失效保护
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空气流量传感器失效退出， ECU无法根据其信号决定 基本喷油脉宽。 进入失效保护后，基本喷 油脉宽的调节，由节气门 位置传感器和发动机转速 传感器负责。
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2.进气歧管绝对压力传感器失效退出
进气歧管绝对压力传感 器输出电压信号严重失 准，ECU根据其信号决 定基本喷油脉宽，将会 造成发动机失速或不能 起动。 进入失效保护后，接 ECU设定的固定值控制 喷油量，使用应急备用 系统维持发动机运转。
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2.发动机曲轴在置传感器的失效保护
（1）曲轴位置传感器没有失效。大部分发动机的曲 轴位置传感器没有失效保护，出现短路或断路故障 后，行驶中会立即熄火，无法起动。 (2)曲轴位置传感器有失效保护。现在一些车型升级 了电控系统，曲轴位置传感器断路后，ECU进入失 效保护状态，改用凸轮轴位置传感器提供的信号计 算发动机转速，并确定凸轮轴的位置（一缸压缩行 程上止点的位置)。同时为了保护发动机，ECU会降 低发动机的最高转速，有些车型还会没有超速档。
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诊断座
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故障码的组成
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代码性质
代码
代码含义
控制系统代码 （英文字母）
P
C B
汽车发动机和自动变速器控制系统
汽车底盘控制系统 汽车车身控制系统 SAE定义的故障码
制造厂代码 （一位数字） SAE定义故障码范围代 码（一位数字）
0
其他1、2、3…9
汽车发动机电控技术
汽车发动机电控技术
河南交通职业技术学院
张俊
hnzj361@qq.com
汽车发动机电控技术
7 失效保护与故障自诊断系统
河南交通职业技术学院
失效保护与故障自诊断系统
河南交院☆电控发动机
学习目标： 熟悉汽车失效保护的含义 熟悉失效保护的方案； 熟悉备用系统的含义及其保护方案； 熟悉故障自诊断系统的含义及应用； 熟悉解码器的使用方法； 河南交院☆电控发动机 熟悉示波器的使用方法。
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4.爆燃传感器信号失准
如爆燃传感器信号失准，点火提前角无法 由爆燃传感器提供信号进行反馈控制。 进入失效保护后，无论是否发生爆燃， ECU都将自动把点火提前角推迟一个固定 的角度。发动机的功率会有所降低。
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5.蓄电池正负极接反的保护
日产车型电子控制系统有一个安全继电 器，蓄电池正负极接反时安全继电器线 圈接通，使安全继电器的开关断路，将 蓄电池和燃油泵的电源线断开，以保护 ECU和喷油器。
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三、故障报警系统
在自诊断系统检测到故障时，仪表盘上 的故障指示灯“CHECK ENGINE”闪亮， 以警告驾驶员或维修人员。 此时，可通过解码器或发动机故障测试 仪调出故障代码或读出数据流，帮助分 析与排除故障。
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四、
故障代码
在汽车技术发展的历程中，由于世界各大汽车制造公 司的技术特点各不相同，缺乏统一的标准，导致各种 汽车自诊断系统的故障诊断形式和位置、读取与清除 故障码的方法各异，这给汽车用户和维修人员带来了 很大不便。 20世纪70年代，汽车电控系统中开始采用了第一代 随车诊断系统； 1994年以后，美国、日本和欧洲的主要汽车制造厂 家生产的电控汽车逐步开始采用第二代随车诊断系统 （OBD-Ⅱ）。
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二、电控燃油喷射系统的失效保护
1.空气流量传感器失效退出 2.进气歧管绝对压力传感器失效退出 3.节气门位置传感器输出电压信号失准 4.发动机冷却液温度传感器信号失准 5.进气温度传感器信号失准 6.氧传感器信号失准
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1.空气流量传感器失效退出
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6.氧传感器信号失准
