毕业设计论文发动机自诊断系统的研究.doc

天津工程师范学院 毕 业 设 计（论文）题 目 发动机自诊断系统的研究 性 质： 毕业设计 毕业论文学生姓名 　 年 级 级 系 别 汽车工程系 专 业 汽车检测与维修 指导教师 　 目 录摘 要： 3Abstract： 3１绪 论 3２诊断系统的概述 4３诊断系统的功能 4４自诊断系统的工作原理 5５故障自诊断测试 6５．１　进入自诊断测试 6５．２　故障码的显示 6６电控系统自诊断原理及在大众车系上的运用 8６．１　电控系统自诊断原理 8６．２　大众车系的自诊断功能 8６．３　地址码 9６．４　故障诊断仪的选择和使用 10６．５　自诊断功能使用程序 10６．６　查询控制单元版本(功能01)和控制单元编码(功能07) 10６．７　故障码 11６．８　测量数据块 11７丰田5A—FE型发动机自诊断系统应用分析 12７．１　自诊断系统的工作原理 12７．２　自诊断系统的应用 13８备用系统 17总　结 17参 考 文 献 18致 谢 18发动机自诊断系统的研究作者：钱森(天津工程师范学院 汽车检测与维修专业)摘 要：汽车上的电子控制部件越来越多，涉及到发动机、底盘和车辆行驶控制技术等方面。

当其中的某一元件发生了故障，仅从其外表或依靠传统的检测工具很难去检查，现代新型的发动机管理系统中都设有自诊断功能，称为“车载故障诊断”，该系统的任务是不断监测车辆异常之处，从中找出故障关键词：故障码 地址码 数据块 自诊断Abstract：There are more and more power-operated parts on buses，relating to engine，chassis and steering technology．etc．When a part breaks down，it is difficult to check with usual methods．Some modern engines' management system“generally bring the self -diagnosis function，called”Onboard Breakdown Diagnosis，with task of constantly monitoring the abnormalities and finding out the breakdowns．Keywords: Failure codes Address codes Data blocks Since diagnosis１绪 论随着汽车工业的迅速发展和对汽车性能要求的越来越高，电子控制技术在汽车上的应用越来越广泛，从发动机、变速箱到放抱死刹车、碰撞安全气囊、自动空调、空气悬挂、防盗门锁等都实现了电脑控制。

概括地说，电脑控制系统主要由电脑板、各种传感器、执行器以及配线等组成电脑板根据来自各种传感器的信号，进行信号处理、比较和计算，判断运行状况和决定最佳的工作参数，然后发送电信号到执行器达到所要控制的目的电脑控制系统是一个精密的系统，无论是传感器、执行器、配线、连接器，还是电脑板出故障，都会影响到整个系统的工作性能然而，该系统的线路复杂，元件和可能故障部位多，但靠经验来分析和排除故障需要慢慢地摸索因此，现代汽车的电脑控制系统基本上都设置了故障诊断功能当电脑板检测出该系统网络中出现故障或不正常信号时，通常使组合仪表上的对应警告灯点亮，同时，电脑记录下诊断代码，供故障诊断时读出故障代码２诊断系统的概述现代汽车电子控制系统愈来愈复杂，当发生故障时要判断故障的部位就更困难因此，在电子控制系统中，一般都具有故障自诊断功能例如，当发动机ECU检测来自传感器和执行器的故障时，立即将“检查发动机”(CHECK ENGINE)指示灯点亮，同时将故障信息以故、代码的形式存入存储器中故障代码一旦存入，即使将点火开关关闭，指示灯熄灭，仍然保留在存储器中对车辆进行检修时，借助于ECU的故障诊断接口(插座)，按特定的程序，用人工跨接的方法或使用故障诊断仪(亦称电脑检测仪或电嘀解码器)，可以将ECU存储器中的故障代码调出，并以灯光闪烁的方式或直接由诊断仪显示屏以数字形式显示出来，从而帮助维修人员快速正确地判断故障的类型和范围。

故障排除后，同样按特定的程序，用人工方法或借助于诊断仪，将存储在ECU存储器中的故障代码清除掉，以免与新产生的故障代码混淆，给检修带来困难３诊断系统的功能现代汽车的电控系统都配备有自诊断系统， ECU 的自诊断系统主要用于检测电子控制系统各部件的工作情况自诊断系统具有以下功能：　　1． 检测电子控制系统的故障　　2． 将故障代码存储在 ECU 的存储单元中　　3． 提示驾驶员 ECU 已检测到故障，应谨慎驾驶　　4． 启用故障保护功能，确保车辆安全运行　　5． 协助维修人员查找故障，为故障诊断提供信息故障的确认方法：当某一电路出现超出规定范围的信号时，诊断系统就判定该信号线路出现故障如果故障状态存在超过一定的时间，此故障代码就会储存在电控单元 ECU 的随机存储器中如果在一定时间内该故障状态不再出现，则电控系统把它判定为偶发性故障 ( 也叫间歇性故障 ) ，如果发动机启动 50 次故障不再出现，该偶发性故障代码就会自动消除 ４自诊断系统的工作原理计算机程序不断地将ECU 的指令和系统的反应进行比较，同时检查各个传感器的信号是否可信，以此确定系统是否存在故障根据使用情况一般可分为以下几类：1．描述各电控总成工况参数的信号，这类信号的特点是各信号的数值都有正常的工作范围，当某传感器信号电压的数值超出了可能的范围，或者虽未超出范围，但出现在不应当出现的工况， 则可判为不可信。

