汽车检测设备与维修（第2版第四章

第四章 电气与电子控制系统检测设备,第一节 汽车万用表第二节 汽车示波器第三节 随车诊断系统第四节 传感器模拟测试仪第五节 故障解码器,第一节 汽车万用表,在汽车发动机及其他电控系统故障的检测与诊断中，除经常需要检测电压、电阻和电流等参数外，还需要检测转速、闭合角、频宽比（占空比）、频率、压力、时间、电容、电感、温度、半导体元件等。这些参数对于汽车电控系统的故障检测与诊断具有重要意义。这些参数用一般数字式万用表无法检测，需用专用仪表即汽车万用表。 一、 汽车万用表的基本功能 测量交、直流电压。考虑到电压的允许变动范围及可能产生的过载，汽车万用表应能测量大于40 V的电压值，但测量范围也不能过大，否则，读数的精度下降。,下一页,返回,第一节 汽车万用表, 测量电阻。汽车万用表应能测量1 M的电阻，测量范围大一些使用起来较方便。 测量电流。汽车万用表应能测量大于10 A的电流，测量范围再小则使用不方便。 记忆最大值和最小值。该功能用于检查某电路的瞬间故障。 模拟条显示。该功能用于观测连续变化的数据。 测量脉冲波形的频宽比和点火线圈一次侧电流的闭合角。该功能用于检测喷油器、怠速稳定控制阀、EGR电磁阀及点火系统等的工作状况。 测量转速。 输出脉冲信号。该功能用于检测无分电器点火系统的故障,下一页,上一页,返回,第一节 汽车万用表, 测量传感器输出的电信号频率。 测量二极管的性能。B11 测量大电流。配置电流传感器（霍尔式大电流钳）后，可以测量大电流。B12 测量温度。配置温度传感器后可以检测冷却水温度、尾气温度和进气温度等。目前国内市场上使用的汽车万用表，如“胜利-98”、TWAY9206、TWAY9406A、EDA-230、美国OTC系列汽车万用表和福禄克公司的F98等，都具有上述功能。有些汽车万用表，除了具有上述基本功能外，还有一些扩展功能。,下一页,上一页,返回,第一节 汽车万用表,例如，EDA-230型汽车万用表在配用真空压力转换器（附件）时可以测量压力和真空度，并且它还具有背光显示功能（使显示数据在光线较暗时也能被看清楚）。随着汽车技术的发展，汽车维修诊断、检测仪器趋于集成化，功能越来越多，如元征公司的ADC2000汽车诊断电控单元，既能解码，又具备发动机分析功能，如气缸效率、功率平衡、相对气缸压缩压力测试，同时也有万用表、示波器功能。,下一页,上一页,返回,第一节 汽车万用表,二、 汽车万用表的基本结构不同的汽车万用表功能及结构不尽相同，但基本都是由数字及模拟量显示屏、功能按钮、测试项目选择开关、温度测量插孔、公用插孔（用于测量电压、电阻、频率、闭合角、频宽比和转速等）、搭铁插孔、电流测量插孔、测试探针（或大电流钳）等全部或部分构成。图4-1-1为普通型汽车万用表。检测时，通过万用表的测试探针采集外部电信号后，输入万用表专用集成电路进行预处理，在通过CPU处理完成后送入显示屏进行显示。如图4-1-2所示。,下一页,上一页,返回,图4-1-1,返回,图4-1-2,返回,第一节 汽车万用表,三、 专项检测方法使用汽车专用万用表测量电流、电压和电阻同普通万用表类似，在测量前要正确选择挡位和量程。不同的万用表操作方法可能有所不同，具体操作方法参考随机使用说明书。这里以普通汽车万用表为例说明测量一些专用的功能的一般操作步骤和方法：1 信号频率测试测试项目选择开关置于频率（Freq）挡，黑线（自汽车万用表负极座孔引出）搭铁，红线（自汽车万用表正极座孔引出）接被测信号线，显示屏即显示被测频率。,下一页,上一页,返回,第一节 汽车万用表,2 温度检测测试项目选择开关置于温度（Temp）挡，按下功能按钮（），将黑线搭铁，探针线插头端插入汽车万用表温度测量座孔，探针端接触被测物体，显示屏即显示被测温度。3 点火线圈一次侧电路闭合角检测测试项目选择开关置于闭合角（Dwell）挡，黑线搭铁，红线接点火线圈负接线柱，发动机运转，显示屏即显示点火线圈一次侧电路闭合角。4 频宽比测量测试项目选择开关置于频宽比（Duty Cyc1e）挡，红线接电路信号，黑线搭铁，发动机运转，显示屏即显示脉冲信号的频宽比。,下一页,上一页,返回,第一节 汽车万用表,5 转速测量测试项目选择开关置于转速（RPM）挡，转速测量专用插头插入搭铁座孔与公用座孔中，感应式转速传感器（汽车万用表附件）夹在某一缸高压点火线上，在发动机工作时，显示屏即显示发动机转速。6 起动机启动电流测量测试项目选择开关置于400 mV挡（1 mV相当于1 A的电流，即用测量电流传感器电压的方法来测量起动机启动电流），把霍尔式电流传感夹夹到蓄电池线上，其引线插头插入电流测量座孔，按下最小最大功能按钮，然后拆下点火高压线，用起动机转动曲轴23 s，显示屏即显示启动电流。,下一页,上一页,返回,第一节 汽车万用表,7 氧传感器测试拆下氧传感器线束连接器，将测试项目选择开关置于“4V”挡，按下DC功能按钮，使显示屏显示“DC”，再按下最小最大功能按钮，将黑线搭铁，红线与氧传感器相连；然后以快怠速（2 000 rmin）运转发动机，使氧传感器工作温度达360 以上。此时，如混合气浓，氧传感器输出电压约为0.8 V；如混合气稀，氧传感器输出电压为0.10.2 V。