現(xiàn)代汽車綜合診斷技術(shù)及運(yùn)用(第二部分)

第二部分  故障代碼分析


      故障代碼分析是在讀取故障代碼的基礎(chǔ)上，結(jié)合其他檢測(cè)結(jié)果對(duì)所讀取的故障代碼進(jìn)行比較分析從而做出故障判斷的一種方法。它是汽車電子控制系統(tǒng)故障診斷中最基本也是最簡(jiǎn)單的方法之一。故障代碼分析的過程是對(duì)汽車控制電腦故障自診斷系統(tǒng)所紀(jì)錄的故障代碼進(jìn)行讀取、清除和鑒別分類的分析過程。通常故障代碼分析是診斷汽車電子控制系統(tǒng)故障的第一步。
      故障代碼(簡(jiǎn)稱故障碼)是汽車控制電腦的自診斷系統(tǒng)對(duì)檢測(cè)出的故障點(diǎn)所記錄下的相應(yīng)編碼(數(shù)字或字母)。
      一、故障的確認(rèn)方法
      任何故障碼的設(shè)定都具有其相應(yīng)的設(shè)定條件，當(dāng)自診斷系統(tǒng)檢測(cè)到某一個(gè)或幾個(gè)信號(hào)超出其設(shè)定條件(或范圍)即故障時(shí)，將設(shè)定故障碼。通常對(duì)故障的確認(rèn)有以下幾種方法。
      (一)值域判定法
    當(dāng)控制電腦接收到的輸入信號(hào)超出規(guī)定的數(shù)值范圍時(shí)，自診斷系統(tǒng)就確認(rèn)該輸入信號(hào)出現(xiàn)故障。例如：某些車水溫傳感器設(shè)計(jì)成在正常使用溫度范圍-30～120℃(或更高些)內(nèi)，輸出電壓為0.3～4.7V，所以當(dāng)控制電腦檢測(cè)出信號(hào)電壓小于0.15V或大于4.85V時(shí)就判定水溫傳感器信號(hào)系統(tǒng)發(fā)生短路或斷路故障。
      (二)時(shí)域判定法
      當(dāng)控制電腦檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)某一輸入信號(hào)在一定的時(shí)間內(nèi)沒有發(fā)生變化或變化沒有達(dá)到預(yù)先規(guī)定的次數(shù)時(shí)，自診斷系統(tǒng)就確定該信號(hào)出現(xiàn)故障。例如：氧傳感器在發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到正常溫度且控制系統(tǒng)進(jìn)入閉環(huán)后控制電腦檢測(cè)不到氧傳感器的輸出信號(hào)超過一段時(shí)間，或者氧傳感器信號(hào)在0.45V上下沒有變化的情況已超過一定時(shí)間，自診斷系統(tǒng)就判定氧傳感器信號(hào)系統(tǒng)出現(xiàn)故障。
      (三)功能判定法
      當(dāng)控制電腦給執(zhí)行器發(fā)出驅(qū)動(dòng)指令后，檢測(cè)相應(yīng)傳感器或反饋信號(hào)的輸出參數(shù)變化，若輸出信號(hào)沒有按照程序規(guī)定的趨勢(shì)變化，就確認(rèn)執(zhí)行器或電路出現(xiàn)故障。例如：在某些車上控制電腦發(fā)出開啟廢氣再循環(huán)(EGR)閥命令后，檢測(cè)進(jìn)氣壓力傳感器MAP輸出信號(hào)是否有相應(yīng)變化，用以確定EGR閥有無動(dòng)作，若沒有變化，則確認(rèn)EGR閥及電路故障。有些車則采用EGR位置傳感器(或其他傳感器)來判斷EGR的工作狀態(tài)。
      (四)邏輯判定法
      控制電腦對(duì)兩個(gè)或兩個(gè)以上具有相互聯(lián)系的傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)比較，當(dāng)發(fā)現(xiàn)兩個(gè)傳感器信號(hào)間的邏輯關(guān)系違反設(shè)定條件時(shí)，就斷定其一或兩者有故障。例如：控制電腦檢測(cè)到發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速大于某個(gè)值時(shí)，節(jié)氣門位置傳感器輸出信號(hào)小于某個(gè)值，則判定節(jié)氣門位置傳感器出現(xiàn)故障。例如在捷達(dá)車上，當(dāng)節(jié)氣門位置傳感器信號(hào)有問題時(shí)，電腦比較在當(dāng)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下的空氣流量信號(hào)與節(jié)氣門位置信號(hào)，會(huì)給出空氣流量傳感器信號(hào)不合理的故障碼，有時(shí)也會(huì)同時(shí)給出節(jié)氣門位置信號(hào)的故障碼。

