汽油发动机故障码故障诊断

王猛 蒋辰

常州交通技师学院 江苏省常州市 213000

伴随着汽车电控技术日新月异的发展，汽车电控系统给汽车维修技术工人提出了很多新的问题，因此现代汽车都带有发动机自诊断系统，它为汽车维修技术工人提供了故障诊断的导向和依据，大大提高故障排查的效率和准确度。

1 设计原理

故障码系统设计原理是：ECM在汽车运行过程中，实时监控各个电控元件的工作状态。当ECM在检测过程中发现电控元件的信号异常且该异常信号在持续一段时间后并没有恢复，这时ECM判定此电控元件系统发生故障，ECM自动启用该元件的故障模式运行，并将该元件的故障以代码的形式储存在ECM的随机存取存储器中。同时ECM点亮仪表板上的故障指示灯，提醒驾驶员车辆运行发生异常，及时维修。

2 故障代码的分类

汽车故障码的生成都有自己的编码和一定的生成条件，当ECM监测到信号的波形不在其所设定的条件范围内时，ECM将作出故障判断，给出相应的故障代码。一般来说汽车故障码可以根据：SAE定义的通用故障码来分类；也可按故障码产生时ECM的判定条件来进行分类。

2.1 OBD-Ⅱ故障码的设置

SAE J2010规定了一个5位标准故障代码第1位是字母，后面4位是数字。

2.1.1 首字母含义

首位字母表示设置故障码的系统。当前分配的字母有4个：“P”代表动力系统，“B”代表车身，“C”代表底盘，“U”代表未定义的系统。

2.1.2 第二位字符含义

第2位字符是0、1、2或3，意义如下：0——；1——汽车厂家定义的扩展故障码；2或3——随系统字符(P，B，C或U)的不同而不同。动力系统故障码(P)的2或3由SAE留作将来使用；车身或底盘故障码的2为厂家保留，车身或底盘故障码的3由SAE保留。

2.1.3 第三位字符含义

第3位字符表示出故障的系统：1—燃油或空气计量故障；2—燃油或空气计量故障；3—点火故障或发动机缺火；4—辅助排放控制系统故障；5—汽车或怠速控制系统故障；6—电脑或输出电路故障。7—变速器控制系统；8—变速器控制系统。

2.1.4 第四、五位字符含义

最后两位字符表示触发故障码的条件。不同的传感器、执行器和电路分配了不同区段的数字，区段中较小的数字表示通用故障，即通用故障码；较大的数字表示扩展码，提供了更具体的信息，如电压低或高，响应慢或信号超出范围。

2.2 判定条件分类

ECM在自诊断监控过程中，实时监测各个电控元件的信号输出。ECM对异常信号电控元件的故障判定有多种方式。

2.2.1 值域判定法

当传感器输入信号超出ECM的规定数值范围时，ECM的诊断系统就认为该输入信号出现故障。例如：质量空气流量计信号电压低于0.2V或高于4.9V达到3秒。ECM即判定质量空气流量计信号系统发生故障。

2.2.2 时域判定法

当ECM在信号监测过程中发现某个信号在规定时间内变化的次数没有达到ECM的给定值或该信号根本没有发生变化时，ECM的诊断系统就认为该输入信号出现故障。例如：P0130氧传感器电路故障(B1 S1)：发动机暖机时怠速过程中，氧传感器输出电压保持在0.4V或更高，及0.5V或更低。

2.2.3 功能判定法

当执行器接受到ECM发出的信号后，监测相应的反馈信号或传感器输出信号的参数变化，如果该输出信号没有按照程序规定的方式变化，ECM的诊断系统就认为该系统有故障。例如：P0301检测到1号气缸缺火：点火系统有IGF和IGT信号，IGF为点火反馈信号，用来检测ECM发出的点火控制信号IGT是否被执行，如果IGF没有检测到点火信号，将判断为出现故障。

2.2.4 逻辑判定法

ECM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：P0016曲轴位置——凸轮轴位置相关性：曲轴位置传感器信号和VVT传感器信号之间存在偏差。

3 故障码诊断的基本流程

故障码诊断的核心思想是：读取故障代码，同时结合冻结数据流和定格数据流来进行故障诊断的流程设计。

诊断的详细流程是：

3.1 前期准备

3.1.1 检查工作场地（包括工具、设备、仪器等），环视车辆外观。

3.1.2 选择必需的检测和诊断仪器。

3.1.3 正确安装车轮挡块和底盘垫块，保证车辆启动和举升安全，手持钥匙，按开锁键，遥控打开车门锁，打开车门进入驾驶室。依次安装三件套，确认驻车制动器拉到极限位置，自动操作杆位于P挡位置。拉起发动机舱盖释放杆。安装左右翼子板布和前格删布。安装尾气排气管。

