汽车维修工程（第三版）课件：汽车故障诊断及其应用

汽车维修工程（第三版）

汽车故障诊断技术及运用

第一节汽车故障诊断方法一、相关术语

汽车故障诊断技术是汽车设计制造与使用维修领域的主要研究方向之一。特别是随着电子技术在汽车上的广泛应用，已成为解决控制系统与装置的可靠性、安全性、维修性等问题的关键技术。随着现代电子技术、自动控制理论、信息理论与技术以及计算机技术，特别是智能理论与技术等前沿科学技术的迅猛发展，使建立智能状态监控与故障诊断系统成为发展趋势。按《汽车维修术语》（GB/T5624-2005）关于汽车故障及其诊断的术语定义如下：

汽车诊断（faultDisgnostic）：在不解体（或仅卸下个别零件）的条件下，确定汽车技术状况，查明故障部位及原因的检查。

汽车诊断参数（DiagnosticParametersofVehicle）：诊断用的汽车、总成、机构及部件的技术状况参数。

汽车故障诊断技术及运用

第一节汽车故障诊断方法按《汽车维修术语》（GB/T5624-2005）关于汽车故障及其诊断的术语定义如下：

汽车诊断（faultDisgnostic）：在不解体（或仅卸下个别零件）的条件下，确定汽车技术状况，查明故障部位及原因的检查。

汽车诊断参数（DiagnosticParametersofVehicle）：诊断用的汽车、总成、机构及部件的技术状况参数。

汽车诊断作业（DiagnosticOperationofVehicle）：汽车诊断过程中的技术操作。

汽车诊断技术规范（DiagnosticNormsofVehicle）：对汽车诊断作业技术要求的规定。7.1汽车故障诊断方法故障树（FaultTree）：表示故障因果关系的逻辑分析图。

故障码（DiagnosticTroubleCode，DTC）：汽车诊断中用以显示故障特征的数字符号。

随车诊断（OnBoardVehicleDiagnostic，OBD）或车载诊断：汽车电控系统的自诊断系统，具有实时监视、储存故障码及交互式通信功能。

汽车诊断设备（DiagnosticEquipmentofVehicle）：完成汽车诊断作业的器械。综合国际标准化组织、美国汽车工程师协会和日本汽车标准组织等的定义，诊断技术可表述为：能用来发现和分析故障元件及故障区域的技术。7.1汽车故障诊断方法二、汽车状态监测方法

1.定期检测

1）安全与环保检验进行汽车运行安全和环保性能的检测，目的是在汽车不解体情况下建立交通安全和环境污染监控体系。

2）综合性能检测对汽车进行综合性能的检测，目的是在不解体情况下，对运行车辆确定其工作能力和技术状况，查明故障或隐患部位及原因；维修车辆实行质量监督，建立质量监控体系，确保车辆具有良好的安全性、可靠性、动力性、经济性和排放性。2.实时检测为了保证车辆各电控系统的正常工作和检修方便，现代汽车电子控制单元一般都有故障自诊断功能。在汽车使用中，能够对各传感器、执行器和连接线路进行不断的实时监测。7.1汽车故障诊断方法三、汽车故障症状

汽车在使用过程中，由于各种各样的原因不可避免地要发生故障，使汽车的动力性、经济性、操纵稳定性、使用安全性等发生变化。表7-1常见汽车故障的表现和故障症状序号表现故障症状1性能异常动力性和经济性差，如最高行驶速度明显低，汽车加速性能差；汽车燃油消耗量大和机油消耗量大。乘坐舒适性差，如汽车振动和噪声明显加大。汽车操纵稳定性差，如汽车易跑偏，车头摆振；制动侧滑，距离长等。排放超标等2工况异常使用中突然出现某些不正常现象，如行驶中发动机突然熄火；制动无效；冬季发动困难；发动机熄火后发动不起来等3声响异常使用中发生的故障往往以异常响声的形式表现出来，如响声比较沉闷并且伴有较强烈的抖振时，故障比较严重4排烟异常发动机烧机油排气呈蓝色；发动机燃烧不完全排气呈黑色；发动机排气呈白色，表示燃油中或气缸中有水5操作异常不能按驾驶员的意愿进行加速、转向和制动，如加速踏板、制动踏板、离合器踏板、转向盘以及换挡杆操作不灵活等6气味异常制动器和离合器的非金属摩擦材料发出的焦味；蓄电池电解液的特殊臭味；电气系统和导线烧毁的焦糊味。漏机油的烧焦味和汽油味7过

热各部温度超出了正常使用温度范围，如发动机冷却夜过热，以散热器“开锅”表现最为明显；变速器过热、后桥壳过热和制动器过热等8渗

漏燃油、机油、冷却液、制动液、蓄电池液、转向机油、润滑油和制冷剂等漏液，电气系统漏电，进排气系统漏气等9外观失常汽车停放于平坦场地上时，检查外观有时会发现汽车纵向歪斜或横向偏斜；灯光、信号、仪表失常；表面碰伤、擦痕损伤等7.1汽车故障诊断方法四、人工经验法人工经验法是凭维修人员的基本素质和丰富经验，对汽车故障做快速准确地判断。

人工经验法的基本过程：

1.深问历程中医诊病需要问、望、闻、切，汽车故障诊断也是一样。其中，深问也是快速诊断汽车故障的方法之一。

2.慎查症状所谓慎查症状是对初步判断的故障发生部位进行仔细观察或模拟检测，这是人工经验法的最基本步骤。7.1汽车故障诊断方法3.细听异响用听觉诊断汽车故障是常用的简便方法。当汽车运行过程中，若发动机以不同工况运转时，汽车和发动机整体发出的声音虽然嘈杂，但有一定特点。4.触感变化凭感觉器官来诊断汽车和发动机故障就像中医切脉一样，以传到人体上感觉到的汽车状态来判断故障。5.嗅辨气味汽车上不同的气味代表着不同故障部位。6.试验求证所谓试验求证就是以试验来证明汽车技术状态的变异程度，以确定故障原因和部位。7.分离检查所谓分离检查就是对电路、气路、油路等具有系统性的结构，分段或隔离进行检查，以确定故障部位。8.部件替换所谓替换就是对可能发生故障的部位用合格的总成和零部件替换可能损坏的总成和零部件。9.局部拆装所谓局部拆装就是已经判明故障发生在某个总成以后，还不能准确判断具体是哪个零件发生故障的时候，可以按照总成的工作原理，局部拆卸某部分进行检查。7.1汽车故障诊断方法五、仪表检测法

