊断信息与诊断功能，一些汽车公司还研制出不少多功能车外诊断仪，对电控系统进行检测和诊断。这些诊断仪的功能较齐全，可以诊断电控喷射系统的许多故障，但由于价格铰贵，有一定的专业技术要求，且标准均不统一，故使用受到限制。在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，且种类繁多，不利于使用统一的专用仪器，给汽车的售后服务和维修使用造成不便。这种自诊断系统按美国标准称之为第一代随车自诊断系统(OBD—I)。1994年，美国汽车工程师协会(SAE)提出了第二代随车自诊断系统(OBD—II)的标准规范，只要各汽车制造厂执行该规范，其诊断模式与诊断插座．便可得到统一。这样，只要用一台仪器即可对各种车辆进行检测和诊断，从而给全球的电控汽车的维修提供了极大的方便。在美国．OBD—II的普及速度极快，到1996年已有一半以上的汽车制造厂采用OBD—II系统，其故障代码的读取方法，除可以使

用专用仪器之外，还可以利用跨接线来读取。

2.2汽车自诊断系统的工作原理

电控汽车自诊断系统的构成与电控系统相仿，其核心也是电控单元电路按使用情况可分为：1)第一类是描述各电控总成工况参数的信号，如电控发动机的冷却水温度信号，这类信号的特点是各信号的数值都有正常的工作范围，因此确认此等输人信号值是否正常，即可判定此信号是否有故障。

2)第二类是描述汽车操作情况的信号，凡可由驾驶员直觉判断是否有故障的，加点火开关信号、空调开关信号等等、自诊断系统并不对其进行诊断。

3)第三类信号是来自相关电控系统的信号，若有故障，自诊断系统将立即报警。

输出控制电路可分为开环和闭环两类。属于闭环控制的有氧传感器电路和点火器控制电路。闭环控制的电路有信号反馈，一旦发生故障，电控单元就能很快确认；开环控制的电路无信号反馈，其输出控制电路若发生故障，电控单元只有通过对各种输入信号进行判断才能确认故障，其他电路的故障，自诊断系统即无法确认。

诊断的输出接口由发动机警告灯、超速档指示灯或ABS警告灯与电控系统检测插座(CHECK CONNECTOR)、故障诊断插座(TDCL)等组成。电控系统利用警告灯或指示灯作为其有无故障的信号灯。检测插座一般位于发动机舱内，可供测试和调整使用。此外，再通过检测插座和信号灯可以读取故障代码，即可进行随车诊断。故障诊断插座通常位于仪表板下方，它是各电控系统诊断信号的专用连接器，主要用于与专用的故障检测仪或电脑解码器相连接，进行车外诊断，以扩充随车诊断系统的诊断信息和诊断功能，也可用于随车诊断。在电控汽油喷射系统中，若该电控系统一旦发生故障，其诊断与处理的过程如下：1．传感器系统的故障诊断

在发动机运转时，如果传感器输出电路的信号电压超出了规定的范围，自诊断系统即断定此信号有故障。例如，冷却水温度传感器工作正常时，其输出电压在0.3～0.4V的范围内，否则破诊断为有故障，并记录其代码。自诊断系统只能诊断出该传感器有故障，或其电路发生短路或断路，但无法确认其性能好坏。对于偶然出现的异常信号，自诊断系统并不立即判定为有故障。为了使发动机不因水温传感器的故障而停止运转，在出现此故障信号的同时，自诊断系统的电控单元，会立即采用预先存储的正常水温数值(如80℃)，对发动机进行控制，使其照样能维持一定水平的工作能力。

2．喷油等执行系统的故障诊断

在发动机运转时，电控系统按照发动机的工况，不断地向执行机构发出各种指令。若执行系统不能正常工作，则其故障由监控回路把信息输给电控单元，由电控单元进行故障显示，并及时采取相应的措施，以确保发动机安全运转。例如，当发动机点火系统的功率管工作有故障时，其点火监控回路就没有正常工作的确认信号输回电控单元，这时电控单元就会发出报警信号，并向执行系统发出停止喷油的指令，以防未燃的混合气过多地进入排气系统的催化反应器中．从而造成该处理器的失效与损坏。

3电控单元本身故障的诊断

电控单元内设有监控回路，用以监视电控单元是否按正常的控制程序工作。在监控回路内设有监视时钟，按时对电控单元进行复位。当电控单元发生故障时，程序不能正常执行，时钟就不能使电控单元复位，造成溢出，据此即判为故障．并予以显示。

为了防止因电控单元出现故障时，汽车被迫停驶，在多数的电控单元内备有应急回路。当应急回路收到监控回路的异常信号后，即刻启动备用电路，以简单的控制程序，使发动机各种工况下的喷油量与点火定时均按原设定的程序进行控制，从而保证汽车仍能维持一定的运行能力。

2.3诊断系统故障代码的读取

汽车电脑内部都设有一个故障自诊断电路，它能在发动机运行过程中，不断监测控制系统各部分的工作情况，及时检查出系统中大部分的故障，并将故障以代码的形式储存在电脑内。只要保持蓄电池供电，这些故障代码将一直保持在存储器中，以便维修时按照特定的方法将故障代码从电脑内读出，作为检修发动机控制系统的依据。读取故障代码的方法有两种：利用随车自诊断系统和利用车外专用电脑检测仪的方法。

