现代汽车电控发动机故障自诊断系统的使用.docx
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现代汽车电控发动机故障自诊断系统的使用
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一个人总要走陌生路，看陌生风景，听陌生歌，然后在某个不经意瞬间，你会发现，原本费尽心机想要忘记事情真就这么忘记了..
专科学校
毕业设计（论文）
题目
学生
学号
专业班级2007级
系院名称
指导教师
二○一○年五月十日
1、开题报告
2、任务书
3、工作进度表
4、工作指导、检查登记表
5、正文
6、评审表
桂林航天工业高等专科学校
毕业设计（论文）任务书
系别汽车工程系
专业汽车改装技术
学生班级
姓名
学号
指导老师
职称
设计（论文）题目及专题
设计所用原始资料：
设计主要内容
任务下达日期：
2009年12月8日
学生提交设计期限：
2010年5月10日
教研室主任意见：
签字：
200年月日
系领导小组意见：
签字：
200年月日
1）毕业设计应提交设计图纸和相应说明书。
图纸须规范、完整、清晰、正确，格式符合国家标准要求；说明书须规范、详实，应包括：
任务书、开题报告、正文（摘要、正文内容，结语，参考文献）、附录等。
书写认真、清楚，字数不少于8000字。
主要包括：
前言、摘要、正文内容
2）毕业论文应包括：
任务书、开题报告、正文（前言、摘要、关键词，正文内容、结语、参考文献）、附录等；书写认真、清楚，字数以15000字左右为宜。
4、实验（调研）部分内容要求：
（1）实验内容和论文题目一致，数据真实。
（2）调研内容详实，调研结论应具备普遍性。
5、文献查阅及翻译要求：
（1）参考文献应和论文内容相一致。
（2）参考文献不少于8篇。
（3）参考文献格式参考XXXXXX学院毕业论文格式要求。
（4）翻译文献应和原文内容一致。
6、发出日期：
年月日
指导教师：
（签名）
学生:
（签名）
毕业设计开题报告
姓名
李天宇
班级
2007056201
学号
2
课题名称
现代汽车电控发动机故障自诊断系统使用
课题综述（选题依据及可行性）：
课题：
现代汽车电控发动机故障自诊断系统使用
简要介绍了电控汽车故障自诊断系统工作原理及故障信息显示方式和清除方法，重要介绍了电控发动机自诊断系统使用实例，最后介绍了汽车故障自诊断技术最新发展。
实施方案（资料准备、数据获取、实施步骤、保障措施）：
课题：
现代汽车电控发动机故障自诊断系统使用
资料准备：
在大量专业书籍中搜集
数据准备：
在收集资料时加以收集书籍
实施步骤：
先小后大，先易后难
保障措施：
专业书籍，官方网站，数据可靠
进度计划（按2月16日—4月30日分配时间）：
2月16日-25日提出毕业设计或论文选题初步设想
2月26日-3月16日搜集、整理和毕业设计或论文有关资料
3月17日-22日提交开题报告
3月23日-4月23日完成毕业设计，交指导教师审阅
4月24日-4月30日设计图纸、说明书、毕业论文修改完善，并提交给指导老师
6月30日-7月1日毕业设计（论文）答辩
指导教师意见：
签名：
日期：
XXXXXX学院毕业论文（设计）工作进度表
学生姓名：
XXXXXX学号：
XXXXXX年级：
06对口汽修
指导教师：
论文（设计）题目：
浅谈我国汽车营销和营销新思维应用
序号
日期
工作安排
要求
1
2月16日-25日
提出毕业设计或论文选题初步设想
符合专业要求
2
2月26日-3月16日
搜集、整理和毕业设计或论文有关资料
