发动机电控技术故障自诊断系统及测试要点.ppt

第2章 故障自诊断系统及测试 【学习目标】 1．知识目标 （1）掌握故障自诊断系统的功能、组成与工作原理。 （2）了解第二代故障自诊断系统（OBD-Ⅱ）的特点。 （3）掌握故障自诊断测试内容及故障诊断仪的使用方法。 2．能力目标 （1）能够利用通用和专用型故障诊断仪进行故障自诊断测试（读取故障码和数据流）。 （2）能够人工读取故障码。 2.1 故障自诊断系统 2.1.1 故障自诊断系统的功能 监测控制系统工作情况，一旦发现某个传感器或执行器参数异常，就立即发出报警信号； 将故障内容编成代码（称为故障码）存储在随机存储器RAM中，以便维修时调用或供设计参考； 启用故障运行程序，发挥失效保护功能，使发动机能在有故障的情况下可以继续运转，或采取切断燃油喷射等强制措施，停止发动机的工作； 在ECU发生故障时启用备用集成电路，按设定的信号控制发动机转入强制运转状态，实现“跛行回家”。 1．发出报警信号 2．存储故障码 当自诊断系统发现某个传感器、控制开关或执行器发生故障时，电子控制单元ECU会将监测到的故障内容以故障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，故障码就会一直保存在RAM中。 3．启动失效保护程序 当自诊断系统发现某个传感器、控制开关或执行器发生故障时，电子控制单元ECU将起动失效保护程序，以存储器预先设定的程序和参数取代故障传感器、控制开关或执行器的工作，汽车将进入故障应急状态运行并维持基本的行驶能力。 （1）传感器的失效保护 （2）执行器的失效保护 4．启用备用集成电路 为了防止因ECU出现故障时，汽车被迫停驶，在多数的ECU内部备设有备用集成电路（应急回路）。 当备用集成电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，从而保持汽车仍能维持一定的运行能力，以保证可以将汽车开回家或开到附近的修理厂进行维修。因而，备用集成电路的这项功能又被称为“跛行回家”功能。 2.1.2 故障自诊断系统的组成与工作原理 1．组成 故障自诊断系统主要由传感器监测电路、执行器监测电路、软件程序、故障诊断通信接口TDCL以及各种故障指示灯等组成。 2．工作原理（1）传感器的故障自诊断 ①向ECU输入的是模拟信号的传感器，如冷却液温度传感器、进气温度传感器、节气门位置传感器等。在发动机正常运转的情况下，它们向ECU的模拟转换器（A/D）输入的信号电压值都有一定的变化范围（Vmin，Vmax）。对这些传感器，通常采用监测其输入的信号电压值是否在规定的范围内来确定是否有故障，若传感器输出的信号电压数值多次偏离正常工作范围（小于Vmin或大于Vmax）且持续一定时间，ECU便认为该传感器或电路发生了故障。 水温传感器正常工作时，其输出信号在0.1~4.8V范围内变化。 ②氧传感器与空燃比反馈控制系统、爆燃控制系统等，控制所依据参数（直接从传感器测得或根据传感器的输入计算得到）是在不断变化的，因此这些信号变化的快慢也反映了传感器是否存在故障。 ③故障信号的产生除传感器自身的故障原因外，传感器电路接触不良、断路或短路也会导致故障信号的产生。 断路：信号电压会高于4.8V（相当于水温- 30℃ ），ECU判定水温传感器有故障。 （2）执行器的故障自诊断 在对各种执行器进行故障自诊断时，多数执行器需在ECU的驱动电路中增设一些专用监测回路，监测执行器的工作情况。 在发动机工作时，各执行器的监测回路不断地向ECU输送信息，以反馈其执行情况。如果某执行器工作不正常，其监测回路就会得到不正常的信号或者根本没有信号出现，此信息反馈给ECU后，ECU就会判定执行器有故障。 （3）ECU的诊断自故障 在ECU内部，为了实现对自身的监测，也设有相应的监控回路，用以监视自身是否按正常的控制程序工作。 在监控回路内设有监控时钟，按时对ECU进行复位。当ECU内部发生故障时，程序就不能使ECU复位，ECU据此判定自身有故障。 2.1.3 第二代故障自诊断系统（OBD-Ⅱ） 1．OBD简介 OBD是On Board Diagnostic的英文缩写，即随车故障诊断系统。 从1980年开始，各汽车制造厂开始在其生产的车辆上配备随车诊断系统（ On Board Diagnostic ）。 到了1985年，美国加州大气资源局（CARB）开始制定法规，要求各汽车制造厂在加州销售的车辆，必须装置OBD系统（称为第一代随车诊断系统OBD-Ⅰ）。 20世纪90年代初期，美国汽车工程师学会（SAE）提出采用统一的故障自诊断系统，该系统采用相同标准的诊断接口、相同的故障码以及共同的资料传输标准，被称为第二代随车故障自诊断系统（OBD-Ⅱ）。 OBD-Ⅱ系统规格在199