診斷系統(tǒng)概述

2電控發(fā)動機自診斷系統(tǒng)由于在汽車上電控的汽油噴射系統(tǒng)與點火系統(tǒng)趨于復雜化與完善化，新型的發(fā)動機管理系統(tǒng)中都設有故障內診斷系統(tǒng)，車用電腦中沒有自診斷程序能經常地檢測一些輸入與輸出的信息．其結果有些還要與存儲器中的永久數(shù)據(jù)相比較，以確認它們是否工作在預定的正常工作范圍內。自診斷系統(tǒng)能及時地指示汽車及發(fā)動機電控系統(tǒng)的故障所在。2.1診系統(tǒng)概述2.1診系統(tǒng)概述隨著電子技術與電腦在汽車上的應用，在70年代末或80年代初，汽車上出現(xiàn)了專用的故障檢測儀，利用這種儀器，可以檢測與觀察到汽車電控系統(tǒng)的工作情況。例如美國福特汽車公司的EEC—II檢測儀，德國大眾汽車公司的VAG1551故障診斷儀，可用于記錄存儲故障代碼，監(jiān)控電控噴射發(fā)動機的信號，并找出故障部位。但是，這種專用的故障診斷儀用于故障診斷時，對操作人員的技術要求較高，因此使用受到一定限制。80年代后出現(xiàn)了隨車診斷系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用電控單元對電控系統(tǒng)的各部件進行檢測和診斷，可以自行找出發(fā)動機存在的故障，故稱之為故障自診斷系統(tǒng)。最初的自診斷系統(tǒng)要求車輛以一定的測試規(guī)范進行，系統(tǒng)才能記錄下故障代碼，從而找出故障的部位。幾年后，又出現(xiàn)了一種可以對車輛電控系統(tǒng)參數(shù)實行連續(xù)監(jiān)控的自診斷系統(tǒng)，該系統(tǒng)能記錄電控各系統(tǒng)的間歇故障。因此可以減少專用儀器的使用，降低維修費用，而且查找故障及時又方便，得到了廣泛的應用。但是，受當時電控單元內存容量的限制，其診斷項目也受限制，不能診斷較為復雜的故障。為了擴充隨車自診斷的診斷信息與診斷功能，一些汽車公司還研制出不少多功能車外診斷儀，對電控系統(tǒng)進行檢測和診斷。這些診斷儀的功能較齊全，可以診斷電控噴射系統(tǒng)的許多故障，但由于價格鉸貴，有一定的專業(yè)技術要求，且標準均不統(tǒng)一，故使用受到限制。在1993年以前的電控汽車上的故障自診斷系統(tǒng)自成體系，不具有通用性，且種類繁多，不利于使用統(tǒng)一的專用儀器，給汽車的售后服務和維修使用造成不便。這種自診斷系統(tǒng)按美國標準稱之為第一代隨車自診斷系統(tǒng)(OBD—I)。1994年,美國汽車工程師協(xié)會(SAE)提出了第二代隨車自診斷系統(tǒng)(OBD—II)的標準規(guī)范，只要各汽車制造廠執(zhí)行該規(guī)范，其診斷模式與診斷插座．便可得到統(tǒng)一。這樣，只要用一臺儀器即可對各種車輛進行檢測和診斷，從而給全球的電控汽車的維修提供了極大的方便。在美國.OBD—II的普及速度極快，到1996年已有一半以上的汽車制造廠采用OBD—II系統(tǒng)，其故障代碼的讀取方法，除可以使用專用儀器之外，還可以利用跨接線來讀取。2.2汽車自診斷系統(tǒng)的工作原理電控汽車自診斷系統(tǒng)的構成與電控系統(tǒng)相仿，其核心也是電控單元電路按使用情況可分為：1）第一類是描述各電控總成工況參數(shù)的信號，如電控發(fā)動機的冷卻水溫度信號，這類信號的特點是各信號的數(shù)值都有正常的工作范圍，因此確認此等輸人信號值是否正常，即可判定此信號是否有故障。2）第二類是描述汽車操作情況的信號，凡可由駕駛員直覺判斷是否有故障的，加點火開關信號、空調開關信號等等、自診斷系統(tǒng)并不對其進行診斷。3）第三類信號是來自相關電控系統(tǒng)的信號，若有故障，自診斷系統(tǒng)將立即報警。輸出控制電路可分為開環(huán)和閉環(huán)兩類。屬于閉環(huán)控制的有氧傳感器電路和點火器控制電路。