【学习目标】
1.了解汽车电子控制系统的组成以及汽车电子控制系统的故障原理。
2.掌握电子控制系统故障诊断与排除的方法，掌握在检测电控系统之前需进行的初步检查。
4.学会使用测试设备和工具。
5.通过实践操作，掌握数字万用表的使用规范。
【基本理论知识】
1.汽车电子控制系统的组成
汽车电子控制系统一般由传感器、电子控制单元（ECU）和执行器组成。ECU主要由输入电路、A/D（模/数）转换器、微型计算机（简称微机）和输出电路四部分组成（图1-1）。
图1-1 ECU控制系统框图
1—模拟信号 2—输入电路 3—A/D转换器 4—输出电路 5—执行器 6—微型计算机 7—ROM/RAM存储器 8—中央处理器 9—I/O接口 10—数字信号
ECU的输入信号处理电路把传感器、开关输入的各种信号进行放大、滤波、整形、变换等一系列的处理，转换为计算机可以识别的标准信号。微型计算机系统由I/O接口、各种存储器及中央处理单元（CPU）组成。I/O接口是计算机与外部输入、输出装置连接的纽带，通过输入口把汽车运行参数输送给CPU，经CPU进行运算处理后，发出控制指令，再由输出口发往各执行机构。存储器负责各种数据的存储和计算运行程序的存储。输出信号处理电路把计算机发出的控制指令信号，经放大、变换等处理转换成可以驱动各执行器工作的电信号，达到快速、准确、自动控制汽车工作的目的。
2.汽车电子控制系统的故障原理
汽车正常运行时，传感器输入到ECU的信号、ECU输出给执行器的信号的电压值都有一定的变化范围。当某一电路出现异常，信号的电压值超出了规定范围或送入ECU不能识别的信号，并且这一现象在一定时间内未消失时，ECU便判断为这一部分出现故障。此时ECU便把这一故障以故障码的形式存入其内部的随机存储器（RAM）中，同时点亮故障指示灯，这就是电子控制系统故障自诊断的基本原理。
当某一电路产生了故障后，其信号就不能作为汽车的控制参数，为了维持汽车的工作，ECU便从其程序存储器（只读存储器ROM或PROM）中调出某一固定数值，作为汽车的应急参数，保证汽车可以继续工作。当微机本身出现故障时，ECU便自动起动备用控制回路对汽车进行简单控制，使汽车可以开回家或是开到附近的修理机构进行维修，这样的功能就是故障运行，又称“缓慢回家”功能。另一方面，汽车电子控制系统中的执行器是决定发动机运行和汽车行驶安全的主要部件。当执行器发生故障时，往往会对汽车的行驶安全造成一定的影响。ECU对于执行器故障的处理方法通常是：当确认为执行器故障时，由ECU根据故障的严重程度采取相应的安全措施。为了保证这些安全措施的实施，在微机中又专门设计了故障保险系统。
在微机控制系统工作时，由于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，因此要想对各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。
如果由于某种原因，偶尔出现一次“不正常”信号，微机故障自诊断系统并不判定为故障。一般不正常信号必须持续一段时间，微机才被判定为故障。
3.故障检修方法
电子控制系统是以一种逻辑化的、有规律的方式来起作用的，所以检修汽车电子控制系统的故障时，也应采取逻辑化的、有规律的方法。即先进行全面检查，再进行具体线路和元件的测试，以确定故障原因，这样就能迅速而轻松地解决相关的问题。
大多数机械部分及很多电子系统都不受电控系统的监控。因而这些系统出故障时，不会产生相应的故障码，也无法在故障诊断仪（解码器）的数据流或示波器中检测到这些故障。所以在查找电控系统的故障之前，应先检查和排除机械部分的故障。对汽车电子控制系统进行故障的诊断与排除时，可以依照以下步骤进行：
（1）识别故障 在进行故障排除分析时，一定要准确地确认故障症状，以便准确地做出判断。为查清故障症状究竟是怎样的，可以向客户询问故障症状及发生故障时的情况，这样对发现故障会有所帮助。向客户询问时，应针对客户对汽车的了解程度，尽量用非专业的语言，以利于与客户的沟通。另外，在客户对故障进行描述时，适当作一些故障记录，尽量多收集有关故障的资料——长期积累的资料有助于对故障的认识，可以在进行故障排除分析时参考，这是极其重要的。向客户询问故障症状时，可以询问以下问题：
1）故障发生的日期、时间和发生频率。故障是一直存在还是偶尔才出现？出现时间是否有规律？现在是否还发生？
2）故障发生时的路面条件、行驶情况（加速或爬坡）、天气情况或特定温度（如冷起动或热起动时）。
3）症状是什么？如噪声、振动、气味、性能故障或是任意几项的组合？
4）这些故障以前是否出现过，曾采取什么措施进行修理？
5）汽车最近曾发生过被认为没有关系的故障及其修理情况等，是什么时候维修的？修理时采取了什么措施？
（2）核实故障 客户描述症状的方式可能会与维修人员的认识有些差异，为了核实故障，最好能与顾客在一起进行试车，并与客户共同确认故障症状。
故障分析中最难处理的情况就是故障症状不出现。在这种情况下，一定要先对客户所述故障进行详细分析，然后再模拟发生故障时的情况和环境。无论技术人员经验如何丰富，技术如何精湛，如果不确认故障症状就进行故障排除，必然会在修理工作中忽略某些重要因素，造成修理工作中的失误。例如，由于振动、高温或渗水常常会造成一些难以重现的故障，因此，可对故障症状进行模拟试验以使故障再现。