1.车载仪表提示车载仪表可以有效地指示出汽车发生的相关故障。

2.检测仪表量示用测量仪器及设备按照相关标准对汽车或各部件进行参数的量度是故障诊断不可缺少的方法。7.1汽车故障诊断方法六、模式识别方法

1.统计方法统计决策与估计理论特别适合于特征数值化的汽车运行状态识别与分析。

2.句法方法句法方法又称结构模式识别，是建立在形式语言和计算机语言研究的成果之上并已发展成独立的科学分支。7.1汽车故障诊断方法表7-2统计方法与句法方法的比较比较内容统计方法句法方法模式生成基础概率模型形式语言模式分类（识别描述）基础估计／决策理论语法分析特征组织特征矢量初始数据和可测关联度典型学习方法；有监督；无监督密度／分布估计聚类形式语言聚类局限性难于表达结构信息难于学习结构规则

汽车故障诊断技术及运用第二节汽车自诊断系统及原理一、车载自诊断系统功能

配置车载自诊断系统（OBD）的目的是用监测发动机的排放各部件及子系统、汽车底盘、车身附属装置和设备及部件的工作状况，同时还可用作汽车故障诊断及网络故障诊断的物理条件。按美国法规标准要求，电控发动机的OBD可以监测到汽车发动机排放物HC、CO和NOx或燃油蒸发污染值是否超过美国联邦试验过程（FTP）所规定的排放量的1.5倍，以及由此而引起电控系统或部件的故障。包括发动机随机缺火时引起的HC排放量的整体上升；催化转换器的净化效率下降到某个限值之下；系统检测出密封的燃油系统有泄漏；EGR系统的故障引起NOx排放量上升，某个关键传感器或其他排放控制装置失效等情况。

第二节汽车自诊断系统及原理当汽车排放超过法定值或汽车电控系统出现故障时，故障指示灯（Malfunction

IndicateLamp，MIL）闪亮，告知驾驶人汽车发动机电控系统出现故障或废气排放超标，并将故障代码的形式存储在电控单元中，为汽车维人员诊断和排除故障提供依据。图7-1发动机故障指示灯7.2汽车自诊断系统及原理EOBD、OBD-Ⅱ的功能具体可归纳为：

（1）保证车辆的排放水平在其使用寿命内不超过法规规定标准。

（2）减少在用汽车零部件故障引起的排放量增加。

（3）减少车辆检测的次数，简化了在用汽车I/M程序。

7.2汽车自诊断系统及原理二、车载自诊断系统特点对于第一代车载诊断系统各个制造商是按照自己的标准进行设计，诊断插座的针数、安装位置、外形尺寸以及故障码的含义都不相同。1993年以前，车载诊断系统（按美国标准称为第一代车载诊断系统OBD-Ⅰ）自成体系，不具通用性，不能使用统一的诊断仪器进行测试，汽车售后服务及维修很不方便。第二代车载诊断系统的诊断插座（16针）、安装位置和故障码含义符合美国汽车工程学会提出的标准。1994年，美国汽车工程师协会（SAE）提出了第二代车载诊断系（OBD-Ⅱ）标准规范，经美国环境保护局（EPA）及加州环境资源局（CARB）的认证通过,要求各个制造厂商按照OBD-Ⅱ标准规范采用统一的诊断模式及诊断座。7.2汽车自诊断系统及原理OBD-Ⅱ有系列化标准，包括《诊断术语》（SAE-J1930）,《诊断数据连接器（DLC）及其排列》（SAE-J1962）,《诊断测试模式》（SAE-J2019），《诊断扫描仪器》（SAE-J1997），《诊断故障码》（SAE-J2012）和《通信协议标准》（SAE-J1850）。7.2汽车自诊断系统及原理

1.OBD-Ⅱ的主要特点（1）诊断插座统一为16针，安装在仪表板的下方、烟灰缸后面或杂物盒下方。

端子号用途定义端子号用途定义1＃提供给制造厂应用9＃提供给制造厂应用2＃SAE—J1850通讯标准资料传输端子10＃SAE—J1850通讯标准资料传输端子3＃提供给制造厂应用11＃提供给制造厂应用4＃车身搭铁端子12＃提供给制造厂应用5＃信号回路搭铁端子13＃提供给制造厂应用6＃提供给制造厂应用14＃提供给制造厂应用7＃ISO-9141通讯标准资料传输端子15＃ISO-9141通讯标准资料传输端子8＃提供给制造厂应用16＃提供给制造厂应用表7-3OBD-Ⅱ诊断插座端子定义图7-2OBD-Ⅱ诊断插座端外形7.2汽车自诊断系统及原理

（2）具有数值分析资料传输功能DLC。（3）故障码由５位字符组成，具有统一的含义。例如，故障码P0123，其各个字符的含义如下:

第一位英文字母代表被测系统。P--动力传动系统（POWERTRAIN）;B--车身（BODY）；C--底盘（CHASSIS）;U--未定义。

第二位数字代表制定故障码主体。0代表SAE定义的故障码，1为汽车制造商定义的故障码。

第三位数字代表被检测系统的子系统的故障码。对于动力传动系统，其数字代表：0--全系统；1和2—燃油/空气控制系统；3--点火系统；4--辅助排放系统；5--怠速/转速控制系统；6--PCM与输入/输出系统；7--变速器；8--非EEC动力控制系统。

最后两位是原厂故障码。7.2汽车自诊断系统及原理（4）具有用专用仪器直接读取和清除故障码功能。（5）具有行车记录功能。（6）具有重新显示记忆故障功能。（7）OBD-Ⅱ标准规范通信协议。7.2汽车自诊断系统及原理

