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河南机电高等专科学校2011年毕业论文
摘要：本文对汽车故障诊断仪和电控系统故障诊断与维修进行了深入的研究，首先对汽车故障诊断仪进行了概述，以及专用仪器和通用仪器的区别和优缺点。然后简要介绍了VAS505X的发展及功能，详细的分析了解码器在汽车电控系统维修中的应用，并对其在检测中应注意的问题和认识误区加以说明。最后介绍了一般车型的发动机电控系统故障与维修并以案例说明。
关键词：汽车故障诊断仪，电控系统，解码器，控制单元，维修
Abstract:In this paper, automotive fault diagnostic apparatus and the electronic control system fault diagnosis and maintenance conducted in-depth study, the first vehicle fault diagnostic apparatus for an overview, as well as special equipment and general equipment differences and advantages and disadvantages.VAS505X then briefly introduced the development and function, detailed analysis of the decoder in the automotive electronic control system maintenance application, and their attention in the detection of problems and misunderstandings be described.Finally, the general model of the engine control system failures and maintenance and in case notes.Keywords: automotive fault diagnostic apparatus, electronic control system decoder control unit maintenance
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目录
第一章 汽车故障诊断概述...........................................................................................................3 1.1 汽车故障诊断设备.................................................................................................................3 1.2故障诊断的目的和意义..........................................................................................................5 第二章 故障诊断仪.......................................................................................................................7 2.1 故障诊断仪概述.....................................................................................................................7 2.2 VAS505X.................................................................................................................................8 第三章 电控系统故障诊断基本方法.........................................................................................11 3.1 汽车电控系统的基本组成及检修注意事项.......................................................................11 3.2 汽车电控系统的基本诊断方法...........................................................................................12 第四章
解码器在汽车电控系统维修中的应用.......................................................................17 4.1 人工读码方法及其存在的困难...........................................................................................17 4.2 解码器的主要功能...............................................................................................................18 4.3 解码器在使用中的有关技巧...............................................................................................19 4.4 解码器在使用中应注意的问题...........................................................................................21 