真实可靠
3
3月17日-22日
提交开题报告
针对自己毕业论文开题
4
3月23日-4月23日
完成毕业设计，交指导教师审阅
要按时提交
5
4月24日-4月30日
设计图纸、说明书、毕业论文修改完善，并提交给指导老师
认真修改、注意格式
6
6月30日-7月1日
毕业设计论文答辩
按时参加
XXXXXX学院毕业论文（设计）工作指导、检查登记表
学生姓名：
XXXXXX学号：
XXXXXX班级：
06对口汽修
指导教师：
论文（设计）题目：
现代轿车电控发动机故障自诊断系统使用
序号
日期
指导、检查内容
学生签名
1
2月20日
提出毕业设计或论文选题初步设想
2
3月1日
搜集、整理和毕业设计或论文有关资料
3
3月20日
提交开题报告
4
4月1日
完成毕业设计或论文初稿
5
4月25日
设计图纸、说明书、毕业论文修改完善
6
6月30日
毕业设计（论文）答辩
注：
日期和指导、检查内容由指导教师填写。
现代轿车电控发动机故障自诊断系统使用
摘要该文简要介绍了电控汽车故障自诊断系统工作原理及故障信息显示方式和清除方法，重要介绍了电控发动机自诊断系统使用实例，最后介绍了汽车故障自诊断技术最新发展。
关键词电控发动机,自诊断系统,原理
引言
汽车电子技术在汽车上应用越来越广泛，使汽车在动力性、经济性、安全性、舒适性以及排污控制等方面都有了极大提高和改善。
然而，由于汽车控制电子化，给汽车故障诊断和维修工作带来了越来越多困难，对汽车维修技术人员要求也越来越高。
因此，现代汽车在进行电于控制系统设计同时，增设了系统故障自诊断功能。
自诊断功能就是利用ECU监视电子控制系统各组成部分工作情况，发现故障后自动启动故障运行程序，这不仅可以保证发动机在有故障情况下继续行驶，而且还可向驾驶员和维修人员提供故障情况，便于使用和维修。
故障自诊断，当控制系统出现故障时，主ECU（电子控制单元）将会点亮仪表板上“CHECK”（检查发动机）灯，提醒驾驶员注意，发动机已出现故障，并将故障信息以故障代码形式储存到EC0U中，通过一定程序，能将故障码及有关信息资料调出，供检修使用。
一、自诊断系统工作原理
发动机电控系统工作时，自诊断系统把检测到非正常输入输出信号为故障信号，自诊断系统故障主要有以下几种。
当某一电路出现超出规定范围信号时，故障诊断系统就判定该电路信号出现故障。
如水温传感器正常时其输出电压信号在0.1-4.8V范围内变化。
若冷却水温度传感器输出电压低0.1V（相当于水温高于139℃）或高于4.8V（相当于水温低于-50℃）时，ECU即判定为故障信号，存入存储器。
发动机运转时，当ECU在一段时间里收不到某一传感器输入信号或输入信号在一段时间内不发生变化，ECU亦判定为故障信号。
如发动机在正常工作温度下运转时，ECU在一分钟以上检测不到氧传感器输出信号或氧传感器信号在0.3-0.6V间1分钟以上没有变化，即判定为氧传感器电路有故障。
发动机正常工作中，如果偶然出现一次不正常信号，ECU诊断系统不会判断为故障。
只有当不正常信号持续一定时间或多次出现时，ECU才将其判定为故障，如发动机转速在1000r/min时，转速信号（Ne信号）丢失了3-4脉冲信号，ECU不会判定为Ne信号故障，同时，“CHECK”灯也不会点亮，Ne信号故障也不会存入ECU内。
要注意是，ECU判断出故障，只能提供故障性质和范围，如水温传感器和ECU间配线断路时，水温传感器输出电压信号就会高于4.8V（正常为0.1-4.8V）。
这时ECU判定和输出故障信息为水温传感器发生故障。
最后确定是传感器、执行器或相应配线故障，还应进一步检查确定