当氧传感器工作温度低于360 时（发动机处于开环工作状态），氧传感器无电压输出。,下一页,上一页,返回,第一节 汽车万用表,8 喷油器喷油脉冲宽度测量测试项目选择开关置于频宽比挡，测出喷油器工作脉冲频率的频宽比后，再把测试项目选择开关置于频率（Freq）挡，测出喷油器工作脉冲频率（Hz），然后按式(4-1-1)计算喷油器喷油脉冲宽度Spf p （4-1-1）式中Sp喷油脉冲宽度，s； 频宽比，； f p喷油频率，Hz。,下一页,上一页,返回,第一节 汽车万用表,四、 一般检测方法1 检测端子的电压和电阻的注意事项 在检测之前，应先检查汽车电控单元控制系统及其他电气系统各熔断器及有关线束插头（连接器）是否良好。 在点火开关处于开启（ON）位置时，蓄电池电压应不低于11 V，过低的蓄电池电压会影响测量结果。 必须使用高阻抗的万用表（阻抗应大于10 MV），低阻抗的万用表会损坏汽车电控单元。最好使用汽车专用万用表进行检测。 必须在电控单元和线束连接器（插头）处于连接的状态下测量电控单元各端子的电压，并且万用表的测笔应从线束插头的导线一侧插入进行测量电控单元各端子的电压。,下一页,上一页,返回,第一节 汽车万用表, 不可在拔下汽车电控单元的线束与连接器状态下，直接测量电控单元各端子的电阻，否则会损坏电控单元。 若要拔下电控单元的连接器测量各控制线路，则应先拆下蓄电池负极搭铁线。不可在蓄电池连接完好的状态下拔下汽车电控单元的线束连接器，否则可能损坏电控单元。 在检测时，应先将电控单元连通线束一同拆下，在线束连接器处于连接状态下，按检测数据表中的顺序。分别在点火开关关闭（OFF）、开启（ON）及发动机运转状态下测量电控单元各端子与搭铁之间的电压。也可拔下电控单元线束连接器，测量各控制线路的电阻，从而确定控制线路是否正常。,下一页,上一页,返回,第一节 汽车万用表,2 端子电压的测量 用万用表检测蓄电池的电压，应大于或等于11 V，否则充电后再测量。 从汽车上拆下电控单元，但保持线束连接器与电控单元处于连接状态（即不拔下线束）。 将点火开关置于“ON”位置。 将万用表置于电压挡。 依次将万用表测笔从线束插头的导线一端插入，测量电控单元各端子之间的电压。 记录各端子与搭铁端子间的电压值，并与标准检测数据相比较。如测得的电压与标准值不符，则说明电控单元或控制线路有故障。,下一页,上一页,返回,第一节 汽车万用表,3 端子间电阻的测量 从汽车上拆下电控单元。 拔下导线连接器。 用万用表欧姆挡，测量导线连接器端子间电阻值（注意，不要触碰电控单元的连接端子，应将测笔从导线侧插入导线连接器中）。 记录所测电阻值，并与标准检测数据相比较，从而确定电控单元控制线路是否正常。 若通过上述检查确认电控单元有故障，也不可轻易废弃电控单元，应再通过总成互换的方法再次确定是否真的是电控单元损坏。,下一页,上一页,返回,第一节 汽车万用表,电控单元损坏多数情况下是能够维修的。因为电控单元多数损坏是因检测或使用不当引起的二极管、三极管、电容、电阻的损坏，而这些元件是通用标准件，市场上可购得，只要熟悉电子电路维修技术就可以更换。但电控单元中的专用集成电路或PROM等损坏是无法修复的。,上一页,返回,第二节 汽车示波器,一、 汽车示波器的基本功用汽车示波器的诞生为汽车修理技术人员快速判断汽车电子设备故障提供了有力的工具，用普通的示波器去测试电子设备时，最大的困难是设定示波器（即调整示波器的各个按钮，使显示的波形更为清楚）和分析波形的形状，汽车示波器将汽车电子设备的测试设定变得非常简单，只要选择要测试的内容，无需任何设定和调整就可以直接观察波形了。示波器与万用表相比有着更为精确及描述细致的优点，万用表通常只能用一两个电参数来反映电信号的特征，而示波器则用电压随时间的变化的图像来反应一个电信号，它显示电信号比万用表更准确、更形象。所以“一个画面通常要胜过1 000个数字”。,下一页,返回,第二节 汽车示波器,汽车示波器不仅可以快速捕捉电路信号，还可以用较慢的速度来显示这些波形，以便可以一面观察，一面分析。它还可以用储存的方式记录信号波形，可以倒回来观察已经发生过的快速信号，这就为分析故障提供了极大方便。此外，汽车示波器能够确认故障是否真的被排除了，而不是仅仅知道故障代码是否尚未清除，这可以通过修理前后从汽车示波器中观看到氧传感器的信号波形来加以判断。这可以实实在在地在修理中提高水平，汽车示波器能够显示出需要修理的故障是怎样的一种波形，能够清楚故障的真实存在。,下一页,上一页,返回,第二节 汽车示波器,二、 汽车示波器检测的基本内容汽车示波器在汽车电子控制故障诊断中，主要用于汽车传感器、点火波形、执行器及ECU输入输出控制信号波形的检测和电路分析。当今汽车电子控制系统中的传感器、执行器，电气系统及电子控制单元等之间通过五种基本类型的电子信号进行工作。1 直流（DC）信号在汽车中产生直流（DC）信号的传感器或电源装置有一蓄电池电压或电控单元（PCM）输出的传感器参考电压。,下一页,上一页,返回,第二节 汽车示波器,2 交流（AC）信号在汽车中产生交流（AC）信号的传感器和装置有：车速传感器（VSS）、防滑制动轮速传感器、磁电式曲轴转角（CKP）和凸轮轴（CMP）传感器、从模拟压力传感器（MAN）信号得到的发动机真空度波形、爆震传感器（KS）。