2.EOBD和OBD-Ⅱ的差异

（1）排放限值不同。

（2）诊断内容不同。表7-4OBD-Ⅱ与EOBD的基本区别功

能OBDⅡEOBD进行燃油箱及燃油系统的泄漏试验是不是探测发动机不（发）点火的转速至最大4500r/min故障发生经历多少个驾驶周期故障指示灯才亮22-10用故障指示灯显示汽车行驶距离不是是使用的通讯协议SAEJ1850ISO9141-27.2汽车自诊断系统及原理三、车载自诊断系统组成

车载自诊断系统作为汽车电控系统的组成部分，主要由软件和硬件共同实现。软件主要实现控制策略、故障诊断、故障码和系统标定，硬件指配置了实现诊断功能的传感器和执行器。7.2汽车自诊断系统及原理对电控发动机的控制系统来讲，其故障自诊断系统一般由故障识别和故障运行控制软件，故障监测电路（包括传感器）和故障运行后备电路（执行器）等组成。在一个典型的发动机控制系统的软件程序中，有关OBD的故障码的内容占整个软件的近1/2，OBD部分的标定与发动机控制部分的标定工作量基本相当。

OBD进行故障诊断所需的硬件与控制系统的基本一致。以电控发动机OBD为例，其OBD-Ⅱ硬件主要由各传感器、电子控制单元（ECU)、OBD连接器插口、故障显示灯、执行器及线路等与废气排放控制相关的子系统组成，如图7-3所示。所有出现在发动机排放控制系统中与排放有关的部件、子系统都是OBD检测的对象。7.2汽车自诊断系统及原理图7-3电控发动机OBD系统硬件组成7.2汽车自诊断系统及原理四、OBD-Ⅱ诊断策略

发动机排放性能的OBD-Ⅱ软件可以通过以下监测程序或称监测器来完成，包括发动机缺火监测器、燃油系统监测器、综合部件监测器、催化效率监测器、排气再循环监测器、燃油蒸发控制系统监测器及二次空气喷射监测器等。

以OBD-Ⅱ的发动机排放系统监测器为例，说明故障诊断策略，有助于对故障码含义及其故障机理的认识。

7.2汽车自诊断系统及原理1.缺火监测通过测试每个汽缸做功时对发动机转速变化的影响程度，对汽缸的缺火进行连续的监测。缺火判断分为两个阈值：A类缺火和B/C类缺火。

1）A类缺火处理

发动机在2000r/min状态下，一个缸缺火率在2%～20%之间，监测器确认为缺火过度--Ａ类缺火。

2)B/C类缺火处理

发动机在1000r/min状态下，一个缸的缺火在2%～3%之间，监测器确认为缺火过度--B类缺火。

7.2汽车自诊断系统及原理

２.燃油系统监测

燃油系统监测是最高优先级监测器，当系统闭环运行时，燃油监测程序将连续监测短期燃油修正和长期燃油修正。

3.排放性能及部件监测

OBD-Ⅱ还可以监测氧传感器、三元催化转换器效率和燃油蒸发控制系统的密闭性等。

（1）催化器效率监测器。

（2）排气再循环（EGR）系统监测器。

（3）蒸发排放控制（EVAP）系统监测器。图7-4配有清除气流量传感器的EVAP7.2汽车自诊断系统及原理4.相关元器件监测

元器件类型所属总成元器件名称传感器发动机凸轮轴位置传感器，爆震传感器，水温传感器，进气温度传感器，节气门位置传感器，进气歧管压力传感器，空气质量流量传感器变速器挡位模式开关，涡轮速度传感器，车速传感器，油温传感器执行器发动机点火控制器，怠速空气控制阀，燃油蒸气净化真空开关变速器变矩器离合器控制电磁阀，变矩器离合器使能控制电磁阀，换挡电磁阀A，换挡电磁阀B，3/2换挡电磁阀表7-5美国大气资源局规定的应监测的动力系统元器件7.2汽车自诊断系统及原理

1）对传感器的监测

对于模拟信号输出的传感器，通过监测其模数转换的输入电压ꎬ以确定其开路、短路和超出范围的数值。例如，进气温度传感器、冷却液温度传感器、节气门位置传感器、进气歧管压力传感器和空气质量流量传感器等。

2）对于执行器的监测对于执行器的监测是检测执行器驱动电路的开路和短路电压，几乎所有的执行器只要分别予以搭铁就可以接通，其电压接近于0V。

3）综合监测器（CCM监测器）

对传感器和执行器也采用综合监测器进行监测，并且有两种策略监测各输入和两种策略监测各输出。

7.2汽车自诊断系统及原理五、自诊断系统监测模式

１.诊断模式分类OBD-Ⅱ有６种诊断测试模式,即参数检测（ParameterIdentification，PID）、读取故障码产生时现场数据记录也称访问冻结帧数据（FreezeFrameDataAccess）、读取诊断故障码、动力系统控制重新起动监测（PCM，PowertrainControlModule）、氧传感器监测结果输出和对执行器控制输出状态诊断测试（OTM，OutputStateMode）。

２.监测循环模式OBD-Ⅱ标准要求发动机管理系统对每个受监测的电路，根据专门设置的运行条件检测其故障，设置故障码并控制MIL的状态（亮或熄）以及擦除故障码。通过暖机预热循环、驱动循环、MIL行程和OBD-Ⅱ测试循环等过程实现故障监测。