在症状模拟试验时，必须找出故障部位或故障零件。为此，就要参考每个系统的故障症状表，根据故障症状缩小可能发生故障的电路范围，然后进行症状模拟试验，判断所测电路是否正常。故障症状模拟方法有：
1）振动法：当振动似乎是故障的主要原因时使用。
①零件和传感器。用手指轻轻敲击被认为是故障原因的传感器，检查是否失灵。如图1-2a所示，轻轻敲击继电器，如果继电路断路就会重现故障。
②插接器。如图1-2b所示，可沿垂直方向和水平方向轻轻晃动插接器。
③线束。如图1-2c所示，沿垂直方向和水平方向轻轻振动线束。
图1-2 振动模拟故障症状
2）加热法：当怀疑故障是由于受热引起时，用吹风机或类似工具加热怀疑有故障的部件，检查是否出现故障。加热时，不要对ECU零件直接加热，温度不要超过60℃，这样才不至于使部件受损。
3）洒水法：如图1-3所示，可向车辆洒水，以检查是否发生故障。洒水时，切勿向发动机室直接洒水，而应将水洒在散热器的正面，间接改变温度和湿度。切勿将水直接喷洒在电子元器件上，否则会造成电子元器件进水而损坏。
4）其他方法：在怀疑故障可能是由于电气负载过大所引起时，可接通所有电气负载，包括空调鼓风机、前照灯和后窗除雾器等，检查是否发生故障。
图1-3 洒水模拟故障症状
（3）检查机械部分的工作情况 检查车辆是否有一些简单的故障，检查线路连接插头和真空管路有无松动或断路，检查有无机油和冷却液泄露，检查有无破损的传动带和管子，再看有无机械、电器方面的损坏。机械部分的常规检查也为查找故障时车辆的动态检查作准备。
另外，电控系统在任何工作条件下都要靠充电系统提供适当的电压。因此，在检查电控系统前，要对蓄电池的电压进行检查。蓄电池的电压不应低于11.5V，发动机运转时充电系统的输出电压不应小于12.5V。
所有发动机正常工作都要求具备三个环节：燃料供给、压缩和点火。这些环节的缺陷常常会引起驾驶方面的故障，而这些故障通常被误认为是控制系统的问题。虽然现在的电控系统带有自诊断功能，可以诊断出一些隐藏的机械故障。但想仅靠检测电控系统来找出故障原因，只会事倍功半。所以最好在确定发动机机械部分状态良好之后，再检查控制系统的问题。机械部分的常用检查如下。
1）燃油供给部分。安装燃油压力表，参照所检查车型的维修资料中的燃油压力标准，检查燃油泵压力是否足够，再检查一下喷油泵的供油量是否满足标准。如果上述两个条件都已经具备，再查一下喷油系统，喷油器脉冲可以用二极管测试灯迅速检查出来。
另外，使用不干净的燃油也可能造成故障。劣质燃油不仅妨碍发动机的工作，还会影响控制系统，增加尾气排放量，导致机械性故障。燃油质量可以用汽油检测器来检查。
再有，发动机会因吸入空气量过多或过少而产生问题。因此要检查空气滤清器和通气管，确保无堵塞或空气泄漏。
在拆装燃油控制部件时，为了保证安全，工作地点周围应通风良好，无明火，不要在坑洼处，因为泄漏的燃油可能存留在那些地方。为防止静电，加油机、车辆和油箱应接地，不要用电动机或工作灯这样的电气设备，它们会引起火花或高温。不要使用锤子锤击，它也会产生火花。用过的抹布和废油料一起要进行专门处置。
2）压缩部分。检查发动机燃烧室密封性的最佳方法是进行压缩压力试验。参照所检查车型的维修资料中的标准，用气缸压力表检查燃烧室密封性和压缩压力。由于一些汽车的火花塞很难拆下，用气缸压力表进行压缩压力试验通常不是那么方便，也可以用一个真空表来检测进气歧管真空度，以判断发动机是否密闭良好，但真空度测试的结果没有压缩压力实验的可靠。
3）点火部分。检查点火线圈的二次电压。对于有分电器的点火系统，测试一下基本点火正时和点火提前角是否符合标准，对于无分电器的点火系统，可读取故障诊断仪（解码器）中的数据流来检查点火提前角是否符合标准。检查点火系统的最佳方法是进行点火波形分析。对装有三元催化转化器的车辆应避免高压跳火试验，只在绝对必要时才进行跳火试验，但应尽快完成。
（4）了解系统 虽然电控系统的工作方式都是相似的，但每个系统都有其独特性。如果故障是属于电子方面的，就应充分了解所涉及的特定系统，查阅原厂说明书或一些可靠的售后资料，如电路图、诊断故障码和故障检测流程图、ECU和插头管脚图、测试标准等。
在此基础上，还应了解电控系统的功用。要把各ECU具体的设置目的弄清。掌握各传感器的名称、安装部位、功用、结构原理及主要技术参数。如断电状态下的电阻值，通电状态下的电位值、电流值等，区分各种传感器的信号电压是模拟量、脉冲量还是开关量。掌握各种执行器的名称、安装部位、功用、结构原理及主要技术参数（电阻值、电压降）。了解ECU内部主要功能块的作用，掌握各传感器、执行器之间的接线端子序号、字母代号，各端子之间的正常电压或电阻值。找到ECU、各传感器、各执行器在车上的安装位置，区别插接器及其端子的排列序号、代号，区别各元件的形状特征。找到故障诊断插座或诊断仪通信接口。
除了了解汽车上的电控系统外，还应了解诊断仪的操作程序和步骤。如检查解码器诊断卡和诊断接口是否正确，解码器中的诊断程序是否适用于所检查车型。了解示波器的操作程序和步骤。检查导线有无破损，如示波器导线屏蔽不良，会产生干扰信号，形成错误的曲线。
（5）系统化检查 检查电控系统要依照从整体到局部的原则，精确地检查局部之前，应先进行整体检查。对发动机控制系统进行全面测试时，应使发动机达到正常工作温度。这样可把发动机是否进入闭环工作状态作为一个基本测试，即发动机以2000r/min以上的转速运转至少2～3min，使氧传感器、三元催化转化器、冷却液温度传感器等进入闭环工作范围。
