现代汽车综合诊断技术及运用(第二部分)

第二部分  故障代码分析


      故障代码分析是在读取故障代码的基础上，结合其他检测结果对所读取的故障代码进行比较分析从而做出故障判断的一种方法。它是汽车电子控制系统故障诊断中最基本也是最简单的方法之一。故障代码分析的过程是对汽车控制电脑故障自诊断系统所纪录的故障代码进行读取、清除和鉴别分类的分析过程。通常故障代码分析是诊断汽车电子控制系统故障的第一步。
      故障代码(简称故障码)是汽车控制电脑的自诊断系统对检测出的故障点所记录下的相应编码(数字或字母)。
      一、故障的确认方法
      任何故障码的设定都具有其相应的设定条件，当自诊断系统检测到某一个或几个信号超出其设定条件(或范围)即故障时，将设定故障码。通常对故障的确认有以下几种方法。
      (一)值域判定法
    当控制电脑接收到的输入信号超出规定的数值范围时，自诊断系统就确认该输入信号出现故障。例如：某些车水温传感器设计成在正常使用温度范围-30～120℃(或更高些)内，输出电压为0.3～4.7V，所以当控制电脑检测出信号电压小于0.15V或大于4.85V时就判定水温传感器信号系统发生短路或断路故障。
      (二)时域判定法
      当控制电脑检测时发现某一输入信号在一定的时间内没有发生变化或变化没有达到预先规定的次数时，自诊断系统就确定该信号出现故障。例如：氧传感器在发动机达到正常温度且控制系统进入闭环后控制电脑检测不到氧传感器的输出信号超过一段时间，或者氧传感器信号在0.45V上下没有变化的情况已超过一定时间，自诊断系统就判定氧传感器信号系统出现故障。
      (三)功能判定法
      当控制电脑给执行器发出驱动指令后，检测相应传感器或反馈信号的输出参数变化，若输出信号没有按照程序规定的趋势变化，就确认执行器或电路出现故障。例如：在某些车上控制电脑发出开启废气再循环(EGR)阀命令后，检测进气压力传感器MAP输出信号是否有相应变化，用以确定EGR阀有无动作，若没有变化，则确认EGR阀及电路故障。有些车则采用EGR位置传感器(或其他传感器)来判断EGR的工作状态。
      (四)逻辑判定法
      控制电脑对两个或两个以上具有相互联系的传感器进行数据比较，当发现两个传感器信号间的逻辑关系违反设定条件时，就断定其一或两者有故障。例如：控制电脑检测到发动机转速大于某个值时，节气门位置传感器输出信号小于某个值，则判定节气门位置传感器出现故障。例如在捷达车上，当节气门位置传感器信号有问题时，电脑比较在当时发动机转速下的空气流量信号与节气门位置信号，会给出空气流量传感器信号不合理的故障码，有时也会同时给出节气门位置信号的故障码。