 二、故障的分類
       當(dāng)故障出現(xiàn)時(shí)故障現(xiàn)象也就產(chǎn)生了，但故障的出現(xiàn)有兩種形式。一種是間歇性的故障，它的特點(diǎn)是時(shí)有時(shí)無；另一種是持續(xù)性的故障，它的特點(diǎn)是一旦發(fā)生就持續(xù)存在。在故障診斷中，間歇性故障被稱為軟故障(有些廠家稱為延續(xù)或歷史的故障)，而持續(xù)性故障則被稱為硬故障。間歇性故障可能重現(xiàn)，但它的發(fā)生常常沒有規(guī)律可循，重現(xiàn)的時(shí)間長(zhǎng)短也不確定。持續(xù)性故障則始終存在。因此持續(xù)性故障比較容易判斷，而間歇性故障則難以判斷。因?yàn)橐�重現(xiàn)間歇性故障產(chǎn)生的狀態(tài)，有時(shí)很困難，可能需要很長(zhǎng)時(shí)間來捕捉間歇性故障的重現(xiàn)或需要人為地創(chuàng)造可重現(xiàn)故障的條件，如加熱、晃動(dòng)等，同時(shí)又要有較好的設(shè)備來捕捉故障出現(xiàn)瞬間各種數(shù)據(jù)參數(shù)的變化才行。
      (一)故障和故障現(xiàn)象及故障碼的關(guān)系
      有故障碼存在，在大多數(shù)情況下是確有故障，也會(huì)有不同程度的故障癥狀。如：空氣流量計(jì)(MAF)的故障碼，表明空氣流量計(jì)信號(hào)有故障，而作為重要傳感器的空氣流量計(jì)信號(hào)出現(xiàn)故障，會(huì)產(chǎn)生比較明顯的故障現(xiàn)象，如發(fā)動(dòng)機(jī)加速不良，動(dòng)力性下降，排放超標(biāo)等。但有些故障的故障癥狀并不明顯，如出現(xiàn)空氣溫度傳感器的故障碼，則表示空氣溫度傳感器信號(hào)可能有短路或斷路故障發(fā)生，但這個(gè)故障所帶來的影響往往單憑駕駛感覺不一定能發(fā)現(xiàn)。而在某些情況下，有故障碼卻不一定有故障，這主要是因?yàn)椋孩偻饨绺鞣N干擾源的干擾；②檢測(cè)人員的誤操作；③相關(guān)故障的影響；④虛假的故障碼等。
      在有些情況下，當(dāng)有故障癥狀出現(xiàn)時(shí)，一定有故障，但不一定有故障碼，因?yàn)楣收洗a是由控制電腦的自診斷系統(tǒng)定義的，凡不受控制電腦約束的故障點(diǎn)，均無法定義故障碼。例如：未被控制系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的機(jī)械性故障或參數(shù)數(shù)值漂移但又未超出設(shè)定條件的，自診斷系統(tǒng)就無法識(shí)別，但發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)表現(xiàn)出工作不良的故障癥狀。另外，實(shí)際上一個(gè)控制系統(tǒng)在出廠時(shí)，設(shè)計(jì)人員只能按照設(shè)計(jì)要求，根據(jù)傳感器和執(zhí)行器及控制電腦可能出現(xiàn)的問題以及試制和實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的各種故障對(duì)故障碼進(jìn)行標(biāo)定，它沒有也不可能包含了在實(shí)際運(yùn)行中可能出現(xiàn)的所有故障。所以我們常講有故障碼不一定有故障，沒有故障碼不一定沒有故障。不要以為能讀得故障碼，就可修好車，而沒有故障碼就一定沒故障。
      表2為故障和故障癥狀及故障碼間的相互關(guān)系。
　　
      在這里我們應(yīng)該清楚，我們修理的是故障，而不是故障碼，而故障碼僅是對(duì)故障范圍和特性所給出的一種提示。它是診斷的開始而不是診斷的最后結(jié)果。
二)故障碼的讀取與清除
　　(二)故障碼的讀取與清除