二、故障信息显示方式
ECU故障自诊断系统检测到故障信号经判断为故障后，即将故障信息以故障码形式存储到ECU存储到ECU存储器中。
通过一定操作程序将故障码或故障资料按特定方式显示出来。
不同车型信息显示方式也不同。
主要有以下几种2.1由CHECK（检查发动机灯）灯闪烁故障码。
当发动机工作正常无故障时，接通点火开关至“ON”位置，“CHECK”灯点亮。
发动机起动后转速高于500r/min时此灯应熄灭。
否则为有故障发生，用专用跨接线跨接线诊断座或通过其它操作可将故障码以“CHECK”灯一定闪烁方式显示出来。
故障排除后，“CHECK”灯在发动机转速高于500r/min时熄灭。
用LED（故障显示）灯跨接诊断座上故障诊断输出端子，或跨接专用检测仪器，如百分率表，闭角表，电脑检测仪等直接读取故障码或故障信息资料。
由主电脑ECU壳体侧面显示灯显示故障码。
由仪表盘上显示屏直接显示故障码、信息资料及数据
故障排除后，故障信息仍储存在ECU中不能随故障排除而自动清除，必须通过操作程序。
不同车型清除方法也略有不同，一般清除方法是将保险盒中“EFI”保险丝拔下数秒钟以上，但也有例外。
（1）发动机窜烧机油故障现象
我曾对一台东风车用发动机进行大修，该车大修后不久，就出现了窜油现象，表现为：
汽车行驶时，低、中、高速都有蓝烟，且机油压力低，起动困难，行驶乏力。
动力性能和经济性能大大下降，燃油和机油损耗增加，机油约5天时间补加一次，废气排放超标。
打开机油加注口察看，有一定脉动烟雾冒出；检查曲轴和进气口，有刺激气味烟雾窜出；看排气管口，有油湿现象，检查火嘴，积炭明显。
以上特征表明发动机窜油现象突出。
（2）造成发动机窜机油故障原因分析
发动机在正常温度下运转，要取得动力性和经济性，工作时就必须要使进入燃烧室混合气压缩力符合设计要求，而且保证进气充分并且燃烧彻底，因为只有压缩压力达到最大要求和进气充分，才能保证发动机做功时能产生足够爆破力，从而产生足够动力，带动发动机曲轴高速运转。
而要保证发动机气缸压缩力达到最大要求，则要求发动机配气机构以及曲轴连杆机构等各配合部件密封配合良好。
保证密封配合良好，则要求各配合间隙符合技术要求。
一旦发动机各密封配合件磨损过大，将会影响其密封性，使发动机出现窜烧机油故障，最终令其输出功率下降且不能正常行驶。
造成发动机窜烧机油有以下几个原因：
1．由配气机构引起
配气机构气门、气门杆、气门导管磨损，令其配合间隙增大。
当气门杆和气门导管由于修理工艺及磨损不均匀时，会造成密封配合不良，产生漏油现象。
配气机构出现上述故障，将使机油窜入燃烧室燃烧，从而影响发动机动力性和经济性。
2．由曲柄连杆机构引起
（1）活塞环磨损或失效、各环环口对口。
活塞环是活塞连杆组中磨损最快零件，尤其是第一道活塞环磨损更为剧烈。
在燃烧作用下，环背产生很大压力，当然大环背压力有助于密封，但另一方面也加速了环背磨损。
活塞环磨损或失效后，弹力减弱，开口间隙、边隙以及背隙增大，令活塞环和气缸体配合间隙增大，使气缸内密封性变差而出现窜油，造成发动机动力性能降低，机油消耗升高，引致通风系统严重冒烟，排气冒蓝烟和燃烧室表面积炭。
（2）活塞磨损引起窜油。
活塞磨损最快部位，是活塞环槽和活塞销座孔环槽磨损，其中第一道环槽磨损最严重，由上至下，依此减轻，环槽磨损，使活塞环槽中配合间隙增大，结果容易引起窜油现象。
3．由气缸磨损引起
气缸工作表面，在正常情况下一般是在活塞环运动区域形成不均匀磨损，沿气缸轴线方向磨成上大下小圆锥形，磨损产生圆柱度误差，最大磨损部位是活塞在上止点位置时，第一道环所对应缸壁处，而沿横向截面是磨成不规则椭圆形，磨损产生圆度误差。