3.2 安全检查

3.2.1 冷却液液位的检查：如果储液罐中的冷却液液位在“FULL”和“LOW”之间，则冷却液液位是合适的。如果液位低，须加注冷却液。并记录工单上。

3.2.2 拆卸蓄电池盖板，万用表校零，检查蓄电池电压。蓄电池电压应大于11伏，否则蓄电池需充电或更换，注意：此项检查点火开关应关闭。

3.2.3 检查发动机机油液位。如果机油标尺上的机油液位在3/4之间，则机油液位是合适的。如果液位低，须加机油。并记录工单上。

3.2.4 打开副驾驶室侧车门，找到车辆铭牌并记录车辆基本信息。

3.3 仪器连接

3.3.1 准备好诊断仪，打开汽车诊断插座。注意：确认点火开关应关闭。

3.3.2 连接诊断仪，打开诊断仪电源，打开点火开关，确认仪表板灯亮。

3.4 故障码检查（不启动发动机）

选择汽车诊断，选择日本车系（丰田），新车，卡罗拉，卡罗拉GL，发动机和变速器，读取“当前故障码”，进入读码状态。记录当前故障码。

3.5 正确读取数据和清除故障码

3.5.1 把诊断仪切换到“冻结帧数据流”（冻结数据：发动机电脑在记录故障代码同时，保存故障发生时的数据流），读0帧数据。

3.5.2 读定格数据：读取发动机相关参数和数据（例如发动机转速、点火提前角、喷油脉宽、冷却液温度等）。

3.5.3 清除故障码：返回故障码界面，点击“清除故障码”。显示“清码命令以执行”。

3.5.4 点击“ESC”按钮，再读故障码，并记录。

3.5.5 读取动态数据流：读取动态数据流，验证车辆故障现象，其中包含以下三项内容：

a、启动状态。

b、发动机运转状态。

c、各工况状态。

3.5.6 验证车辆故障现象：发动机熄火，打开点火开关，再次进入系统读取故障码。

3.6 目视检查

重点检查相关部位：关闭点火开关，检查相关元件的线束连接是否正常，目视时要稍用力摇晃，并记录这一过程。

3.7 确认故障症状

不启动发动机，再次进入清码。

3.8 故障代码再次检查

启动发动机并踩下加速踏板，故障灯亮，再读码和数据流并记录。

3.9 根据测出的故障点，标出故障部位

按故障码诊断，查阅维修手册；并排除故障。

3.10 故障代码再次检查

进入系统，再次清码，返回，再读码，结果显示无故障码，故障排除。

3.11 安全文明作业

按5S的标准整理作业现场，回收相关的仪器、设备、工具，恢复作业现场。

4 排除故障的基本流程

汽车故障诊断的原则是由简入繁，由外入内，由因至果，由浅入深。尽量在不解体（或仅卸下个别小件）的条件下，确定汽车技术状况，查明故障部位及原因的检查。通过对丰田卡罗拉1.6L GL AT共86个故障码的分析和研究，发现

4.1 故障原因分类

4.1.1 线路故障

由于线路上的保险丝、接插件或线束本身等线路出现出现故障而引起的故障。例如：保险丝因大电流烧断；接插件松动或损坏；线束的短路或短路。

4.1.2 继电器故障

由于电路系统中继电器异常引发的故障。例如：集成继电器(EFI MAIN继电器)会引发P0136氧传感器电路故障报码。

4.1.3 元器件故障

由于元器件本身损坏或安装不到位而引起的故障。例如：空气流量计损坏；凸轮轴位置传感器安装不到位。

4.1.4 ECM故障

由于ECM内部电路出现问题引发的故障。例如ECM受潮。

4.1.5 机械故障

由于机械原因引起电控信号失真导致产生故障码，在86个发动机故障代码中此类由机械故障引发的故障码有28个。例如：P0016曲轴位置-凸轮轴位置相关性故障码的产生可能由于正时链条跳齿、正时链条拉长、机油控制阀滤清器、凸轮轴正时齿轮总成等机械原因引起。

5 结语

汽车故障码就是汽车电控系统出现故障后经ECM分析反映出的故障代码，在我们用解码仪读取的故障码分为真实码、历史码和偶发码，真实码是客观存在的汽车故障代码，是没有被维修人员修理的故障点的代码，历史码是以前维修做业中遗留的未清除的故障码，偶发故障码是不固定的，很多情况下是因为元件接触不良产生的。但故障码也有一定的局限性，在现代汽车维修做业中只是为维修人员提供了一个大概的方向，并不可能非常准确的告诉我们故障点的位置。一般情况下故障码是因为传感器故障或传感器工作不良引起的。在维修过程中应当把故障码、数据流、故障现象等信息综合分析来排除故障。