当汽车电控系统出现故障时，开启点火开关而不起动发动机，微机故障自诊断系统便通过仪表板上的故障指示灯（其电子控制系统不同，故障指示灯在仪表板上的位置和标识不同，如发动机电控系统的故障指示灯为“Check Engine”灯、安全气囊电子控制系统为“SRS”灯等）的闪亮来提示驾驶人或使用人员。因此，先转动一下钥匙检查指示灯是否点亮。对大多数系统来说，有故障而故障指示灯不亮，故障自诊断系统就不会进入诊断状态，解码器也无法检测到故障码。这种情况还可能阻碍系统进入闭环状态，造成驾驶性能故障。因此测试之前，应先排除故障指示灯点亮的故障。
汽车上配有专门的故障诊断接口，将专用的故障诊断仪与接口连接后，便可直接在诊断仪上显示或打印故障码。通过查看故障码，可以找出发生故障的具体线路和子系统，找到开始进行故障检修的地方，但还需进行进一步的测试以确定故障原因。对于不产生故障码的系统，可以通过观察解码器的数据流参数来检查有无异常，确定发生故障的线路。
对于电控系统故障的诊断主要采用两种不同的诊断模式：一种是静态诊断，简称KOEO诊断模式，即点火开关“开”、发动机不运转（KeyONEngineOFF）。在这种模式下进行诊断时，只需打开点火开关，不起动发动机，主要是在发动机静态时，将微机中所存储的故障码读取出来。第二种故障诊断模式是动态诊断模式，简称KOER诊断模式，即点火开关“开”，发动机运转（KeyONEngineRUN）。在这种诊断模式的诊断中，主要是在发动机运行状态下，利用微机故障自诊断系统测取故障码或进行混合气成分的监测。
检查时，要确定故障码所表示的故障是现行的，还是历史的。为了确定实际故障，可先用解码器清除故障码，而后再读取故障码，此时所读取的故障码即是现行的故障。此外，检查故障症状时，必须校核故障码所表示的故障是否与故障症状有直接关系。因此，应在确认故障症状前后，两次校核故障码，以确认目前的状况，如不这样做，便有可能在某些情况下对正常运作的系统进行不必要的故障拆解，从而更难以确定故障所在。用解码器进行故障诊断时，可遵循以下的顺序进行：
①检查故障码，记录并清除所显示的故障码。
②确认故障症状。
③如无故障症状，用症状模拟法进行模拟试验。
④如有故障症状，则检查故障码。
⑤显示故障码。
⑥清除故障码，而后再读取故障码。
⑦症状确认。如没有故障症状，表示系统正常。
⑧有故障症状，对每种故障症状进行故障分析。
（6）核实检查结果 确定故障后，应先进行核查。在更换元器件之前，要看看输入元器件的信号是否都正常、接口连接是否良好。特别是连接处（尤其是搭铁处）松脱和破损引起的电子故障通常比元器件失效引起的故障要多。
（7）进行修理 由于从解码器取得的信息、故障类型及可疑线路不同，接下来的检修步骤也有所不同。
所有有源线路都是一端与电源相连，一端搭铁。有些线路会有不止一条平行于主线的分支，但其基本结构是一样的。由于这种结构特点，检修电子线路最明智的办法就是从一端检查到另一端，将目标缩小到某一具体线路，然后进行系统性测试。
将故障范围缩小到某一个点后，即可以开始修理。卸下元器件后，要对其进行测试以验证诊断是否正确。安装新零件之前最好检查一下新零件。修理电路时要小心，微电压信号线路的电阻很小，接错线或连接不良都会导致严重的后果。
在检修故障时，ECU往往被安排在最后才进行检查。只有当其他故障部位都被排除之后，才可怀疑故障出在电控单元。
此时，可利用万用表来测量电控单元一侧插座上各引脚的电压或工作电阻，据此判断电控单元及其控制线路有无故障。这时必须以被检车型的维修技术资料作为依据，包括：电控单元一侧插座上各端子分别与哪些装置相连接，各端子在发动机不同工作状态下的标准电压值等。检测时如发现异常，则表明有故障。与执行器连接部分异常，则表明电控单元有故障，与传感器连接部分异常，则可能传感器或线路有故障。检测时，先将电控单元连同其线束一起从车上拆下，不要拆下线束插头，将探针连接电压表测试笔依次测量其电压。如需测量电阻，则应拆下线束插头。将测量结果分别与标准值进行比较，即可判断出故障所在处。
无线电波的辐射干扰会导致电控单元发生故障。例如，松动的点火高压线产生感应电压，会对多种传感器造成辐射干扰。这个干扰电压便成为错误的数据被输入电控单元，从而导致电控单元输出错误的指令。
上述的感应或辐射的电压源，可以用一台晶体管收音机来查找。打开收音机，将其调至无接收台时便停止调台。然后围绕发动机室和仪表板下方，利用收音机进行查找。当遇到感应或辐射电压源时，收音机便会发出噪声。
因此，为了排除无线电波对电控单元的干扰，必须固定好火花塞高压线，使用防干扰电容器，并对电控单元的导线加以屏蔽。
（8）确认修理成功 这是故障检修的最后一步。复测故障线路，如故障消失，则说明修理完成。但有时线路故障不止一个，第一个故障修好后第二个故障才显现出来。此时要对原来修过的地方重新进行故障检修。在确认没有故障后，应再用解码器检查故障码，确认系统正常，没有故障症状。还可用示波器对被排除的故障进行波形分析，以确认修理成功。
4.故障码及故障症状表