　　故障碼的讀取有兩種方式，一種是人工方式，另一種是外接設(shè)備方式。人工讀取方式既適用于早期隨車診斷系統(tǒng)(OBD—I)的故障碼讀取，而外接設(shè)備方式既適用于第一代隨車診斷系統(tǒng)也可用于第二代隨車診斷系統(tǒng)(OBD—Ⅱ)的故障碼讀取。存儲(chǔ)在控制電腦中的故障碼也同樣有兩種方式來清除，一種是人工清除，另一種是自動(dòng)清除，人工清除是按照一定步驟用人工或儀器來清除。故障碼的自動(dòng)清除則是在故障已經(jīng)完全消除以后，在點(diǎn)火開關(guān)開—閉(ON—OFF)循環(huán)一定的次數(shù)(通常是50～80次)以上且該故障未再次出現(xiàn)時(shí)，控制電腦將自動(dòng)清除存儲(chǔ)的故障碼。人工清除可以清除所有的間歇性(軟)故障的故障碼和持續(xù)性(硬)故障碼，而自動(dòng)清除只能消除在一段時(shí)間內(nèi)沒有出現(xiàn)的間歇性故障的故障碼和故障已經(jīng)被排除的持續(xù)性故障的故障碼。
　　1．隨車讀取和清除方式
　　隨車讀取和清除故障碼是不使用任何外接儀器設(shè)備就可進(jìn)行的方式。在這種方式下若要控制電腦的自診斷系統(tǒng)輸出故障碼，通常需要先給電腦一個(gè)觸發(fā)信號(hào)，電腦接到此信號(hào)后，就開始顯示故障碼。因此可將各種不同汽車的故障碼輸出形式，按不同的觸發(fā)方式和不同的顯示方式來加以分類。任何一種車型故障碼的讀取，總是由一種觸發(fā)方式和一種顯示方式組成的。
　　(1) 故障碼讀取的觸發(fā)方式。
　�、� 跨接診斷座中觸發(fā)線。
　　這種方式是故障碼讀取中使用最多的方式，根據(jù)要檢測(cè)的系統(tǒng)用一根導(dǎo)線跨接診斷座中指定的插孔，即可完成自診斷系統(tǒng)的觸發(fā)，如圖1所示。
　　　　
　　用這種觸發(fā)方式讀取故障碼的車型有：
　　•通用(GM)汽車；
　　•豐田(TOYOTA)汽車；
　　•曰產(chǎn)(NISSAN)汽車；
　　•本田(HONDA)汽車；
　　•五十鈴(ISUZU)汽車；
　　•大發(fā)(DAIHATSU)汽車；
　　•鈴木(SUZUKl)汽車；
　　•大宇(DAEWOO)汽車。
　�、� 診斷座中觸發(fā)線搭鐵觸發(fā)。
　　這種方式也是故障碼讀取中比較常見的一種，而上述的兩線觸發(fā)中，其中有一根就是搭鐵線，所以兩線觸發(fā)和一線搭鐵觸發(fā)本質(zhì)上是一樣的，如圖2所示。
　　　　
　　用這種觸發(fā)方式讀取故障碼的車型有：
　　•通用(GM)汽車；
　　•福特(FORD)汽車；
　　•大發(fā)(DAIHATSU)汽車；
　　•鈴木(SUZUKl)汽車；
　　•現(xiàn)代(HYUNDAl)汽車；
　　•紳寶(SAAB)汽車。
　�、� 外接LED燈(故障筆)觸發(fā)。
　　LED燈是由發(fā)光二極管和330Ω電阻串接而成的故障筆，使痢時(shí)將兩線分別與診斷座中規(guī)定的插腳相接，即可達(dá)到顯示故障碼的目的。通常這種方式顯示的故障碼是自動(dòng)連續(xù)輸出的，按照LED燈的顯示即可讀取故障碼，如圖3所示。
　　
　　用這種方式觸發(fā)讀取故障碼的車型有：
　　•現(xiàn)代(HYUNDAl)汽車；
　　•三菱(MITSUBISHl)汽車；
　　•奔馳(Benz)。
　　④ 點(diǎn)火開關(guān)觸發(fā)。
　　在規(guī)定時(shí)間內(nèi)將點(diǎn)火開關(guān)連續(xù)開—關(guān)—開—關(guān)—開后(三次)，自診斷系統(tǒng)便被觸發(fā)輸出故障碼。這種方式僅用于克萊斯勒(CHRYSLER)汽車。
　�、� 插保險(xiǎn)絲觸發(fā)。
　　在保險(xiǎn)盒內(nèi)或診斷座上專用的保險(xiǎn)插座上，插上保險(xiǎn)絲即可觸發(fā)自診斷系統(tǒng)輸出故障碼。用這種方式觸發(fā)讀取故障碼的車型有：
　　•鈴木(SUZUKl)汽車；
