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课题
任务一  故障自诊断系统认知
课程类型
□核心课程    □项目课程    □实践课程
教学方法
□讲授法  □演示法  □讨论法  □案例教学  □情景教学 
□实验教学    □文献查阅      □问题启发  □项目教学 
□其他：                                             
教学目标
知识目标：1.掌握发动机自我诊断系统的工作原理；
2.能够利用解码仪读取故障码和数据流。
能力目标：学会使用万用表、示波器、故障诊断仪等检测装置
素质目标：学会团队之间的相互协作。
教学重点
1.掌握发动机自我诊断系统的工作原理；
2.能够利用解码仪读取故障码和数据流。
教学难点
能够利用解码仪读取故障码和数据流
教学过程
【任务引入】
一辆装备有AJR发动机的轿车，车主反映：更换节气门体后故障指示灯常亮，需要对发动机电控系统进行检测，确定故障部位。
【必备知识】
一 、故障自诊断系统的组成
汽车故障自诊断系统主要由传感器监测电路、执行器监测电路、软件程序、故障诊断通信接口 TDCL以及各种故障指示灯等组成。传感器与执行器监测电路一般都与各种电控单元设置在同一块印刷电路板上，软件程序存储在各种电控单元内部的专用存储器中。
二、故障自诊断系统的功能
自诊断系统的功能包括3个方面：一是监测控制系统工作情况，一旦发现某只传感器或执行器参数异常，就立即发出报警信号；二是将故障内容编成代码(称为故障代码)存储在随机存储器RAM中，以便维修时调用或供设计参考；三是启用相应的备用功能，使控制系统处于应急状态运行。
1.发出报警信号
在电子控制系统运转过程中，当某只传感器、控制开关或执行器发生故障时，电控单元ECU将立即接通仪表盘上的故障指示灯电路，使指示灯发亮或闪亮。其目的是提醒驾驶员控制系统出现故障，应立即检修或送修理厂修理，以免故障范围扩大。
2.存储故障代码汽车故障诊断仪
当自诊断系统发现某只传感器、控制开关或执行器发生故障时，其电控单元ECU会将监测到的故障内容以故障代码的形式存储在随机存储器RAM中。只要存储器电源不被切断，故障代码就会一直保存在RAM中。即使是汽车在运行中偶尔出现一次故障，自诊断电路也会及时检测到并记录下来。
3.启用备用功能
备用功能又称为失效保护功能。当自诊断系统发现某只传感器、控制开关或执行器发生故障时，其电控单元ECU将以预先设定的参数取代故障传感器、控制开关或执行器工作，使控制系统继续维持控制功能，汽车将进入故障应急状态运行并维持基本的行驶能力，以便将汽车行驶到修理厂修理。电子控制系统的这种功能称为备用功能或失效保护功能。
当发动机电子控制系统在备用功能工作状态下，由于发动机的性能将受到不同程度的影响。因此，某些车型的发动机自诊断系统还将自动切断空调、音响等辅助电气系统电路， 以便减小发动机的工作负荷。
汽车发动机电子控制系统的备用功能主要包括以下几个方面：
(1) 冷却液温度传感器电路断路或短路时，ECU按固定温度值控制喷油器喷油。
当冷却液温度传感器工作正常时，冷却液温度一般设定在-30〜+120°C,其输出信号电压在0.3〜4.7V范围内变化。当冷却液温度传感器电路发生短路或断路故障时，其输出的信号电压就会低于0.3V或高于4.7V，ECU接收到低于0.3V或高于4.7V 的冷却液温度信号时，自诊断系统就会判定冷却液温度传感器及其电路有短路或断路故障， 并立即启用备用功能，按固定温度值控制喷油器喷油。如桑塔纳2000GSi、捷'达GT、GTX 型轿车的冷却液温度传感器或其电路发生断路故障时，ECU —方面控制接通故障指示灯电 路使指示灯发亮报警，另一方面将按冷却液温度为80°C的工作状态控制喷油器喷油，并将 故障内容编成代码存储在随机存储器RAM中，以便检测维修时调用。当冷却液温度传感 器或其电路发生短路故障时，ECU —方面控制接通故障指示灯电路使指示灯发亮报警，另 一方面将按冷却液温度为19.5°C的工作状态控制喷油器喷油，并将故障内容编成代码存储 在随机存储器RAM中，以便检测维修时调用。