4.5 对解码器认识的几个误区...................................................................................................22 第五章 发动机电控系统故障诊断与维修.................................................................................24 5.1 凌志LS400电控系统故障诊断...........................................................................................24 5.2 本田雅阁2.3L轿车电控系统故障诊断.............................................................................24 5.3 悦达起亚千里马1.3GL轿车电控系统故障诊断...............................................................25 5.4 桑塔纳2000GSi轿车电控系统故障诊断...........................................................................25 总 结.............................................................................................................................................26 致 谢.............................................................................................................................................27 参考文献.......................................................................................................................................28
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第一章 汽车故障诊断概述
随着汽车技术的发展及最新技术成果在汽车上的应用，现如今汽车已经成为一个复杂的机电一体化的产品。同时，汽车的发展使传统的人工经验诊断越来越不能满足现代汽车检测和维修的需要，伴随而来的是汽车检测设备与手段的发展，现代汽车检测与诊断技术不仅可以定量地指示检测结果，而且具有自动控制检测过程，和自动存储、打印监测报表等功能。有的设备附有常见车型的技术数据，有利于维修人员对汽车技术状况判断的准确性；有的设备具有一定的分析判断能力，为实现汽车故障的快速、准确、有效诊断提供了技术支持。汽车维修设备能有效地提高汽车维修的生产率和维修质量。
1.1 汽车故障诊断设备
1.1.1发动机故障诊断设备 ① 气缸压力表（如图1）
图1 气缸压力表 图2 气缸漏气量检测仪 ② 气缸漏气量检测仪（如图2）③ 曲轴箱窜气量检测仪
图3 真空表 图4 点火正时枪 ④ 真空表（如图3）⑤ 点火正时枪（如图4）
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⑥ 发动机废气分析仪
⑦ 发动机综合分析仪（如图5）
图5 发动机综合分析仪 图6 底盘测功机 1.1.2 底盘故障诊断设备 ① 底盘测功机（如图6）
② 四轮定位仪（如图7）
图7 四轮定位仪
图8 制动试验台 ③ 制动试验台（如图8）④ 侧滑试验台（如图9）
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图9 侧滑试验台
1.1.3 汽车电控系统故障诊断设备
图10 汽车专用万用表 图11 汽车示波器 ① 汽车专用万用表（如图10）② 汽车示波器（如图11）
图12 通用故障检测仪 图13 专用故障检测仪 ③ 通用故障检测仪（如图12）④ 专用故障检测仪（如图13）
1.2故障诊断的目的和意义
诊断技术是随着机器、设备不断完善化、复杂化和自动化发展起来的。机器在运行过程中，各部零件受到力、热以及摩擦、磨损等多种物理作用，其运行状态不断变化。而现代机器在运行中一旦发生故障，往往导致严重的后果。因此，在机器
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运行过程中，对其运行状态及时作出判断，查明故障隐患并采取相应对策，可以大大降低故障率提高机器的使用可靠性，充分发挥机器的效能，减少维修费用，获得更大的利益。
故障诊断的目的与意义如下：
①保证交通安全 随着交通事业的发展，交通事故也在日益增加。全世界每年因道路交通事故死亡30余万人，导致终身残疾者约3000万人。造成交通事故的原因大致可归为驾驶员、行人、车辆、道路和气候等五个方面。其中，由于汽车制动、转向、照明灯技术原因的事故，约占总量的1/4。所以，对汽车进行定期检查和调整，使其处于良好的技术状况，对保证交通安全是非常必要的。
②减少环境污染 汽车排放的尾气中含有上百种化合物，其中对人和生物直接有害的物质主要是CO、HC、NO、铅化合物及碳烟等。这些有害气体污染了大气，破坏了人类的生存环境。另外，汽车尾气中还含有CO2，其是一种主要的温室气体，排放过多会使地球表面温度升高。汽车的噪声使另一种环境污染。在交通繁忙的十字路口，车辆噪声可达70dB以上。国家通过对汽车进行定期检测的方法，严格限制汽车的废气和噪声污染。污染的车不准上路必须及时修理。
③ 改善汽车性能 汽车行驶一段时间，零部件经过磨合之后，性能渐渐进入最佳状态。随着行驶里程的增加，汽车的性能或技术状况又逐渐变差，不仅动力性和经济性降低，油耗增加，尾气排放情况变坏，有时还会引发交通事故。所以通过定期的检查测试，就可以保持汽车经常处于良好的技术状况，延长使用寿命
