项目8 电控汽油发动机自诊断系统 简案 - 图文

教师姓名 授课日期 授课项目及 任务名称 知识目教学标 目标 授课形式 讲授 授课班级 授课时数 年 月 日 项目8 电控发动机自诊断系统 1.了解车载自诊断系统的发展。 2.掌握电控汽车电脑自我诊断系统的组成和功用。 3.掌握巡航控制系统的作用、组成和工作原理。 4.学会使用故障自诊断系统。 技能目1.掌握OBD-Ⅱ系统故障检测方法。 标 2.学会读取发动机数据流。 1..掌握OBD-Ⅱ系统故障检测方法。 1.学会读取发动机数据流。 借助于多媒体课件，讲授电控发动机自诊断系统的内容。通过教师的示范和视频的示范讲授车载自诊断系统的发展、组成和功用；巡航控制系统的作用、组成和工作原理，通过OBD-Ⅱ系统故障检测；读取发动机数据流让学生更直接地学习电控发动机自诊断系统。 教学重点 教学难点 教学方法 教学手段 学时安排 1．了解车载自诊断系统的发展约20分钟。 2. 电控汽车电脑自我诊断系统的组成和功用约80分钟。 3．巡航控制系统的作用、组成和工作原理约120分钟。 4. 使用故障自诊断系统约50分钟。 8. OBD-Ⅱ系统故障检测方法示范约25分钟。 9. OBD-Ⅱ系统故障检测；读取发动机数据流训练约6小时。 教学条件 课外作业 检查方法 教学后记 多媒体课件、3辆轿车。 对发动机数据流进行分析。 1. 随堂提问，计平时成绩。 2. 直接操作设备完成质量评分，计平时成绩。 授课主要内容 【项目引入】 李先生在长途旅行中汽车发动机出现了故障，在路上就近找了一家小型私人维修店，经 检查发现是氧传感器的连接线接触不良。将发动机的故障排除后，维修人员表示该车已经可以正常使用，但本店没有清除故障码的仪器，无奈之下，李先生只好再将车开到正规的维修店做检查并清除故障码。 【知识目标】 1.了解车载自诊断系统的发展。 2.掌握电控汽车电脑自我诊断系统的组成和功用。 3.掌握巡航控制系统的作用、组成和工作原理。 4.学会使用故障自诊断系统。 【知识链接】 一、车载自诊断系统的发展 现代汽车微机控制系统都具有故障自诊断功能。当各系统出现故障时，检查发动机警告灯（CHECK、ENGINE 灯）点亮，同时ECU 将故障信息存入存储器，通过一定的程序将故障码从ECU中调出，根据故障码所显示的内容，准确地确定故障的性质和部位，有针对性地去检查有关部位，元件及线路，将故障排除。 因此调取故障码诊断微机控制系统故障是检修现代汽车很重要的基本方法。故障诊断并排除后，还应当将存储器内所存储的故障码清除。 OBD全称为“ON-BOARD DIAGNOSTIC”即随车诊断系统。它分为OBD、 OBD-Ⅰ、OBD-Ⅱ三个部分。自1994 年开始全球２0% 的制造商采用OBD-Ⅱ系统，至1996年全面采用OBD-Ⅱ。 1. OBD-Ⅰ自诊断系统 从1985年开始OBD-Ⅰ自诊系统由加州大气资源局制定，1988全面实施。该系统的主要特点有三个： ① 仪表中有警示指示灯，用来提示车主车辆的控制系统存在故障。 ② 系统有记忆和传送有关排放的故障代码。 ③ 能对EGR 阀，燃油系统和其他有关废气排放系统进行测试保养。监控元件：氧传感器、EGR、EVAP。 该系统的缺点主要是无法有效的监控排放，如催化转化器效率监测、EVAP 泄漏监测、监测线路灵敏度不高。由于各厂家采用不同的自诊断系统和排除方法，资料传输不是统一的 SAE和ISO标准，故该系统现已淘汰。 2. OBD-Ⅱ自诊断系统 OBD-Ⅱ自诊断系统由加州环保局1989 年正式公布，称之为OBD-Ⅱ。直到1996 年各汽车生产厂才对其加州标准车辆上实施了新标准。新标准于1990 年写入了美国联邦大气清洁法，它要求全部49 个州的车辆于1996 年起一律装备OBD-Ⅱ。严格遵守法规的时间定为1999 年。所以，有些1996年的OBD-Ⅱ系统可能会缺少一个OBD-Ⅱ规范的特性，如燃油蒸发污染排放清洁测试。OBD-Ⅱ系统技术先进，对探测排放问题十分有效。但对驾驶者是否接受故障指示灯MIL 的警告，OBD-Ⅱ无法起到作用的。 3. OBD-Ⅲ自诊断系统 OBD-Ⅲ自诊断系统主要是利用小型车载无线收发系统，通过无线蜂窝通信、卫星通信或GPS 系统将车辆的VIN、故障码及所在位置等信息自动通告给管理部门，管理部门根据该车辆排放问题的等级，对其发出指令，包括建议去何处维修，解决排放问题的时限等。