（2）当进气温度传感器或其电路断路或短路时，ECU将按进气温度为20°C的工作状态控制喷油器喷油。
（3）当空气流量传感器或歧管压力传感器电路断路或短路时，ECU将按节气门位置传感器信号以3种固定的喷油量控制喷油器喷油。当节气门位置传感器(桑塔纳2000GSK捷 达GT、GTX型轿车为节气门控制组件)的怠速触点闭合时，以固定的怠速喷油量控制喷油； 当怠速触点断开、节气门尚未全开时，以固定的小负荷喷油量控制喷油；当节气门全开或接近全开时，以固定的大负荷喷油量控制喷油。
（4）当节气门位置传感器电路断路或短路时，ECU将根据发动机转速信号和空气流量传感器信号计算出一个替代值来控制喷油器喷油。
（5）当大气压力传感器电路断路或短路时，ECU将按101kPa(l个标准大气压)控制喷油器喷油。
（6）当氧传感器电路断路、短路、输出信号电压保持不变或每10s变化低于8次时， ECU将取消空燃比反馈控制，并以开环控制方式控制喷油器喷油。
（7）当曲轴位置传感器电路断路或短路时，由于ECU接收不到曲轴转速与转角信号， 因此，无法控制点火时刻和喷油时刻，即不能实施失效保护，发动机将无法运转。
（8）当执行器(如喷油器、点火控制器和怠速控制阀等)出现故障时，有的故障能被ECU 检测出来，有的则不能检测，具体情况依车型的控制软件和硬件设计而异。
三、自诊断测试
  1.自诊断测试方法
自诊断测试是指利用专用故障检测仪与车载电控单元ECU进行通信，或按照特定的操作方式触发车载电控单元ECU的控制程序运行，以便读取故障代码、清除故障代码、读取车载电控单元ECU内部的控制参数、检测各种传感器和执行器的工作状态及其控制电路是否正常等。
汽车各种电子控制系统有无故障，可以通过自诊断测试进行诊断。根据发动机工作状态不同，自诊断测试方式分为静态测试KOEO和动态测试KOER两种。
静态测试简称为KOEO(Key ON Engine OFF)方式，即在点火开关接通、发动机不运转的情况下进行诊断测试，主要用于读取或清除故障代码。
动态测试简称为KOER(Key ON Engine Run)方式，即在点火开关接通、发动机运转的情况下进行诊断测试，主要用于读取或清除故障代码、检测传感器或执行器工作情况及其控制电路是否良好以及与车载电控单元ECU进行数据通信等。
2.自诊断测试内容
（1）读取故障代码
读取故障代码是诊断汽车电子控制系统故障最常用的自诊断测试方法。读取故障代码的方法有两种：一种是利用故障检测仪读取，另一种是利用特定的操作方法读取。
（2）数据传输
当发动机运转时，利用故障检测仪将车载ECU内部的控制参数和计算结果等数值以数据表和串行输出方式在检测仪屏幕上一一显示出来的过程，称为数据传输，通常称为“数 据通信”或“读取数据流”。
（3）监控执行器
在发动机熄火状态下或运转过程中，通过故障检测仪向执行器发出强制驱动或强制停止指令来监测执行器动作情况，用以判定执行器及其控制电路有无故障。
四、故障诊断与检修常用的工具仪器
（1）跨接线
是主要用于电路故障诊断一段专用导线，不同形式的跨接线主要是其长短和两端接头不同。跨接线两端的接头一般是不同形式的插头或鳄鱼夹，以适应不同位置的跨接。
  （2）测试灯
主要用来检查电控元件电路的通、断，根据指示灯亮度判断被测电路的电压高低。
（3）万用表
主要用来测量电阻、电压、电流等参数，以此判断电路的通断和电控元件的技术状况。
  （3）燃油压力表