7.2汽车自诊断系统及原理

（1）预热循环（Warm-upCycle）。

（2）驱动循环（DriverCycle）。

（3）OBD-Ⅱ行程（Tirp）。

（4）OBD-Ⅱ驱动循环（OBD-ⅡDriveCycle）。7.2汽车自诊断系统及原理表7-6OBD-Ⅱ驱动循环时汽车运行状态序号12345678910工况起动预热怠速1加速1匀速1匀速2减速1加速2匀速3减速2控制要求一旦起动，在测试循环内不能停车用任意方式驱动直到水温高于82℃，包括怠速---节气门开度1/4,加速到72km/h,关闭A/C速度在48km/h～64km/h之间，节气门开度一定速度在32km/h～72km/h之间稳定运行减速至怠速节气门开度1/2,加速到88km/h速度在64km/h～96km/h之间，节气门开度稳定减速至怠速运行时间---大于4min45s约10s大于1min大于4min约10s---大于80s---监测内容OBDⅡ行程（Trip）---

缺火及燃油监测------氧传感器监测------综合部件和EGR监测---运行时间约为10.25min催化效率---7.2汽车自诊断系统及原理

（5）I/M自检循环（DiagnosticTimeScheduleforI/MReadiness）。

表7-7I/M自检循环时汽车运行状态工况怠速加速1匀速1减速1加速2匀速2减速2控制要求同时打开A/C及除霜器节气门开度1/2，加速到88km/h，关闭A/C以88km/h速度稳定运行减速到32km/h，离合器分离，但不制动节气门开度3/4，加速到96km/h以96km/h速度稳定运行减速，不制动运行时间2.5min---3min------5min---监测内容缺火、氧传感器加热器、二次空气喷射、燃油修正、燃油蒸发净化缺火、燃油修正、燃油蒸发净化缺火、ECR、二次空气喷射、燃油修正、氧传感器加热器、燃油蒸发净化ECR、燃油修正、燃油蒸发净化燃油修正、燃油蒸发净化缺火、ECR、燃油修正、氧传感器加热器、燃油蒸发净化ECR、燃油蒸发净化7.2汽车自诊断系统及原理

３.相似条件一旦缺火或燃油系统故障而使故障灯点亮，汽车必须进行三个连续驱动循环。其中包括相似于第一次检测到故障点亮故障灯的运行条件。相似条件定义如下：（1）发动机转速与原来相同，其变化在375r/min。（2）发动机负荷与原来相同，其变化在10%以内。（3）发动机温度相同，即同为冷机或暖机。7.2汽车自诊断系统及原理六、OBD诊断信息及输出方式１.信息类型车载诊断系统可提供用于汽车故障诊断的信息主要包括：故障状态提示、故障码、与车辆运行状态相关的参数值及执行器状态等。其特点如下：(１)诊断模式通用化。使用OBD-Ⅱ扫描仪器可进行OBD-Ⅱ诊断测试模式的测试。(２)诊断信息多样化。除可获得故障码外，OBD-Ⅱ还可提供传感器检测数值、控制状态（开环/闭环）、控制参数和执行器通/断等信息。7.2汽车自诊断系统及原理

2.输出方式

1）故障灯通常在第二个驱动循环中检查出与前一循环相同的故障时，故障指示灯会被点亮，但也有个别例外：

（1）发动机缺火。A类缺火可能导致催化剂损坏，在首次出现缺火时，缺火监测器将使故障指示灯闪光。

（2）催化剂效率监测器在3个行驶循环中都检查出故障时，才点亮故障指示灯。（3）对于缺火监测器和燃油系统监测器，如果同一故障在稳定条件下连续3个驱动循环中不重复发生，MIL灯会熄灭。（4）催化器效率、加热型氧传感器、EGR和综合部件的监测器,如果相同的故障在以后连续3个驱动循环中不再出现，故障灯会熄灭。

2）故障码故障码是根据OBD-Ⅱ系统监测机制确定的一种诊断信息形式，它的产生及存储与故障类型相关。7.2汽车自诊断系统及原理

故障诊断码存储的规则是2次驱动循环期间连续检查出同一故障，监测器立即把它分类，并把一个故障码存入PCM模块的存储器中。个别的如催化剂效率监测器则在3次驱动循环内发现同一个故障时，才设置一个故障码。故障不再发生且故障指示灯已经熄灭，经发动机40个预热循环后，故障码才被擦除。未定故障码是虽已发生，但次数不足以点亮指示灯的故障代码。OBD-Ⅱ故障诊断系统置故障码与点亮故障灯条件见表7-8。监测器监测模式每个驱动循环置位未决故障码次数点亮故障灯存储故障码的单独连续驱动周期数无故障清除未决故障码驱动周期类型与次数无故障关断故障灯的驱动周期类型与次数故障灯熄灭后清除故障码所需要预热循环次数催化器效率每OBDⅡ驱动循环1次131340A型失火连续---1---3（相似条件）40B/C型失火连续1213（相似条件）40燃油系统连续1213（相似条件）40氧传感器每行程1次121个行程3个行程40EGR每行程1次121个行程3个行程40综合部件连续（条件允许）121个行程3个行程40表7-8OBD-Ⅱ置故障码、点亮故障灯及清除条件7.2汽车自诊断系统及原理

3)数据流电控汽车的故障自诊断系统一般都具有运行状态记录功能,特别是记录车辆发生故障时的运行状态数据。通过故障扫描仪可将汽车运行中各种传感器和执行元件输入、输出信号的实际值连续的读取出来，这就是所谓的数据流。例如，当电控发动机出现故障时，利用故障扫描仪的数据流读取功能，就能进行发动机实际数据与正常值的比较，以确定超出正常范围和有偏差的参数。利用数据流功能较为准确地判断故障的类型和发生故障的部位，OBD-Ⅱ扫描仪可以读取的通用车系检测参数见表7-9。总成参数性质参数名称发动机输入信号发动机转速、氧传感器电压(mv)、冷却水温度、进气温度、进气歧管压力、大气压力、节气门位置、空气流量、EGR开度控制参数喷油脉宽(ms)、燃油修正系数、短期燃油修正值和平均值、长期燃油修正值和平均值、目标怠速、点火提前角、爆震推迟角度、目标EGR开度(%)运行状态开环/闭环、燃油浓/稀标志、动力加浓通/断、氧传感器电压变动次数、发动机转速、节气门开度(%)、点火提前角、爆震状态、催化转换器高温状态、实际EGR开度(%)、EGR占空比(%)，怠速控制阀位置、电池电压、燃油泵电压(v)、启动后运行时间变速器与空调输入信号停车/空挡位置、PRNDL开关位置、车速、A/C请求控制参数指定挡位运行状态车速、制动开关通/断、TCC控制通/断、4挡开关通/断、A/C离合器结合/分离表7-9OBD-Ⅱ扫描仪可以读取的通用车系的检测参数7.2汽车自诊断系统及原理