　　•奧迪／大眾(Audi／VW)汽車。
　　⑥ 加速踏板觸發(fā)
　　在5s內(nèi)將加速踏板踩下并放開5次，即可觸發(fā)自診斷系統(tǒng)輸出故障碼。這種方式僅用于寶馬(BMW)的一部分汽車。
　�、� 旋轉(zhuǎn)電位計(jì)觸發(fā)。
　　將控制電腦上的電位計(jì)按順時(shí)針或逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，并按照一定的程序操作，自診斷系統(tǒng)就觸發(fā)輸出故障碼。這種方式僅用于曰產(chǎn)(NISSAN)汽車。
　�、� 自動(dòng)觸發(fā)。
　　打開點(diǎn)火開關(guān)故障碼自動(dòng)顯示，這種方式僅用于部分寶馬(BMW)汽車；用汽車萬用表的百分比擋直接讀出故障碼(百分比輸出)，這種方式僅用于部分奔馳(BENZ)汽車。以上兩種方式都是自動(dòng)進(jìn)入故障碼輸出的實(shí)例。
　�、� 按鈕觸發(fā)。
　　按規(guī)定按下按鈕后故障碼就開始顯示。用這種方式觸發(fā)讀取故障碼的車型有：
　　•奔馳(BENZ)汽車(美規(guī)車)；
　　•通用(GM)卡迪拉克汽車；
　　•沃爾沃(VOLVO)汽車。
　　(2) 故障碼讀取顯示方法。
　�、� 檢查發(fā)動(dòng)機(jī)燈(CHECKENGINE)。這里講的是發(fā)動(dòng)機(jī)，當(dāng)然不同系統(tǒng)如ABS、AIRBAG等均有自己相應(yīng)的故障指示燈。
　　檢查發(fā)動(dòng)機(jī)燈安裝在儀表板上，圖4為常見的幾種類型。
　　　　
　　打開點(diǎn)火開關(guān)時(shí)，檢查發(fā)動(dòng)機(jī)燈應(yīng)點(diǎn)亮，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)后幾秒鐘燈應(yīng)自動(dòng)熄滅，當(dāng)故障出現(xiàn)后，檢查發(fā)動(dòng)機(jī)燈可能出現(xiàn)：
　　a．檢查發(fā)動(dòng)機(jī)燈持續(xù)點(diǎn)亮；
　　b．檢查發(fā)動(dòng)機(jī)燈亮一段時(shí)間后當(dāng)工況發(fā)生變化又自動(dòng)熄滅；
　　c．發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，檢查發(fā)動(dòng)機(jī)燈亮；當(dāng)熄火后再次起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)檢查燈熄滅。
　　d．故障燈連續(xù)閃動(dòng)(發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí))。
　　讀取故障碼時(shí)是首先在診斷座上跨接觸發(fā)自診斷系統(tǒng)后，利用儀表板上的檢查發(fā)動(dòng)機(jī)燈閃爍故障碼。
　�、� 外接LED燈（故障筆）。
　　LED燈即發(fā)光二極管，其電路連接如圖5所示。
　　　　
　　故障碼筆是由雙LED發(fā)光二極管組成的專用的故障碼閱讀筆，它可以方便地從診斷座上讀取故障碼，如圖6所示。使用時(shí)可將其紅色夾子接到蓄電池正極，探針插到診斷孔上，即可以從綠色LED燈上讀出故障閃爍碼。
　　　　
　　常見的外接LED燈的連接方式有兩種，如圖3所示。
　�、� 內(nèi)部LED燈。
　　內(nèi)部LED燈有兩種安裝部位(如圖7所示)。一種裝在診斷座上，如沃爾沃(VOLVO)汽車和奔馳(BENZ)汽車；還有一種是裝在電腦板上的，如曰產(chǎn)(NISSAN)汽車和本田(HONDA)汽車。
　　　
　　④ 百分比(％)輸出。
　　利用百分表在9針診斷座的第3針輸出口，讀取百分比(％)值，是奔馳汽車專用的讀取故障碼的方式，如圖8所示。
          