3 频率调制信号在汽车中产生可变频率信号的传感器和装置有：数字式空气流量计、数字式进气压力传感器、光电式车速传感器（VSS）、霍尔式车速传感器（VSS）、光电式凸轮轴和曲轴转角（CKP）传感器、霍尔式凸轮轴（CAM）和曲轴转角（CKP）传感器等。,下一页,上一页,返回,第二节 汽车示波器,4 脉宽调制信号在汽车中产生脉宽调制信号的电路或装置有：初级点火线圈、电子点火正时电路、废气再循环控制（EGR）、净化、涡轮增压和其他控制电磁阀、喷油嘴、怠速控制马达和电磁阀等。5 串行数据（多路）信号若汽车中具备有自诊断能力和其他串行数据送给能力的控制模块，则串行数据是由发动机控制电控单元（PCM），车身控制电控单元（BCM）和防抱死制动系统（ABS）或其他控制模块产生。上述5种汽车电子信号都可以用5种测量尺度来加以判断，也就是说任何一个汽车电子信号都应具有以下可度量的5个参数指标中的几个或全部。,下一页,上一页,返回,第二节 汽车示波器, 幅值信号最高电压。 频率信号的循环时间。 形状信号的外形模样。 脉宽信号的占空比或所占时间。 阵列信号的重复特性（例如：同步脉冲或串行数据）。每个电子信号都可以用5种判定尺度中的一个或多个特征组成。汽车示波器可以显示出所有电子信号的这5种判定尺度，如果知道如何去分析电子信号的这5种参数，就能够判定这个电子信号的波形是否正常，通过波形分析可进一步检查出电路中传感器、执行器以及电路和控制电控单元等各部分的故障，也可以进行修理后的结果分析。最后再作氧反馈平衡检查整个发动机控制系统的运行情况。,下一页,上一页,返回,第二节 汽车示波器,故障电路从损坏状态到被修复状态，在汽车示波器上显示的波形几乎总是在它的5种测量尺度上发生剧烈的变化，这就是为什么要用汽车示波器对汽车电气设备修理结果进行验证的重要原因。汽车示波器的主要应用范围包括：在日常调整或行驶性能及排放诊断中实施氧反馈平衡试验，查出故障代码所指电路的故障，查出所怀疑的造成行驶故障以及排放故障的那些电路中的问题。,下一页,上一页,返回,第二节 汽车示波器,三、 汽车示波器的主要类型汽车示波器按功能分有专用型示波器，如美国艾克强袖珍型MODEL575双通道示波器万用表，如图4-2-1所示。美国OTC VISION四通道示波器，如图4-2-2所示。多功能型的示波器，如美国FLUKE公司的F98，如图4-2-3所示，它将双通道示波器、发动机分析仪、运行记录器和数字万用表组合成一体。国产的有深圳元征科技股份有限公司的ADC2000汽车诊断电控单元，它有解码、示波器、万用表和发动机分析等功能，如图4-2-4所示。图4-2-5为Snapon公司的SST1500移动式专用示波器，它具备气缸测试（动力平衡，启动电流）、发电机波形，传感器波形和喷油嘴等执行器波形以及点火系统初次级波形等。图4-2-6是美国Matco公司的MPDA100A，它具备万用表、示波器和发动机分析等功能。,下一页,上一页,返回,图4-2-1,返回,图4-2-2,返回,图4-2-3,返回,图4-2-4,返回,图4-2-5,返回,图4-2-6,返回,第二节 汽车示波器,四、 汽车示波器的操作使用下面以ADC2000汽车诊断电控单元为例来说明汽车专用示波器的使用操作。 1 使用示波器的接线方法本产品提供了一根四通道适配器电缆、四条示波器电缆和一条接地线电缆。使用示波器时的接线方法如图4-2-7所示。说明：每条示波器电缆都配有一个测试探针，使用时可将探针安装在示波器探头上，把探针扎入传感器信号线的外绝缘层，使探针接触到信号线的内芯。,下一页,上一页,返回,图4-2-7,返回,第二节 汽车示波器,2 如何进入波形检视状态选择示波器卡，插入主机后开机，根据首页主菜单画面提示，选择示波器功能，测试仪将显示示波器功能的主菜单，如图4-2-8所示。3 选择通道进入示波器主菜单后，可根据菜单提示选择通道。示波器主菜单的功能主要有以下几个方面。 示波器：不进行自动设置，用户可根据所测信号手动设置电压与时间分辨率。 自动设置信号（CH1）：只自动设置通道1的电压和时间分辨率，接收、显示通道1的信号波形。,下一页,上一页,返回,图4-2-8,返回,第二节 汽车示波器, 自动设置双通道（CH1CH2）：自动设置通道1通道2的电压和时间分辨率，并同时接收、显示通道1通道2的信号波形。 自动设置双通道（CH3CH4）：自动设置通道3通道4的电压和时间分辨率，并同时接收、显示通道3通道4的信号波形。 自动设置四通道（CH1234）：自动设置四个通道的电压和时间分辨率，并同时接收、显示四个通道的信号波形。 与PC机通信：通过PC控制，可将四个通道接受的波形在PC机上显示、处理。,下一页,上一页,返回,第二节 汽车示波器,4 传感器的选择当选择示波器主菜单25项后，因为各传感器有不同的电压和频率，自动设置要求选择传感器的类型。传感器选择菜单（共18项）如图4-2-9所示，在该菜单的第一行，显示需要选择传感器的通道号，这一通道号是系统按通道1至通道4的顺序自动设置的。为了测量和显示被选择传感器的信号，测试仪将根据选择的传感器，调节适当的时间与电压的分辨率，触发水平和触发模式，以下举两个例子。