该系统的特点有：① 统一诊断座：端子16；② 统一诊断座位置安装在仪表板下方；③ 解码 器和车辆之间采用标准通讯规则；④ 统一故障码含义；⑤ 具有行车记录器功能；⑥ 监控 排放控制系统；⑦ 解码器能够读码，记录数值，清码等；⑧ 标准的技术缩写术语，定义系统的工作元件。 监控的主要功能如下： ①三项连续监控：失火检测，燃油系统和大部分的元件监控。 ②8 项非连续的监控：触媒，加热式触媒，油箱油气蒸发（即时性碳罐控制），二次空气喷射，空调系统，氧传感器，氧传感器加热器和EGR。 ③标准的OBD-Ⅱ测试模式中即制定测试模式。此功能可在故障码发生时，瞬间记录下相关的数值，以便发现间歇性故障。 二、组成和功用 现代汽车电子控制系统中，一般都设有故障自诊断系统。故障自诊断系统主要由ECU中的部分软件和“故障指示灯”等组成，不需要专门的传感器。电控系统工作时，自诊断系 统对电控系统各输入、输出信号进行监测，并运用程序进行推理、判断，将结果迅速反馈到主控系统，改变控制状态；此外，还根据自诊断结果控制“故障指示灯”工作。 电控发动机自诊断模式的分类主要有两种：一种是自诊断测试，它是利用自诊断系统对电控系统的故障进行诊断；另一种是自诊断模式，自诊断模式有静态检测模式（只打开点 火开关，不起动）和动态检测模式（打开点火开关并起动发动机）两种。 三、OBD-Ⅱ自诊断系统特点 OBD-Ⅱ自诊断系统特点有以下几点： ① 统一诊断座形状，为16 pin（针）。 ② 具有数值分析资料传输功能（DATA LINK CONNECTOR-DLC）。 ③ 统一故障代码及意义。 ④ 具有行车记录器功能。 ⑤ 具有重新显示记忆故障码功能。 ⑥ 具有可由仪器直接清除故障码功能。 四、OBD-Ⅱ自诊断系统的工作原理 发动机工作时，ECU将从各输入装置的信号和已编入程序的该装置输入信号的高极限值进行比较，若输入信号不在极限的范围内，或符合另外的故障标准，则ECU 认定该装置 所在的系统有故障发生，并将此故障以代码（故障码）形式存入存储器中，同时会使发动机警示灯亮起。 故障码生成需具备以下条件： ① 输入信号不在限定的范围内：如THW正常工作时，其输出电压信号一般在0.1～4.8 V范围内变化 。若输入电压低于0.1 V 或高于4.8 V 时，ECU 即判断为故障信号，并设定故障代码。 ② 一段时间内收不到其传感器的输入信号或不发生变化。如当发动机在正常工作温度下运转时，而水温传感器的数值不变，ECU 即判断为故障信号，并设定故障代码。 ③ 故障信号的出现不仅与传感器或执行器本身出现的故障有关，而且还与相应的配线电路，和相应系统中的部件出现的故障有关。 如燃油压力，配气正时，汽缸压缩压力，喷油器漏油，堵塞等影响混合气浓度，它们的故障可能与氧传感器有关。所以当某一故障出现而检测到相应系统的部件，配线等并无故障 时，则应转入可能产生此故障码的故障作检查。 五、DLC（资料传输接头）诊断座统一标准 1.DLC诊断座统一为16pin，装在驾驶室内，驾驶侧仪表板下方。 2.DLC脚有两个标准：ISO—欧洲统一标准，利用端子7 、15 脚传输资料。SAE-美国统一 标准（SAE-J1850），利用端子2#，10# 脚传输资料。OBD-Ⅱ诊断座各端子功能。 OBD-Ⅱ自诊断系统.断座各端子功能 端子 1 2 3 4 5 6 7 8 功用 供制造厂应用 SAE-J1850 资料传输 供制造厂应用 车身直接搭铁 信号回路搭铁 供制造厂应用 ISO-9141 资料传输K 供制造厂应用 端子 9 10 11 12 13 14 15 16 ISO-9141 资料输L 接蓄电池“+”极 供制造厂应用 功用 供制造厂应用 SAE-J1850 资料传输 六、OBD-II 统一故障代码标准 1. 故障码的构成 故障码由五位数（字）构成，如图8-5 所示，第一个为英文字母，代表被测试的系统， 例如：B（BODY）车身电脑；C（CHASSIS）底盘电脑；P（POWER TRAIN）发动机变速器电脑； U- 未定义，由SAE 另行发布。 2. 举例 FORD EEC-V（福特汽车第五代电脑） 1996年全世界主要汽车制造厂（公司）都在其生产的汽车上采用了OBD-Ⅱ型随机诊断装置。OBD-Ⅱ诊断装置必须使用专用仪器才能读出故障码。 1994～1995 年生产的汽车，各公司还保留原来的短接读取故障码的诊断插座。 TOYOTA 1994 年10% 的车采用OBD-Ⅱ，1995 年采用OBD-Ⅱ的有40%，同时保留原有诊断座。