如氧传感器信号失准，进入失效保护后， ECU按所收到的氧传感器输出的最后一个 信号进行控制。 最后一个氧信号
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三、 电控点火系统的失效保护
1.凸轮轴位置传感器失效退出 2.发动机曲轴在置传感器的失效保护 3.点火确认信号 4.爆燃传感器信号失准 5.蓄电池正负极接反的保护
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7.2 应急备用系统
定义： 当ECU内的微处理器或少数重要的传感 器出现故障，利用ECU内备用的集成电 路把燃油喷射和点火正时控制在设定的 水平上，作为一种备用功能使汽车能维 持基本行驶，以便把汽车开到最近的维 修站，所以又可称为回家系统。
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说明
应急备用系统的功能由ECU内的备用集成电 路（IC）来完成，也可称为备用功能。 应急备用系统只能维持汽车的基本功能，而 不能保证发动机按正常性能运行。 当自诊断系统判定发生某些故障而车辆无法 行驶时，在点亮“故障指示灯”搭铁回路的 同时，将自动起动应急备用系统。
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3.节气门位置传感器输出信号失准
如节气门位置传感 器输出电压信号严 重失准，进入失效 保护后，改用怠速 触点信号，只要节 气门开启，无论开 启角度大小，一律 按开启50%进行控 制。
50%开度
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4.发动机冷却液温度传感器信号失准
如发动机冷却液温度传感器信号严重失准，ECU收到 超过正常范围(低于-40℃或高于130℃)的温度信号， 若电控燃油喷射系统按此信号调节喷油脉宽，就会造 成混合气过浓或过稀。导致发动机转速不稳、性能下 降。为了避免这种情况发生ECU进入失效保护。 进入失效保护后ECU在起动时便被用进气温度传感器 的信号作为替代值。然后温度控制随存储在ECU中的 模型特性曲线升高。 当发动机达到正常工作温度，在一定时间后便升到一 个固定替代值，如按冷却液温度80℃进行控制。该固 定替代值又和进气温度相关。
一、概述
1、失效保护的定义 在电控系统工作中，当某一传感器或其 电路出现故障（即失效）时，ECU直接 采用存储器中预先存入的代用值来替代， 使控制系统继续工作，确保车辆继续行 驶的安全保护措施称为失效保护。
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概述
2、问题导入 在电控系统工作中，当某一传感器或其电路出现故障 （即失效）时，如果ECU仍然按通常的方式控制发动 机运转，就可能会使发动机及其部件出现问题。 3、失效保护的方案 为了避免出现这种情况，当ECU诊断出故障时，ECU 不再使用已经发生故障的传感器及其电路输入的信号， 而采用存储器中预先存入的代用值来替代，使控制系 统继续工作，确保车辆继续行驶。 4、失效保护的实质 ECU在检测出故障后采取的一种保险措施。
学习目标： 熟悉汽车失效保护的含义 熟悉失效保护的方案； 熟悉备用系统的含义及其保护方案； 熟悉故障自诊断系统的含义及应用； 熟悉解码器的使用方法； 熟悉示波器的使用方法。
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7.1
失效保护
一、概述 二、电控燃油喷射系统的失效保护 三、电控点火系统的失效保护
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1.凸轮轴位置传感器失效退出
如凸轮轴位置传感器失效退出，无法提供 初始点火提前角信号，进入失效保护后， 发动机转速传感器(曲轴位置传感器)装在 曲轴前端或飞轮上的车型，上面均设计有 断齿(压缩行程上止点)，初始点火提前角 信号则改为发动机转速传感器负责，初始 点火提前角控制不受影响，但起动时发动 机会延迟2s起动。
1 2 3
汽车制造厂自定义的故障码
燃油或进气测量系统代码 燃油或进气测量系统故障 点火系统故障或发动机间歇熄火故障
4
5 6 7 8 原厂故障码（两位数字） --
废气控制系统故障
怠速控制系统故障 ECU或执行元件控制系统故障 自动变速器控制系统故障 自动变速器控制系统故障 由原厂规定的具体元件故障码有不同的含义
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3.点火确认信号