(1) 测试喷射器工作波形一般作如下选择，电压显示范围20 V，扫描时间1 ms，内部触发电压5 V，内部触发方式为正常模式（Volt Div：20 V，Time Div：1 ms，Trigger Volt：5 V，Trigger Mode：NORMAL）。,下一页,上一页,返回,图4-2-9,返回,第二节 汽车示波器,(2) 测试空气流量传感器工作波形一般作如下选择，电压显示范围2 V，扫描时间10 ms，内部触发电压2 V，内部触发方式为正常模式（Volt Div：2 V，Time Div：10 ms，Trigger Volt：2 V，Trigger Mode：NORMAL）。5 波形显示当自动设置功能结束后，测试仪将显示波形，波形显示格式如图4-2-10所示。,下一页,上一页,返回,图4-2-10,返回,第二节 汽车示波器,6 显示控制在显示控制功能中，可以根据需要，调整示波器波形的显示。显示控制功能可以分为两种方式正常方式和保持方式。这两种方式可通过0保持菜单项来选择。0保持模式是为了详细分析波形而设计的。具体操作请参考使用说明书。,下一页,上一页,返回,第二节 汽车示波器,五、 示波器使用注意事项 测试点火高压线时，必须使用专用的电容探头，不能将示波器探头直接接入点火次级电路。 使用汽车示波器时，注意远离热源，例如排气管、催化器等，温度过高会损坏仪器。 汽车示波器在测试时要注意测试线尽量离开风扇叶片、皮带等转动部件。 测试时确认发动机盖的液压支撑是好的，防止发动机盖自动下降时伤及头部或损坏汽车示波器。 路试中，不要将汽车示波器放在仪表台上方，最好是拿在手中测试。,上一页,返回,第三节 随车诊断系统,汽车电控单元（ECU）除具有对各电控系统的最佳控制功能外，同时还具有故障自诊断的功能，它通过各种传感器连续不断地监控发动机电控燃油喷射系统、电子点火提前装置、发动机的怠速、自动变速器、制动防抱死、安全气囊及定速巡航等系统工作状况。当ECU随车诊断系统检测到一个或多个故障信号时，并经判断为故障后，将自动把仪表面盘上的检查警告灯点亮，以提醒驾驶员和检修人员，并将故障信息以故障代码形式存入存储器，它是检修现代汽车不可缺少的重要诊断方法。,下一页,返回,第三节 随车诊断系统,故障代码的形式在1994年以前是不统一的，各汽车生产商根据自己车型装置的电控单元的水平和不同的用途需要，各行其是地装置有不同形式的故障代码，一般把这种电控单元随车诊断系统统称为第一代随车诊断系统，即“OBD-1”；1994年之后为方便检修和扩大电控单元控制内涵的需要，则把它们逐步统一为“OBD-2”，即第二代随车诊断系统。本节重点讲述OBD-2随车诊断系统主要特点、组成及读取等内容，同时也一般性地介绍第一代诊断系统。,下一页,上一页,返回,第三节 随车诊断系统,一、 OBD-1 OBD-1故障代码的形式多种，内容各异。1994年以前生产的大多数汽车的故障代码是两位数，如丰田车系就是二位数的故障代码。但也有三位数和四位数的，故障代码的含义也各不相同：如德国的奥迪和1989年以后的宝马轿车车系故障代码是由四位数组成，而1992年以后的福特车系，随着电控单元诊断功能的增加，发动机故障代码由二位数升为三位数，故障代码由原来的72条增加到160条。 OBD-1各种诊断座规格和种类五花八门。例如仅福特车系的诊断座就有9种形式，1993年以后由61针诊断座改为对178针诊断座；奔驰车系还有圆形9针、38针诊断座和长方形16针诊断座；丰田车系有长方形23针、圆形17针和方形17针诊断座；宝马车系更有55针和88针两种十分复杂的诊断座。,下一页,上一页,返回,第三节 随车诊断系统, OBD-1的缺点。一是诊断方法过多过乱，各车型自成体系，并因生产年代差异还有不同的变化；二是诊断的内容也比较单一，不能适应于汽车电控单元电控系统发展的需要。同时诊断装置不具有通用性，且种类繁多琳琅满目，不利于使用统一的专用仪器，特别给汽车的售后服务、检测和维修造成很大不便。这种诊断系统不能适应现代汽车结构日趋先进，电控单元控制系统升级换代的需要，不能实现电控单元控制系统向标准化、智能化方向的发展。,下一页,上一页,返回,第三节 随车诊断系统,二、 OBD-2为了克服汽车发展和大量使用造成的日益严重的全球环境恶化的问题，同时也考虑第一代随车电控单元诊断系统的不足，1994年由美国汽车工程学会(SAE)组织倡导提出，经美国政府环保部门“环境保护机构”及“加州资源协会”共同制定了一套新的汽车随车电控单元检测诊断标准，这就是第二代OBD-2标准。美国政府还要求1998年后销往美国的电喷汽车都必须加装该自诊断检测系统，这客观上促进了OBD-2随车电控单元检测诊断系统的发展和迅速推广使用，现在全世界各大汽车制造商均在具有电控系统的现代汽车上装置了此随车自诊断系统。,下一页,上一页,返回,第三节 随车诊断系统,OBD-2标准的出现，杜绝了各汽车厂采用不同诊断方式给维护检验带来的不便，它提供了统一的检测方式和统一的诊断座，只要用一台诊断仪器即可对各种车辆进行诊断检测，这样就给全球汽车维修提供了极大的方便。这种诊断检测自1994年检测提出这个标准，当年就有10的汽车制造商采用OBD-2诊断系统，1995年有40%的汽车制造厂采用，到1996年世界主要汽车制造商都已全部采用这种功能更强的新一代随车电控单元诊断系统OBD-2。