一、用随车自诊断系统读取故障代码

因汽车制造厂的不问，随车诊断系统(OBD—I)的故障代码的读取方法，具体有以下几种方式：

1．利用仪表板上发动机故陷警告灯的闪亮规律读取

目前大部分汽车车型都可以利用这种方法读取故陷代码，这些车型只要将发动机附近或仪表板下方的故障检测插座内特定的两个插孔(故障自诊断插孔和接地插孔)用一根导线连接，然后通过观察仪表板上的发动机故障警告灯的闪亮规律与次数，就可读取故障代码。不

同车型，其故障检测插座的形状与插孔的分布方式有所不同，但读取代码的方法基本相同。例如，以90年代初丰田皇冠(CROWN3．0)轿车2JZ—GE发动机为例，说明这种故障代码的读取方法。

在读取故陷代码之前，发动机应处于规定的初始状态：

1)蓄电池电压应高于11V；

2)节气门完全关闭(节气门位置传感器内的怠速开关闭合)；

3)变速器处于空档，或自动变速器位于驻车档；

4)空调、音响、灯光等所有附属设备应处于关闭状态；

5)发动机处于正常工作温度。

读取故障代码的方法是：

1)特点火开关置于ON位置，但不要起动发动机。

2) 用一根导线连接故障检测插座或故障诊断插座(TDCL)的TE1和E1两插孔(图2—1)

3)根据发动机故障警告灯(CHECK ENGINE)的闪烁规律读取故陷代码。

图2—1 故障诊断插座

若控制系统工作正常，电控单元内存无故障代码，则故障警告灯以每秒5次的频率连续闪亮(图5—2)。若电脑中已存有故障代码，则发动机故障警告灯以每秒2次的闪亮频率闪烁，将两位数组成的故障代码的十位数和个位数，先后用警告灯的闪亮次数表示出来。例如，当故障代码为23时，这时警告灯先以上述频率闪亮2次，以表示代码的十位数为2，随后熄灯1．5s，再以相同频率闪烁3次，以表示个位数为3，然后时间间隔2．5s，警告灯再作类似的闪烁，来输出存有的下一个故障代码。当电脑内储存有几个故障代码时，电脑将技故障

代码的大小，依次将所有的储存故障代码显示出来。相邻两个故障代码之间的停顿时间为2．5s。当所存故障代码全部显示完后，灯闪停顿4．5s，然后再重新开始显示，如此反复，直至从检测插座上拔下连接导线为止。

图2—2 故障代码的显示

a)正常b)显示故障代码

2．利用故障检测插座上输出的电脉冲读取

这种方法适用于有些不用发动机故障警告灯的闪烁来显示故障代码的车型，如有些美国通用与福特汽车公司生产的部分车型。它利用万用电表来检查故障检测插座上、故障代码输出插孔中输出的电脉冲信号，并通过观察指针摆动的规律来读取代码。同样以丰田皇冠(CROWN3．o)轿车发动机为例，其操作步骤为：

1)特点火开关关闭，发动机熄火。

2)打开发动机故障检测插座罩盖，用一根导线将TE1和E1两插孔相连接。

3)将万用表置于直流电压档(量程为25v左右)，让正极测笔接故障检测孔上的W插孔(代码输出插孔)．负极测笔接地。

4)打开点火开关，但不起动发动机。此时故障检测插座内的故障代码输出插孔W就会输出一串脉冲信号，其脉冲的形式和上述故障警告灯的闪亮形式相同，通过观察万用表指针的摆动规律和次数，就可以读出故障代码。

3．利用故障显示发光二极管的闪亮规律读取

像日本尼桑VC 30E轿车发动机，在发动机电控单元的侧面有1个故障自诊断开关及红、

绿发光二极管各1个。在显示故障代码时，红色发光二权管闪亮的次数表示放着那个代码的十位数，绿色发光二极管的闪亮次数表示故障代码的个位数。其故障代码的读取步骤如下：

1)确认电脑上的故障自诊断开关已按逆时针方向拧到头。

2)特点火开关置于ON位置，但不起动发动机。

3)按顺时针方向将故障自诊断开关拧到头。

4)起动发动机之后，即可根据红、绿两色发光二极管的闪亮次数与规律来读出故障代码，如图2—3所示。

图2—3 发光二极管显示的故障代码

5)读取完所有故障代码以后，发动机应熄火，并将故障自诊断开关按逆时针方向拧到头。

为了防止人为的因素造成的对故障代码的影响(如在发动机运行过程中，某个传感器接线被拔下)，保证自诊断结果的准确性，在读取故障代码并记录下来之后，应清除电控单元内存放的故障代码，然后接好蓄电池搭铁线起动发动机，并行驶5—10mm，再按上述方法重新进行故障自诊断。若原有的故障代码不再出现，即表明该故障是偶然发生的或人为造成的，若原有的故障代码仍然出现，即表明该系统确有故障，这时可根据该故障代码的内容作进一步的检查与分析。