④ 提高维修效率，实现“视情修理” 所谓“视情修理制度”是利用诊断设备定期的检测机器的技术状况，按照检测结果根据实际需要对机器进行针对性修理。这种维修制度能最大限度地发挥零件的使用潜力，减少不必要的拆装，大大提高机器的使用可靠性和使用经济效益。
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第二章 故障诊断仪
2.1 故障诊断仪概述
随着电子技术在汽车上的广泛应用，汽车作为高科技机电产品，其电控系统越来越多，如电控燃油喷射系统（EFI）、电控自动变速器系统（ECT）、电控悬架系统、防抱死制动系统（ABS）、驱动防滑控制系统(ASR)、电子稳定程序（ESP）及电控巡航系统（CCS）等。而对电控系统性能的检测和故障诊断，传统的单凭人工经验的诊断方法已显乏力，只有使用电控系统故障诊断仪，才能适应汽车技术的发展需求，因此故障诊断仪得到了广泛应用。当前，人们更加注重的是汽车维修的快捷和可靠程度，而对一辆由几万个零部件和复杂的电控网络系统分构成的汽车来说，要在不解体情况下，快捷、准确、有效地确定故障原因及部位，故障诊断仪（如图14）在汽车故障诊断中的作用就日显重要。
图14 故障诊断仪
在国内市场上，故障诊断仪品种繁多，但大致可分为专用仪器和通用仪器两大类。
2.1.1 专用仪器
一般是仪器生产厂应主机厂的要求开发设计的，比如奔驰的HHT和STAR、宝马的GTI、日产的CONSULTⅡ、奥迪大众车型的VAG1552和VAS505X等。由于得到主机厂的认可，可得到控制系统原开发商的诊断通信协议，专用仪器的特点是检测项目覆盖全车控制系统，功能齐全，作业深度大，特别是有关设定和编程功能，被主机厂配置给特约维修点（4S店）使用。但由于是为单一主机厂设计，因此专用故障诊断仪所能应用的车型相对单一。2.1.2 通用仪器
一般是通用仪器开发商设计和生产的，比如，德国博世的KTS、美国施耐宝的红盒子MT2500以及国内的诸如“电眼睛”、“金德K系列”等。由于得到的诊断通
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讯协议不足，常常通过一定的测试来破解车辆的诊断通信协议，完成自己的诊断软件，因此不能覆盖车辆的全部控制系统，测试功能不够齐全，作业深度不足，且一般没有编程和升级能力。但优点是覆盖车型面较宽，因此通用仪器适用于一般综合维修厂使用。
各种型号的故障诊断仪的结构组成基本相同，主要由电源线、显示屏、键盘、主机，数据卡及诊断测试线等组成，有的故障诊断仪还配有光驱、打印机、网卡接口、蓝牙通信或者是与标准PC通信的接口。2.1.3 故障诊断仪的作用
汽车故障诊断仪是维修中非常重要的工具，一般具有如下几项或全部的功能： ①读取故障码 ②清除故障码
③读取发动机动态数据流 ④示波功能 ⑤元件动作测试
⑥匹配、设定和编码等功能
⑦英汉辞典、计算器及其他辅助功能 2.1.4 故障诊断仪操作步骤
故障诊断仪大都随机带有使用手册，按照说明极易操作。一般来说有以下几步：在车上找到诊断座；选用相应的诊断接口；根据车型，进入相应诊断系统（ABS，ENG，A/T，C/C，SRS等）；读取故障码；查看数据流；诊断维修之后清除故障码。2.2 VAS505X 大众和奥迪车上的故障诊断仪最初是VAG1550，在该仪器的基础上1988年和1993年又分别成功的开发了VAG1551和VAG1552。随着汽车控制单元数量的增加，原有的K线通信方式已无法满足要求，故障诊断仪与车载控制单元需要通过高速CAN总线进行通信，CAN总线诊断最早出现在2003年A8L上。因为原有的VAG1551/VAG1552在硬件上无法满足CAN总线通信的要求，因此更新的VAS5051、VAS5052被相继研发出来。2.2.1 VAS5051B VAS5051B如图15所示，它是一款集故障诊断、测试及故障查询、帮助功能于
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一身的综合设备，其主要功能是故障诊断、故障测试、故障导航
图15 VAS5051B
图16 VAS5052A
2.2.2 VAS5052A VAS5051B如图16所示，相比庞大的VAS5051B来说，VAS5052A相对小巧一些，相当于一台笔记本大小，除了不包含VAS5051B中所带的测试端口和示波器外，其余功能于VAS5051B基本相同，而且价格相对便宜，因此在大多数维修企业中得到广泛应用。2.2.3 VAS5053 在实际接车过程中，我们会发现VAS5052A对于服务顾问接车时预检还是稍显庞大，不够方便。厂家后推出的VAS5053（如图17）外形小巧，与原先的VAG1552体积相当，支持自诊断及功能导航，可以满足服务顾问预检、救援及一般诊断的需要。
图17 VAS5053 图18 VAS5054A
2.2.4 VAS5054A VAS5054A（如图18）是一款通用的诊断接口线，主要用于大众集团的车辆和来自其它工厂的汽车OBD系统。集成的蓝牙接口可以把车辆连接到笔记本电脑，台式电脑或者测试系统上。当使用VAS 5054A诊断车辆时，就不再需要其它线来连接。无线蓝牙的距离可以达到5-10米，具体距离取决于周围环境以及插在电脑上的蓝
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牙适配器。串行口（SPP）是用来通过蓝牙做数据传输的。可以支持不同的蓝牙安全等级。可以支持以下车辆系统：
§ K line(ISO9141-2)§ High-speed CAN(ISO 11898-2)§ Low-speed CAN(ISO 11898-3)§ J1850(SAE J1850)可以直接在VAS 5054A里面处理车辆协议。这样可以确保快速反应和可靠的实时性能，而不用依赖于电脑系统。每一次建立连接时，VAS 5054A的软件都随着安装在电脑应用程序上的版本同步更新。因此，当一个新的软件版本在电脑应用程序上安装后，VAS 5054A可以自动适应任何新特征。
诊断应用程序和相关的诊断基础系统安装在电脑应用程序里。诊断基础系统可以通过蓝牙或USB进入VAS 5054A。通过蓝牙进入：当一个与VAS 5054A的连接建立后，蓝牙的软件会提供一个虚拟的串口。诊断基础系统就通过这个串口连接到VAS 5054A。当你安装诊断应用程序时，你需要对这个串口做特别说明。通过USB进入： 你也可以通过所提供的USB线把VAS 5054A连接到电脑应用程序上。窗口通过接头检测VAS 5054A，并且在你安装诊断应用程序时自动安装光驱。这样VAS 5054A的安装就完整了，随时准备投入使用到诊断应用程序中去。