,下一页,上一页,返回,第三节 随车诊断系统,1 OBD-2的主要特点制定OBD-2标准的目的在很大程度上是出于环境保护的考虑，必须制定出一种新的监测排放系统性能的标准，能及时掌握监测并控制排放的结果，这就是能对发动机运行工况、电控单元控制系统和排放系统进行监控的OBD-2型随车电控单元诊断标准。事实证明对提高车辆的运行水平，控制排放对环境的污染方面起到不可估量的成绩。现在全球各大汽车制造商都已接受这个标准，成为全世界的随车电控单元诊断的一种新系统。OBD-2标准与传统的OBD-1相比，后者只具有发现部件和系统故障的能力，而前者则还具有监测和控制部件和系统的能力，以使汽车运行时确保维持很低的排放水平。OBD-2的功能远比第一代随车诊断系统强得多，如在丰田车系中，两者的功能对比可参见表4-3-1。,下一页,上一页,返回,表4-3-1,返回,第三节 随车诊断系统, OBD-2具有广泛的监测器功能，特别能监测汽车动力系统的运行工况。OBD-2监测器包括有：催化剂效率监测器、发动机缺火监测器、燃油系统监测器、加热型氧传感器监测器、废气再循环监测器、综合部件监测器、燃油蒸发控制系统监测器、二次空气喷射监测器等。在OBD-2系统中，突出的特点是除上游氧传感器外还装置一个下游加热型氧传感器（图4-3-1），它安装在三元催化净化器的下方。图4-3-2是加热型氧传感器的结构示意图。传统的氧传感器是安装在催化净化器的前部排气歧管内，其作用是监测发动机进气系统混合气空燃比。,下一页,上一页,返回,图4-3-1,返回,图4-3-2,返回,第三节 随车诊断系统,下游氧传感器也称为催化净化器的监测传感器，当三元催化净化器正常工作时，下游的氧传感器发出较低的电压信号，显然它与上游氧传感器的输出量不相同；假如催化转化器不是正常地起净化作用，下游氧传感器的电压信号就会上升，直到下游的氧传感器输出信号逐渐接近上游氧传感器的信号。此时表明催化净化器的转化功能已经失效，相关的一个故障代码便会在发动机的动力控制电控单元模块中存储设定，如果在车辆的三个“行驶循环”中都发生此类相同的故障，故障指示灯就会点亮以警示三元催化净化器工作不良。所谓的“行驶循环”是指当发动机在正常工作温度时，以6496 kmh的速度行驶80 s，则为一个行驶循环，三个行驶循环则为行驶了240 s。值得提出的是，当前正运行的某些1994年和1995年生产的车辆，其OBD-2系统可能是不完善的系统，在那些系统中可能缺少某些监测器。,下一页,上一页,返回,第三节 随车诊断系统, OBD-2具有统一的诊断座（OBD-1诊断插座见图4-3-3）和统一的故障代码。OBD-2随车电控单元检测诊断系统的诊断座即数据连接器统一为双排共16针，每单排为8针从左到右排开（见图4-3-4），而且规定诊断座安装在仪表盘的下方，在驾驶员视线之外的地方装置。诊断座的16针的代号和内容都作出了明确的规定，每个引脚规定的含义如表4-3-2所示。 OBD-2的故障代码所代表的含义在各种车型上都是统一的，而且均由5位英文字母和数字共同组成。,下一页,上一页,返回,图4-3-3,返回,图4-3-4,返回,表4-3-2,返回,第三节 随车诊断系统, 具有行车记录技术数据变化的功能，OBD-2能记录汽车行驶过程中的有关数据资料。电控单元通过诊断口能把车辆运行中的各传感器、执行器的工作参数直接地、随机地显示出来，并在行驶时对各系统的工作状态逐一的观察、读出故障代码、检查故障发生的部位及其在运行中的变化情况，这对分析、查找、检查所出现的故障十分有效。 具有重新显现所记忆故障的功能：汽车的这个随车电控单元诊断系统，能随机检测和读出各部系统工作状态参数并进行记忆存储，对记录下来的内容，包括故障代码，在连接汽车电控单元扫描器后又可重复显示。,下一页,上一页,返回,第三节 随车诊断系统,重复显示出来的故障信息，根据故障诊断指南，菜单式的通过人机对话与查询存储在软件中的汽车技术标准资料库中而显示出来，如各车型的点火顺序、火花塞规格间隙、点火正时、怠速转速、排放状态等基本技术数据资料进行数据分析，这将给迅速捕捉、查找故障带来极大的方便。 具有用仪器直接读取和清除故障代码的功能，当然还有部分年款和部分车型仍然可以采用人工调取第二代故障代码。,下一页,上一页,返回,第三节 随车诊断系统,2 OBD-2故障代码的组成按OBD-2标准的规定，故障诊断码DTC为由5位字母数字混合的计数与书写系统，下面的参数分别表明了一般OBD-2故障代码的具体内容。 故障代码的第1位为英文字母，代表所测试的车辆上所属的电控系统，只有4个字母，但通常只用3个字母。P代表传动系（Power train），具体项目包括有发动机和自动变速器的电控单元电控系统。B代表车身的电控系统（body），如仪表、安全气囊和安全带、自动空调等的电控单元控制系统。C底盘电控单元控制系统（Chassis），如制动防抱死控制ABS、牵引力防滑控制、电控悬架、电控转向等。U暂未定义，标准待另行公布。,下一页,上一页,返回,第三节 随车诊断系统, 故障代码的第1个数字表明的含义。0表示美国汽车工程师协会（SAE），1代表汽车制造商。 