点火系统发生故障，不能点火，ECU接收不 到点火模块反馈的点火确认信号时，如果喷 油器继续喷油，大量的未燃混合气就会流入 三元催化转化器，不仅造成燃油浪费、排气 污染，而且未燃混合气在三元催化转化器内 燃烧，会烧熔催化转化器，为了避免这种情 况发生，ECU进入失效保护，立即切断喷油 器供电，使发动机停止运转。
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（3）当传感器或其电路发生故障时，自动起 动失效保护功能，以保证发动机能继续运转， 或强制中断燃油喷射，使发动机停止运转。 （4）当发生故障导致车辆无法行驶时，自动 启用应急备用系统，以保证汽车可以继续行驶。
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二、 故障自诊断系统的工作原理
电控系统工作时，ECU不断地收到各种传 感器输入的信号，也不断向执行机构输出 指令信号，自诊断系统根据这些信号来判 断有无故障。
当起动备用系统工作时，备用IC根据控制所需的几个 传感器信号，按照固定的程序对执行元件进行简单的 控制。 应急备用系统工作时，只能根据起动开关（STA）信 号和怠速IDL触点信号将发动机的工况简单地分为起 动、怠速、非怠速三种，并按照预先设定的固定数值 输出喷油控制信号和点火控制信号。 因此，后备系统只能简易控制，维持车辆能继续行驶， 而不能保持正常运转时的最佳性能，不宜长期在此状 态下行驶，应尽快对汽车进行检修。
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5.进气温度传感器信号失准
如进气温度传感器信号严重失准，ECU收到超 过正常范围(低于-30℃或高于120℃)的温度信 号，若电控燃油喷射系统按此调节喷油脉宽， 就会造成和冷却液温度传感器信号严重失准一 样的故障。 为了避免这种情况发生，ECU进入失效保护。 进入失效保护后，ECU按设定的进气温度进行 控制，大部分发动机按进气温度19～20℃进行 控制。
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特别强调：
（1）当个别重要的信号传感器或其电路发生故障时， 有可能危及发动机的安全运转，失效保护系统则会使 ECU立即采取强制措施，切断燃油喷射，使发动机停 止运转，确保车辆安全。 （2）失效保护系统依靠ECU内的软件完成其功能。 （3）当控制系统出现故障时，给ECU提供的设定值不 可能与实际工作情况一致，失效保护系统只能维持发 动机继续运转，但不能保证控制系统的优化控制，发 动机的性能必然有所下降。
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只要发生下列条件之一，将启动应急备用系统 （1）ECU中的中央处理器、输入/输出接口和 存储器发生故障； （2）曲轴位置传感器或其电路发生故障， ECU接收不到G1和G2信号； （3）在D型电控燃油喷射系统中，进气压力 传感器或其电路发生故障。
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应急备用系统的工作原理
河南Байду номын сангаас院☆电控发动机
故障码 P0100 P0101 P0102 P0103 P105 P0107 P0108 P1100 P0111 P0112 P0113 P0115
故障码含义 空气流量传感器线路故障 空气流量传感器电压过低 空气流量传感器电压过高 大气压力传感器信号不良 进气压力传感器信号电压过高 进气压力传感器信号电压过低 进气温度传感器线路故障 进气温度传感器信号不良 进气温度传感器线路短路 进气温度传感器线路断路 冷却液温度传感器线路故障
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（1）通过自诊断测试并判断电控系统有无 故障。 当出现故障时，点亮故障指示灯发出报警信 号，将诊断结果以代码的形式存储。 但自诊断系统并非对所有系统都能进行检测， 如对机械装置、真空装置的故障还应采取传 统的检测诊断方法。
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（2）在维修时，通过一定的操作程序可将故 障码调出，以便迅速、准确地确定故障的性质 和部位，有针对性地检查有关元件、线路，排 除故障。 故障排除后，还应将存储的故障码清除，以便 自诊断系统进行新的自诊断测试； 如不将旧的故障码清除掉，可能会给下一次维 修带来不必要的麻烦。
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7.3 故障自诊断系统
一、 二、 三、 四、 故障自诊断系统 故障自诊断系统的工作原理 故障报警系统 故障代码
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一、
