天然气发动机由于电控系统结构的复杂性,出现问题的概率也大大增加。故障的发生会导致电控系统不能正常工作,从而导致车辆不能够正常行驶,因此气体发动机ECU必须配有故障诊断系统。该故障诊断系统可以实时、准确的监控出各种故障,对故障信息的存储以及在故障发生后,采取相应的处理措施,从而保证车辆的行驶安全性。由于本课题研究对象为大功率气体发动机,所以故障诊断系统中所采取的诊断通信协议为J1939协议。因此本文首先完成了J1939协议栈的构建,J1939协议栈的构建主要是完成数据单元的构建与接口函数的构建。通过研究故障诊断的方法以及相关标准,设计出了气体发动机故障诊断系统的整体方案。该设计方案分为故障管理模块及故障监控模块。故障管理模块再分为诊断协调模块和故障路径模块。故障诊断系统的工作过程为:故障监控模块通过故障诊断策略和消抖方式来对故障类型及故障的属性进行确定。故障路径管理模块的作用是采用故障路径处理方式以及故障状态控制器来控制故障指示灯的点亮、故障码以及冻结帧的存储。诊断协调模块的作用是通过优先级计算、相应的抑制程序、互斥算法来确定各种故障优先级及处理方式。采用MATALAB/SIMULINK搭建典型部件的故障诊断模型,并对其进行仿真来验证模型的可靠性。仿真实验结果表明:当加速踏板传感器鉴定为最终故障时,采用相应的处理措施及缺省值来进行代替;当冷却水温传感器以及ECU自身判定为最终故障时,采用相关传感器的值来进行代替,保证车辆的正常行驶;当发动机出现失火故障时,在蓄电池电压、冷却水温、发动机转速在一定的范围内以及无其它故障发生的情况下,可以通过求得各缸的瞬时加速度来进行鉴定发动机是否出现失火故障;通过检测对应的四个引脚信号来完成氧传感器的诊断;同时,使用DIAHG和DIAHD两个引脚来采集加热回路中的MOS管的栅极和漏极的信号,完成MOS管诊断。搭建故障诊断测试试验台来对故障诊断控制策略进行验证,来确保控制策略的正确性与可靠性。通过测试试验台的故障模拟设备可以模拟故障的发生,再由USB-CAN将故障码数据传输到Labwindows上位机界面,界面上可以直观的显示故障发生后的故障数据。通过读取故障码数据,观察界面能否及时准确无误的显示故障码,同时检查故障码数据是否与底层定义的故障码一致,从而来达到验证故障诊断策略的正确性。通过反复的实验数据可知,验证了冷却水温传感器故障诊断策略、加速踏板故障诊断策略、ECU自身故障策略、氧传感器诊断策略、发动机失火故障策略的正确性与可靠性。