汽車電子控制系統(tǒng)檢測診斷汽車電子控制技術(shù)

汽車電子控制系統(tǒng)檢測診斷汽車電子控制技術(shù)第1頁/共32頁

配套教材信息教材名稱：汽車電子控制技術(shù)（第2版）教材主編：凌永成教材定價：40RMB出版社：北京大學(xué)出版社出版時間/版次：2011年7月第2版國際標準書號（ISBN）：

978-7-301-19225-2教材所屬系列：21世紀全國高等院校汽車類創(chuàng)新型應(yīng)用人才培養(yǎng)規(guī)劃教材第2頁/共32頁第10章汽車電子控制系統(tǒng)檢測診斷10.1汽車自診斷系統(tǒng)10.1.1汽車自診斷系統(tǒng)的基本功能

自診斷系統(tǒng)的功能包括三個方面：一是監(jiān)測控制系統(tǒng)工作情況，一旦發(fā)現(xiàn)某只傳感器或執(zhí)行器參數(shù)異常，就立即發(fā)出報警信號；二是將故障內(nèi)容編成代碼（稱為故障代碼）存儲在隨機存儲器RAM中，以便維修時調(diào)用；三是啟用相應(yīng)的備用功能，使控制系統(tǒng)處于應(yīng)急狀態(tài)運行。1.發(fā)出報警信號

在發(fā)動機運轉(zhuǎn)過程中，當某只傳感器或執(zhí)行器發(fā)生故障時，電控單元ECU將立即接通儀表盤上的故障指示燈電路，使指示燈點亮，提醒駕駛員控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，應(yīng)立即檢修或送修理廠檢修，以免故障范圍擴大。第3頁/共32頁圖10-1故障指示燈（檢查發(fā)動機指示燈）圖10-2故障指示燈的工作電路第4頁/共32頁2.存儲故障代碼

當自診斷系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)某只傳感器或執(zhí)行器發(fā)生故障時，電控單元ECU會將監(jiān)測到的故障內(nèi)容以故障代碼的形式存儲在隨機存儲器RAM中。只要存儲器電源不被切斷，故障代碼就會一直保存在RAM存儲器中。

即使是汽車在運行中偶爾出現(xiàn)一次故障，自診斷電路也會及時檢測到并記錄下來。在控制系統(tǒng)的電路上，設(shè)有一個專用診斷插座，在診斷排除故障或需要了解控制系統(tǒng)的運行參數(shù)時，使用汽車制造商提供的專用檢測儀或通過特定操作方法，就可通過故障診斷插座將存儲器中的故障代碼和有關(guān)參數(shù)讀出，為查找故障部位、了解系統(tǒng)運行情況和改進控制系統(tǒng)設(shè)計提供依據(jù)。第5頁/共32頁3.啟用備用功能

備用功能又稱為失效保護功能。當自診斷系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)某只傳感器或執(zhí)行器發(fā)生故障時，電控單元ECU將以預(yù)先設(shè)定的參數(shù)取代故障傳感器或執(zhí)行器工作，控制發(fā)動機進入故障應(yīng)急狀態(tài)運行，使汽車維持基本的行駛能力，以便將汽車行駛到修理廠修理，這種功能稱為控制系統(tǒng)的備用功能或失效保護功能，也有人形象地稱之為“跛行回家”功能。

在備用功能工作狀態(tài)下，發(fā)動機的性能將受到不同程度的影響，某些車型的自診斷系統(tǒng)還將自動切斷空調(diào)、音響等輔助電器系統(tǒng)電路，以便減小發(fā)動機的工作負荷。10.1.2汽車自診斷系統(tǒng)的備用功能

某些傳感器或執(zhí)行器發(fā)生故障后，自診斷系統(tǒng)將自動啟用備用功能，以便將汽車行駛到修理廠修理。第6頁/共32頁10.2汽車故障自診斷測試10.2.1汽車自診斷測試方式

自診斷測試是指利用故障檢測儀或按照特定操作方式來讀取或清除故障代碼、檢測各種傳感器或執(zhí)行器工作情況及其控制電路是否正常、與車載電控單元ECU進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)?。汽車電子控制系統(tǒng)有無故障，均可通過自診斷測試進行檢測診斷。

根據(jù)發(fā)動機工作狀態(tài)不同，自診斷測試方式分為靜態(tài)測試KOEO和動態(tài)測試KOER兩種。

靜態(tài)測試簡稱為KOEO（KeyONEngineOFF）方式，即在點火開關(guān)接通、發(fā)動機不運轉(zhuǎn)的情況下進行診斷測試，主要用于讀取或清除故障代碼。第7頁/共32頁