故障代码的第2个数字表明的含义是指故障的范围。0整个系统，1燃油和空气测定控制系统故障，2燃油和空气测定控制系统故障，3点火系统故障及间隙失调，4辅助废气排放控制，5怠速控制，6电控单元控制及执行元件系统故障，7电控变速器控制系统故障，8非传动系控制的传动系故障。 最后两位数代表原汽车制造商的故障代码。 举例说明。代码P1711的含义：P传动系故障代码，1制造商定义的代码，7电控变速器系统的故障，11变速器油温传感器及其电路故障。,下一页,上一页,返回,第三节 随车诊断系统,再如丰田车系故障代码P0115的含义：P传动系故障代码，0美国汽车工程师协会（SAE）定义的代码，1发动机燃油和空气测定控制系统故障，15发动机水温传感器及其电路的故障。3 OBD-2故障代码的人工读取随车电控单元诊断系统OBD-2故障代码的读取一般应使用专用仪器，如美国OTC公司生产的汽车电控单元扫描仪OTC-400或国产的电控单元检测仪，通过专用电缆，经OBD-2的16针诊断数据连接座来读取。但对某些年款的一些车型仍然可用人工方法，利用跨接线的简便方法来读取。以下列举一些主要车系的读取方法。,下一页,上一页,返回,第三节 随车诊断系统, 美国通用公司车系读取发动机故障代码。方法是将OBD-2诊断座的6端子搭铁，再从仪表盘上的发动机检查灯的闪烁来读出故障代码。 福特车系读取发动机故障代码的方法。是首先将OBD-2诊断座的第13#端子搭铁，再从仪表板上“CHECK ENGINE”灯闪烁来读取故障代码。 克莱斯勒车系则可将点火开关接通，等510 s后，由发动机故障指示灯的闪烁来读取故障代码。 丰田车系发动机故障代码的读取方法，是将OBD-2的16针诊断座上的5#，6#端子短接或把TE1及E1两端子短接，由发动机故障指示灯的闪烁来读取OBD-2故障代码。 VOLVO车系读取故障代码的方法是在OBD-2诊断座的电源端与3#端子间跨接发光二极管，由发光二极管的亮熄来读取故障代码。,下一页,上一页,返回,第三节 随车诊断系统, 三菱车系可由OBD-2诊断座读取5个系统的故障代码。具体方法如下：发动机电控系统的故障代码：由诊断座的1端子搭铁，从发动机故障指示灯读取；自动变速器的则用串有330 限流电阻的LED显示灯两端，跨接在诊断座的6#与4#端子上，由LED的闪烁次数来读取；ABS系统的故障代码也用上述LED指示灯跨接在诊断座的8#和4#来读取；安全气囊故障代码可用LED灯跨接在诊断座的12#，4来读取；巡航系统的则在13#与4#间跨接LED来读取。,上一页,返回,第四节 传感器模拟测试仪,随着电子控制技术在汽车上的广泛应用，传感器也就成了必不可少的重要部件，它是电控技术在汽车上得以实现的基础。因此，对汽车传感器的测试是检测和修理汽车的十分重要的手段。汽车传感器测试模拟仪可测试各种汽车传感器，又可模拟传感器产生输出信号，非常适合汽车的检测和修理。汽车传感器测试模拟仪大多以8位单片机为核心，配以智能化仪表专用测试电路和专业的数字模拟转换电路，采用特制的大屏幕液晶显示屏显示测试结果或模拟的状态和数值。电源采用隔离的DC-DC转换电路以配合与汽车车体有电气连接的传感器电压和电阻测试。传感器测试模拟仪测量时，量程可自动转换，无需手动选择，操作上比较方便。,下一页,返回,第四节 传感器模拟测试仪,一、 功能及技术指标以元征公司的STS600汽车传感器测试模拟仪为例说明其基本功能。STS600汽车传感器测试模拟仪由五大功能组成：电压测试、电阻测试、频率测试、电压模拟、频率模拟。测量部分模拟部分其他部分其主要技术规格如下。电压测量范围：0400 V，输出电压范围：012 V，电源电压范围：7.524 V，电压测量阻抗：10 M，输出频率范围：0.115 000 Hz ，静态工作电流：200 mA，频率测量范围：0.115 000 Hz等效输出电阻：20 ，频率测量阻抗：100 k，最大输出电流：50 mA，电阻测量范围：04 M。,下一页,上一页,返回,第四节 传感器模拟测试仪,二、 基本结构原理1 结构STS600的外形结构如图4-4-1，显示屏见图4-4-2，显示屏显示各部分内容意义如下 显示测量过程出现的最大值（仅对电压测试、电阻测试和频率测试有效）。 显示测量过程出现的最小值（仅对电压测试、电阻测试和频率测试有效）。 显示测量值或键入值。 单位显示区（根据挡位的不同，显示相应的单位）。 动态显示条，通过水平光标长度的变化指示电压值大小（仅电压测量时有效）。,下一页,上一页,返回,图4-4-1,返回,图4-4-2,返回,第四节 传感器模拟测试仪, 测量和模拟主功能图标，从左到右分别是：电压测试、电阻测试、频率测试、电压模拟、频率模拟。注意，5个矩形框中的图形是常有的。当某一图标外框点亮，表示该功能正被使用。键盘如图4-4-3所示，共有19个键。 5个主功能键，与屏幕上的5个主功能图标相对应。注意：对于氧传感器信号模拟，先按下“F”键不放，然后再按下电压模拟键，即可进入氧传感器信号模拟主功能。 3个附加功能键：、键用来增减模拟的电压及频率值。“F”键用做复用功能键。 数字键（09）和小数点键：这些键仅在电压和频率模拟功能的设定状态下起作用。