閉環(huán)控制的電路有信號反饋，一旦發(fā)生故障，電控單元就能很快確認；開環(huán)控制的電路無信號反饋，其輸出控制電路若發(fā)生故障，電控單元只有通過對各種輸入信號進行判斷才能確認故障，其他電路的故障，自診斷系統(tǒng)即無法確認。診斷的輸出接口由發(fā)動機警告燈、超速檔指示燈或ABS警告燈與電控系統(tǒng)檢測插座（CHECKCONNECTOR）、故障診斷插座（TDCL）等組成。電控系統(tǒng)利用警告燈或指示燈作為其有無故障的信號燈。檢測插座一般位于發(fā)動機艙內，可供測試和調整使用。此外，再通過檢測插座和信號燈可以讀取故障代碼，即可進行隨車診斷。故障診斷插座通常位于儀表板下方，它是各電控系統(tǒng)診斷信號的專用連接器，主要用于與專用的故障檢測儀或電腦解碼器相連接，進行車外診斷，以擴充隨車診斷系統(tǒng)的診斷信息和診斷功能，也可用于隨車診斷。在電控汽油噴射系統(tǒng)中，若該電控系統(tǒng)一旦發(fā)生故障，其診斷與處理的過程如下：1．傳感器系統(tǒng)的故障診斷在發(fā)動機運轉時，如果傳感器輸出電路的信號電壓超出了規(guī)定的范圍，自診斷系統(tǒng)即斷定此信號有故障。例如，冷卻水溫度傳感器工作正常時，其輸出電壓在0.3?0.4V的范圍內，否則破診斷為有故障，并記錄其代碼。自診斷系統(tǒng)只能診斷出該傳感器有故障，或其電路發(fā)生短路或斷路，但無法確認其性能好壞。對于偶然出現(xiàn)的異常信號，自診斷系統(tǒng)并不立即判定為有故障。為了使發(fā)動機不因水溫傳感器的故障而停止運轉，在出現(xiàn)此故障信號的同時，自診斷系統(tǒng)的電控單元，會立即采用預先存儲的正常水溫數(shù)值（如80°C）,對發(fā)動機進行控制，使其照樣能維持一定水平的工作能力。2．噴油等執(zhí)行系統(tǒng)的故障診斷在發(fā)動機運轉時，電控系統(tǒng)按照發(fā)動機的工況，不斷地向執(zhí)行機構發(fā)出各種指令。若執(zhí)行系統(tǒng)不能正常工作，則其故障由監(jiān)控回路把信息輸給電控單元，由電控單元進行故障顯示，并及時采取相應的措施，以確保發(fā)動機安全運轉。例如，當發(fā)動機點火系統(tǒng)的功率管工作有故障時，其點火監(jiān)控回路就沒有正常工作的確認信號輸回電控單元，這時電控單元就會發(fā)出報警信號，并向執(zhí)行系統(tǒng)發(fā)出停止噴油的指令，以防未燃的混合氣過多地進入排氣系統(tǒng)的催化反應器中．從而造成該處理器的失效與損壞。3電控單元本身故障的診斷電控單元內設有監(jiān)控回路，用以監(jiān)視電控單元是否按正常的控制程序工作。在監(jiān)控回路內設有監(jiān)視時鐘，按時對電控單元進行復位。當電控單元發(fā)生故障時，程序不能正常執(zhí)行時鐘就不能使電控單元復位，造成溢出，據(jù)此即判為故障．并予以顯示。為了防止因電控單元出現(xiàn)故障時，汽車被迫停駛，在多數(shù)的電控單元內備有應急回路。當應急回路收到監(jiān)控回路的異常信號后，即刻啟動備用電路，以簡單的控制程序，使發(fā)動機各種工況下的噴油量與點火定時均按原設定的程序進行控制，從而保證汽車仍能維持一定的運行能力。2.3診斷系統(tǒng)故障代碼的讀取汽車電腦內部都設有一個故障自診斷電路，它能在發(fā)動機運行過程中，不斷監(jiān)測控制系統(tǒng)各部分的工作情況，及時檢查出系統(tǒng)中大部分的故障，并將故障以代碼的形式儲存在電腦內。只要保持蓄電池供電，這些故障代碼將一直保持在存儲器中，以便維修時按照特定的方法將故障代碼從電腦內讀出，作為檢修發(fā)動機控制系統(tǒng)的依據(jù)。讀取故障代碼的方法有兩種：利用隨車自診斷系統(tǒng)和利用車外專用電腦檢測儀的方法。一、用隨車自診斷系統(tǒng)讀取故障代碼因汽車制造廠的不問，隨車診斷系統(tǒng)(OBD—I)的故障代碼的讀取方法，具體有以下幾種方式：1．