動態(tài)測試簡稱為KOER（KeyONEngineRun）方式，即在點火開關(guān)接通、發(fā)動機運轉(zhuǎn)的情況下進行診斷測試，主要用于檢測傳感器或執(zhí)行器工作情況及其控制電路是否良好、與車載電控單元ECU進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)鹊取?0.2.2汽車自診斷測試內(nèi)容1.讀取故障代碼

診斷汽車電子控制系統(tǒng)故障最常用的自診斷測試方法讀取故障代碼。

電控發(fā)動機汽車在使用過程中，只要蓄電池正極柱和負極柱上的電纜端子未曾拆下，ECU中存儲的故障代碼就能長期保存。將故障代碼從ECU中讀出，即可知道故障部位或故障原因，為診斷排除故障提供依據(jù)。

讀取故障代碼的方法有兩種：一種是利用故障檢測儀讀取，另一種是利用特定的人工操作方法讀取。第8頁/共32頁2.數(shù)據(jù)傳輸

當發(fā)動機運轉(zhuǎn)時，利用故障檢測儀將車載ECU內(nèi)部的控制參數(shù)和計算結(jié)果等以數(shù)據(jù)表和串行輸出方式在檢測儀屏幕上一一顯示出來的過程，稱為數(shù)據(jù)傳輸，通常稱為“數(shù)據(jù)通訊”或“讀取數(shù)據(jù)流”。

通過數(shù)據(jù)傳輸，各種傳感器輸出信號電壓的瞬時值、ECU內(nèi)部的計算與判斷結(jié)果、各執(zhí)行器的控制參數(shù)都能一目了然地顯示在檢測儀屏幕上。

根據(jù)發(fā)動機運轉(zhuǎn)狀態(tài)和傳輸數(shù)據(jù)的變化情況，即可判斷控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)，將特定工況下的傳輸數(shù)據(jù)與標準數(shù)據(jù)進行比較，就能準確判斷故障類型和故障部位。3.監(jiān)控執(zhí)行器

在發(fā)動機熄火狀態(tài)下或運轉(zhuǎn)過程中，通過故障檢測儀向執(zhí)行器發(fā)出強制驅(qū)動或強制停止指令來監(jiān)測執(zhí)行器動作情況，可以判定執(zhí)行器及其控制電路有無故障。第9頁/共32頁10.2.3汽車自診斷測試工具1.故障檢測儀圖10-3故障閱讀器V．A．G1551與測試線束（a）V.A.G1551型故障閱讀器；（b）16端子測試線束V.A.G1551／3；（c）2端子測試線束V.A.G1551／11-打印紙輸出口；2-顯示屏；3-輸入鍵盤；4-測試線束第10頁/共32頁圖10-4汽車系統(tǒng)測試儀V.A.G1552第11頁/共32頁圖10-5汽車系統(tǒng)測試儀V.A.S5051第12頁/共32頁2.調(diào)碼器

圖10-6LED調(diào)碼器電路3.跨接線

跨接線是一根普通的或其兩端帶有鱷魚夾的導(dǎo)線，將跨接線與診斷插座上相應(yīng)的接線端子連接之后，接通點火開關(guān)即可根據(jù)儀表盤上“發(fā)動機故障指示燈”的閃爍情況讀取故障代碼。第13頁/共32頁10.2.4汽車自診斷測試過程

將故障檢測儀、調(diào)碼器或跨接線等自診斷測試工具與汽車上的診斷插座連接后，接通點火開關(guān)，即可觸發(fā)自診斷系統(tǒng)進行診斷測試。根據(jù)讀取的故障代碼查閱被測車型的《維修手冊》，就可知道故障代碼表示的故障內(nèi)容與故障原因。

診斷插座（TDCL）是故障診斷通訊接口（TroubleDiagnosticCommunicationLink）的簡稱。在裝備電子控制系統(tǒng)的汽車上，都設(shè)有診斷插座，一般安裝在熔斷器盒上、儀表盤下方或發(fā)動機艙內(nèi)。1.利用跨接線進行診斷測試

日本豐田、馬自達、本田，美國通用、福特、克萊斯勒以及歐洲各汽車公司生產(chǎn)的大部分轎車均可利用“跨接線”跨接診斷插座上某兩個或某幾個指定的接線端子，即可觸發(fā)自診斷系統(tǒng)來讀取故障代碼。第14頁/共32頁圖10-7豐田與夏利轎車診斷插座型式與接線端子排列位置第15頁/共32頁圖10-8故障代碼顯示時間（單位：s）（a）正常代碼顯示時間；（b）故障代碼“13”、“31”顯示時間第16頁/共32頁圖10-9診斷插座在動態(tài)測試時的跨接情況（a）跨接端子TE2與E1（b）跨接端子TE2、TE1和El第17頁/共32頁圖10-10動態(tài)測試時指示燈閃爍時間第18頁/共32頁2.利用調(diào)碼器進行診斷測試