,下一页,上一页,返回,图4-4-3,返回,第四节 传感器模拟测试仪,无论当前处于何种状态，只要按下5个主功能键之一，或者按下“F”键不放，然后按“电压模拟”键（对于氧传感器模拟功能），都可以立即转入所选的功能。2 工作原理图4-4-4是STS600汽车传感器测试模拟仪电路组成方框图。下面简要地分析一下本仪表的工作原理。STS600由7部分组成，即：电源部分、键盘部分、显示部分、控制部分、测试部分、模拟部分、转换部分，分别叙述如下：,下一页,上一页,返回,图4-4-4,返回,第四节 传感器模拟测试仪,（1） 电源部分电源部分由隔离式直流变换器构成，能将7.524 V的直流输入电压变换为稳定的5 V、15 V、12 V、-5 V输出电压供给后级电路使用。电源变换器的输入和输出，在电气上是相互隔离的。由于STS600使用的是汽车蓄电池的电力，因此在电气上与汽车的车体即“搭铁”是相连的。如果不经隔离就将这个电源引入仪表，虽然这时仪表可以工作，但在使用的过程中就会出现问题。由于要测试或模拟的项目绝大多数是在同一部汽车上进行的，只有极少数的测试或模拟项目是与该汽车无关的其他对象，这也就等于说在绝大多数情况下仪表的电源参考点即地线和被测试或模拟的对象的某一端子可能是相互连通的，而仪表测试线的负极和参考点即地线也有一定的电位差，这时单独接通测试线正极，或同时接通两根信号线，都不能得到正确的测试结果。,下一页,上一页,返回,第四节 传感器模拟测试仪,因此初级和次级的隔离是必须的。隔离后的仪表如同一块万用表，在电气上与被测对象无关。 （2） 键盘部分键盘部分由镶嵌在仪表面板上的薄膜开关构成。薄膜开关具有密封性好的特点，非常适合在充满油污的汽车修理场合使用。键盘部分与控制部分直接相连，是控制信号或数据信号的输入窗口。（3） 显示部分显示部分由大屏幕的液晶显示板构成。可显示模拟数据的即时值、最大值、最小值以及现在的功能状态、示值的单位等信息，还可以显示模拟状态下的即时值，以及现在是在等待输入数据还是正在模拟信号状态。在“模拟频率”状态下，显示部分还可以显示模拟的脉冲信号的幅值，STS600可以模拟5 V和12 V两种脉冲信号，以适合多种场合的需求。,下一页,上一页,返回,第四节 传感器模拟测试仪,（4） 控制部分控制部分是STS600的核心部分，它承担了除电源部分外的全部其余部分的控制功能，是该仪器的控制中心。控制部分由8位微控制器及专门为STS600编制的程序和微控制器的外围电路构成。微控制器不停地检测键盘部分，一旦有输入命令就立即根据命令的内容执行相应的操作。如果收到的命令是测试操作，微控制器首先发出命令，控制转换部分将外接的信号线连接到测试部分的AD转换器，并根据命令将测试的挡位设定到电压或电阻，此时测试部分自动进行测试并在测试完毕后通知微控制器，微控制器根据读到的数据判断出一个恰当的量程并将正确的测试结果送到显示部分，同时动态地跟踪整个测试过程并将最大值、最小值送往显示部分显示。,下一页,上一页,返回,第四节 传感器模拟测试仪,如果测试的命令是频率测试，此时微控制器将控制转换部分的挡位设定到频率挡，再将经过测试部分输入电路处理过的脉冲信号送到微处理器，由微处理器精确的定时系统测量出脉冲的频率，这个过程的最大值、最小值也同时被动态地记录下来并送往显示部分显示。如果收到的命令是模拟操作，微控制器则先发出命令，控制转换部分将外接的信号线连接到模拟部分，对于电压模拟操作，微控制器发出信号控制转换部分，将外接的信号线连接到测试部分的DA转换器，并控制DA转换器将正确的模拟电压信号送到外部信号线；对于频率模拟操作，微处理器则直接送出正确的幅度、频率、占空比的脉冲信号，该信号经过模拟部分脉冲输出电路，再控制转换部分将该信号送到外部信号线。上述的模拟过程的相关数据和工作状态同时也被送到显示部分显示出来。,下一页,上一页,返回,第四节 传感器模拟测试仪,（5） 测试部分测试部分由AD转换器及其外电路组成。AD转换器是将模拟量转换成数字量的专用器件。经过转换后的数据以二进制的形式保存在专门用于存放测量结果的存储单元中。AD转换器的数据线、控制线与微控制器的输入输出接口直接相连。AD转换器在自身的时钟节拍控制下根据微控制器写入的有关挡位、量程等信息自动地进行转换，每次转换结束后都会通过控制线将结束信号送给微控制器，微控制器收到转换结束信号后，立即从AD转换器的结果存储单元中读出转换后的结果，然后对结果进行判断，再根据判断的结果决定恰当量程等信息，并将其写入AD转换器的控制单元中。此过程周而复始动态地进行着，从而确保了整个测量过程都会在正确的挡位中进行。测量部分还有一部分电路供测试脉冲频率使用，它的作用是将输入的脉冲信号放大并整形，然后直接送到微处理器的输入端口进行测量。,下一页,上一页,返回,第四节 传感器模拟测试仪,（6） 模拟部分模拟部分是由DA转换器及相关的外围转换电路构成。DA转换器具有与AD转换器相反的功能，它将微控制器送来的有关模拟的二进制信息转换成相应的模拟电压，通过输出级送到模拟的信号输出端。再控制转换部分将模拟的电压信号送到外部的信号端。模拟部分的另一部分功能是将微处理器直接输出的脉冲信号经过放大处理，转换成不同幅值的脉冲信号送到信号输出端，以实现脉冲信号模拟功能。