对于不同的车型、出厂年代、制造厂家，故障码有不同的含义，由程序设计人员在进行微机控制单元的程序设计时预先约定。当微机的控制程序不变时，其故障码也不会改变。不同制造厂家所制定的故障码所指向的故障不一致，给维修技术人员在排除故障时造成麻烦。
因此20世纪90年代中期，美国汽车工程师协会（SAE）制定了一套“车载诊断系统Ⅱ”（On Board Diagnostics Ⅱ，简称OBD-Ⅱ）标准规范，要求各汽车制造企业按照OBD-Ⅱ的标准提供统一的诊断模式。这个系统除了能对汽车中的电控系统进行故障诊断外，还能严格地监测汽车排放。一旦尾气排放超标，故障指示灯亮，并记忆有关排放的故障码，将故障信息存入存储器。维修时可通过一定的程序将故障码从ECU中读出。
（1）OBD-Ⅱ的特点
1）如图1-4所示，统一了诊断插座位置，诊断插座统一安装在驾驶室内驾驶侧仪表板下方，诊断插座为16针。
图1-4 OBD-Ⅱ诊断插座
2）诊断插座（Data Link Connector，简称DLC）有数据资料传输功能。解码器和车辆之间也采用了标准通信规则。
3）统一各车种相同故障码及意义。
4）具有行车记录器功能。
5）具有重新显示记忆故障码功能，监控排放控制系统。
6）可由诊断仪直接清除故障码。
7）标准的技术缩写术语，定义系统中的工作元器件。
诊断插座（DLC）16针的说明见表1-1。数据传输线有两个标准：ISO为欧洲统一标准（INTERNATION STANDARDS ORGANIZATION 9141-2，利用7#、15#端子），SAE为美国统一标准（SAEJ1850，利用2#、10#端子）。
表1-1 OBD-Ⅱ诊断插座16针端子功用
（2）OBD-Ⅱ故障码的意义和分类 SAE将OBD-Ⅱ故障码由5个字组合而成，第1个字为英文码，第2个到第5个码为数字码。故障码前2个字分别代表不同定义，其他部分，SAE和厂家尚未完全制定，故障码含义见表1-2。
表1-2 故障码英文及第1个数字码含义
SAE将发动机和变速器的故障码大致分为10大类，详见表1-3，其第2个数字码含义见表1-4。目前P0000到P0999部分的故障码统一由SAE规定，P1000以后的故障码由各厂家自行制定。
表1-3 发动机和变速器的故障码分类
表1-4 发动机和变速器的故障码第2个数字码含义
故障码表由各制造厂家提供，以表格的形式对故障码及其所代表的故障加以解释和描述，以便汽车工程技术人员和汽车维修技术人员进行维护和修理时参考。所以要了解各种故障码的内容，必须查阅各种车型的维修手册或有关技术资料。
故障症状表是制造厂家在维修手册或有关技术资料中将发生每种故障症状时，怀疑有故障的电路或零件列于表中。特别是没有故障码而汽车又有故障时，更要参照故障症状表对故障进行故障排除分析。有了故障症状表，汽车工程技术人员和汽车维修技术人员在查找故障时，可按故障症状表中检查顺序对电路进行检查，还可参照可能原因一栏对需要检查的电路或零件进行检查。如果故障症状存在而诊断系统却未能检测出故障，则应考虑故障是否发生在诊断系统的检测范围外，即故障发生在此诊断系统之外的其他系统。
5.检测电控系统故障的设备、仪器与仪表
检测电控系统故障的设备、仪器与仪表一般有跨接线、探针、钳形电流表、测试灯、数字式万用表、解码器和示波器。
（1）跨接线、探针 简单的跨接线就是一段多股导线，它的两端分别接有鳄鱼夹或不同形式的插头、探针，也可以在跨接线中间接入汽车熔丝插头，用于检测熔丝座。检测时必须有多种样式的跨接线，用作特定位置的测量。跨接线虽然比较简单，但却是非常实用的工具，它的作用只是起一个旁通电路的作用。如某一电器部件未工作，首先将跨接线连接在被试部件接线点“-”与车身搭铁之间，此时部件工作说明部件搭铁线路断路；如搭铁电路很好，就将跨接线连接在蓄电池“+”极与被试部件的电源接柱之间，此时部件工作，说明部件电源电路有故障（断路或短路）。如部件仍不工作，说明部件有故障。但用跨接线将电源电压加至试验部件之前，必须先确认被试部件的电源电压是否为12V。如有的部件电源电压为5V，如加上12V电压就可能使其损坏。还要注意所跨接的部位是否有一定的阻值，如有一定的阻值，使用跨接线跨接时，会使部件因承受大电压而损坏。另外，跨接线不可错误连接在试验部件“+”插头与搭铁之间，这样会造成电源短路。
图1-5 探针
如图1-5所示，探针可直接扎入导线内部的金属，并与各种检测设备连接，对电控系统的元器件、导线进行电压、电阻、波形等检测，特别适用于不断开插接器情况下的动态检测。探针的运用使检测过程变得简单，不需要握着进行测量，并可避免在检测过程因人为因素而造成的失误。
在电流测量中，当使用一般电流表时，必须串入电路中才能测量，然而对于不允许停电接表的系统或者需要随时观察的系统就要使用钳形电流表来测量。钳形电流表的结构原理如图1-6所示。从其结构上可以看到，钳形电流表有一个使铁心张开的手柄。因此在测量时不必停电拆线，只需将待测电流的导线夹在铁心中，合上手柄使铁心磁路闭合，被夹导线就相当于互感器的一次绕组，从而在钳形电流表的二次绕组中产生感应电流，其大小取决于导线的工作电流和线圈匝数比。电流表接在二次绕组的两端，表中显示的电流大小与导线中的工作电流成正比。钳形电流表特别适用于大电流线路的检测，尤其在检测线路短路时，很容易就可以查找出故障。
图1-6 钳形电流表的结构原理图
1—电流表 2—磁通 3—铁心 4—手柄 5—二次绕组 6—被测导线
