电喷汽车的自诊断功能分析

张利民

【摘要】自1979年美国通用汽车公司在汽油发动机喷射系统中首次使用自诊断技术以后，汽车上几乎所有采用微机的控制系统都增设了故障自诊断功能。本文主要介绍了在故障运行、故障代码的读取与清除方法等几个方面利用自诊断功能进行电控汽车故障诊断的方法。

【关键词】自诊断；故障运行；ECU；故障代码；代码清除

汽车自诊断功能的出现，使电控汽车的维修变得比以前更为简单。由于自诊断技术能使车辆在发生故障后自动将发生的故障以代码的形式直接显示出来，用户和维修人员通过查询故障码就可以判断出发生故障的范围，可以大大提高维修效率和准确性，因而深受用户的欢迎。

一、自诊断的原理与故障运行保险功能

汽车电控技术的设计人员，在进行电子控制系统设计的同时，会增设系统故障自诊断功能和故障运行功能。自诊断功能就是利用ECU监视电子控制系统各组成部分的工作情况，发现故障部位后自动启动故障运行程序，不仅可以保证发动机在有故障的情况下可以继续行驶，而且还向驾驶和维修人员提供故障信息，便于驾驶员和维修工及时发现和排除故障。

在电控发动机中，各种信号的采集与执行机构的执行信号都是电信号，汽车在正常运行时，电子控制系统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，并且这一现象在一定时间内不消失，ECU便记下此故障，并以故障码的形式存入内部随机存储器，同时点亮发动机检查警告指示灯，这就是故障自诊断的基本原理。当某电路产生了故障后，其信号就不能作为发动机的控制参数使用，这时，为了维持发动机的转运，ECU便从其程序存储器中，调出某一固定数值，作为发动机的应急参数，以保证发动机可以继续运转。当ECU自己出现故障时，ECU自动启动备用控制回路对发动机进行简单控制，使汽车可以开回家或是开到附近的修理厂，这就是电控发动机的后备功能。此外，当ECU检测到某一执行器出现故障时，为了安全起见，采用一些安全措施，这就是电控发动机的故障保险功能。

1、传感器的故障自诊断与故障运行

传感器的作用主要是把非电信号转换成电信号，因此，对传感器的故障诊断只需要在软件中，编制传感器输入信号识别程序即可实现对传感器的故障诊断。当ECU检测到的信号电压超出此范围时，如果是偶尔一次，ECU的诊断程序不认为是故障，如果一段时间此信号不正常，则ECU的诊断程序判定此冷却水温度传感器或其电路存在故障。ECU将此情况以代码（各种发动机此代码不一定相同）的形式存入随机存储器中，同时，故障报警灯亮，通知驾驶员或维修人员发动机出现故障，通过提取故障码，可以知道冷却水温度传感器或其电路存在故障。

2、电子控制系统（ECU）的故障自诊断与后备回路

如果电控发动机ECU发生故障，控制程序就不可能正常运行，ECU就处于异常工作状态，这样便会使汽车因发动机控制系统故障而无法行驶。为了保证ECU出现故障时，汽车仍能继续运行，在控制系统中设计有后备回路，其相当于一个简单的ECU，具有发动机运行的最基本功能。监视计数器溢出时，其输出端的电平由低电平变为高电平。计数器输出端电平的这一变化，将直接触发后备回路，后备回路只按照启动信号和和怠速触点闭合状态，分别设定恒定的喷油持续时间和点火提前角对喷油器和点火器进行控制。

二、汽车电子控制系统故障代码的显示与读取

汽车电控系统中，故障是以故障码的形式存储于存储器中。比如当ECU检测到发动机的某一部件有故障时，就以一定的代码（如数字）存入存储器，然后用故障报警灯来提醒驾驶员或维修人员：“汽车出现故障”要得到汽车的的具体故障，需要对故障进行读取，然后才能进行分析、判断。

1、自诊断模式的分类

在自诊式系统中对于系统故障的诊断存在着两种不同的诊断模式：一种是静态诊断，简称KONO模式，即：点火开关“开”，发动机“关”（KeyON，EngineOFF）。在进行这种模式的诊断时，点火开关打开，不启动发动机，主要是在发动机静态时，将微机系统中所存储的故障代码读取出来，利用已有的故障代码进行诊断。第二种诊断模式是动态诊断模式，简称KOER模式，即：点火开关“开”，发动机运转（KeyON EngineRun）。在这种模式的诊断中，主要是在发动机运行状态下，测取故障代码或进行混合成分的监测。目前，在汽车电控装置上主要采用这两种诊断模式。

2、故障码的显示方法

不同生产厂家的汽车，不但其故障码的含义不同，其故障码的显示方法也不一样。通常故障码的显示有以下几种方法：

a、发光二极管（LED）显示法；

b、用指針式电压表显示故障码；

c、利用车上的数字式仪表进行数字显示。

前两种方法在早期的电喷车上使用的较多，近年来生产的电喷技术汽车基本采用数字式显示方法。

三、故障代码的内容与故障代码表

故障代码对于不同制造厂家、不同车型、甚至于同车型而不同出厂年代，都有不同的含义，它们是分别由各厂家程序设计人员在进行ECU控制单元的程序设计时就预先设定好的，每一个故障代码表示某一具体的含义。当ECU控制单元及其控制程序一旦完成，其故障代码及其含义也就被确定下来。

故障代码表是由各制造厂家提供，把故障代码与其所代表的故障含义以表格的形式加以解释和描述，以便汽车工程技术人员进行维护和修理时参考。要了解各种故障代码的内容，必须查阅各种车型的维修手册或有关技术资料。

四、故障码的清除

当电控发动机有故障时，ECU会把相应的故障码存储在存储器中，当发动机故障排除后，存储在控制单元中的故障代码必须加以清除，以便在今后工作中记录和存储新的故障代码。如果不清除旧的故障代码，当发动机再次出现故障时，ECU会把新旧故障代码一并输出，这样就会使故障码显示混乱，使得使用和维修人员不知道哪些是发动机真正存在的故障，哪些是以前已经排除的故障。

如果清除故障代码后，一切正常，故障报警指示灯也不亮，证明故障排除得彻底。如果清除代码后，将ECU系统电源重新接通，故障报警指示灯仍然点亮，说明故障排除不彻底，或发动机还存在有其他故障，要重新进行故障码的读取和排除。

总之，汽车故障自诊断技术的出现和运用，克服了传统维修时的单凭维修经验、通过看、摸、听的传统方法的费时费力的弊端，极大提高了维修效率，加快了维修速度，提高维修质量。降低了维修工人的劳动强度。但同时也对维修工人的文化素质和技能培养也提出了更高的要求。同时，自诊断技术也和其他的现代汽车检测技术一样，并不是万能的，也不可能完全替代依靠人工经验的传统维修方法，而是在实际维修工作中，取长补短，以提高诊断效率和诊断效果。

【参考文献】

[1] 仇雅莉， 主编. 汽车检测技术专门化[M]. 北京人民交通出版社， 2003.

[2] 杨海泉， 主编. 汽车故障诊断与检测技术[M]. 人民交通出版社， 2004.