利用儀表板上發(fā)動機故陷警告燈的閃亮規(guī)律讀取目前大部分汽車車型都可以利用這種方法讀取故陷代碼，這些車型只要將發(fā)動機附近或儀表板下方的故障檢測插座內特定的兩個插孔(故障自診斷插孔和接地插孔)用一根導線連接，然后通過觀察儀表板上的發(fā)動機故障警告燈的閃亮規(guī)律與次數(shù)，就可讀取故障代碼。不同車型，其故障檢測插座的形狀與插孔的分布方式有所不同，但讀取代碼的方法基本相同。例如，以90年代初豐田皇冠（CROWN3.0）轎車2JZ—GE發(fā)動機為例，說明這種故障代碼的讀取方法。在讀取故陷代碼之前，發(fā)動機應處于規(guī)定的初始狀態(tài)：1）蓄電池電壓應高于11V；2）節(jié)氣門完全關閉（節(jié)氣門位置傳感器內的怠速開關閉合）；3） 變速器處于空檔，或自動變速器位于駐車檔；4） 空調、音響、燈光等所有附屬設備應處于關閉狀態(tài)；5）發(fā)動機處于正常工作溫度。讀取故障代碼的方法是：1） 特點火開關置于ON位置，但不要起動發(fā)動機。2） 用一根導線連接故障檢測插座或故障診斷插座（TDCL）的TE1和E1兩插孔（圖2—1）3） 根據(jù)發(fā)動機故障警告燈（CHECKENGINE）的閃爍規(guī)律讀取故陷代碼。TDCLEl TE1圖2—1 故障診斷插座若控制系統(tǒng)工作正常，電控單元內存無故障代碼，則故障警告燈以每秒5次的頻率連續(xù)閃亮（圖5—2）。若電腦中已存有故障代碼，則發(fā)動機故障警告燈以每秒2次的閃亮頻率閃爍，將兩位數(shù)組成的故障代碼的十位數(shù)和個位數(shù)，先后用警告燈的閃亮次數(shù)表示出來。例如，當故障代碼為23時，這時警告燈先以上述頻率閃亮2次，以表示代碼的十位數(shù)為2，隨后熄燈1.5s,再以相同頻率閃爍3次，以表示個位數(shù)為3,然后時間間隔2.5s,警告燈再作類似的閃爍，來輸出存有的下一個故障代碼。當電腦內儲存有幾個故障代碼時，電腦將技故障代碼的大小，依次將所有的儲存故障代碼顯示出來。相鄰兩個故障代碼之間的停頓時間為5s。當所存故障代碼全部顯示完后，燈閃停頓4.5s,然后再重新開始顯示，如此反復,直至從檢測插座上拔下連接導線為止。1U1111U3)0,5s 0,5s代碼芻 代碼］2b）圖2—2故障代碼的顯示a）正常 b）顯示故障代碼2.利用故障檢測插座上輸出的電脈沖讀取這種方法適用于有些不用發(fā)動機故障警告燈的閃爍來顯示故障代碼的車型，如有些美國通用與福特汽車公司生產的部分車型。它利用萬用電表來檢查故障檢測插座上、故障代碼輸出插孔中輸出的電脈沖信號，并通過觀察指針擺動的規(guī)律來讀取代碼。同樣以豐田皇冠（CROWN3.o）轎車發(fā)動機為例，其操作步驟為：1） 特點火開關關閉，發(fā)動機熄火。2） 打開發(fā)動機故障檢測插座罩蓋，用一根導線將TE1和E1兩插孔相連接。3） 將萬用表置于直流電壓檔（量程為25v左右），讓正極測筆接故障檢測孔上的W插孔（代碼輸出插孔）.負極測筆接地。4） 打開點火開關，但不起動發(fā)動機。此時故障檢測插座內的故障代碼輸出插孔W就會輸出一串脈沖信號，其脈沖的形式和上述故障警告燈的閃亮形式相同，通過觀察萬用表指針的擺動規(guī)律和次數(shù)，就可以讀出故障代碼。利用故障顯示發(fā)光二極管的閃亮規(guī)律讀取像日本尼桑VC30E轎車發(fā)動機,在發(fā)動機電控單元的側面有1個故障自診斷開關及紅、綠發(fā)光二極管各1個。在顯示故障代碼時，紅色發(fā)光二權管閃亮的次數(shù)表示放著那個代碼的十位數(shù)，綠色發(fā)光二極管的閃亮次數(shù)表示故障代碼的個位數(shù)。其故障代碼的讀取步驟如下1）確認電腦上的故障自診斷開關已按逆時針方向擰到頭。2） 特點火開關置于ON位置，但不起動發(fā)動機。3） 按順時針方向將故障自診斷開關擰到頭。4） 起動發(fā)動機之后，即可根據(jù)紅、綠兩色發(fā)光二極管的閃亮次數(shù)與規(guī)律來讀出故障代碼，如圖2—3所示。圖2—3發(fā)光二極管顯示的故障代碼5）讀取完所有故障代碼以后，發(fā)動機應熄火，并將故障