 二、故障的分类
       当故障出现时故障现象也就产生了，但故障的出现有两种形式。一种是间歇性的故障，它的特点是时有时无；另一种是持续性的故障，它的特点是一旦发生就持续存在。在故障诊断中，间歇性故障被称为软故障(有些厂家称为延续或历史的故障)，而持续性故障则被称为硬故障。间歇性故障可能重现，但它的发生常常没有规律可循，重现的时间长短也不确定。持续性故障则始终存在。因此持续性故障比较容易判断，而间歇性故障则难以判断。因为要重现间歇性故障产生的状态，有时很困难，可能需要很长时间来捕捉间歇性故障的重现或需要人为地创造可重现故障的条件，如加热、晃动等，同时又要有较好的设备来捕捉故障出现瞬间各种数据参数的变化才行。
      (一)故障和故障现象及故障码的关系
      有故障码存在，在大多数情况下是确有故障，也会有不同程度的故障症状。如：空气流量计(MAF)的故障码，表明空气流量计信号有故障，而作为重要传感器的空气流量计信号出现故障，会产生比较明显的故障现象，如发动机加速不良，动力性下降，排放超标等。但有些故障的故障症状并不明显，如出现空气温度传感器的故障码，则表示空气温度传感器信号可能有短路或断路故障发生，但这个故障所带来的影响往往单凭驾驶感觉不一定能发现。而在某些情况下，有故障码却不一定有故障，这主要是因为：①外界各种干扰源的干扰；②检测人员的误操作；③相关故障的影响；④虚假的故障码等。
      在有些情况下，当有故障症状出现时，一定有故障，但不一定有故障码，因为故障码是由控制电脑的自诊断系统定义的，凡不受控制电脑约束的故障点，均无法定义故障码。例如：未被控制系统监测的机械性故障或参数数值漂移但又未超出设定条件的，自诊断系统就无法识别，但发动机会表现出工作不良的故障症状。另外，实际上一个控制系统在出厂时，设计人员只能按照设计要求，根据传感器和执行器及控制电脑可能出现的问题以及试制和实验过程中出现的各种故障对故障码进行标定，它没有也不可能包含了在实际运行中可能出现的所有故障。所以我们常讲有故障码不一定有故障，没有故障码不一定没有故障。不要以为能读得故障码，就可修好车，而没有故障码就一定没故障。
      表2为故障和故障症状及故障码间的相互关系。
　　
      在这里我们应该清楚，我们修理的是故障，而不是故障码，而故障码仅是对故障范围和特性所给出的一种提示。它是诊断的开始而不是诊断的最后结果。
二)故障码的读取与清除
　　(二)故障码的读取与清除
　　故障码的读取有两种方式，一种是人工方式，另一种是外接设备方式。人工读取方式既适用于早期随车诊断系统(OBD—I)的故障码读取，而外接设备方式既适用于第一代随车诊断系统也可用于第二代随车诊断系统(OBD—Ⅱ)的故障码读取。存储在控制电脑中的故障码也同样有两种方式来清除，一种是人工清除，另一种是自动清除，人工清除是按照一定步骤用人工或仪器来清除。故障码的自动清除则是在故障已经完全消除以后，在点火开关开—闭(ON—OFF)循环一定的次数(通常是50～80次)以上且该故障未再次出现时，控制电脑将自动清除存储的故障码。人工清除可以清除所有的间歇性(软)故障的故障码和持续性(硬)故障码，而自动清除只能消除在一段时间内没有出现的间歇性故障的故障码和故障已经被排除的持续性故障的故障码。
　　1．随车读取和清除方式
　　随车读取和清除故障码是不使用任何外接仪器设备就可进行的方式。在这种方式下若要控制电脑的自诊断系统输出故障码，通常需要先给电脑一个触发信号，电脑接到此信号后，就开始显示故障码。因此可将各种不同汽车的故障码输出形式，按不同的触发方式和不同的显示方式来加以分类。任何一种车型故障码的读取，总是由一种触发方式和一种显示方式组成的。
　　(1) 故障码读取的触发方式。
　　① 跨接诊断座中触发线。
　　这种方式是故障码读取中使用最多的方式，根据要检测的系统用一根导线跨接诊断座中指定的插孔，即可完成自诊断系统的触发，如图1所示。
　　　　
　　用这种触发方式读取故障码的车型有：
　　•通用(GM)汽车；
　　•丰田(TOYOTA)汽车；
　　•曰产(NISSAN)汽车；