最大磨损在进气门对面气缸壁上，由于此处受新鲜混合气流较强冲袭作用，导致润滑油膜稀释磨料增多，温度降低，使该部位磨损严重。
4．由机油加注过多而造成
由于机油加注过量，发动机高速运转时，飞溅润滑油多，使气缸壁产生过量机油，而活塞环亦无法把其完全刮掉而窜到燃烧室燃烧。
（三）排除故障措施和方法
根据以上分析，围绕着发动机出现窜烧机油问题，本人针对以上得出可能产生原因，逐项进行解体检查分析。
首先，拆下气缸盖检查，发现有个别排气门座有灰白积炭，进气门有油湿。
我将有问题气门进行导管和杆配合间隙测量，发觉其配合间隙大于原厂标准0.12mm以上，造成个别进排气门和座配合密封不良而产生积炭。
显然这是由于维修工艺不规范或材质不佳而造成。
而部分气门杆和导管配合间隙过大，同样不排除工艺和材质因素。
于是我重新更换气门、气门导管和气门油封。
和此同时，我又重点检查活塞环几个重要数据，没有发现对口现象，我怀疑环材质有问题，因为目前市面上正、副厂原件都有，质量参差不齐，而环工作条件恶劣，受高温、高压影响。
高温达到600K，压力有时会达到5MPa以上。
润滑条件差，如环材质跟不上，会使磨损加快。
于是，我又选一副原厂生产、认为质量可靠活塞环试配，重新装好发动机启动试运转，燃烧机油和动力不足现象有明显改善，但尚有蓝烟从排气管排出。
即发动机窜烧机油故障还未排除。
我又重新用量缸表测量汽缸体圆度和圆柱度误差，圆度误差为0.05mm，圆柱度误差为0.01mm，且无拉伤痕迹，符合大修标准。
但检查汽缸表面粗糙度时，发现气缸有局部位置和活塞环无接触痕迹。
根据这种情况，估计故障可能是气缸体承孔和气缸套外径配合不良造成，因为如果气缸套和承孔
配合不是过盈，而存在间隙B，当发动机高速运转时，有间隙部位，在瞬间高温高压作用下，缸套会整体局部变形压紧在承孔上，造成较大S型变形，使活塞环和缸体间产生瞬间密封配合不良。
而采用量缸表是不能量出这一变形误差，原因是零件表面实际形状对理想形状变动量是在受到冲击力时才出现，而且发生时变动量为形状误差，当实际圆柱面偏离理论圆柱面时，实际圆柱内各垂直面直径是相等，所以用量缸表测量仍得到符合标准数据。
如图所示，实际圆柱面各点直径D数值相等，而缸套和承孔存在公差B。
信息化：
网络技术在汽车上应用，一方面体现在汽车电控单元之间联网交换数据，另一方面是通根据以上分析，我重新压出缸套，经测量，果然是气缸体承孔加工不符合技术要求。
我重新搪磨气缸体承孔，配换合标准新缸套，重新装好机试运行，发动机窜烧机油现象消除。
网络化和过无线电基站和外界交换信息。
今后随着Internet推广普及，网络技术和信息服务必将大量应用于汽车工业。
故障自诊断技术借用了成熟网络通信技术，能够快速诊断出各电控系统故障，并且在汽车发生故障或紧急情况时，电脑还会通过网络通知有关技术服务人员，并通过卫星定位系统帮助汽车技术服务人员查找到具体方位以便及时地给予救助。
可以预见，随着网络技术和信息技术在汽车上广泛应用，也必将把汽车故障自诊断技术应用推向更高水平。
蓝牙技术：
蓝牙技术是一种无线电设备互相高效交互数据新规范，它是由包括爱立信、诺基亚、IBM、英特尔和东芝等近1200家企业联合签署一项协议。
蓝牙技术在汽车上应用，使汽车故障无线诊断和远程诊断成为现实，使得故障诊断效率更高和资源更易于共享，这将极大提升汽车维修水平。
由仪表板上“CHECK”（检查发动机）灯闪烁故障码，下面以日本丰田系为例。
丰田车系故障诊断系统可调取发动机、定速、自动变速器、制动防抱死、安全气囊及空调系统故障码。