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第三章 电控系统故障诊断基本方法
3.1 汽车电控系统的基本组成及检修注意事项
3.1.1 电控系统基本组成汽车电子控制系统由传感器、执行器和控制单元ECU组成。其中传感器的作用是将非电量信号转变成电量信号，负责采集汽车各组成部分的运行参数，如节气门开度、空气流量、曲轴位置发动机转速、车速、发动机冷却液温度、废气中氧的浓度、车轮转速、自动变速器档位开关的位置、ATF油的温度、制动开关的状态等信号都有各自对应的传感器进行采集。执行器根据控制单元ECU的控制指令产生相应的动作，完成对汽车各子系统功能和性能的控制，例如喷油器、碳罐电磁阀、点火放大器、继电器、怠速空气调节器、换挡电磁阀、油压调节电磁阀、液力变矩器锁止电磁阀、进油电磁阀、出油电磁阀、故障指示灯等。控制单元ECU是整个控制系统的核心，其内部由多个电路模块组成，在内部存储单元存储了各种功能的程序，负责各种类型信号的处理、计算与判断，最后向执行器发出控制指令。同时，还对ECU的外部电路和内部自身电路进行有效性检测，如果某部分电路出现故障，ECU将设定故障代码，同时调用备用程序实现应急容错控制。根据控制系统的功能和控制对象的不同，汽车上常用的控制系统有：发动机电控系统、自动变速器电控系统、制动防抱死系统、安全气囊系统、驱动防滑控制系统、电控悬架系统等。在这些系统中，每一个传感器、执行器和电路出现故障，都将导致汽车某方面性能的不良或丧失。
3.1.2 检修注意事项
①故障诊断遵循由外到内、先易后难、由直观到复杂的原则。
②虽然汽车的很多系统都采用了电子控制技术，但汽车的很多故障都是由于非电路故障引起的，在故障诊断时往往要先排除结构可能存在的问题，如真空漏气，汽油泄露，火花塞积碳和高压漏电等，然后再检查电子控制系统可能出现的故障。
③在检查电路故障时，不能用传统的刮火方式来检查电路是否通断，否则容易损坏电器元件。
④不可在发动机运转时拆下蓄电池，否则电路中的浪涌电压会击穿电器元件。⑤在点火开关处于“ON”的状态下，不可拆下或装上线路连接插头，尤其是那些带电感线圈的用电器插头，否则用电器的自感应电压可能会使某些电器元件击
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穿。
⑥安装蓄电池时，千万不要将正负极接反，且蓄电池极柱夹一定要牢固固定，否则易烧毁蓄电池极柱或损坏电器元件。
⑦对采用电子控制技术的车辆进行焊接时，要注意保护好各个控制系统的ECU，最好将其拆下来，等焊接完后再装上去。
⑧清洗车辆时，不要让水洒到电路连接插头处，尤其是分电器上，否则易造成电路锈蚀、漏电和短路。
⑨在对控制系统的元器件进行检测时，一般首先检查元器件的供电与搭铁电路是否正常，然后再检测元件的本身。
3.2 汽车电控系统的基本诊断方法
根据所采用的手段与方法的不同，故障诊断的基本方法可分为：直观诊断法、自诊断和仪器诊法三种。3.2.1 直观诊断法
直观诊断法就是通过人的感觉器官对车辆故障现象进行问、看、听、摸、嗅、试等初步、直观的检查。通过“问”可以了解故障出现的时间、出现的过程、故障现象的特征等。通过“看”可以观察到元件损坏的表面现象，如断裂、脱落、松旷、泄露、堵塞、脏污、烧蚀等。通过“听”可以听到各种正常和不正常的响声、温度、湿度等。通过“嗅”可以嗅出漏油、异常的尾气排放和高温烧糊味等。通过“试”可以直观地试验出某些元件或系统的性能好坏，如火花塞的跳火、油压调节器的调压性能、点火时刻、发动机的动力性能、自动变速器的各项检验效果和ABS的工作效果等。诊断时要做到认真、细心和完全。
通过以上诊断，可以再现故障的全过程，了解和掌握故障现象的详细特征，根据积累经验，通过大脑的分析和判断，可以直接找到故障的具体部位。这种方法简单、实用，不需要任何仪器，有很多的故障都是通过这种方法得以排除的。3.2.2 自诊断法
汽车电子控制系统是一个相当复杂的系统，ECU在完成各项控制功能的同时，还带有自诊断功能，即控制系统中有一套监控程序，能够对系统中的传感器及其电路、执行器及其电路、ECU的自身情况进行监控。如果被监控的电路信号超出正常的范围，ECU将以故障代码的形式记录并存储下来，同时采用应急容错控制技术，河南机电高等专科学校2011年毕业论文
启动备用程序，调节备用参数来替代错误的信号，以维持车辆的基本工作状态。在进行故障诊断时就可以利用这一功能，如可以利用ECU的自诊断功能进行读取和消除故障代码，数据在线检测，执行器功能测试和基本设定。
（1）读取故障代码和消除故障代码
故障代码的读取方法有两种：一种是人工读码，另一种是用故障诊断仪读码 1.人工读码
针对不同车型可以选用下列介绍的方法进入读码状态。
①利用跨接线短接故障诊断插座上的“诊断输入”与“搭铁”插脚。ECU根据“诊断输入”插脚上的电压信号进入故障代码读取状态。适用车型有:丰田车系、三菱车系、大宇车系、欧宝车系、通用车系、福特车系等。故障诊断插座有的布置在仪表台下方的转向柱周围，有的布置在副驾驶一侧杂物箱的下方，有的布置在发动机仓内。
②按压“诊断”按钮，ECU根据按钮开关的触发信号进入故障代码读取状态。适用车型有沃尔沃车系。
③转动ECU外壳上的“诊断模式”选择开关，ECU根据旋钮转动的方向进入故障代码读取状态，适用车型有日产公司的系列车型。
④按空调控制面板上的“OFF”、“WARMER”、“TEMP”等键，使ECU进入故障代码读取状态，适用车型有通用公司部分车型（如凯迪拉克）和福特公司部分车型（如林肯）。
⑤在故障诊断座上指定的两插脚间跨接带330Ω电阻的发光二极管（LED），适用车型有马自达车系、三菱车系、奔驰车系、福特车系、现代车系等。
⑥在规定时间内连续转动点火开关3次（或5次）即ON-OFF-ON-OFF-„„，使ECU根据点火开关输入的脉冲信号进入故障代码读取状态。适用车型有：克莱斯勒车系、切诺基等。
进入故障码读取状态后，接下来就是故障代码的显示。显示故障代码的方法有下列三种：
①利用发动机故障指示灯显示故障代码。②利用指针式万用表或LED灯显示故障码。③利用发光二极管显示故障代码。