故障自诊断系统的功能
现代汽车的电子控制系统中，都设有故 障自诊断系统。 电控发动机故障自诊断系统可监测和诊 断发动机控制系统的工作情况和工作中 出现的故障。 故障自诊断系统主要由ECU内的控制软 件和“故障指示灯”组成。
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2.进气歧管绝对压力传感器失效退出
进气歧管绝对压力传感 器输出电压信号严重失 准，ECU根据其信号决 定基本喷油脉宽，将会 造成发动机失速或不能 起动。 进入失效保护后，接 ECU设定的固定值控制 喷油量，使用应急备用 系统维持发动机运转。
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2.发动机曲轴在置传感器的失效保护
（1）曲轴位置传感器没有失效。大部分发动机的曲 轴位置传感器没有失效保护，出现短路或断路故障 后，行驶中会立即熄火，无法起动。 (2)曲轴位置传感器有失效保护。现在一些车型升级 了电控系统，曲轴位置传感器断路后，ECU进入失 效保护状态，改用凸轮轴位置传感器提供的信号计 算发动机转速，并确定凸轮轴的位置（一缸压缩行 程上止点的位置)。同时为了保护发动机，ECU会降 低发动机的最高转速，有些车型还会没有超速档。
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故障码的组成
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代码性质
代码
代码含义
控制系统代码 （英文字母）
P
C B
汽车发动机和自动变速器控制系统
汽车底盘控制系统 汽车车身控制系统 SAE定义的故障码
制造厂代码 （一位数字） SAE定义故障码范围代 码（一位数字）
0
其他1、2、3…9
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7 失效保护与故障自诊断系统
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学习目标： 熟悉汽车失效保护的含义 熟悉失效保护的方案； 熟悉备用系统的含义及其保护方案； 熟悉故障自诊断系统的含义及应用； 熟悉解码器的使用方法； 河南交院☆电控发动机 熟悉示波器的使用方法。
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4.爆燃传感器信号失准
如爆燃传感器信号失准，点火提前角无法 由爆燃传感器提供信号进行反馈控制。 进入失效保护后，无论是否发生爆燃， ECU都将自动把点火提前角推迟一个固定 的角度。发动机的功率会有所降低。
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5.蓄电池正负极接反的保护
日产车型电子控制系统有一个安全继电 器，蓄电池正负极接反时安全继电器线 圈接通，使安全继电器的开关断路，将 蓄电池和燃油泵的电源线断开，以保护 ECU和喷油器。
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三、故障报警系统
在自诊断系统检测到故障时，仪表盘上 的故障指示灯“CHECK ENGINE”闪亮， 以警告驾驶员或维修人员。 此时，可通过解码器或发动机故障测试 仪调出故障代码或读出数据流，帮助分 析与排除故障。
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四、
故障代码
在汽车技术发展的历程中，由于世界各大汽车制造公 司的技术特点各不相同，缺乏统一的标准，导致各种 汽车自诊断系统的故障诊断形式和位置、读取与清除 故障码的方法各异，这给汽车用户和维修人员带来了 很大不便。 20世纪70年代，汽车电控系统中开始采用了第一代 随车诊断系统； 1994年以后，美国、日本和欧洲的主要汽车制造厂 家生产的电控汽车逐步开始采用第二代随车诊断系统 （OBD-Ⅱ）。
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二、电控燃油喷射系统的失效保护
1.空气流量传感器失效退出 2.进气歧管绝对压力传感器失效退出 3.节气门位置传感器输出电压信号失准 4.发动机冷却液温度传感器信号失准 5.进气温度传感器信号失准 6.氧传感器信号失准
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1.空气流量传感器失效退出
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6.氧传感器信号失准
如氧传感器信号失准，进入失效保护后， ECU按所收到的氧传感器输出的最后一个 信号进行控制。 最后一个氧信号