　�、� 直接在儀表板上顯示。
　　美國通用(GM)汽車公司卡迪拉克汽車可以用空調(diào)系統(tǒng)的控制面板顯示故障碼，如圖9所示。
          
　　(3) 故障碼燈的閃爍方式。
　　當(dāng)用發(fā)動(dòng)機(jī)檢查燈或LED燈讀取故障碼時(shí)，應(yīng)注意故障碼的閃動(dòng)方式，通常故障燈的閃爍方式可以分為以下幾種：
　　① 單燈閃爍方式。
　　只用一支檢查燈或LED燈的閃爍方式可分為：
　　a．一位碼閃爍有時(shí)也稱為直接計(jì)數(shù)方式，即每次閃爍等寬的脈沖信號(hào)，以脈沖的個(gè)數(shù)計(jì)為故障碼，如圖10所示。
          
　　b．兩位碼閃爍。閃爍時(shí)分為十位碼和個(gè)位碼，十位碼閃爍的時(shí)間長(zhǎng)，個(gè)位碼閃爍的時(shí)間短，如圖11所示(故障碼是23)。此種方式最為常見，使用的車型最多。
          
　　c．多位碼閃爍。多位碼閃爍通常是等寬脈沖及等寬間隔的故障碼閃爍方式，如圖12所示(故障碼是323)。有些車型的多位碼中加入了前置碼和指示碼，如圖13所示(故障碼是423，前置碼恒定為1，指示碼8缸車為2，其他車為1)。
          
          
　�、� 雙燈閃爍方式。
　　用兩支LED燈來顯示故障碼，一支紅色代表十位碼，一支綠色代表個(gè)位碼，兩支LED燈交替閃爍，即可閃爍故障碼(曰產(chǎn)車型)，如圖14所示(故障碼是23)。
          
　�、� 四燈顯示方式。
　　用四支LED燈組成的二進(jìn)制四位顯示板，每支LED燈亮?xí)r表示1，滅時(shí)表示0，四支LED燈分別代表1248。故障碼等于四位二進(jìn)制碼之和，所以它可以表示從0～15共16個(gè)故障碼，如圖15所示(該方式常用于本田某些車型上)。
          
