第10章汽车电子控制系统检测诊断 汽车电子控制技术(第2版)凌永成 电子课件

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。
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（Trouble Diagnostic Communication Link）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、 仪表盘下方或发动机舱内。
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。
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。
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。
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 KOEO和动态测试KOER两种。 静态测试简称为KOEO（Key ON Engine OFF）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。
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。
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.G1551／1 1-打印纸输出口；2-显示屏；3-输入键盘；4-测试线束
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
图10-10 动态测试时指示灯闪烁时间
2.利用调码器进行诊断测试
部分轿车（如日本三菱、韩国现代、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。
汽车电子套教材信息
教材名称：汽车电子控制技术（第2版） 教材主编：凌永成 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
图10-4
汽车系统测试仪V.A.G1552
图
10-5
汽 车 系 统 测 试 仪 V.A.S 5051
2.调码器
图10-6 LED调码器电路
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。
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。
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；
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。
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
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
（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—II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（POWER TRAIN）； U——未定义，由SAE另行发布。
故障代码P0000～P0999为SAE统一规定部分，见表10-8。
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“CHECK ENGINE”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“CHECK ENGINE”灯闪烁读出。
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。
2.数据传输
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。
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
2.存储故障代码
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预留部分； P00XX——SAE预留部分。
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，就能准确判断故障类型和故障部位。
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。
图10-11 桑塔纳2000GSi型轿车故障诊断插座安装位置
10.3 OBD—Ⅱ车载自诊断系统
到1996年，全世界所有汽车制造商都已经采用了OBD—II 标准。
10.3.2 OBD—II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10-24 OBD—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；