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三、 电控点火系统的失效保护
1.凸轮轴位置传感器失效退出 2.发动机曲轴在置传感器的失效保护 3.点火确认信号 4.爆燃传感器信号失准 5.蓄电池正负极接反的保护
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7.2 应急备用系统
定义： 当ECU内的微处理器或少数重要的传感 器出现故障，利用ECU内备用的集成电 路把燃油喷射和点火正时控制在设定的 水平上，作为一种备用功能使汽车能维 持基本行驶，以便把汽车开到最近的维 修站，所以又可称为回家系统。
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说明
应急备用系统的功能由ECU内的备用集成电 路（IC）来完成，也可称为备用功能。 应急备用系统只能维持汽车的基本功能，而 不能保证发动机按正常性能运行。 当自诊断系统判定发生某些故障而车辆无法 行驶时，在点亮“故障指示灯”搭铁回路的 同时，将自动起动应急备用系统。
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3.节气门位置传感器输出信号失准
如节气门位置传感 器输出电压信号严 重失准，进入失效 保护后，改用怠速 触点信号，只要节 气门开启，无论开 启角度大小，一律 按开启50%进行控 制。
50%开度
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4.发动机冷却液温度传感器信号失准
如发动机冷却液温度传感器信号严重失准，ECU收到 超过正常范围(低于-40℃或高于130℃)的温度信号， 若电控燃油喷射系统按此信号调节喷油脉宽，就会造 成混合气过浓或过稀。导致发动机转速不稳、性能下 降。为了避免这种情况发生ECU进入失效保护。 进入失效保护后ECU在起动时便被用进气温度传感器 的信号作为替代值。然后温度控制随存储在ECU中的 模型特性曲线升高。 当发动机达到正常工作温度，在一定时间后便升到一 个固定替代值，如按冷却液温度80℃进行控制。该固 定替代值又和进气温度相关。
一、概述
1、失效保护的定义 在电控系统工作中，当某一传感器或其 电路出现故障（即失效）时，ECU直接 采用存储器中预先存入的代用值来替代， 使控制系统继续工作，确保车辆继续行 驶的安全保护措施称为失效保护。
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概述
2、问题导入 在电控系统工作中，当某一传感器或其电路出现故障 （即失效）时，如果ECU仍然按通常的方式控制发动 机运转，就可能会使发动机及其部件出现问题。 3、失效保护的方案 为了避免出现这种情况，当ECU诊断出故障时，ECU 不再使用已经发生故障的传感器及其电路输入的信号， 而采用存储器中预先存入的代用值来替代，使控制系 统继续工作，确保车辆继续行驶。 4、失效保护的实质 ECU在检测出故障后采取的一种保险措施。
学习目标： 熟悉汽车失效保护的含义 熟悉失效保护的方案； 熟悉备用系统的含义及其保护方案； 熟悉故障自诊断系统的含义及应用； 熟悉解码器的使用方法； 熟悉示波器的使用方法。
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失效保护
一、概述 二、电控燃油喷射系统的失效保护 三、电控点火系统的失效保护
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1.凸轮轴位置传感器失效退出
如凸轮轴位置传感器失效退出，无法提供 初始点火提前角信号，进入失效保护后， 发动机转速传感器(曲轴位置传感器)装在 曲轴前端或飞轮上的车型，上面均设计有 断齿(压缩行程上止点)，初始点火提前角 信号则改为发动机转速传感器负责，初始 点火提前角控制不受影响，但起动时发动 机会延迟2s起动。
1 2 3
汽车制造厂自定义的故障码
燃油或进气测量系统代码 燃油或进气测量系统故障 点火系统故障或发动机间歇熄火故障
4
5 6 7 8 原厂故障码（两位数字） --
废气控制系统故障
怠速控制系统故障 ECU或执行元件控制系统故障 自动变速器控制系统故障 自动变速器控制系统故障 由原厂规定的具体元件故障码有不同的含义
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3.点火确认信号
点火系统发生故障，不能点火，ECU接收不 到点火模块反馈的点火确认信号时，如果喷 油器继续喷油，大量的未燃混合气就会流入 三元催化转化器，不仅造成燃油浪费、排气 污染，而且未燃混合气在三元催化转化器内 燃烧，会烧熔催化转化器，为了避免这种情 况发生，ECU进入失效保护，立即切断喷油 器供电，使发动机停止运转。