　　•本田(HONDA)汽车；
　　•五十铃(ISUZU)汽车；
　　•大发(DAIHATSU)汽车；
　　•铃木(SUZUKl)汽车；
　　•大宇(DAEWOO)汽车。
　　② 诊断座中触发线搭铁触发。
　　这种方式也是故障码读取中比较常见的一种，而上述的两线触发中，其中有一根就是搭铁线，所以两线触发和一线搭铁触发本质上是一样的，如图2所示。
　　　　
　　用这种触发方式读取故障码的车型有：
　　•通用(GM)汽车；
　　•福特(FORD)汽车；
　　•大发(DAIHATSU)汽车；
　　•铃木(SUZUKl)汽车；
　　•现代(HYUNDAl)汽车；
　　•绅宝(SAAB)汽车。
　　③ 外接LED灯(故障笔)触发。
　　LED灯是由发光二极管和330Ω电阻串接而成的故障笔，使痢时将两线分别与诊断座中规定的插脚相接，即可达到显示故障码的目的。通常这种方式显示的故障码是自动连续输出的，按照LED灯的显示即可读取故障码，如图3所示。
　　
　　用这种方式触发读取故障码的车型有：
　　•现代(HYUNDAl)汽车；
　　•三菱(MITSUBISHl)汽车；
　　•奔驰(Benz)。
　　④ 点火开关触发。
　　在规定时间内将点火开关连续开—关—开—关—开后(三次)，自诊断系统便被触发输出故障码。这种方式仅用于克莱斯勒(CHRYSLER)汽车。
　　⑤ 插保险丝触发。
　　在保险盒内或诊断座上专用的保险插座上，插上保险丝即可触发自诊断系统输出故障码。用这种方式触发读取故障码的车型有：
　　•铃木(SUZUKl)汽车；
　　•奥迪／大众(Audi／VW)汽车。
　　⑥ 加速踏板触发
　　在5s内将加速踏板踩下并放开5次，即可触发自诊断系统输出故障码。这种方式仅用于宝马(BMW)的一部分汽车。
　　⑦ 旋转电位计触发。
　　将控制电脑上的电位计按顺时针或逆时针方向旋转，并按照一定的程序操作，自诊断系统就触发输出故障码。这种方式仅用于曰产(NISSAN)汽车。
　　⑧ 自动触发。
　　打开点火开关故障码自动显示，这种方式仅用于部分宝马(BMW)汽车；用汽车万用表的百分比挡直接读出故障码(百分比输出)，这种方式仅用于部分奔驰(BENZ)汽车。以上两种方式都是自动进入故障码输出的实例。
　　⑨ 按钮触发。
　　按规定按下按钮后故障码就开始显示。用这种方式触发读取故障码的车型有：
　　•奔驰(BENZ)汽车(美规车)；
　　•通用(GM)卡迪拉克汽车；
　　•沃尔沃(VOLVO)汽车。
　　(2) 故障码读取显示方法。
　　① 检查发动机灯(CHECKENGINE)。这里讲的是发动机，当然不同系统如ABS、AIRBAG等均有自己相应的故障指示灯。
　　检查发动机灯安装在仪表板上，图4为常见的几种类型。
　　　　
　　打开点火开关时，检查发动机灯应点亮，起动发动机后几秒钟灯应自动熄灭，当故障出现后，检查发动机灯可能出现：
　　a．检查发动机灯持续点亮；
　　b．检查发动机灯亮一段时间后当工况发生变化又自动熄灭；
　　c．发动机运转时，检查发动机灯亮；当熄火后再次起动发动机时，发动机检查灯熄灭。
　　d．故障灯连续闪动(发动机运转时)。
　　读取故障码时是首先在诊断座上跨接触发自诊断系统后，利用仪表板上的检查发动机灯闪烁故障码。
　　② 外接LED灯（故障笔）。
　　LED灯即发光二极管，其电路连接如图5所示。
　　　　
　　故障码笔是由双LED发光二极管组成的专用的故障码阅读笔，它可以方便地从诊断座上读取故障码，如图6所示。使用时可将其红色夹子接到蓄电池正极，探针插到诊断孔上，即可以从绿色LED灯上读出故障闪烁码。
　　　　
　　常见的外接LED灯的连接方式有两种，如图3所示。
　　③ 内部LED灯。
　　内部LED灯有两种安装部位(如图7所示)。一种装在诊断座上，如沃尔沃(VOLVO)汽车和奔驰(BENZ)汽车；还有一种是装在电脑板上的，如曰产(NISSAN)汽车和本田(HONDA)汽车。
　　　
　　④ 百分比(％)输出。
　　利用百分表在9针诊断座的第3针输出口，读取百分比(％)值，是奔驰汽车专用的读取故障码的方式，如图8所示。
          