TOYOTA CAMRY（佳美）IMZ-FE 发动机，短接原有插座TE1 和E1 端子或OBD-Ⅱ诊断座的端子5 和6 ，即可读取故障码。GM 汽车公司：将OBD-Ⅱ端子13搭铁，从“CHECK ENGINE”灯读取故障码。FORD 汽车公司：与GM 汽车公司相同。 CHRYSLER 汽车公司：点火开关置ON，等待5～10s后，从“CHECK ENGINE”灯读取故 障码。 七、故障码与故障的关系 1. 有故障码不一定有故障 ① 历史故障码——过去存在的故障码，当前故障并不存在。 ② 当前故障码——当前系统中存在的故障码。 2. 无故障码但控制系统不一定正常 若读取故障码时发现无故障码，不能确定控制系统一定正常，此处主要指没有故障码但传感器信号或开关信号不一定正常，有时发动机运行不正常，但起动后“检查发动机”警告 灯熄灭，这时应该用仪器读取数据进行检查。 3. 故障码不一定反映具体故障部位 若存在当前故障码，起动后“检查发动机”警告灯常亮，读取的故障码仅指一个故障范围，而不是一个具体的故障部位。 八、丰田OBD-Ⅱ自诊系统 1. OBD-II 应用 丰田车从1994 年已开始采用OBD-Ⅱ诊断系统，但还保留原有的诊断座。OBD-Ⅱ16pin 接头如图8-6（a）所示。在OBD-Ⅱ诊断系统和原有诊断座并存情况下，24pin 诊断接头已取消TE1 端子。 2. OBD-Ⅱ故障码表 OBD-Ⅱ要用专用仪器读出故障码，但也可以通过跨接端子5 和6 人工读取故障码。 九、故障自诊断系统的使用 1.人工识码、清码 丰田轿车进入故障自诊断测试状态的方法。 为丰田车系的三种形式的自诊断插座的外形图，一般设置在发动室内，则通常设置在驾驶室内仪表板下方。丰田车系发动机故障诊断模式有四种：正常诊断模式（发动机故障码读取）、试验诊断模式（开关信号故障码读取）、空燃比（A/F）修正模式（混合比浓稀）和氧传感器输出信号检测模式。 （1）正常诊断模式（发动机故障码读取） 检查发动机故障指示灯程序： ① 点火开关置于“ON”位置，发动机不转动，“CHECK ENGINE”指示灯将点亮，若“CHECK ENGINE”指示灯不亮，检查指示灯灯泡及电路是否良好。 ② 起动发动机后，“CHECK ENGINE”指示灯应灭。若灯继续亮，说明ECU 系统有故障。故障码读取程序和故障码读出条件有以下几方面： ① 蓄电池电压在11V 以上。 ② 节气门处于全关闭状态，怠速接点IDL 接通“ON”。 ③ 变速器换挡杆置空挡位置（P 或N 位）。 ④ 切断全部用电设备。 ⑤ 跨接诊断座中端子TE1 与E1。 ⑥ 点火开关置于“ON”，但发动机不起动。 当上述条件满足时，组合仪表上的“CHECK ENGINE”指示灯闪烁，若没有故障，“CHECK ENGINE”指示灯将以每秒闪烁两次的频率闪烁。 当有故障时，“CHECK ENGINE”灯闪烁频率发现变化，以0.5 s 的频率闪烁。闪烁的第一个数字是两位故障码的第一位数，间歇1.5 s 后，闪烁的第二个数为第二位数。若有两 个以上故障码，每个故障码之间间隔2.5 s。全部故障码显示完毕间隔4.5 s，再重复显示全部码， （2）试验诊断模式（开关信号故障码读取） 试验方式与普通方式相比较，检测故障能力的灵敏度较高。它具有检测起动信号、节气 门怠速触点信号、空调信号和空档开关信号等功能。而且在普通方式中可以检测的项目在试验诊断模式中都可以检测到。 试验方式是在汽车运行状态下读取故障码，其程序在读取故障码时应满足下述条件： ①电源电压在11V以上。 ②IDL触点接点在“ON”位置（节气门完全关闭）。 ③变速器换挡杆置P/N 位。 ④A/C 开关置于“OFF”位置。 ⑤跨接诊断座中TE2 和E1 端子，然后将点火开关置于“ON”，试验模式开始诊断。若组合仪表上的“CHECK ENGINE”灯以0.13 s 的间隔闪烁，证明试验模式工作正常。 （3）空燃比修正模式 空燃比（A/F）修正模式是检测混合气浓稀，也就是CO 和HC 浓度的检测。检测步骤如下： ①首先清除ECU 中存贮的故障码。 ②点火开关置于“OFF”位置时，跨接诊断座中的端子TE1 和E1。 ③将电压表的正、负表笔或发光二极管试灯跨接在诊断座中端子VF（VF1）和E1之间。 ④起动发动机，在2 500 r/min 转速下运转2 min，预热氧传感器。进行下面观察： a. 观察LED（发光二极管）试灯在10s内闪亮8次或电压表在0～5 V之间摆动8次以上。此时