（2）测试灯 检测电控系统与检测电气系统的测试灯不同，检测电气系统的试灯可用汽车上的普通白炽灯制成，但由于普通白炽灯的内阻很小，如用于检测电控系统的电路时，容易造成电路短路。
如图1-7a所示，检测电控系统的测试灯一端为鳄鱼夹，另一端带探针。图1-7b为自制的测试灯。检测电控系统的测试灯一般用发光二极管，在发光二极管正极一端串联一个1kΩ的电阻，因此在检测电控系统电路时不会造成短路。
图1-7 发光二极管测试灯
a）鳄鱼夹测试灯 b）自制测试灯
（3）数字式万用表 万用表可用于电路中的电量及元器件的测量。常用的万用表可分为数字多用表（DMM）和指针式万用表（模拟表）两种。对汽车电气设备进行故障诊断和检测时，万用表是必不可少的仪表。对于传统发动机来讲，要检测电路中的电压、电流和电阻等参数，使用普通指针式万用表即可。但现代汽车普遍采用了电子控制技术，使用低阻抗指针式万用表，容易对车载计算机及传感器造成损坏。所以，最好采用高阻抗的数字万用表。数字万用表具有精确度高、测量速度快、输入阻抗高、量程范围宽、过载能力强、抗干扰能力强、功耗小和分辨率高的特点。
一般的数字式万用表可测量直流电压、交流电压、直流电流、电阻、二极管、晶体管、电路的通断和脉冲频率等。
汽车万用表除具有数字式万用表功能外，还具有汽车专用项目测试功能。
1）测量交、直流电压。考虑到电压的允许变动范围及可能产生的过载，汽车万用表应能测量大于40V的电压值，但测量范围也不能过大，否则读数的精度下降。
2）测量电阻。汽车万用表能测量1MΩ的电阻，测量范围大一些使用起来较方便。
3）测量交、直流电流。汽车万用表能测量10A的电流，如配置钳形电流表可以测量大电流。
4）测量温度。配置温度传感器后，可以检测冷却液温度、废气温度和进气温度等。
5）测量二极管的性能。
6）测量传感器输出的电信号频率。
7）测量脉冲波形的占空比和点火线圈的闭合角。该功能用于检测喷油器、怠速稳定控制阀、EGR电磁阀及点火系统等的工作状况。
8）测量转速。
9）模拟条显示。该功能用于观测连续变化的数据。
10）峰值保持、读数保持（数据锁定），记忆最大值和最小值。该功能用于检查某电路的瞬间故障。(www.xing528.com)
11）测量电容、压力、时间和半导体元器件等。
12）输出脉冲信号。该功能用于检测无分电器点火系统的故障。
汽车万用表还有一些扩展功能，如自动断电、自动变换量程和低电压提示等。
在日常的教学及生产过程中，采用高阻抗的数字万用表对汽车的电控系统进行检测，还是可以满足使用要求的。
丰田万用表如图1-8所示。功能选择开关的使用如图1-9所示，根据想要使用的用途切换范围。当此开关设定在正确位置时，测量范围将根据输入信号值自动更换。高低挡变换开关的使用如图1-9所示，在AUTO范围，小数点的位置和单位根据输入信号值自动变化。如果信号值已知，范围可设为MAN（手动），这样可使测量工作比在自动范围时进行得更顺利，因为小数点位置和单位不必改变。显示板如图1-10所示，显示板上除了数字显示外还显示一个柱形图，可用于识读信号的时间方面的相关变化，这是很难用数字识读的。测试导线端子如图1-11所示，可以按照测量需要插入测试导线。如图1-12所示，丰田万用表配置有测试导线，可提供任选的400A探头（用于大电流测量），并有各种用途的测试导线适配器。
图1-8 丰田万用表
（4）解码器 解码器可以与车载计算机进行交流，是唯一可以显示ECU内部信息的诊断工具。解码器的功能分为基本测试功能和特殊测试功能，基本测试功能包括读取和清除故障码；特殊测试功能包括动态数据流测试、执行元件测试、基本设定和控制单元编码等。
1）读取故障码。解码器可以读出存储在电子控制单元中的故障码，并在显示屏上显示出来，故障码的含义也可通过按键的操作将其从解码器中调出。在未清除故障码之前，可以重新阅读故障码。
2）清除故障码。电控系统的故障被排除后，必须清除掉存储在电子控制单元中的故障码，以免干扰下一次故障码的读取。使用解码器可以方便、快捷地清除掉存储在电子控制单元中的故障码。
3）动态数据流测试。将车辆各系统运行过程中控制单元的工作状况和各种输入、输出信号的瞬时数值，以串行方式经故障诊断插座传送到解码器，并在解码器显示屏上显示出来，从而使整个控制系统的工作状况一目了然，供检修人员查阅。通常使用解码器是取得汽车诊断数据的唯一方法。大多数解码器都可以在行车时记录数据，这些信息是其他方法很难或根本无法获得的。这些记录被不同的解码器生产者分别称为“快照”“影片”或“影像”。重放记录时，故障码可以以暂停的方式显示，人们可以从容地仔细研究传感器及执行器的活动。
图1-9 功能选择开关的使用
图1-10 丰田万用表显示板
图1-11 测试导线端子
图1-12 丰田万用表配置
1—400A探头（用于测量电流的线束夹头） 2—夹头 3—弹簧夹头 4—销子（用于测量具体的端子，如ECU上的端子） 5—基线（用于连接各种适配器的导线）
4）执行元器件测试。在发动机运转过程中或熄火状态下，通过解码器向各执行元件发出强制驱动或强制停止的指令，以查找出有故障的执行元器件或控制电路。此项功能可以检查执行元器件的工作状态。如通过解码器可以检查电动燃油泵继电器、喷油器、废气再循环阀、怠速控制阀、空调离合器、自动变速器电磁阀等执行元器件是否工作。