　　⑤ 直接在仪表板上显示。
　　美国通用(GM)汽车公司卡迪拉克汽车可以用空调系统的控制面板显示故障码，如图9所示。
          
　　(3) 故障码灯的闪烁方式。
　　当用发动机检查灯或LED灯读取故障码时，应注意故障码的闪动方式，通常故障灯的闪烁方式可以分为以下几种：
　　① 单灯闪烁方式。
　　只用一支检查灯或LED灯的闪烁方式可分为：
　　a．一位码闪烁有时也称为直接计数方式，即每次闪烁等宽的脉冲信号，以脉冲的个数计为故障码，如图10所示。
          
　　b．两位码闪烁。闪烁时分为十位码和个位码，十位码闪烁的时间长，个位码闪烁的时间短，如图11所示(故障码是23)。此种方式最为常见，使用的车型最多。
          
　　c．多位码闪烁。多位码闪烁通常是等宽脉冲及等宽间隔的故障码闪烁方式，如图12所示(故障码是323)。有些车型的多位码中加入了前置码和指示码，如图13所示(故障码是423，前置码恒定为1，指示码8缸车为2，其他车为1)。
          
          
　　② 双灯闪烁方式。
　　用两支LED灯来显示故障码，一支红色代表十位码，一支绿色代表个位码，两支LED灯交替闪烁，即可闪烁故障码(曰产车型)，如图14所示(故障码是23)。
          
　　③ 四灯显示方式。
　　用四支LED灯组成的二进制四位显示板，每支LED灯亮时表示1，灭时表示0，四支LED灯分别代表1248。故障码等于四位二进制码之和，所以它可以表示从0～15共16个故障码，如图15所示(该方式常用于本田某些车型上)。
          
　　(4) 故障码的清除方式。
　　故障码的清除方式有3种：
　　① 切断电源法：切断电源消除电脑中记忆的方式，具体步骤是：
　　a．将蓄电池负极搭铁线拆下10～30s以上或更长时间，这种方式适用于大多数车型。
　　b．拆下电脑的电源保险。但切断电源法会同时清除电脑的自适应值或其他系统的记忆，如音响。
　　② 触发程序法：按照触发的方式遵循规定的程序步骤操作，即可清除故障码(如丰田车清除AIRBAG系统的故障码)。
　　③ 利用仪器清除故障码，这是最常用并应首先采用的方式。
　　(5)故障码的分类与鉴别。
　　故障码分为间歇性故障码(或称软故障码)和当前故障码(或称硬故障码)两种。间歇性故障码是曾经发生过而当前却不存在的故障码，当前故障码是当前仍存在着的故障码。在通常情况下可按下述方法加以区别：
　　① 首先读取全部故障码；
　　② 清除所有故障码；
　　③ 试车(这里要强调的是，试车不是在起动后原地运转发动机，而是进行路试，对某些故障码，必须按设计要求进行规定的工况路试才行)；
　　④ 再读故障码。
　　第二次读出的故障码是当前故障码。第一次读取时有，而第二次读取时没有的故障码则是间歇性故障码。

(三)故障码的分析步骤
　　(三)故障码的分析步骤
　　在进行故障码分析时，建议按照以下步骤进行：
　　(1) 首先读取并纪录所有故障码；
　　(2) 清除所有的故障码；
　　(3) 确认故障码已被清除(在再次读取故障码时，应显示此时无故障码)；
　　(4) 模拟故障产生的条件进行路试以使故障重现；
　　(5) 再读取并纪录此时的故障码；
　　(6) 区分间歇性(软)故障码和当前(硬)故障码；
　　(7) 区分与故障症状相关的故障码和无关的故障码；
　　(8) 区分诸多故障码或相关故障码中的主要故障码(它可能是导致其他故障码产生的原因)；
　　(9) 按照上述分析，进一步精确地检查测量故障码所代表的传感器、执行器或控制电脑及相关的电路状态，以便确定故障点发生的准确位置。
　　以上(7)、(8)、(9)项的内容是故障码分析的重点，也是我们需要进一步检查的方向。
　　在整个分析和检查的过程中，我们应明确非常重要的一点：整个控制系统是由许多子系统(各个传感器、执行器、电源及电脑中的各部分电路等)电路组成的，而每一个子系统电路是由传感器(或执行器)、插接头、线路和电脑内部的该子系统电路所组成。因此反映某个子系统故障的故障码所包含的内容不单是指该传感器(或执行器)出现故障，而是表示该子系统的信号出现不正常的现象，至于不正常的原因则可能出现在组成该子系统的任何一部分——器件、接头、线路或电脑上。所以我们讲故障码仅为维修人员提供了进一步检测的大方向，而并不能也不是告诉我们究竟什么地方和什么东西出现故障。为真正确定是什么地方和什么东西的问题，还需要根据相应的技术资料(包括电路图、器件位置、标准值等)，利用可能的检测手段进一步测量。这就是为什么不要以为读到故障码即可修好车的原因。