部分轎車（如日本三菱、韓國現(xiàn)代、中國獵豹等汽車）可以利用調(diào)碼器進行自診斷測試，測試方法與利用跨接線測試基本相同，將調(diào)碼器跨接診斷插座上某兩個指定的接線端子，即可觸發(fā)自診斷系統(tǒng)來讀取故障代碼。

有所不同的是利用調(diào)碼器測試的故障代碼是由調(diào)碼器顯示，利用跨接線測試的故障代碼是由組合儀表盤上的故障指示燈顯示。3.利用故障檢測儀進行自診斷測試

各種故障檢測儀的使用方法各有不同，下面以大眾汽車普遍使用的V.A.G1551和V.A.G1552型故障測試儀測試桑塔納2000GSi型轎車多點噴射系統(tǒng)為例，說明利用故障測試儀進行自診斷測試的過程。第19頁/共32頁圖10-11桑塔納2000GSi型轎車故障診斷插座安裝位置第20頁/共32頁10.3OBD—Ⅱ車載自診斷系統(tǒng)10.3.1OBD—Ⅱ車載自診斷系統(tǒng)簡介1993年以前的電控自診斷系統(tǒng)為第一代自診斷系統(tǒng)，由于各廠家采用不同的診斷插座、不同的診斷代碼和不同的診斷功能，給檢測診斷帶來很大的不便。OBD—II是第二代車載自診斷系統(tǒng)（On-BoradDiagnostics—II）的簡稱。OBD—II是由美國汽車工程學(xué)會（SAE）制定的汽車自診斷標準。該標準要求各汽車廠家采用統(tǒng)一的診斷模式、統(tǒng)一的診斷插座、統(tǒng)一的診斷代碼（故障代碼）。

這樣一來，只要一臺診斷儀器就可檢測診斷所有車系，大大簡化汽車檢測診斷、維護修理工作。

到1996年，全世界所有汽車制造商都已經(jīng)采用了OBD—II標準。第21頁/共32頁10.3.2OBD—II車載診斷系統(tǒng)的特點OBD—II車載診斷系統(tǒng)有以下特點：（1）統(tǒng)一診斷插座，將各種車型的診斷插座統(tǒng)一為16端子，OBD—II診斷插座結(jié)構(gòu)如圖10-24所示；圖10-24OBD—II診斷插座的結(jié)構(gòu)（2）統(tǒng)一診斷插座位置，均安裝在駕駛室內(nèi)位于駕駛員側(cè)儀表板下方；（3）故障診斷儀和車輛之間采用標準通訊規(guī)則；（4）統(tǒng)一各個車型的故障代碼含義；（5）具有數(shù)值分析和數(shù)據(jù)傳輸功能；第22頁/共32頁（6）具有重新行駛記憶故障代碼的功能；（7）具有行車記錄器功能；（8）具有可由儀器直接消除故障代碼的功能；（9）監(jiān)控排放控制系統(tǒng)；（10）標準的技術(shù)縮寫術(shù)語，定義系統(tǒng)的工作元件。10.3.3故障代碼1.故障代碼的組成SAE規(guī)定OBD—II故障代碼有5位組成。第1個是英文字母，代表測試系統(tǒng)，如：B——車身（BODY）；C——底盤（CHASSIS）；P——發(fā)動機、變速器（POWERTRAIN）；U——未定義，由SAE另行發(fā)布。第23頁/共32頁第2個到第5個為數(shù)字碼。每一個代碼均有特殊含義。例如，故障代碼P1352可表示如下含義：P——代表測試系統(tǒng)，在此表示發(fā)動機和變速器；1——代表汽車制造商；3——代表SAE定義的故障代碼范圍；52——代表原廠故障代碼。2.故障代碼的含義故障代碼前2位代碼表示下列不同含義。例如：P0——發(fā)動機和變速器電腦控制系統(tǒng)，由SAE統(tǒng)一制定故障代碼；P1——發(fā)動機和變速器電腦控制系統(tǒng)，由汽車制造商自行制定故障代碼；P2———發(fā)動機和變速器電腦控制系統(tǒng)預(yù)留故障代碼；P3——發(fā)動機和變速器電腦控制系統(tǒng)預(yù)留故障代碼；C0——底盤電腦控制系統(tǒng)，由SAE統(tǒng)一制定故障代碼；C1——底盤電腦控制系統(tǒng)，由汽車制造商自行制定故障代碼；C2——底盤電腦控制系統(tǒng)預(yù)留故障代碼；C3——底盤電腦控制系統(tǒng)預(yù)留故障代碼；第24頁/共32頁B0——車身電腦控制系統(tǒng)，由SAE統(tǒng)一制定故障代碼；B1——車身電腦控制系統(tǒng)，由汽車制造商自行制定故障代碼；B2——車身電腦控制系統(tǒng)，預(yù)留故障代碼；B3——車身電腦控制系統(tǒng)，預(yù)留故障代碼；U0——網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系相關(guān)故障代碼；U1——網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系相關(guān)故障代碼；U2——網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系相關(guān)故障代碼；U3——網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系相關(guān)故障代碼。