5）基本设定。此项功能可以对汽车上电控系统进行基本设定。当电控系统某些部件维修后，或更换电子控制单元，由于电控系统中的初始值发生了变化，所以必须进行重新设定。例如：点火正时的设定、节气门控制部件与电子控制单元的匹配，发动机开闭环的控制等。
6）控制单元的编码。控制单元编码没有显示或更换了控制单元之后，必须对控制单元进行编码。如果发动机计算机编码错误将导致油耗增大，变速器寿命缩短，直至发动机无法起动。
多数汽车生产厂家销售专用于自己车系的解码器，称为专用型解码器。专用型解码器只能检测指定的车型，但对于特定车系来讲，专用型解码器的功能要强于通用型解码器。如对车载计算机的程序进行重新编写、对控制单元的编码、对汽车上电控系统进行基本设定、对车载音响的解码、保养灯清零等，许多通用型解码器不一定有这些功能。通用型解码器的适用车型广，基本上涵盖了美、欧、亚及国产车系，其功能也与专用型解码器相近。
在完成系统的基本检查之后，才使用解码器进行测试。解码器可以查出具体的故障，但找出故障的根源还要靠传统的电子和机械检测方法。在检查电控系统故障时，用解码器找到具体的故障后，再结合万用表、示波器或其他系统的诊断设备进一步测试，则可以知道故障点。但在某些条件下，解码器可能会显示错误的信息，而且解码器并不是从所有的车上都能取得ECU的数据信息。有时，要注意解码器显示的系列数据会受ECU的影响。由于线路错误、ECU内部或共用搭铁问题，ECU可能替换数值而使真实的数值改变。当故障症状与故障码不符时，则需用其他的测试设备来证实所读的故障码是否正确。
在检查非电控系统部分的故障时，解码器并不是很有用。目前，不少厂家的解码器都搭配有DMM万用表、示波器或其他测试设备。
（5）示波器 汽车电控系统的自诊断系统检测故障有一定局限性。首先，它只能检测出传感器、执行器的工作好坏以及ECU输出信号是否在适当的范围内，能确定电路是否断路或短路，但对于机械或电气问题，自诊断系统是无能为力的，仍需人工诊断；其次，故障自诊断系统只能缩小故障范围，而很难准确判断具体的故障部位，即只表示故障的原因和范围，不直接鉴别故障的部件或部位。就是只指出哪个系统有问题，而不说明哪个部件什么地方损坏；再有，一旦自诊断系统出现问题，也必须使用其他手段来检测故障部位。
电控系统部件输入与输出信号可分为直流信号、交流信号、频率调制信号、脉宽调制信号和串行数据信号。
汽车专用示波器的功能分基本功能和附加功能。基本功能就是对汽车电控系统中的模拟信号和数字信号进行波形显示，即显示电压随时间的变化，所以可以用来检测电压数值、状态变化、频率和脉冲宽度。因为示波器扫描速度大大高于故障信号速度，因此示波器可以快速捕捉故障电信号，而且可捕获间歇故障信号，并且还可用较慢的速度来显示这些信号波形，以便让维修人员一面观察、一面分析。它还可以以储存的方式记录信号波形。在电控系统中，无论是高速信号，还是慢速信号都可用示波器来观察被测部件的工作状况，并且可以通过观察波形验证故障是否已经被排除。示波器的附加功能包括万用表功能和发动机性能测试功能。
汽车示波器多为双通道显示，甚至为四通道显示。多个通道的示波器能够同时显示多个波形，把示波器连接到几个不同的传感器与执行器，可以把几种信号波形同时显示出来，便于分析判断。
当测试波形信号需要进行分析时，通过功能键操作可对波形进行锁定和存储，以便仔细分析波形、进行判断，也可以通过功能键的操作重新查看和删除。通过设定信号电压的大小和改变扫描时间的长短，可以确定所测波形的大小与屏幕坐标相配，使观察方便。
示波器设有波形资料库，它收集有各系统电子元器件的标准波形，如传感器和执行器、点火波形等。可以调出所需要的标准波形，将测试波形与标准波形的对比、分析，就可以为查找故障提供参考。示波器还备有一些附加测试探头与车辆连接，可以测试发动机的起动电流、交流发电机二极管等。
6.电路图的使用
检修汽车电子系统故障，电路图是必不可少的。通过查阅电路图，可以了解电流是如何流过系统的，各元器件的功能性质及各种各样的元器件是如何通过线路连接的。
汽车的电气电路图和电控系统的电子电路图是有区别的。电控系统的电路图包括控制系统的半导体部分，而这些则不会出现在基本电气电路图中。电子电路图包括低压线路和线路布置图及ECU接口端子的数目和标记图解，通常还包括电线的颜色、线径。
（1）电路图的阅读 电路图中系统的电气或电子元器件都有国际通用的标准符号，但可能会因生产厂家、国家地区而有所不同。利用这些通用符号，可以识别出电路中的设备。
（2）电流流动线路 线路上的实心箭头，通常从电源正极指向电源负极。但线路末端的箭头并不指向电源负极，而是在旁边单独说明电流流向。
1）搭铁线路。线路搭铁是形成一条完整的通路使电流流动。比如分电器、点火控制模块和氧传感器加热器都有专门的搭铁点，点火线圈则通过控制模块搭铁，这类设备通常没有搭铁线，而是通过它们的外壳搭铁。但电线破损或松脱则会在其搭铁线路上引起高阻抗。出现不起动、不点火、发动机转速信号不正常或无法进入闭环状态等故障时，应检查这三个搭铁元器件的电压降是否正常。
喷油器通过ECU的某一个端子与搭铁相连。搭铁线路中的高阻抗会引起供油方面的故障。
电控系统的元器件大部分通过ECU搭铁。传感器信号通过某一个端子输入ECU，ECU使信号通过输出设备并搭铁，形成一个完整的线路，而执行器则根据ECU所发出的指令工作。所以，只有ECU搭铁良好时，执行器和传感器才能正常地工作。而ECU通过某一个端子向底盘搭铁与蓄电池负极形成一个完整的回路。