本文只介绍发动机故障码取。
节气门处于全关闭状态，变速器置于P或N挡，关闭所有用电设备，将点火开关置于“ON”挡，发动机不起动。
用专用跨接线将诊断座中TE1（T）和E1插孔跨接TE1（T）-主ECU故障码诊断触发线E1-ECU和车身搭铁连接仪表板“CHECK”灯将闪烁，按照故障产生先后顺序显示故障码，根据读取故障码查阅故障码表，确定故障部位和性质。
不同车型故障码定义也不同。
故障码清除。
将保险丝盒中“EFI”保险丝拔下10秒钟以上，故障码即可清除，用LED（故障显示）灯跨接诊断座上故障诊断输出端子读取故障码，下面以韩国现代车系为例，LED灯可用一发光二极管和330-440欧电阻串联起来，也可在诊断座上跨接指针式万用表，打至直流电压挡，用针指摆动频率来代替LED灯闪烁读取故障码。
找出诊断座，跨接LED或指针式万用表，灯开点火开关置“ON”位置，故障码开始显示，故障码闪烁频率和丰田车系相同，故障排除后，拆下蓄电池负极接线15秒钟以清除故障码。
用主电脑ECU侧面显示灯读取故障码，下面以日产车系为例。
日产车系故障码调取方式有两种：
一种是由主电脑侧面显示灯显示；另一种则是由仪表板上红色“CHECK”灯显示。
后者和丰田车系使用方法基本相同，本文不再重复，故只介绍主电脑侧面显示灯显示方式，电脑侧面显示灯显示故障码方式，故障码调取和清除程序有两种：
在主电脑ECU侧面有一红一绿两个显示灯，另有一个“TEST”选择开关。
其它使用方法为：
在电脑至于“ON”挡。
将“TEST”开关拔至“ON”位置。
直接由电脑侧面两个显示灯读取故障码。
红灯闪亮次数为十位数，绿灯亮次数为个位数，将“TEST”开关拔至“OFF”位置。
将点火开关至于“OFF”挡，故障码即可清除。
在主电脑侧面只有一个红色显示灯，另有一个可变电阻调节旋钮孔。
其使用方法为：
将点火开关置于“ON”挡。
将可变电阻旋顺时针拧到底，2秒种后再逆时针拧回到底，红色显示灯闪烁读出一组故障码。
故障码全部调出后，可变电阻旋钮顺时针拧到底，15秒钟后，再逆时针拧回到底。
2秒钟后将点火开关置于“OFF”挡，故障码即被清除。
仪表盘上显示屏直接显示故障码和故障信息资料、数据。
此种方式可省去调出故障码后查阅资料麻烦，但由于它使电脑程序变得更加复杂，制造成本增加，故现运行车辆中极少装用。
本文不再介绍使用方法，故障码故障码内容故障原因、检查部位
电脑电源瞬间中断主继电器接触不良,线路故障
发动机工作不稳定原因很多，空气流量计是重点检查对象，但是要确认它是否有故障，故障分析、检查方法就显得尤为重要，下面通过两个例子说明。
故障一：
凌志LS400轿车高速闯车。
发动机在原地加速时运转正常，当汽车行驶速度在120~140km/h左右时，汽车会出现闯动现象，有时闯动频繁，有时只是偶尔闯动，感觉好象是发动机间歇断火。
检查点火系统，将示波器接到一个点火线圈中央高压线，试车，闯车时点火高压为8~10KV，正常，点火波形良好；将示波器接到另一个点火线圈中央高压线，再试车，出现故障时点火波形也良好。
后来将示波器逐个接到各缸高压线，再试车，结果发现闯车时各缸高压都正常，波形都正常，可见闯车原因不是点火系统造成，应查找其它方面原因。
将示波器接到第一缸喷油器控制端，试车，观察喷油时间变化情况，闯车时该气缸喷油时间正常，为3.5ms左右。
然后将示波器逐个接到其余气缸喷油器控制端，再试车，观察喷油时间变化情况，闯车时每个气缸喷油时间都无异常。
也不能说明故障是喷油量造成。