④本方法适用车系有凯迪拉克、林肯等。利用空调控制面板上的液晶显示屏以
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数字形式直接显示故障代码。
2.用故障诊断仪读码
在车辆线束总成上有一个故障诊断插座，该插座有的布置在仪表台下方的转向柱周围，有的布置在副驾驶一侧杂货箱的下方，有的布置在发动机机仓的左侧等。故障诊断插座上设有一个串行数据传输线，接上故障诊断仪，操作键盘即可将ECU内存储的故障代码读出并显示在显示屏上。这样的故障诊断仪有两类，一类是专用故障诊断仪如TECH1、BOSH、MARK、SCANNER、V．A．G1551、V．A．G1552等，每一种故障诊断仪只能适用于少数的几种车型。另一类是通用故障诊断仪，每一种故障诊断仪都能够适用较多的车型。过去采用的都是OBD-Ⅰ型故障诊断仪，不同型号的车辆都配有形状各不相同的连接插头；OBD-Ⅱ型的故障诊断插座都是采用国际统一的16端子的连接插头。常用的故障诊断仪有修车王、车博士、电眼睛、金德、金奔腾等。
消除故障代码的方法也有两种，一种是人工法，采用将ECU断电的方法，即将ECU的相关保险丝拆除一段时间(如10秒以上)后故障代码自行消失。另一种是利用故障诊断仪的消码功能，根据屏幕提示操作键盘，即可将故障代码消除。（2）数据流
利用故障代码进行故障诊断虽然在一定程度上比较方便、快捷，但存在两方面的局限性，一是故障代码只能指明某一部分电路有故障，只是一个范围，不能具体到故障部位；二是ECU只能监测到信号的范围，不能监测到被测信号的变化特性，即只对值域和时域超出有效范围的信号设置故障，而对没有超出有效范围，但不合理的数据则无法判断。所以，故障代码只是一个重要参考，不能完全依赖于对故障代码的监测，在排除故障时还必须更进一步的检测。
许多车辆的自诊断系统除了具有故障代码的设置功能外，还有行车记录功能，能记录车辆在行驶过程中的传感器、执行器及相关电路的数据和资料，将故障诊断仪通过故障诊断插座与车辆ECU相连，在故障诊断仪的显示屏上便可以显示出所测的数据。通过分析、比较这些数据，可以为进一步的故障诊断和排除疑难故障提供更多的信息和线索。同时，利用故障诊断仪还可以通过车辆ECU向执行器发出控制指令，使某些执行器产生动作，以测试其功能的好坏，如喷油器动作的测试、活性炭罐电磁阀动作的测试、换挡电磁阀动作的测试等。目前一般的故障诊断仪都具有这样的功能，即数据流功能。
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（3）基本设定
在大众系列的某些车型中，更换原件后需要进行参数匹配，又称基本设定。例如更换节气门体。该车的节气门体上有节气门电位计、节气门定位器、节气门定位电位计和怠速开关，更换后需要将节气门体与ECU进行匹配，如果更换了ECU，也需要在节气门体与新ECU之间进行匹配，否则会出现发动机怠速抖动、行驶无力等现象，这一工作必须由故障诊断仪来完成。V．A．G1551、V．A．G1552及一些通用型故障诊断仪都已具备这样的功能，具体设定方法可以参考故障诊断仪的使用说明书。
3.2.3 仪器诊断法
仪器诊断法是利用最基本的检测仪器对控制电路中的输入信号和输出信号进行直接测量，测量参数可以是电阻、电压、电流、频率、信号波形等，采用的仪器可以是万用表、示波器、喷油器清洗检测仪、LED试灯等。
（一）万用表法
此方法应选用高阻抗的数字万用表或汽车专用万用表，这种万用表一般都是具有测量电阻、电压、温度、频率、电容等功能，可直接用于测量原件或电路的电阻、电压和通断情况，对于交流信号和脉冲信号可以测量器频率，外接上温度传感器后还可以测量外界的温度。在确定故障具体部位时，万用表往往是最简单而实用的诊断仪器。
（二）示波器法
能够用作示波器的设备有汽车示波器、故障诊断仪和发动机综合分析仪等。采用示波器可以“截取”ECU与传感器或执行器之间的电子信号，并以波形的方式显示出来。波形记录了信号的幅值和时间之间的关系，从波形上可以得到信号的幅值(电压的大小)、频率、占空比、脉冲宽度、特性和信号的变化规律等。通过对波形的分析，理论上讲可以将导致汽车故障的所有原因一一检查出来，尤其在对付疑难杂症时特别有效，它是现代汽车故障诊断中一种重要的诊断仪器。
测量时，要将点火开关处于OFF状态下，拆下连接插头，用细铜线将信号插脚引出来，再插上连接插头，然后将引出线与示波器相连，要特别注意防止线路短路。
常用示波器来检测霍尔传感器、电磁感应式传感器、光电式传感器、氧传感器、爆震传感器的信号波形和喷油器、各种电磁阀的驱动电压波形等。
（三）喷油器清洗检测仪
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喷油器清洗检测仪可用作对喷油器进行超声波清洗，检查喷油器的喷油雾化状态，检查喷油器的滴漏，检查各喷油器间喷油量的误差等，常利用该设备对喷油器进行全面的性能检测。
（四）LED试灯法
利用试灯可以快速、方便地检查电路的供电、搭铁情况，可以直观地检查ECU对执行元件的控制功能，如可以检查喷油器、电磁阀、继电器、点火放大器等元件的控制电路是否正常工作。
由于汽车电子控制系统相当复杂，所产生的故障现象也是形式多样，其中有些事连续性故障，有稳定的故障现象或故障代码，且只要条件满足故障就出现，这类故障比较容易排除。有些是偶发性、间隙性故障，属疑难杂症，在诊断时往往很难再出现故障症状。遇到这类故障时，根据驾驶员反映的情况可以采用条件模拟法来诱发故障产生，常用方法有震动模拟、加热模拟、水林模拟、加速模拟、减速模拟法等。然后根据自身的条件，综合应用上述故障诊断方法，快速、准确地找出故障部位
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第四章
解码器在汽车电控系统维修中的应用
随着电子技术的发展，微电脑由于其体积小、成本低、可靠性高等优点，在汽车电子控制中得到越来越广泛地应用。然而，由于汽车控制的电子化，给汽车的诊断维修工作带来很大的困难，因此现代电喷车都提供故障自诊断功能。自诊断功能的原理是：汽车正常运行时，电子控制单元ECU输入、输出信号的电压值都有一定的变化范围，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内不消失，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，提醒驾驶员。维修人员则可利用读出的故障码，轻易知道故障所在。
