车载自诊断的原理及使用
自诊断是微机（微机是电控单元 ECU 的核心）的故障自诊断系统（微机中的识别故障和故障运行控制软件，故障监测电路和故障运行后备电路）自己诊断汽车电控系统（电控单元、传感器、执行器）的技术状态是否良好的过程。自诊断系统的功能如下： ① 监测电控系统的工作状态； ② 将监测到的故障以代码的形式储存到随机存储器RAM 中，以便维修时调用； ③ 起用备用系统，使电控系统处于应激状态； ④ 自诊断系统能及时停止其它执行机构的工作，以确保汽车行驶安全或避免造成其它部件的损坏。
1、自诊断系统的工作原理
当接通点火开关时，自诊断系统开始进人工作状态。首先是微机进人初始化程序，并对系统进行自检，此时故障灯会闪亮，发动机起动后故障灯应该熄灭。车辆运行过程中，自诊断系统一直工作，当检测到故障时，微机就将此故障以故障代码的形式存入随机存储器RAM 中并点亮故障灯。自诊断系统组成如图 1 所示。
1.1传感器的故障自诊断
微机对传感器的故障自诊断不需要专
门的线路，只需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自诊
断。工作时，各传感器的信号不断地进入到
微机，微机根据其内部设置的传感器信号，
由监测软件判别输入的信号是否有异常。如
果某一传感器信号的电压超出设定的范围
或信号丢失，监测软件就判定该传感器有故
障或有关线路有问题，驱动故障灯闪亮，并将该故障以代码形式储存到微机内的RAM 中。如水温传感器的正常输入信号电压变化
范围为0.3～4.7V ，对应的发动机冷却水温度为-30 ～l20℃。微机检测到的信号电压长时间超出此范围时，则传感器信号识别监测软件即判定发动机冷却水温度传感器或其电路存在故障。微机将此故障以代码的形式存入RAM 中，同时点亮仪表板上的故障灯。
1.2微机系统的故障自诊断
微机内部如果发生故障，控制程序的例行程序就不可能正常运行，微机就处于异常工作状态，汽车将无法行驶。为了保证汽车在微机本身出现故障时，仍能继续运行。采用后备回路系统，使汽车进入简易控制运行状态，使车辆行驶。在微机内部出现异常情况时，微机自诊断系统也能显示其故障，并记录下故障代码，将故障灯点亮。后备回路系统原理图如图2所示。
图2 后备回路系统原理图
微机工作是否正常是由被称为监视回路的电路（监视器）进行监视的，
监视器中安装有独立于微机 图1 自诊断系统组成图
系统之外的计数器。微机正常运行时，由微机的运行程序对计数器定时清零处理，这样，监视器中计数器的数值是永远不会出现计数满而溢出的现象；否则微机便不能对这个计数器进行定时清零，致使监视计数器出现溢出现象。以电控发动机为例，当监视计数器溢出时，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，后备回路根据起动信号和怠速触点闭合状态，分别按设定的喷油持续时间和点火提前角对喷油器和点火电子组件等执行元件进行控制。系统根据计数器溢出判定微机发生故障，显示其故障，储存故障代码。后备系统是根据存储于只读存储器ROM 中的基本设置对汽车进行简单控制的，基本设置固定值的大小取决于车型。
1.3执行器的故障自诊断
在电控系统工作时，微机对执行器进
行的是控制操纵，微机向执行器输出控制
信号，而执行器无信号返回微机。因此，
对执行器的工作情况进行诊断，一般需要
增设专用故障诊断电路，即微机向执行器
发出一个控制信号，执行器要有一条专用
电路来向微机反馈其控制信号的执行情
况。图3是发动机点火系统中点火电子组
件的故障诊断图。该系统中的点火监控信
号IGf 就是用来判定点火系统工作是否正常的监视信号。在点火系统正常情况下，
当微机对点火电子组件进行控制时，点火电子组件每进行一次点火，便由点火监视回路将点火执行情况以电信号的形式反馈给微机。当点火线路或点火电子组件出现故障时，若微机发出点火控制命令，却得不到反馈的点火监视信号IGf ，此时微机故障自诊断系统即判定点火系有关部位有故障，显示故障，存储故障代码。
1.4多路传输系统的故障自诊断
多路传输系统主要由电控模块（含有通讯控制IC ）、数据总线、网络、架构、通讯协议、网关等组成。该系统的核心部分是含有通讯控制IC 的电控模块。引起该系统故障的原因有3种：
① 汽车电源系统（不能提供电控模块正常的工作电压）；
② 数据总线故障（线路的短路、断路以及线路物理性质引起的通讯信号衰减或失真）；
③ 电控模块本身故障（软件故障，即通讯协议或软件程序有缺陷或冲突，通讯出现混乱或无法工作；硬件故障，即通讯控制 IC 或集成电路故障）。
各电控模块的信息传递是通过2个二进制逻辑状态0（显性）和1（隐性）在数据总线上实现的，每个逻辑状态都对应于相应的电压值。电控模块利用2条线上（CAN 一high 和CAN 一low ）的电压差来确认数据信息。数据信息传送的方式及规则是由通讯协议的信息格式决定的，信息格式中一般都有帧错误校验域。通讯控制IC 内部有硬件传输线路检测器和差错检测器等，通讯控制IC 具有检测通讯故障和向CPU 报告通讯故障的能力。当总线上的数据临时产生错误（来自外部的干扰等）或总线上的数据连续产生错误（电控模块内部的故障，驱动方面的故障及总线线路故障等）时，通讯协议中的错误检测措施（发送检测、循环冗余校验、位填充、报文格式检查等）检测到这些错误（位错误、填充错误、 CRC 错误、格式错误、应答错误等），发出故障标志，而且对应的电控模块进行发送故障计数或接收故障计数，当计数超过CPU 设定值时，该电控模块处于积极错误状态、消极错误状态或脱离总线，通讯控制IC 对CPU 发出故障中断，该电控模块存储故障代码。通常将传输信息反映在仪表板总成的显示屏上，应用CAN 自诊断可同时对多个电控模块进行系统检测。
2、故障代码
2.1故障代码的设定、类型和测试模式
2.1.1故障代码的设定
故障代码就是代表故障的类型和故障部位的信息，
是自诊断系统对检测出的故障点所记录下来的相 图3 点火电子组件故障监视电路图