　　(4) 故障碼的清除方式。
　　故障碼的清除方式有3種：
　�、� 切斷電源法：切斷電源消除電腦中記憶的方式，具體步驟是：
　　a．將蓄電池負(fù)極搭鐵線拆下10～30s以上或更長(zhǎng)時(shí)間，這種方式適用于大多數(shù)車型。
　　b．拆下電腦的電源保險(xiǎn)。但切斷電源法會(huì)同時(shí)清除電腦的自適應(yīng)值或其他系統(tǒng)的記憶，如音響。
　�、� 觸發(fā)程序法：按照觸發(fā)的方式遵循規(guī)定的程序步驟操作，即可清除故障碼(如豐田車清除AIRBAG系統(tǒng)的故障碼)。
　�、� 利用儀器清除故障碼，這是最常用并應(yīng)首先采用的方式。
　　(5)故障碼的分類與鑒別。
　　故障碼分為間歇性故障碼(或稱軟故障碼)和當(dāng)前故障碼(或稱硬故障碼)兩種。間歇性故障碼是曾經(jīng)發(fā)生過而當(dāng)前卻不存在的故障碼，當(dāng)前故障碼是當(dāng)前仍存在著的故障碼。在通常情況下可按下述方法加以區(qū)別：
　�、� 首先讀取全部故障碼；
　�、� 清除所有故障碼；
　�、� 試車(這里要強(qiáng)調(diào)的是，試車不是在起動(dòng)后原地運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，而是進(jìn)行路試，對(duì)某些故障碼，必須按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行規(guī)定的工況路試才行)；
　�、� 再讀故障碼。
　　第二次讀出的故障碼是當(dāng)前故障碼。第一次讀取時(shí)有，而第二次讀取時(shí)沒有的故障碼則是間歇性故障碼。

(三)故障碼的分析步驟
　　(三)故障碼的分析步驟
　　在進(jìn)行故障碼分析時(shí)，建議按照以下步驟進(jìn)行：
　　(1) 首先讀取并紀(jì)錄所有故障碼；
　　(2) 清除所有的故障碼；
　　(3) 確認(rèn)故障碼已被清除(在再次讀取故障碼時(shí)，應(yīng)顯示此時(shí)無故障碼)；
　　(4) 模擬故障產(chǎn)生的條件進(jìn)行路試以使故障重現(xiàn)；
　　(5) 再讀取并紀(jì)錄此時(shí)的故障碼；
　　(6) 區(qū)分間歇性(軟)故障碼和當(dāng)前(硬)故障碼；
　　(7) 區(qū)分與故障癥狀相關(guān)的故障碼和無關(guān)的故障碼；
　　(8) 區(qū)分諸多故障碼或相關(guān)故障碼中的主要故障碼(它可能是導(dǎo)致其他故障碼產(chǎn)生的原因)；
　　(9) 按照上述分析，進(jìn)一步精確地檢查測(cè)量故障碼所代表的傳感器、執(zhí)行器或控制電腦及相關(guān)的電路狀態(tài)，以便確定故障點(diǎn)發(fā)生的準(zhǔn)確位置。
　　以上(7)、(8)、(9)項(xiàng)的內(nèi)容是故障碼分析的重點(diǎn)，也是我們需要進(jìn)一步檢查的方向。
　　在整個(gè)分析和檢查的過程中，我們應(yīng)明確非常重要的一點(diǎn)：整個(gè)控制系統(tǒng)是由許多子系統(tǒng)(各個(gè)傳感器、執(zhí)行器、電源及電腦中的各部分電路等)電路組成的，而每一個(gè)子系統(tǒng)電路是由傳感器(或執(zhí)行器)、插接頭、線路和電腦內(nèi)部的該子系統(tǒng)電路所組成。因此反映某個(gè)子系統(tǒng)故障的故障碼所包含的內(nèi)容不單是指該傳感器(或執(zhí)行器)出現(xiàn)故障，而是表示該子系統(tǒng)的信號(hào)出現(xiàn)不正常的現(xiàn)象，至于不正常的原因則可能出現(xiàn)在組成該子系統(tǒng)的任何一部分——器件、接頭、線路或電腦上。所以我們講故障碼僅為維修人員提供了進(jìn)一步檢測(cè)的大方向，而并不能也不是告訴我們究竟什么地方和什么東西出現(xiàn)故障。為真正確定是什么地方和什么東西的問題，還需要根據(jù)相應(yīng)的技術(shù)資料(包括電路圖、器件位置、標(biāo)準(zhǔn)值等)，利用可能的檢測(cè)手段進(jìn)一步測(cè)量。這就是為什么不要以為讀到故障碼即可修好車的原因。