4）执行器控制输出状态电控车辆允许通过故障扫描仪检测执行器接收控制输出信号时的动作状态，以确定执行器状态是否正常。

汽车故障诊断技术及运用第三节汽车故障诊断信息分析一、电控系统故障分析

1.故障类型

汽车是多元技术、多种结构、多种材料、多类工艺及多个零件组成的产品，在使用过程中所发生的故障模式多样，机理多变。按照不同的特征进行分类时，其故障种类的数量有很大差别。

表7-10汽车电器电子器件和系统常见故障及其表现形式分类对象故障名称故障表现形式电子器件短路器件或线路电阻为零断路器件或线路电阻为无限大烧蚀电流过大造成的器件损坏、端子和导线的氧化击穿电压过高造成的器件损坏漂移电器工作参数不稳定的现象过热电流过大或散热不良造成的器件温度升高衰退电器工作参数由于长时间工作而改变7.3汽车故障诊断信息分析表7-10汽车电器电子器件和系统常见故障及其表现形式（续上表）分类对象故障名称故障表现形式系

统

性

能失速发动机自动熄火的现象无力汽车或发动机动力不足缓升汽车或发动机升速缓慢迟滞汽车或发动机等总成对控制指令的响应时间长抖动汽车或发动机等总成速度忽高忽低，且变化频率较快的现象波动汽车或发动机速度在一定范围内变化，且变化频率较慢的现象打滑汽车速度不随发动机转速升高而增加的现象过热发动机或其它总成工作状态失调引起的温度升高振动汽车、发动机等受不平衡力作用而产生的振动异响工作过程中不正常的噪音超标不符合标准（如，汽车及发动机的燃料消耗高）失标设定的标准值（参数或位置）发生变化失信无信号、无电压、无电流、无压力等失控汽车、发动机或其它总成工作状态不能控制失效汽车、发动机或其它总成不能工作的状态7.3汽车故障诊断信息分析

根据2000年德国亚琛工业大学汽车研究所对1995-1999年欧洲的142300辆汽车进行的电子元件及控制系统故障调查数据统计显示见表7-11。电子系统发生故障率比机械系统还要高，而且随着电子系统复杂程度的增加，故障发生的趋势更大。调查报告还显示，当汽车电控系统发生故障时，故障指示灯不闪亮的概率是11.8%。表7-11汽车电控系统主要故障比例故障发生部位故障发生数量故障发生比例（%）ABS21341.5安全气囊17071.2发动机传感器75427.2警报系统85386电子控制单元28462故障总数2376716调查车辆总数（辆）1423007.3汽车故障诊断信息分析

2.电控系统特点1）设计特点根据汽车电气设备与电子系统种类的不同，各有其相应的组成和工作原理，在进行电气设备与电子系统检修之前应具备最基本的汽车电气设备与电子系统知识。7.3汽车故障诊断信息分析

2）控制特点在汽车上已经得到广泛应用的有：电控燃油喷射系统、自动变速器控制系统、防抱死制动系统、安全气囊系统、巡航控制系统、防侧滑系统及主动悬架系统等计算机控制系统，甚至空调、音响等附属设施也用计算机进行集成控制。然而，由于汽车控制的电子化，又带来了新的问题。一方面，汽车电控系统日趋复杂，给汽车故障诊断工作带来了越来越多的困难；另一方面，电子控制系统的安全容错处理要求提高，汽车不能因为电子控制系统自身的突发故障导致汽车失控和不能运行。针对这种情况，在进行汽车电子控制系统设计时，增加了故障自诊断功能模块。它能够在汽车运行过程中不断监测电子控制系统各组成部分的工作情况，如有异常，根据特定的算法判断出具体的故障，并以故障码形式存储，同时起动相应故障运行功能控制模块，使有故障的汽车能够被驾驶到维修厂；可以利用汽车故障自诊断功能调出故障码，快速对故障进行定位和排除。7.3汽车故障诊断信息分析

故障自诊断系统监测的对象是电控汽车上的各种传感器、电子控制系统以及各种执行元件，故障判断正是针对上述对象。故障自诊断系统共用汽车电子控制系统的输入信号，在汽车运行过程中监测输入信息。当某信号超出了预设的范围值，且在一定的时间内不消失，故障自诊断系统便判断这信号对应的电路或元件出现故障，并把这个故障以故障码的形式存入内部存储器，同时点亮仪表板上的故障指示灯。7.3汽车故障诊断信息分析针对传感器、控制系统及执行元件的故障，故障自诊断系统采取不同的处理方法：

（1）当某传感器或电路产生了故障后，其信号就不能再作为汽车的控制参数，为了维持汽车的运行，故障自诊断系统便从其程序存储器中调出预先设定的参数值，作为控制过程的输入参数，保证汽车可以继续工作。（2）当电子控制系统自身产生故障时，故障自诊断系统便触发备用控制电路对汽车进行简单控制，使汽车可以开到维修厂。这种功能就被称作故障运行，又称“跛行”。

（3）当执行器件出现可能导致其他器件损坏或严重后果的故障时，为了安全起见，故障自诊断系统采取一定的安全措施，自动停止某些功能的执行，这种功能称为故障保险。7.3汽车故障诊断信息分析3）运用特点

(１)温度与湿度。温度的变化包括两个基本方面：一是外界环境温度，我国的温度变化范围是-40～40℃。二是条件使用温度，它是与汽车工作时间的长短、电子线路布置的位置及其自身的发热、散热条件等有密切关联。