例如车速在90km／h， 发动机转速3000r／min， 进气歧管绝对压力65kPa时出现2％的节气门开度，这显然是不可信的2．可同时根据几个传感器的信号计算出同一个物理量(如空气流量)，其计算结果与根据已被判定为无故障的传感器的计算结果不一致时，此传感器可判为有故障；3．根据某传感器(如发动机冷却液温度传感器和氧传感器)信号变动所经历的时间和幅度，可判断系统是否存在某些方面的故障；4．来自相关电控系统的信号，若有故障，自诊断系统将立即报警 一般情况输出控制电路可分为开环和闭环两类闭环控制的电路有信号反馈，系统激活了某一个闭环控制功能，却无法达到目标，则可判断系统存在相关的故障； 开环控制的电路无信号反馈，其输出控制电路若发生故障，电控单元只有通过对各种输入信号进行判断才能确认故障诊断的输出接口常由仪表盘上的指示灯、电控系统检测插座(CHECKCONNECTOR)、故障诊断插座(TDCL)等组成诊断与处理过程是在电控汽油喷射系统中，若该电控系统一旦发生故障，其诊断与处理过程如下：(1)传感器系统故障的诊断发动机在运转时，如果传感器输出电路的信号电压超出了规定的范围，自诊断系统即判定此信号有故障。

例如，冷却水温度传感器工作正常时，其输出电压值应在0．3V~0．4V的范围内，否则被诊信号故障自诊断系统并不立即判定为有故障为了使发动机不因水温传感器的故障而停止运转，在出现此故障信号的同时，自诊断系统的电控单元，会立即采用预先存储的正常水温数值(如80℃)，对发动机进行控制，使其仍能维持工作，同时系统将继续进行故障监测，如果相继若干次监测为合格，ECU便将故障指示灯熄灭2)执行系统故障的诊断发动机在运转时， 电控系统按照发动机的工况，不断地向执行机构发出各种指令若执行系统不能正常工作，则其故障由监控回路把信息输给电控单元，由电控单元进行故障显示，并及时采取相应的措施，以确保发动机安全运转例如，当发动机点火系统的功率管工作有故障时，其点火监控回路就没有正常工作的确认信号输回电控单元，这时电控单元就会发出报警信号，并向执行系统发出停止喷油的指令，以防未燃的混合气过多地进入排气系统的催化反应器中，从而造成该处理器的失效与损坏3)电控单元本身故障的诊断电控单元内设有监控回路，用以监控电控单元是否按正常的控制程序工作在监控回路内设有监视时钟， 按时对电控单元进行复位当电控单元发生故障时，程序不能正常执行，时钟就不能使电控单元复位，据此可判为有故障(通常在电控单元内备有应急回路，保证发动机维持运行)。

５故障自诊断测试５．１　进入自诊断测试在进入自诊断测试时，首先要进入自诊测试状态，可利用诊断跨接线进行短路的方法，一般是用诊断跨接线短接故障检测插座中相应的两插孔(“诊断输入插孔”和“搭铁插孔”)进行触发；或采用按下诊断按钮开关；拧动微机控制装置上的“诊断模式选择开关”；点火开关在5s内连续开关3次(ON—OFF—ON—OFF—ON)等方法进行进入自诊断测试状态后，不同的诊断测试模式，将完成不同的诊断测试功能，一般有两种诊断测试模式：一是静态测试模式，简称KOEO(Key ON Engine OFF)模式，即点火开关“ON”，在发动机不运转的方式下测试，该模式下，主要是提取存储在存贮器中的历史故障码和在静态测试状态下发生故障的故障码；二是动态测试模式，简称KOER(Key ON Engine Run)模式，即点火开关“ON”，在发动机运转的情况下测试，该模式下，主要是读取在动态测试状态下发生故障的代码５．２　故障码的显示发动机微机控制自诊断系统，大都将其诊断的结果以故障代码的形式显示，常见的显示方式有：数字显示，其故障码的方式直观又简便，在一些高档轿车上应用较多；或利用仪表板上的发动机故障指示灯的闪亮规律显示故障码。

大部分发动机微机控制系统的故障码采用这种显示方式，通常以故障指示灯闪烁次数和亮灭时间的长短显示故障码(测试时只要将发动机附近或仪表板下方的故障检测插座内两个特定的插孔用一根导线连接，然后通过观察仪表板上的发动机故障指示灯的闪亮规律与次数就可以读取故障代码)如控制系统工作正常，电控单元内存无故障代码，则故障指示灯以每秒5次的频率连续闪亮，见图1若电脑中已灯以每秒2次的闪亮频以利用指针式万用表率闪烁，将两位数组成的故障代码的十位数和个位数，先后用指示灯的闪亮次数来表示出来，如当故障代码为23时，这时指示灯先以上述频率闪亮2次，以表示代码的十位数为2，随后熄灯1．5s，再以相同频率闪烁3次，以表示个位数为3，然后时间间隔2．5s，指示灯再作类似的闪烁，来输出存有的下一个故障代码当电脑内储存有几个故障代码时，电脑将按故障代码的大小，依次将所有的储存故障代码显示出来，相邻两个故障代码之间的停顿时间为2．5s，当所存故障代码全部显示完后，灯闪停顿4．5s，然后重新开始显示，如此反复，直至从检测座上拔下连接导线为止见图2；电脑也可存有故障代码，则发动机故障指示显示故障代码故障指示灯显示故障码的原理基本相似，不同的是用指针式万用表指针的摆动代替发动机故障指示灯的闪烁；还可以用LED显示的方法。

LED即发光二极管的英文缩写，有些厂家用一个或多个发光二极管来显示故障码，这些LED一般就装在微机控制装置上，其指示故障码的方式为：采用一个LED时，其指示方式与仪表板上的故障指示灯显示故障的方式相同采用两个LED时，一般为两个不同颜色的发光二极管，红色发光二极管闪烁的。