脉冲信号的幅度由微处理器的另一个端子控制。,下一页,上一页,返回,第四节 传感器模拟测试仪,（7） 转换部分转换部分由继电器和相应的驱动元件构成。它控制输入输出的转换。控制输入的被测信号是送往电压测试电路、电阻测试电路还是脉冲频率测试电路；它也控制输出信号是是输出DA转换器模拟的电压信号，还是输出由微处理器产生经放大电路处理了的脉冲频率信号。上述的所有控制信号均由微控制器发出，并经驱动电路驱动继电器加以实现。转换电路为输入输出信号提供了方便灵活的信号通道，使得不同的信号流向可以通过同一信号接口，这极大地方便了操作使用。,下一页,上一页,返回,第四节 传感器模拟测试仪,三、 操作方法1 连接仪表的顶端有两个插座，右边为测试线插座，左边为电源线插座。使用时，分别把测试线和电源线插头插入相应的插座。电源线有红黑两夹。红夹接电源正极，黑夹则接负极。测试夹也有红、黑两夹。黑夹是信号公共端（信号地线）；红夹是电压、电阻、频率测试输入端和模拟电压、模拟频率及传感器信号输出端。本仪表测量通用的原则是：对于测试电阻、电压和频率时，应先将测试夹正确地接于待测点，然后按下相应的测试主功能键。本仪表模拟原则是：对于需参数设定的模拟功能，如电压和频率信号模拟，应先按下相应的功能键，然后进行参数设定，再按一次功能键，保证仪表处于模拟状态，接着将测试夹正确地接于模拟端。上述接线需正确连接，以免损坏仪表。,下一页,上一页,返回,第四节 传感器模拟测试仪,2 加电将电源线正确连接到汽车蓄电池（12 V）两端。仪表即通电进行自检，显示屏所有字符全部显示，并发出“嘟”声约1 s，表明仪表自检正常，然后仪器进入监控状态，显示屏显示“P”字样，等待用户选择六种功能。具体的测试与模拟操作步骤，界面上都有提示，或参照仪器的使用说明书。,下一页,上一页,返回,第四节 传感器模拟测试仪,四、 使用及注意事项任何汽车传感器，不管其检测的是哪种物理量，最终都要面对汽车的电控系统，将这种物理量转换成电控系统可以识别的电量。因此对汽车传感器工作时的电量输出的测量，是判断传感器质量的最主要的方法，在无法提供工作条件时，也可测量它的静态电参数加以判断。STS600提供了最常用的电压、电阻的测量功能，而对于动态的周期性信号，则提供了脉冲频率测量的功能。当然，少部分传感器的动态输出过程需要借助示波器的参与才可以得到全面细致的最终判断。同样，STS600还可以以电压输出的方式模拟传感器的输出信号，用这样的方式替代怀疑有问题的传感器，也可以用脉冲频率信号模拟那些具有动态周期性输出的传感器信号。,下一页,上一页,返回,第四节 传感器模拟测试仪,在模拟方面STS600还为模拟氧传感器的输出设计了专门的电路，可以模拟输出十分逼真的氧传感器信号。在使用时，当有电源电压加到直流12 V输入端时，DCDC隔离变换电路开始工作，产生各电路所需的工作电源。当有工作电源加至CPU控制单元电路时，CPU运行启动程序进行自检。若电路工作正常，CPU将显示液晶显示屏上的所有字符，表明自检通过。此时仪表进入等待状态，按键盘上部与液晶显示屏上五大功能图标对应的五大功能选择键即可进入相应的操作功能，执行相应的测试或模拟功能。在操作上总的原则是：不管本仪器当前处于何种功能的何种操作状态，只要选择了除本功能外的其他任何功能键，仪器都会无条件地转到新选择的功能上去。,下一页,上一页,返回,第四节 传感器模拟测试仪,需注意的是：因本仪器有模拟直流电压和脉冲频率的功能，故在功能转换时请务必先断开测试模拟夹，待进入所需的功能状态后，再正确地连接测试模拟信号夹，以防止由于误操作造成对被测对象的电冲击或损坏仪器自身。如果有电源电压加到直流12 V输入端仪表，不能自检或自检后的结果与前述的正常自检结果不符，或即使通过自检但不能正常地进行测试或模拟操作，这时应仔细检查直流电源输入连线和测试模拟端连线是否连接可靠，也可改用新的测试模拟端连线试探是否连线内部有断路的可能性，如果确信直流电源输入连线和测试模拟端连线连接可靠后仍无法工作，则可判定该仪表内部有故障。,下一页,上一页,返回,第四节 传感器模拟测试仪,需要注意的是，有时由于外界的干扰（如汽车点火系统的干扰）等原因，可能会导致仪表没有响应进入死机状态，这时需断开直流12 V电源电压后再重新接通，仪表便可重新启动进而恢复正常工作状态，否则就可能是仪表损坏。另外，本仪表在模拟状态工作时，输出的电流是有限制的（不超过50 mA），因此，模拟工作状态时过重的负载会导致仪表的模拟结果不正确（这属于正常现象，因仪表内部设有自动保护装置，所以不会损坏仪表），此现象在应用时应加以注意，不要引起错误的判断。,上一页,返回,第五节 故障解码器,一、 故障解码器的一般功能汽车电控系统的电控单元（ECU）体积小、可靠性高，已经成为现代汽车必备的装置。ECU一般具有故障自诊断功能，汽车正常运行时，ECU的输入、输出信号都在一定的范围内，当某一信号的电压值超出了这一范围，并且这一现象在一段时间不消失，ECU便判断为这一部分信号电路有故障。ECU把这一故障以代码的形式存入内部随机存储器，同时点亮仪表板上的故障指示灯（如CHECK ENGIN，SRS，ABS等指示灯）。早期的自诊断系统大部分用人工读码的方法，通过将诊断座上相应的插孔短接，从相