是用来测量燃油供给系统燃油压力的专用工具，是对燃油系统进行检查和故障诊断的常用工具，使用时注意选择量程与被测系统压力范围相适应的燃油压力表。
  （4）喷油器清洗机
用来清洗和测定喷油器，可分为便携式和固定式两种类型。便携式免拆洗喷油器清洗机，无需拆卸，使用方便，但没有测试功能。固定式超声波喷油器清洗机一般除用来清洗喷油器外，还具有喷油器滴漏检查和喷油量检查功能。
（5）故障诊断仪
功能：快速、方便地读取或清除故障码；对发动机控制系统进行动态测试，显示瞬时信息，为诊断故障提供依据；能在静态或动态下，向电控系统各执行元件发出检修作业需要的动作指令，以便检查执行元件的工作状况；在车辆运行或路试时监测并记录数据流；具有示波器功能、万用表功能和打印功能；有些诊断仪能显示系统控制电路图和维修指导，以供故障诊断和检修时参考；发动机控制单元 ECU 进行某些数据的重新有些功能强大的专用诊断仪能对输入和更改。
（6）示波器
主要用来显示控制系统中输入、输出信号的电压波形，以供维修人员根据波形分析判断电控系统故障。
五、汽油机电控系统故障诊断的原则与一般程序
1.汽油机电控系统故障诊断的原则
如果要诊断排除一个可能涉及电控燃油喷射系统的汽油机故障，首先应判断故障是否与电控燃油喷射系统有关。如果发现汽油机有故障，而故障指示灯未亮，这种情况一般与电控燃油喷射系统无关。
2.汽油机电控系统故障诊断的一般程序
对于电控汽车故障的诊断与排除，一般要经过向车主调查、查阅资料、直观检査和调取故障码等程序来进行。
(1)    询问
向车主调查故障产生时间、症状、情况、条件、如何产生、是否已检修过、动过什么部位。
(2)    查阅资料
在对汽车进行检测前，一定要掌握该车的有关数据、所要检查部件的准确位置、接线图、接线和检测方法以及检测仪器的使用。
(3)    直观检查
这是故障分析最基本的检查，可以确定前面对故障的估计是否正确。其内容包括以下几方面：
看：看是否有部件丢失，电线是否脱线，接线器是否接合，有无接错线，各种软管的连接状况等。
听：听起动发动机，检查是否有漏气、杂音，可能产生故障的部件能否正常工作等。
摸：通过触摸检查某些部件是否在正常工作，接线是否牢固，软管是否断裂等。
闻：有些故障出现后，会产生比较特殊的气味，据此可比较准确的判断故障部位。如发动机烧机油时，会产生烧机油味；混合气过浓，排气中会有燃油味；传动带打滑后会产生焦糊味；导线过热会有胶皮味；橡胶及塑料过热后会发出焦糊橡胶味、焦糊塑料味等。
试：通过对发动机及总成进行不同工况的模拟试验，模拟再现并确认故障现象，以便进一步判断故障部位及原因。
比：根据经验将故障车的种种现象与完好车进行比较，或用同一型号的正常车与故障车对比，或用正常总成或零件替代怀疑有故障的总成或零件，比较更换前后的差异，以此判断故障所在。
想：对已确认的故障现象，结合故障部位零部件的工作原理、工作条件，进行综合分析，根据不同故障的特点和规律进行认真鉴别，得出准确的故障原因。
(4)    基本检查
基本检查主要包括基本怠速和基本点火正时的检查与调整。在进行基本检查时，必须使发动机冷却液温度达到正常工作温度(约80°C以上)，同时关闭车上所有附加电器装置， 如空调、除霜等。还应在散热器风扇未动作时执行检查与调整，以免风扇动作消耗电源， 影响怠速的正确性。
(5)    调取故障码
按照该车所要求的操作程序进入自诊断状态调取故障码，以作为故障判断的依据。   
(6)    检测
只有在进行检测后才能最终判定故障的位置和到
产生故障的原因。检测的内容包括信号检测、数据检测、压力检测和执行器动作检测等。
(7)    验证
验证故障是否已经排除。
课程小结
本小节主要学习了：
1.发动机自我诊断系统的工作原理；
2.利用解码仪读取故障码和数据流。
作业布置
说明：根据授课计划，每次课程按此教案模板撰写教案。