(２)电压波动。电压的波动来自两个方面，即电源电压波动和瞬时过电压。

（3）电磁干扰。事实上，由于汽车电器间的相互干扰不可避免，因此，对汽车电子电路来说，重要的是电磁相容性。

（4）其他环境。

7.3汽车故障诊断信息分析3.检查注意事项（1）对传统汽车电器故障进行诊断检查时，往往可以用“试火”的办法逐一判明故障部位与原因。但是，汽车电控系统有许多电子元器件，不允许使用这种方法。因为“试火”产生的过电流，会给某些电路或元件带来意想不到的损害。因此，对汽车电控系统检测必须借助一些仪表和工具，并按规定的方法进行。（2）不允许使用万用表的R×100以下低阻挡检测晶体管，以免造成电流过载。（3）拆卸蓄电池电缆时，应先拆负极；安装蓄电池电缆时，应最后连接负极；应确保点火开关或其他开关都已关闭才可进行蓄电池拆卸，否则可能导致电子器件的损坏。（4）更换烧坏的熔断丝时，应使用相同规格的熔断丝。用比规定容量大的熔断丝，可能会导致电器元件损坏。（5）靠近振动部件的线束应用卡子固定，将松弛部分拉紧，以免由于振动造成线束与其他部件接触；与尖锐边缘磨碰的线束部分应用胶带缠起来以免损坏。（6）安装固定零件时，应确保线束不被夹住或被破坏。（7）安装插接件时，应确保接插头牢固。（8）检查操作时应采取防静电措施，避免对电子元器件的损伤。7.3汽车故障诊断信息分析二、故障码分析

OBD-Ⅱ可以检测汽车运行状态和控制参数等数据，这些数据包含着可用于故障诊断的信息。

1.了解故障码设定条件

故障码的设定是有一定条件的，即当自断系统检测到某一个或几个信号超出其设定条件时，计算机将产生故障码。通常汽车对故障码的设定主要有以下几种方法：

（1）阈值判定法。

（2）频率判定法。

（3）状态判定法。

（4）逻辑判定法。7.3汽车故障诊断信息分析2.掌握故障码读取方法故障码存储在随机存储器（RAM）中，它既可以长期保存，又可以随时的清除。读取故障码的主要方式有：按照一定程序触发ECU，由仪表板上的故障灯闪烁故障码；由仪表板上的显示屏直接显示故障码的数字和信息资料；跨接诊断座上某两个端子，用跨接指示灯的闪烁来读取故障码；用专用检测仪连接到诊断座上，直接读取故障码。在上述四种方式中，故障码信息的显示方式实际上是两类，即故障灯或跨接指示灯的模拟显示；仪表板或扫描仪显示屏的数字显示。7.3汽车故障诊断信息分析

1）故障灯指示

自诊断系统检测到的故障码，通过故障指示灯（MIL）闪烁时间的长短和次数来显示故障码。

2）扫描仪读取扫描仪（AutoDiagnosticScanningTool）俗称解码器，分专用型与通用型两类。

（1）专用型扫描仪。

（2）通用型扫描仪。

３)故障码清除

故障码储存在随机储存器（RAM）中，随机储存器与电源直接相连，使故障码长期保存。清除故障码需断开专门的与随机储存器连接的电路或者直接断开蓄电池。利用扫描仪清除故障码记忆时，可直接通过操作扫描仪上的按键，对记忆的故障码进行清除。7.3汽车故障诊断信息分析３.正确判别故障码类型故障码分为历史故障码和当前故障码两种。（1）历史故障码又称间歇性故障码，它是过去发生但还未被清除的故障码。历史故障码的产生有两种情况：一种是故障已经排除，只是故障码未被清除。这类故障码被清除后，就不会再次产生。另一种是故障并未排除，只是当前没有发生。这类故障码被清除后，当故障再次发生时还会出现。所以，只有在彻底排除故障后才能完全清除故障码。

（2）当前故障码是当前存在的故障所产生的故障码。7.3汽车故障诊断信息分析

４.故障码应用方式表7-12部分OBD-Ⅱ故障码定义故障码故障定义故障码故障定义P0101空气流量计检测到的进气量不足P0203第三组喷油器控制线路不良P0106发动机起动时进气压力传感器无信号P0204第四组喷油器控制线路不良P0107进气压力传感器电压太低，断路或搭铁P0300发动机间歇性熄火P0108进气压力传感器电压太高，短路或真空度低P0335主控单元无法获得曲轴传感器信号P0112进气温度传感器电压信号太高P0340主控单元没获得凸轮轴传感器信号P0113进气温度传感器电压信号太低P0406EGR位置传感器信号不良P0117发动机冷却液温度传感器电压信号太高P0500主控单元无法获得车速信号P0118发动机冷却液温度传感器电压信号太低P0712变速器油温太高P0122节气门位置传感器电压信号太低P0713变速器油温太低P0123节气门位置传感器电压信号太高P0780换挡信号不良P0131氧传感器信号电压太低，混合气稀P07811-2换挡故障P0132氧传感器信号电压太高，混合气浓P07822-3换挡故障P0201第一组喷油器控制线路不良P07833-4换挡故障P0202第二组喷油器控制线路不良P07844-5换挡故障7.3汽车故障诊断信息分析

虽然故障码在及时排除故障中可起到一定的作用,但是故障码也有一定的局限性。主要有以下几方面的原因：（1）因为自诊断系统一般只能监测电控系统的故障，而对于机械系统很难发挥作用。

（2）故障码与故障现象之间有不确定关系。

（3）有故障现象时，不一定有故障码。7.3汽车故障诊断信息分析三、数据流分析数据流是指用检测仪器在特定时间所检测到的车辆运行状况参数记录数组。目前，国内外生产的乘用车的ECU中都有丰富的数据流存储与调用功能，但各个制造厂或检测仪器生产商提供的数据流结构各不相同。7.3汽车故障诊断信息分析