维修中利用电喷车自诊断系统的方法可分两种：人工读码和采用仪器的方法（汽车电控系统故障诊断分析仪，俗称解码器，如图19）。
图19 解码器
4.1 人工读码方法及其存在的困难
人工读码前面已经介绍，这里不再详细说明。这种方法无须专门的检测设备，因而可以节省投资。但会遇到一些困难，简单地说，一是因为车型种类繁多，有亚、欧、美几十种车系上百种车型；二是电子系统繁多，现代汽车上往往有防撞气囊系统（SRS）、刹车防抱死系统（ABS）、自动变速箱（A/T）、巡航定速系统（CC）、自动空调系统（A/C）等，具体的困难有如下几个方面：
1)诊断座的型式和位置多变，不仅不同厂家的车型各不尽相同，同一车系也往往有几种，如奔驰的诊断座有8孔、16孔、9孔、38孔等型式，位置则有的在乘客侧防火墙附近，有的在驾驶侧避震器附近，有的在乘客侧避震器附近等。
2)跳线困难，不同的车型、不同的诊断座、不同的系统（如EFI、ABS）需要不同的跳线方法。没有相应的资料，就会无从下手。
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3)读码方法各异。同样是闪光码，编码方式各异。有采用2位数字组成一个码，也有用3位和4位数字的。
4)故障码对应的含义无从知晓，很多情况下，虽然读出了故障码，但由于该车型不常见或较新，找不到有关的资料。
5)无法读取电控单元的实时数据（数据流）。
6)清码较麻烦，跟读码一样，清码也会遇到跳线的困难。有些车甚至不提供跳线清码，这种情况一般要用专门的故障诊断分析仪才行。当然清码有一种比较易行但比较麻烦的方法，大多数车都可通过拆电瓶负极接柱来清码。不过拆电瓶线之前要先记下音响密码和仪表板上的有些设置（如果有的话）。另外拆了电瓶线后，汽车需要一段自学习的过程，因而这段时期汽车性能会有所降低。
7)随着美国汽车工程师学会（SAE）提出OBD II标准，即第二代随车电脑诊断系统（On-Board Diagnostics-II），该标准对诊断模式和诊断座作了统一，使人工读码走向了衰败甚至于死亡的道路，这导致了汽车电控系统故障诊断分析仪在维修市场上的广泛运用。
4.2 解码器的主要功能
汽车厂家配套的专用检测仪，相对而言，进口品牌故障定位精确，但价位偏高，而且大多为英文显示，需要汽车电器维修人员有一定的英文基础，如德国奔驰、大众的专用检测仪；国产的电控系统故障诊断分析仪功能与进口品牌相似，其优点是价格较低，中文显示，而且适用车型较广，如TL800、TL800A对亚、欧、美、国产车型普遍可测。有些人认为，电控系统故障诊断分析仪的功能就是读取故障码和清除故障码，实际上，其功能要强大的多，前面已经说过，下面列出电控系统故障诊断分析仪的一些主要功能： 4.2.1 测试故障码
操作按键，检测仪就会提示故障码及其含义，维修人员无须跳线，也不必费力查阅故障码的含义，并且还有提示排除故障的方法和提供传感器以及执行原件的标准电压、电流以及电阻，这为维修提供了极大的方便，特别是统领科技公司近期推出的TL800A，实测数据流与标准参数值同步显示，让人一目了然。； 4.2.2 清除故障码
操作按键就可实现消码，不用担心拆除电瓶后导致音响或者控制电脑的防盗功
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能启动。
4.2.3读取发动机动态数据流
通过仪器可读出发动机转速、发动机冷却液温度、节气门开度等随时动态变化，这样可以实时监控汽车的运行状态，可以排除一些故障灯不亮但是电控单元（ECU）能够监测得到的隐性故障。4.2.4元件测试
该功能使得维修人员利用仪器来操纵电控系统的执行元件。如控制喷油嘴的开关、控制怠速电磁阀的动作等。修理技工利用该项功能可以测试某些元件的工作是否正常，经常修车的人都知道，去汽车配件商店购买传感器等电子元器件一般是不让退货的，所以修理工在判定一个电子元件是否真的有故障那就会犹豫不决，如果这个元器件有问题还好说，万一没有问题的话那怎么和车主交待？有了解码器的元件测试功能，就可以免去这个烦恼，我们可以很快速准确地判定某个电子元器件是否真的存在问题，给修车工作带来很大的方便。需要说明的是，该项功能依赖各车型的控制电脑，即只有控制电脑支持这种功能，诊断仪才能这样操作。4.2.5 诊断在线帮助功能
目前国内市场上唯一支持此功能的解码器只有TL800A一种型号，该产品在故障诊断当中不仅提供故障码的定义，而且提供维修参考建议，使得使用者面对故障码时能够知道怎样去排除已知的故障，而且TL800A还首先推出了一项全新功能：数据流标准值对比。以往的解码器使用者在读取汽车电控系统数据流时，往往是一手拿着仪器，一手拿着参考资料来对比分析读出来的数据，这给操作带来很大的麻烦，如果手头没有参考资料，面对满屏不断跳动的数据，一些经验不足的使用者往往会有无从下手的感觉，自从TL800A加入了标准数据流的对比功能之后，使用者面对数据流就不会觉得束手无策了，可以很容易地判断出电控系统参数的正确与否。
4.3 解码器在使用中的有关技巧
解码器大都随机带有使用手册，其操作步骤在前面已经讲过，下面对其使用技巧作一些说明：
4.3.1 善于运用仪器的动态测试（KOER）功能
有些情况故障码不一定能反映出来，但有经验的维修人员可以通过动态数据流
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来发现。通过查询数据流，可以得知控制单元收集的相关传感器和执行元件的数据信息，以及开关状态信息，并以具体的数值显示出来。充分利用这些数据，有助于故障的正确分析和判断。
例如，动态测试中有的可以用曲线反映节气门的开度情况，缓缓地匀速地踩下节气门时，应该有近似直线的图形显示，否则与节气门相关的方面可能有问题；动态测试中往往有点火提前角的显示，点火提前角应该随着节气门的开度或发动机转速的变化而增大或减小等等。4.3.2 故障内容与故障现象相结合将故障内容与故障现象相结合能迅速确定故障成因所在，使用故障诊断仪的故障码查询功能，可以对故障车辆的电控系统进行扫描。大部分情况下，故障记录并不是故障成因。但是故障记录的内容，给我们提供了确定故障所在的范围，结合故障现象和其他辅助检查，可以迅速排除故障。