故障代碼第3位代表SAE定義故障范圍：（1）1表示燃油或空氣測試系統(tǒng)不良；（2）2表示燃油或空氣測試系統(tǒng)不良；（3）3表示點火系統(tǒng)不良或發(fā)動機間歇熄火；（4）4表示廢氣控制系統(tǒng)輔助裝置不良；（5）5表示汽車或怠速控制系統(tǒng)不良；（6）6表示電腦或輸出控制元件不良；（7）7表示變速器控制系統(tǒng)不良；（8）8表示變速器控制系統(tǒng)不良。第25頁/共32頁3.故障代碼的區(qū)分OBD—II發(fā)動機和變速器的故障代碼大致分為如下10類：P01XX——燃油和進氣系統(tǒng)；P02XX——燃油和進氣系統(tǒng)；P03XX——點火系統(tǒng)；P04XX——排放污染物控制相關(guān)系統(tǒng)；P05XX——車速傳感器和怠速控制相關(guān)系統(tǒng)；P06XX——控制電腦相關(guān)系統(tǒng)；P07XX——變速器故障代碼；P08XX——變速器故障代碼；P09XX——SAE預(yù)留部分；P00XX——SAE預(yù)留部分。

故障代碼P0000～P0999為SAE統(tǒng)一規(guī)定部分，見表10-8。第26頁/共32頁10.3.4故障代碼的讀取1.通用（GM）車系

讀取發(fā)動機故障代碼的方法是跨接OBD—II診斷插座的6＃、5#端子，由儀表板“CHECKENGINE”燈閃爍讀出。2.克萊斯勒（CHRYSLER）車系

讀取發(fā)動機故障代碼的方法是跨接OBD—II診斷插座的13#、15#端子，由儀表板“CHECKENGINE”燈閃爍讀出。3.奔馳（BENZ）車系1996年以前的奔馳車系統(tǒng)仍然采用38針診斷插座，由第4孔讀取HFM發(fā)動機電腦故障代碼，或由第19孔讀取DM發(fā)動機電腦故障代碼。4.沃爾沃（VOLVO）車系

讀取發(fā)動機故障代碼的方法是在OBD一II診斷插座3?？缃又甘緹?。第27頁/共32頁5.豐田（TOYOTA）車系

讀取發(fā)動機故障代碼的方法是跨接OBD一II診斷插座的5＃、6#端子，或?qū)E1—E1端子跨接，由儀表板“CHECKENGINE”燈閃爍讀出。6.三菱（MITSUBISHI）車系三菱車系可由OBD一II診斷插座讀取下列5個系統(tǒng)的故障代碼：（1）發(fā)動機故障代碼：可將診斷插座1＃端子接地，由儀表板“CHECKENGINE”燈閃爍讀出；（2）變速器故障代碼：可將指示燈跨接診斷插座的6＃、4＃端子，由跨接燈閃爍讀出；（3）ABS電腦故障代碼：可將指示燈跨接診斷插座的8＃、4＃端子，由跨接燈閃爍讀出；（4）SRS電腦故障代碼：可將指示燈跨接診斷插座的12＃、4＃端子，由跨接燈閃爍讀出；（5）巡航控制系統(tǒng)故障代碼：可將指示燈跨接診斷插座的13＃、4＃端子，由跨接燈閃爍讀出。第28頁/共32頁7.北京切諾基汽車

北京切諾基汽車發(fā)動機故障代碼的讀取方法是：3s內(nèi)完成點火開關(guān)的下述循環(huán)：“ON—OFF—ON—OFF—ON”（即通—斷—通—斷—通）。發(fā)動機ECU得到此信息后，將一系列數(shù)字以“CHECKENGINE”燈閃爍的形式輸出故障代碼。10.3.5故障代碼的清除

診斷出的故障在排除之后，必須隨之將存儲的故障代碼清除，其基本手段是切斷ECU中隨機存儲器RAM的電源。

豐田車系的清除方法是：關(guān)閉點火開關(guān)，從熔斷器盒里拆下20A的EFI熔斷