1.格式与参数1）序列式结构别克系列数据流具有美国车系数据流显示内容的主要特点，即参数全，数量多，有利于全面了解发动机及相关控制系统的工作状态。但是，数据量大，又给快速对比分析带来不便。表7-13别克系列电控发动机运行状态的部分数据流及参数定义序号参数名称单位或状态典型数值参数定义13X曲轴传感器r/min变化发动机转速1200-10000r/min时，转速计算信号。该信号从7X脉冲计算得到并通过点火装置控制模块ICM传送到动力系统控制模块PCM，用其计算发动机转速高于1200r/min时触发喷油器的脉冲224X曲轴传感器r/min变化发动机转速为0-1600r/min时的转速信号。24X信号输入到动力系统控制模块，计算得到的发动机速度应该与3X信号计算的发动机转速一致3空调高压压力kPa/V变化显示数据范围为0.0-7.0V。空调系统制冷剂压力传感器信号，压力值表示空调A/C压缩机对发动机施加的负载。动力系统控制模块用该信息调整怠速并控制冷却风扇4空调继电器电路状态正常／故障／无效状态正常显示正常（0K），故障（Fault）或无效状态（InvalidState），这些参数表示控制电路的状况7.3汽车故障诊断信息分析表7-13别克系列电控发动机运行状态的部分数据流及参数定义(续上表）序号参数名称单位或状态典型数值参数定义5空调请求信号是／否否

显示是或否。表示来自暖风和空调系统的控制请求输入状态，动力系统控制模块用空调（A/C）请求信号来决定是否请求空调（A/C）压缩机工作7空燃比比例14.2:1—14.7:l

显示0.0-27.4范围的数值。空燃比表示动力系统控制模块指令值。在闭环中，正常空燃比应大致在14.2-14.7之间；较低的空燃比表示较浓的混合气，可以在（混合气加浓）动力增强或三元催化转换器（TWC）保护模式时检测到；较高的空然比值表示较稀的混合气，可以在减速模式时检测到8大气压力kPa/V65-110kPa

显示10-105kPa（或0.0-7.0V）范围的数值。大气压力数据由进气歧管绝对压力（MAP）传感器信号确定，该信号在节气门全开（WOT）状况时监控大气压力，用于调整燃油供给和点火提前，以补偿海拔高度的变化10空调继电器命令接通／断开断开

显示0N（通）或OFF（断）。表示空调压缩机离合器继电器驱动器电路的控制指令状态。空调压缩机离合器被命令接合时，显示ON（通）11燃油泵继电器命令接通／断开接通

显示0N（开）或OFF（关），表示燃油泵继电器控制电路的控制）指令状态12变速器档位档位驻车(P)

显示O-4范围的整数值。表示变速器所处的档位13缺火循环数计数O-99

显示计数O-99范围的数值，表示发动机缺火次数14气缸1--6喷油器电路正常/常开/常关正常

显示正常、常开或常关。这些参数描述每个喷油器的控制状态15减速燃油切断启用／未启用未启用显示启用或未启用。如果动力系统控制模块检测到的状态与减速燃油模式中操作相适合，则显示启用。当汽车行驶速度超过40km/h（25mile/h）时节气门位置突然减小，动力系统控制模块将指令减速燃油模式。在减速燃油模式时动力系统控制模块（PCM）将进入开环以及减小喷油器脉冲宽度,以便减少燃油输送量7.3汽车故障诊断信息分析序号参数名称单位或状态典型数值参数定义17期望怠速r/min由动力系统控制显示0-3187r/min范围的数值。表示动力系统控制模块指令的怠速值。动力系统控制模块基于发动机冷却液温度和发动机负荷等因素，将发动机保持在理想的怠速速度-------------42燃油修正学习有效／无效有效显示有效或无效。当状态与长期（LT）燃油调节校正有效相适合时，燃油调节学习将显示有效。它表示长期燃油调节与短期（ST）燃油调节相对应；如果燃油调节学习显示无效，长期燃油调节将不与短期（ST）燃油调节相对应43氧传感器1mv0-1000之间变化显示0-132mV范围的数值,表示氧传感器输出电压。在闭环控制时，应在10mv（稀混合气）与1000mv（浓混合气）间有规律波动44怠速空气控制位置COUNTS变化显示0-255计数值。计数值大表示指令通过怠速空气通道的空气量多。怠速控制应能非常快速地随发动机负荷改变，以保持理想的怠速转速47点火模式点火控制IC／备用点火控制显示备用（BYPASS）或点火控制（IC）状态。表示从动力系统控制模块（PCM）备用信号输出的指令状态。当显示备用状态时,点火装置控制模块（ICM）控制点火提前角固定在上止点前10°（10°BTDC)。显示点火控制（IC）时，表示动力系统控制模块已请求点火提前角控制（IC模式）。点火装置控制模块（ICM）基于动力系统控制模块（PCM）到点火装置控制模块（ICM）备用电路状态确定正确的工作模式。当动力系统控制模块采用点火控制（IC模式），动力系统控制模块向点火装置控制模块备用电路提供5V电压。如果动力系统控制模块没有向备用电路提供5V电压，或是点火装置控制模块没有接受到，那么点火装置控制模块（ICM）将控制点火正时表7-13别克系列电控发动机运行状态的部分数据流及参数定义(续上表）7.3汽车故障诊断信息分析序号参数名称单位或状态典型数值参数定义48喷油脉宽ms变化1.5-3.5显示O-1000mV。表示在发动机每个循环中，动力系统控制模块指令每个喷油器接通的时间。喷油器脉宽越大，喷射的燃油越多。喷油器脉冲宽度（IPW)应随发动机负荷增加而增大49爆震延迟DEG0显示0.0-27.4°范围的数值。表示动力系统控制模块为响应爆震传感器（KS）信号而使点火控制模块减小的点火提前角的数量。当牵引力控制启用时，来牵引力控制模块的牵引力控制系统理想扭矩信号，可能导致爆震延迟（KnockRetard）显示大于0.0°的值50长期燃油修正%0-10显示-10%--+10%范围的数值。长期（LT）燃油调节由短期（ST)燃油调节值得到，并表示燃油传输的长期校正。0%的值表示燃油喷射量不需要补偿，以保持动力系统控制模块指令的空／燃比。远低于0%的负值表示混合气过浓应减小燃油喷射量（喷油器脉冲宽度减小）。远高于0%的正值表示混合气过稀应进行燃油补偿（喷油器脉冲宽度增加）。因为长期燃油调节趋于遵循短期燃油调节；怠速时，碳罐清洗而引起的负数范围内的值应认为是不正常的。动力系统控制模块最大控制长期燃油调节认可范围在（-10%）至（+10%）之间。处于或接近极限值的燃油调节值表示混合气过浓或过稀51控制状态开环／闭环闭环显示OPEN（开环）或CLOSED（闭环）。闭环表示动力系统控制模块根据氧气传感器电压控制燃油喷射量。在开环控制时，动力系统控制模块不参考氧传感器电压，而根据节气门位置（TP）传感器、发动机冷却液和空气流量传感器输入确定燃油喷射量52空气流量g/sec