OBD-Ⅱ系统诊断插座的端子4从ECU的某一端子处向ECU搭铁，诊断插座端子5在ECU的某一端子处与传感器相连搭铁。
产生信号电压的传感器，如氧传感器和车速传感器，一般都有专门的搭铁线路。由于其线路相对独立，所以不受其他系统搭铁回路的影响。ECU检查传感器信号的振幅或正负电压最大值之间的差值，而不是具体电压值。通常情况下，传感器应产生频率和振幅正常的输出信号，但当ECU、交流发电机、发动机、底盘或车上蓄电池搭铁不良而引起阻抗升高时，信号电压会相应升高。比如正常情况下某一传感器产生0～5V的信号，如果初步检测ECU的搭铁端子处电压降为0.5V，而此传感器是靠ECU来搭铁的，则传感器的信号应在0.5～5.5V之间。
ECU电源电路一般有两路，一路来自点火开关控制的ECU主继电器，它是ECU主电路。打开点火开关后，ECU主继电器触点闭合，电源进入ECU，使ECU进入工作状态；关闭点火开关后，ECU主继电器触点断开，ECU的工作电源被切断，ECU停止工作。另一路直接来自蓄电池，它是ECU记忆部分的电源。在点火开关关闭，发动机熄火后，该电路仍保持蓄电池电压，使ECU的故障自诊断电路所测得的故障码及其他有关数据长期保存在ECU的存储器内，为故障检修提供依据，该电路称为ECU备用电源电路。将点火开关开至起动或ON位置时，除了点火和喷油器线路，ECU的输入线路的电压通常不超过5V，但当ECU的内部信息处理的系统电压降到7～8V，即汽车电源降到11.5V以下时，大多数控制系统就会停止工作，进入失效保护状态。
2）信号输入过程。ECU将一个通常为5V的低压参考信号加给传感器，一般传感器带电阻，传感器正常工作时，由于电阻的变化，返回ECU的电压会发生变化。传感器电阻低时，信号电压可以自由通过线路返回地线，此时信号电压高。阻抗高时则使信号电压也变低。ECU通过信号的变化来监控传感器的工作状况。
3）信号输出过程。ECU根据变化的输入信号发出指令，通过连接或断开搭铁线路控制执行器动作，即将电能转换为机械运动。控制执行器的ECU线路通常称为驱动线路。
每个受ECU控制的输出设备都有最小阻抗值，从而限制了通过输出控制线路的电流量。因此，如果执行器短路会导致大量电流通过控制线路而导致ECU烧毁。输出正常时，流过执行器线路的电流通常不超过0.75A。执行器短路是电控系统常见的、比较严重的故障。
【技能训练】
1.数字万用表的使用
（1）直流电的电压测量 如图1-13所示，将黑色（-）测试导线连接到COM插孔，将红色（+）测试导线连接到V插孔，将功能选择开关设定在直流（DC）电压（V），将范围选择开关设定在适应于测量电压的范围上。
（2）直流电的电流测量
1）测量20A以下的电流如图1-14所示，将400A探头的黑色（-）测试导线连接到COM插孔，将红色（+）测试导线连接到20A或mA，将功能选择开关设在20A或400mA的范围，并用DC/AC开关转换为直流电进行测量。
图1-13 直流电电压测量
1—电压（V） 2—范围选择开关 3—功能选择开关
图1-14 测量20A以下的电流
1—DC 2—电流（A） 3—DC/AC开关
4—功能选择开关
2）测量20A以上的电流如图1-15所示，将黑色（-）测试导线连接到COM插孔，将红色（+）测试导线连接到EXT插孔。将功能选择开关设定到EXT，将DC/AC开关设定到DC，并进行测量。将探头上的功率/范围选择开关切换在400A。用零位调节刻度盘将读数调整到0.000，并将探头顺电流方向夹在要测量的配线上。
在测量20A或400mA范围内的电流时，注意切勿超过规定的电流。
（3）测量电阻 如图1-16所示，将黑色（-）测试导线连接到COM插孔，将红色（+）测试导线连接到Ω插孔。
图1-15 测量20A以上的电流
1—400A探头 2—零位调节刻度盘 3—电流方向 4—功率/范围选择 5—DC 6—电流 7—DC/AC开关 8—功能选择开关
图1-16 测量电阻
1—功能选择开关 2—电阻 3—DC/AC开关 4—范围选择开关 5—导通性
将功能选择开关设定到Ω/
位置，将DC/AC开关设定到电阻（Ω）挡。按照待测电阻的阻值，用范围选择开关来选择范围。
（4）电气导通性测试 如图1-16所示，将黑色（-）测试导线连接到COM插孔，将红色（+）测试导线连接到
。将功能选择开关设定到Ω/
，将DC/AC开关设定到
进行测量。如果进行电气导通性测试的零件电阻小于40Ω，则蜂鸣器会发出响声。
2.用万用表检测汽车电控系统的规范训练
（1）规范训练
1）首先检查汽车上的熔丝、易熔线和接线端子，在检查排除这些地方的故障后，再用万用表进行检查。
2）接通点火开关（ON），用万用表检测蓄电池电压，应不低于11.5V。
3）在用万用表检查防水型插接器时，应小心取下皮套（图1-17a），用测试表笔插入插接器检查时，不可对端子用力过大（图1-17b）。检测时，测试表笔可以配合探针或从带有配线的后端插入（图1-18a），也可以从没有配线的前端插入（图1-18b）。
图1-17 检查防水型插接器
4）测量电阻时，要在垂直和水平方向轻轻摇动导线，以提高准确性。
5）检查线路断路故障时，应先脱开计算机和相应传感器的插接器，然后测量插接器相应端子间的电阻，以确定是否有断路或接触不良故障。