接上scannerMT2500故障诊断仪，读取数据流，从获得数据来看，当系统由闭环控制进入开环控制时，车速在120km/h左右，是容易出现闯车时候。
断开氧传感器接线，强迫发动机常处于开环控制，接着试车，故障依旧。
其它数据都正常。
最后怀疑可能是某个传感器信号不稳定，影响了发动机动态工作，而且这个信号在诊断仪上又看不出问题。
关键传感器有曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、节气门位置传感器、空气流量计、车速传感器等。
将示波器逐个接到曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、节气门位置传感器，试车，出现故障时这些信号都正常。
将示波器接到空气流量计（涡流式）信号端，试车，出现故障时发现矩形波信号有偶尔中断现象，接着测量其电源端和接地端工作电压，出现故障时，电压为稳定5V，电压正常。
说明该故障是空气流量计高速时有时信号输出不正常所致。
将检查情况告知车主，车主说该空气流量计不是他，前段时间曾在另一修理厂检修过其它方面故障，回来后就发现了现在这个问题，怀疑被人调换了空气流量计，后来找到原修理厂，要回了原件，装回后汽车工作恢复正常。
故障二：
现代Elantra1.6轿车出现冒黑烟、怠速游车故障，而且黑烟随加速而增多，油耗大。
分析：
黑烟随加速而增多，油耗大，应该是喷油量偏多，混合气过浓造成。
检修：
先读故障代码，诊断盒在离合器右侧保险盒下方，接上发光二极管（该车无CHECK灯），读到21号代码（水温传感器信号不良），检查水温传感器插头有油污，清洁后故障代码可以清除，但故障依旧。
接上金德K8诊断仪，读取数据流，热车怠速喷油时间为8ms左右（正常为2~3ms），空气流量计输出信号频率在80~1200Hz（正常为30~40Hz）之间快速变动，发动机转速在700~1100RPM之间变动，其它信号参数基本正常。
从测量数据来看，很有可能是空气流量计信号不正常而引起喷油量异常，引起故障；也有可能是其它方面原因造成发动机游车后，进气波动太大而引起空气流量计信号不正常，不过前者可能性更大一些。
为了进一步确定空气流量计是否良好，拆下空气滤清器，接通点火开关，用电吹风对着空气流量计吹气，在“进气量”稳定情况下，空气流量计信号仍然波动很大，说明空气流量计有故障。
后来又用信号模拟仪输出矩形波信号来代替空气流量计信号，当频率为35Hz时，喷油量为2.6ms，发动机怠速运转平稳，不冒黑烟；将频率调到110Hz（该仪器只有四级调节），喷油时间略微上升，发动机也运转平稳，不冒黑烟。
因此可以断定该故障是由空气流量计引起。
订购新空气流量计换上，起动发动机，发动机运转正常，不冒黑烟。
再次读取数据，正常怠速时喷油时间为2.6ms左右，空气流量计输出信号为30Hz左右。
参考文献
［1］钱耀义.汽车发动机电子控制系统［M］.北京：
机械工业出版社，1999
［2］刘仲国.汽车故障诊断学［M］.北京：
机械工业出版社，2000
XXXXXX学院毕业论文（设计）评审表
学生姓名
XXXXXX
专业年级
06对口汽修
学号
XXXXXX
指导教师
论文题目
现代汽车电控发动机故障自诊断系统使用
指
导
教
师
评
语
初评成绩：
指导教师：
年月日
答
辩
情
况
答辩小组成员
答辩记录：
答
辩
情
况
记录人：
年月日
答辩评语：
答辩成绩：
答辩小组负责人：
年月日
总
评
成
绩
系学术委员会主任：
年月日（盖章）
注：
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