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（3）当传感器或其电路发生故障时，自动起 动失效保护功能，以保证发动机能继续运转， 或强制中断燃油喷射，使发动机停止运转。 （4）当发生故障导致车辆无法行驶时，自动 启用应急备用系统，以保证汽车可以继续行驶。
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二、 故障自诊断系统的工作原理
电控系统工作时，ECU不断地收到各种传 感器输入的信号，也不断向执行机构输出 指令信号，自诊断系统根据这些信号来判 断有无故障。
当起动备用系统工作时，备用IC根据控制所需的几个 传感器信号，按照固定的程序对执行元件进行简单的 控制。 应急备用系统工作时，只能根据起动开关（STA）信 号和怠速IDL触点信号将发动机的工况简单地分为起 动、怠速、非怠速三种，并按照预先设定的固定数值 输出喷油控制信号和点火控制信号。 因此，后备系统只能简易控制，维持车辆能继续行驶， 而不能保持正常运转时的最佳性能，不宜长期在此状 态下行驶，应尽快对汽车进行检修。
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5.进气温度传感器信号失准
如进气温度传感器信号严重失准，ECU收到超 过正常范围(低于-30℃或高于120℃)的温度信 号，若电控燃油喷射系统按此调节喷油脉宽， 就会造成和冷却液温度传感器信号严重失准一 样的故障。 为了避免这种情况发生，ECU进入失效保护。 进入失效保护后，ECU按设定的进气温度进行 控制，大部分发动机按进气温度19～20℃进行 控制。
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特别强调：
（1）当个别重要的信号传感器或其电路发生故障时， 有可能危及发动机的安全运转，失效保护系统则会使 ECU立即采取强制措施，切断燃油喷射，使发动机停 止运转，确保车辆安全。 （2）失效保护系统依靠ECU内的软件完成其功能。 （3）当控制系统出现故障时，给ECU提供的设定值不 可能与实际工作情况一致，失效保护系统只能维持发 动机继续运转，但不能保证控制系统的优化控制，发 动机的性能必然有所下降。
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只要发生下列条件之一，将启动应急备用系统 （1）ECU中的中央处理器、输入/输出接口和 存储器发生故障； （2）曲轴位置传感器或其电路发生故障， ECU接收不到G1和G2信号； （3）在D型电控燃油喷射系统中，进气压力 传感器或其电路发生故障。
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故障码 P0100 P0101 P0102 P0103 P105 P0107 P0108 P1100 P0111 P0112 P0113 P0115
故障码含义 空气流量传感器线路故障 空气流量传感器电压过低 空气流量传感器电压过高 大气压力传感器信号不良 进气压力传感器信号电压过高 进气压力传感器信号电压过低 进气温度传感器线路故障 进气温度传感器信号不良 进气温度传感器线路短路 进气温度传感器线路断路 冷却液温度传感器线路故障
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（1）通过自诊断测试并判断电控系统有无 故障。 当出现故障时，点亮故障指示灯发出报警信 号，将诊断结果以代码的形式存储。 但自诊断系统并非对所有系统都能进行检测， 如对机械装置、真空装置的故障还应采取传 统的检测诊断方法。
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（2）在维修时，通过一定的操作程序可将故 障码调出，以便迅速、准确地确定故障的性质 和部位，有针对性地检查有关元件、线路，排 除故障。 故障排除后，还应将存储的故障码清除，以便 自诊断系统进行新的自诊断测试； 如不将旧的故障码清除掉，可能会给下一次维 修带来不必要的麻烦。
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7.3 故障自诊断系统
一、 二、 三、 四、 故障自诊断系统 故障自诊断系统的工作原理 故障报警系统 故障代码
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一、
故障自诊断系统的功能
现代汽车的电子控制系统中，都设有故 障自诊断系统。 电控发动机故障自诊断系统可监测和诊 断发动机控制系统的工作情况和工作中 出现的故障。 故障自诊断系统主要由ECU内的控制软 件和“故障指示灯”组成。