例如，一辆2004年产帕萨特B51.8T轿车，因为不易起动进站维修。使用故障诊断仪V.A.G1552进入发动机电控系统进行检查，发现2个故障，分别是进气温度传感器对地短路或开路，以及可变进气控制电磁阀开路或短路。通过阅读数据流获取进气温度被短路时的恒定值，可以确定进气温度传感器的确被短路。急加速时，可以看到可变进气电磁阀没有改变进气路径的动作。进一步使用万用表电压挡测量进气温度传感器插头的输入工作电压为12V，而标准值应为5V；同时测量到可变进气电磁阀插头的工作电压为5V，而标准值应该是12V的蓄电池电压。通过以上检查，再对照电路图中2个元件的线路颜色，故障的原因很快就找到了：原来是2个元件的插头一样，互相插错插头导致上述故障。4.3.3 根据多个故障内容找到共同成因
大多数情况下，通过读取故障码功能进行故障查询时，会调出多个有关故障记录，有时这些故障内容并不是孤立的，往往是由一个隐藏的故障造成的，或者有一定的因果关系。通过这个角度分析故障存储的内容，再结合其他检测方式和维修经验，可以迅速判断故障。
例如：一辆2003年产桑塔纳2000GSi轿车，经常无法起动，而起动后则一切正常。使用故障诊断仪进入发动机电控系统查询，发现2个故障码，分别是偶发性故障“30号端子电压信号太小”和“节气门体没有进行基本设置”，使用清除故障码功能清除故障记录，并对节气门进行基本设定，然而关闭点火开关一段时间后，河南机电高等专科学校2011年毕业论文
上述故障再次出现。
初步看起来这两个故障并不会导致发动机偶然无法正常起动，但是仔细想想，这两个故障有一定的因果关系。因为发动机控制单元是通过30号端子给控制单元中故障存储器和基本设置存储器提供电压，并维持其持久记忆的。在点火开关关闭的情况下，30号端子电压太低或为零，会导致故障存储信息和基本设置丢失。当点火开关打开时，查询发动机无法起动的故障存储时，该故障因为30号基本设置的故障端子电压太低或为零已经丢失，而且造成了上述“节气门阀体没有进行基本设定”的故障。也就是说第一个故障记录是导致第2个故障记录的成因。经过检查电路，的确是进入发动机控制单元的常正电源端子的线路在中央电器盒处的插头脱掉了。重新接好插头，当发动机再次无法起动时，再用故障诊断仪查询真正导致发动机无法起动的故障是转速传感器G28断路，最后换上新的发动机转速传感器（如图20），故障彻底排除。
图20 发动机转速传感器
除了上述几个使用技巧，故障诊断仪在检测维修中还有很多功能都可以得到淋漓尽致的发挥，要让它的功能得到最大限度的应用，关键在于使用者如何将系统的专业理论同丰富的维修实践紧密结合，使其向使用者提供的信息能够被充分利用。
4.4 解码器在使用中应注意的问题
① 准备测试的时候要确保电瓶电压在正常的范围之内，同时放下至少一侧的门窗玻璃，以免造成车门锁死的现象发生。
② 仪器在使用当中如果要启动发动机，最好先退出程序，否则由于汽车启动当中需要很强的电流，很容易使解码器与汽车电脑失去联系，造成死机的现象发生。
③ 自诊断系统一般只能监视信号的范围，不能监视传感器特性的变化。因而如果只是信号的特性发生了变化，并不能产生故障码。例如，发动机冷却液传感器的阻值有一个正常的工作范围，一旦阻值超出此范围，自诊断系统马上会产生故障码；但是假如该传感器的特性（指温度和阻值的对应关系）发生变化，但阻值依然
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在此范围内，发动机会工作不良，故障指示灯却并不会亮，仪器当然读不出故障。维修人员不应因为无故障码，就认为肯定无故障，以免走弯路。一般地，自诊断系统所诊断的为电路短路、开路、接触不良、串线等故障。
④ 自诊断系统监视的往往是某一电路的故障，而非某一元件，如某传感器相应线路故障、某电磁阀相应线路故障。所以如果检测仪显示的是“进气温度传感器故障”，实际上指该传感器相应电路故障，包括进气温度传感器、进气温度传感器与微电脑ECU间的连线（含插头和插座）、进气温度传感器的接地以及微电脑ECU和其供电、接地情况。一些维修人员对故障码所揭示的故障范围不甚清楚，以致只按所提示的故障码含义的字面含义来检修，必然会走弯路。
⑤ 有故障码并不一定有相应电路故障。这可以有下面几种情况： a.历史性故障
指故障已经消失，但尚未清除掉的故障码。例如，维修人员虽然排除了故障，但并未进行消码，这样故障码就依然在汽车ECU的随机存储器（RAM）中；或者，在发动机运行或点火开关打开的情况下，维修人员拨插相关电路的器件和插头，自诊断系统记下了这时的故障码。有时碰到故障码显示几个缸的喷油器都有故障，可能就是这种情况。所以，一般不急于按故障码来检修，而是消码、运行、再测试，第二次读出的码才真正说明有无故障。当然，第一次消码前别忘了记下故障码，因为某些故障码的产生情况难以再现，因此第二次读出的故障码或许会漏掉一些故障迹象。
b.故障码反映了系统存在故障，但实际上并非相应电路的故障
例如，故障码显示“氧传感器故障”，可能并非氧传感器的电路有故障，而可能是油气供给系统有故障，使混合气太浓（稀），导致氧传感器信号超出了正常的电压范围，使自诊断系统记下了故障码；又如“进气压力传感器”可能反映的是进气气路的故障，而非其电路的故障。所以，从这点上看，根据故障码检查，也不可局限于电路，必要时还要考虑机械、气路等部分。
⑥ 如果故障灯亮，却读不出故障码，则可检查故障灯电路有无搭铁。一般地，自诊断系统发现故障时，通常是ECU内部搭铁有问题。当然诊断座与ECU之间的通信或许有问题；也不排除仪器存在问题。
4.5 对解码器认识的几个误区
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①
很多维修人员认为解码器能够排除汽车故障，其实解码器的工作只是和汽车电脑通讯，接收和发送信息，并不能排除故障。从解码器的工作原理我们可以很清晰的得出这个结论：读取故障码、数据流、电脑版本号等功能的原理是从汽车电脑接收信号，之后在解码器内部进行分析，再将相应的内容以文字和数字形式显示在屏幕上；清除故障码、执行元件测试等功能的原理是将信号传送给汽车电脑，汽车电脑再将相应的命令发送到执行器执行动作。
②
自诊断系统只能监视电控系统电路。这包含两点：如果故障不属于电路，检测仪不能检测。因此对发动机，要分清是机械故障还是电路故障，尤其对于自动变速箱，要分清是机械、油路还是电路的故障。其二，不属于电控系统的电路故障，检测仪不能检测，比如起动系、充电系、点火系的高压电路，一般不属于电控系统，因而不能检测。