6）检查线路搭铁短路故障时，应拆开线路两端的插接器，然后测量插接器被测端子与车身（搭铁）之间的电阻值。电阻值大于1MΩ为正常。
图1-18 表笔插入插接器
7）在拆卸发动机电子控制系统线路之前，应首先切断电源，即将点火开关断开（OFF），拆下蓄电池极桩上的接线。
8）插接器上接地端子的符号因车型的不同而不同，应注意对照维修手册辨认。
9）测量两个端子间或两条线路间的电压时，应将万用表（电压挡）的两个表笔与被测量的两个端子或两根导线接触（图1-19a）。
10）测量端子或两条线路的电压时，应将万用表的正表笔与被测的端子或线路接触，并将万用表的负表笔与地线接触（图1-19b）。
11）检查端子、触点或导线等的导通性，即检查端子、触点或导线等是否断开，可用万用表电阻挡测量电阻值的方法进行检查（图1-20）。
图1-19 用万用表测量端子或线路间的电压
12）在测量电阻或电压时，一般要将插接器拆开，这样就将插接器分成两部分：一部分称为传感器（或执行部件）插接器；另一部分称为传感器（或执行部件）线束侧插接器，或线束侧的传感器（或执行部件）插接器（或插接器套）。例如，拆下喷油器上的插接器后，其中一部分称为喷油器插接器，另一部分则称为喷油器线束侧插接器或线束侧的喷油器插接器。在测量时，应弄清楚是哪一部分插接器。
13）所有传感器、继电器等装置都是和微机连接的，而微机又通过导线和执行部件连接，所以在检查故障时，可以在微机插接器的相应端子上进行测试。
（2）电阻的测量 将万用表开关转到电阻挡的适当位置并调零后，即可测量电阻值。汽车上很多电气设备的技术状态可用检测其电阻值的方法来判断，可检查电气元器件和线路的断路、短路等故障。
图1-20 用万用表检测导通性
a）检查端子间的导通性 b）检查导线间的导通性 c）检查端子与地线、导线与地线间的导通性
（3）直流电压的测量 将开关转到直流电压挡（选择合适的量程），将测试表笔接至被测两端。用测电压的方法可以检查电路上各点的电压（信号电压或电源电压）以及电气部件上的电压降。
（4）断路（开路）的检测方法 如图1-21所示的配线有断路故障，可用“检查导通”或“检查电压”的方法来确定断路的部位。
1）检查导通。脱开插接器Ⓐ和Ⓒ，测量它们之间的电阻值（图1-22）。若插接器Ⓐ端子1与插接器Ⓒ端子1之间的电阻值为∞，则它们之间不导通（断路）；若插接器Ⓐ端子2与插接器Ⓒ端子2之间的电阻值为0Ω，则它们之间导通（无断路）。
图1-21 断路的检测电路
图1-22 检查配线是否导通
脱开插接器Ⓑ，测量插接器Ⓐ与Ⓑ、Ⓑ与Ⓒ之间的电阻值。若插接器Ⓐ的端子1与插接器Ⓑ的端子1之间的电阻值为0Ω，而插接器Ⓑ的端子1与插接器Ⓒ的端子1之间的电阻为∞，则插接器Ⓐ的端子1与插接器Ⓑ的端子1之间导通，而插接器Ⓑ的端子1与插接器Ⓒ的端子1之间有断路故障。
2）检查电压。在微机插接器端子加有电压的电路中，可以用“检查电压”的方法来检查断路故障（图1-23）。在各插接器接通的情况下，微机输出端子电压为5V的电路中，如果依次测量插接器Ⓐ的端子1、插接器Ⓑ的端子1和插接器Ⓒ的端子1与车身（搭铁）之间的电压，测得的电压值分别为5V、5V和0V，则可以判定：在Ⓑ的端子1与Ⓒ的端子1之间的配线有断路故障。
（5）检查短路 如果配线短路搭铁，可通过检查配线与车身（或搭铁线）是否导通来判断短路的部位（图1-24）。
图1-23 测量电压
图1-24 测量有无短路
脱开插接器Ⓐ与Ⓒ，测量插接器Ⓐ的端子1和端子2与车身之间的电阻值。如果测得的电阻值分别为0Ω和∞，则说明插接器Ⓐ的端子1与插接器Ⓒ的端子1的配线与车身之间有搭铁短路故障。
脱开插接器Ⓑ，分别测量插接器Ⓐ的端子1和插接器Ⓒ的端子1与车身（或搭铁线）之间的电阻值。如果测得的电阻值分别为∞和0Ω，则可以判定：插接器Ⓑ的端子1与插接器Ⓒ的端子1之间的配线与车身之间有搭铁短路故障。
（6）ECU端子电压的测量
1）用万用表检测蓄电池的电压，应大于或等于11.5V，否则充电后再测量。
2）从汽车上拆下ECU，但保持线束插接器与ECU处于连接状态（即不拔下线束）。
3）将点火开关置于“ON”位置。
4）将万用表置于电压挡。
5）用探针扎入所测导线或依次将万用表测笔从线束插头的导线一侧插入，如图1-25所示，测量ECU各端子与搭铁端子之间的电压。
6）记录各端子与搭铁端子间的电压值，并与标准检测数据相比较。如测得的电压与标准值不符，则说明ECU或控制线路有故障。
（7）ECU端子间的电阻的测量
1）从汽车上拆下ECU。
2）拔下导线插接器。
图1-25 测量ECU各端子与搭铁端子之间的电压
a）连接图 b）示意图
3）如图1-26所示，用万用表欧姆挡测量导线插接器各端子间的电阻值；测量时不要触碰ECU的接线端子，应将测笔从导线侧插入导线插接器中。
图1-26 ECU插接器端子电阻的测量
4）记录所测电阻值，并与标准检测数据相比较，从而确定ECU控制线路是否正常。
3.OBD-Ⅱ系统诊断座4、5、16号端子的检测
用万用表直流电压挡，在OBD-Ⅱ系统诊断座4号端子和5号端子处测一下电压降，若两者的结果都符合要求，则说明ECU搭铁良好。如果两个端子电压降不同，则系统存在故障。用万用表直流电压挡，检测16号端子的电压，应为蓄电池电压。
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