显示0.0-512g/s范围的数值，表示发动机进气量。55MIL命令接通／断开断开组合仪表中显示0N（开）或OFF（关）。表示故障指示灯MIL的动力系统控制模块指令状态表7-13别克系列电控发动机运行状态的部分数据流及参数定义(续上表）7.3汽车故障诊断信息分析表7-13别克系列电控发动机运行状态的部分数据流及参数定义(续上表）序号参数名称单位或状态典型数值参数定义56气缸1-6失火/当前计数0显示0-198计数值。缺火当前计数值表示在最近200个曲轴转数中，检测到的每个气缸内缺火的次数。计数器显示的数字为实际检测到的缺火事件数的两倍。计数通常可能显示某些启动数字，但这数字很小，所有气缸接近相等57气缸1-6失火/历史计数0显示0-65535计数值。缺火历史记录计数器表示在每个气缸中检测到的总缺火水平。计数器显示的数字为实际检测到的缺火事件数的两倍。在缺火诊断故障代码（PO300O）启用前，缺火历史记录计数器不会更新或有任何动作。缺火测试检测到故障时，缺火历史记录计数器将在曲轴每转200转更新一次58动力加浓启用／未启用未启用启用表示动力系统控制模块已检测到适合于动力增强操作模式的条件，即当节气门位置增加较大以及负荷被检测到时，动力系统控制模块指令动力增强模式。当动力增强时，动力系统控制模块通过进入开环和增加喷油器脉冲宽度来增加燃油喷射量，以防止在加速过程中可能产生的降速59短期燃油修正%变化显示-10%-10%范围的数值。短期燃油调节表示通过动力系统控制模块响应燃油控制氧气传感器在450mV极限上下所消耗时间量，以便对燃油喷射量进行短期校正。如果氧气传感器电压主要保持低于450mV，则表示较稀的混合气，短期燃油将增加到大于0%的正数范围，动力系统控制模块将增加燃油供给。如果氧气传感器电压主要保持在极限之上，短期燃油调节将减小到低于O％的负数范围，而动力系统控制模块将降低燃油喷射量，以改变浓混合气供油状态。在诸如过长的怠速时间和过高的环境温度条件下，碳罐清洗可能会引起正常操作时短期燃油调节出现负读数。动力系统控制模块最大控制长期燃油调节认可范围在-10%到+10%之间7.3汽车故障诊断信息分析表7-13别克系列电控发动机运行状态的部分数据流及参数定义(续上表）序号参数名称单位或状态典型数值参数定义60点火提前角DEG-64°～+64°显示-64°至+64°范围的数值。由动力系统控制模块在IC电路上发出点火正时角度指令。负值表示上止点之前（BTDC）或点火提前的角度。正值表示上止点后(ATDC）或点火延迟的角度。因为当备用模式时，点火装置控制模块（ICM）将点火提前角设置在固定的上止点之前10°。当动力系统控制模块指令IC模式时，显示的点火提前角反映实际的正时值-----64节气门位置%0显示O一100％范围的数值,节气门位置开度由动力系统控制模块通过节气门位置传感器电压计算得到。在怠速时,节气门位置为0%；节气门全开(WOT）时，显示100％-----66汽车车速km/h0显示范围O-255km/h,由车速传感器信号获取-----71故障码数计数

显示当前汽车电脑中储存的故障码数-----82燃油修正单元

CELL#燃油调整单元取决于发动机的转速以及流量传感器的读数，一个以转速对应于流量的图表分成10个单元。燃油调整单元表明目前运行所在的单元83氧传感器2mv0-1132mv表示监测催化转化器的氧传感器输出电压。如果催化转化器正在有效地工作，那么氧传感器1的信号要比氧传感器2所产生的电压高。当PCM检测到氧传感器2的电压超过一定水平，则表明催化器已不再有效地工作84氧传感器加热器命令接通／断开断开加热型氧传感器需要在一定的温度上才能工作，一般在冷起动时，为了使发动机尽快进入闭环状态，必须对氧传感器进行加热，使其进入工作状态。通常状态下显示为OFF85巡航禁止信号是／否是

显示“是”，表明PCM正在禁止巡航控制运行。在怠速时,应该显示“是”86巡航控制启用是／否否表示巡航控制器输入状态。巡航打开时，不应该显示“是”，除非汽车是在巡航控制模式下运行7.3汽车故障诊断信息分析

数据流参数的定义是利用数据流进行故障诊断的基础，只有正确理解参数的定义，才能有效地利用检测获得的数据结果。

2）组块式结构用VAG1552型扫描仪可以直接测试大众系列各种车辆的运行数据，如奥迪A4、Ａ６、A8和C5，奥迪100和200，捷达系列，宝来系列，桑塔纳系列及帕萨特系列等。用大众系列专用扫描仪检测数据的主要特点是：以数据块的方式显示检测结果，每组数据之间是相互关联的参数，有助于故障诊断。但是，显示器中没有数据说，阅读非常不方便。V.A.G.1552型扫描仪可检测的系统及地址代码见表7-4。序号地址码及其检测系统序号地址码及其检测系统100自动测试