总之，使用汽车电控系统故障诊断分析仪，维修人员可以快速、方便、准确地定位故障，从而顺利地排除故障。但是仪器的功能再强大，利用的如何还是要靠维修人员的能动性。有些维修人员在碰到读出很多故障码、故障灯亮却无故障码、有故障却没有产生相应故障码、有故障码却查不出相应故障时，往往会感到困惑和无从下手，进而开始抱怨仪器质量或性能有问题。实际上，维修人员只有在对电控的原理、自诊断系统的原理、解码器的原理有透彻的理解后，才能有效地使用仪器。
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第五章 发动机电控系统故障诊断与维修
5.1 凌志LS400电控系统故障诊断
现象：一辆凌志LS400，采用IUZ-FE发动机，发动机起动后很快熄火。
诊断：首先读取故障代码，发现ECU中存有一个故障代码14，该代码的含义是点火器连续6次没有点火确认信号输送到ECU。于是检查高压火，发现有一侧分电器有高压火，而另一侧分电器无高压火，再检查该侧的点火器，发现ECU已经向该点火器发送了点火控制信号IGt，但点火器无反馈信号IGf进入ECU。很明显，故障应该在点火器上，是点火器的晶体管放大器损坏，不能正常地控制点火线圈初级回路的导通和截止，从而使点火线圈无法产生高压火，同时也无法产生点火确认信号，当发动机启动后因为有一半的汽缸不工作而熄灭。排除：更换点火器后再试，故障排除。
5.2 本田雅阁2.3L轿车电控系统故障诊断
一辆2002年产广州本田雅阁2.3L轿车偶然无法起动，用本田PGM故障诊断仪（如图21）查询故障码，为4个喷油器对正极开路或短路的故障，检查喷油器相关电路无任何异常。根据经验，4个喷油器一般不会同时出现问题，但是通过PGM查询出上述喷油器的故障肯定有一定原因。经过分析，故障应该出在控制4个喷油器共用的电源电路上。也就是说，故障诊断仪所查出的故障记录并不是故障的直接原因，只是确定了故障的原因在喷油器的相关电路范围内。依据喷油器控制电路和维修经验，最有可能的是燃油泵继电器损坏，也就是说燃油泵继电器可能是上述故障记录的隐性原因。将燃油泵继电器换成新件，上述故障不再出现。
图21 本田PGM故障诊断仪
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5.3 悦达起亚千里马1.3GL轿车电控系统故障诊断
一辆2004年产东风悦达起亚千里马1.3GL轿车，经常出现加速不畅和怠速不稳的故障。检查进气系统和燃油供给系统均正常，用故障诊断仪进入发动机电控系统也没有查询到故障。起动发动机怠速运转，通过读取数据块检查喷油量和节气门开度，均在正常范围。怠速状态下检查蓄电池电压不正常，在12V左右波动。因为故障诊断仪所读取的蓄电池电压，是在发动机尚未起动时的蓄电池端电压。当发动机起动后，则为发电机的发电电压，由此可以判断出发电机和蓄电池之间存在异常。为了增加发电机负荷，打开大灯和空调系统，蓄电池电压降低至11V，并且波动较大，由此可以判断出发电机充电系统不正常，充电线路可能有问题。经过检查电路，发现蓄电池负极线在变速器壳体上的固定端断掉，从而使得大负荷用电设备工作负极线分压太大，导致发动机控制单元供电电压波动和传感器信号不准确，出现了上述故障。将相关负极线进行紧固连接后，故障得以排除。
5.4 桑塔纳2000GSi轿车电控系统故障诊断
一辆2004年产桑塔纳2000GSi轿车，起动后会立即熄火，看似防盗系统锁死，然而防盗指示灯在打开点火开关后自检也正常。使用故障诊断仪查询发动机电控系统，有“发动机控制单元锁死”的故障记录，防盗系统控制单元无任何故障记录，看不出防盗系统有任何问题。再使用故障诊断仪读取防盗器工作状态信息，发现防盗系统控制单元的4组状态信息中，发动机控制单元的确定状态为“0”，与正确值“1”不符，怀疑是发动机控制单元和防盗器控制单元之间1根防盗确认的线路或防盗器控制单元有问题。通过万用表检查，相关线路正常，于是换掉防盗器控制单元并进行匹配，故障得以排除。
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总 结
本文主要从故障诊断仪、基本诊断方法、解码器的应用、电控系统故障检测与维修五个方面，并采用图文结合的方法介绍了故障诊断仪在电控系统中的应用。因此，这次毕业论文的制作过程是我的一次再学习，再提高的过程。在论文中我充分地运用了大学期间所学到的知识。毕业论文的制作给了我难忘的回忆，特别是是每次找到资料时的激动和兴奋。从资料的收集中，我掌握了很多有关汽车方面的，特别是汽车制动系统的知识，让我对所学过的知识有所巩固和提高。在整个过程中，学到了新知识，增长了见识。在今后的日子里，仍然要不断地充实自己，争取在所学领域有所作为。脚踏实地，认真严谨，实事求是的学习态度，不怕困难、坚持不懈、吃苦耐劳的精神是我在这次设计中最大的收益。这是一次意志的磨练，是对我实际能力的一次提升。
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致
谢
本论文是在朱命怡老师的悉心指导下完成的。导师渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严以律己、宽以待人的崇高风范，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。不仅使我树立了远大的学术目标、掌握了基本的研究方法，还使我明白了许多待人接物与为人处世的道理。本论文从选题到完成，每一步都是在导师的指导下完成的，倾注了导师大量的心血。在此，谨向导师表示崇高的敬意和衷心的感谢！
大学生活即将匆匆忙忙地过去，但我却能无悔地说：“我曾经来过。”虽然三年，但它给我的影响却不能用时间来衡量，这三年以来，经历过的所有事，所有人，都将是我以后生活回味的一部分，是我为人处事的指南针。我就要离开学校，走上工作的岗位了，这是我人生历程的又一个起点，在这里祝福大学里跟我风雨同舟的朋友们，一路走好。
最后,我要向我的家人表示深深的谢意。你们的理解、支持、鼓励和鞭策催我更加上进,我竭尽全力的努力,更希望的是能够让你们高兴和满意。你们的情感永远都是我上进的不竭的动力源泉。
朱青海
2011年5月10日于河南机电高等专科学校
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