汽车故障功能自诊断系统主要由传感器监测电路、执行器监测电路、软件程序、故障诊断通讯接口TDCL（Trouble Diagnostic Communication Link）以及各种故障指示灯组成。传感器与执行器监测电路一般都与电控单元设置在同一块印制板电路上，软件程序存储在电控单元内部的专用存储器中。故障诊断通信接口TDCL通常称为故障诊断插座，简称诊断插座。装备电子控制系统的汽车上都设有诊断插座，一般安装再熔断器上，仪表盘下方活动力舱内。

　　在汽车运行过程中，自动变速器ECU根据各种传感器和控制开关输入的信号，按照预先设定的控制程序进行数学计算和逻辑判断，并向各种执行器发出相应的控制指令完成控制功能。如果某只传感器或控制开关发生故障，就不能向ECU输送正常信号，自动变速器性能就会变坏甚至无法运行。因此，在自动变速器使用时，一旦接通电源开关，自诊断电路就会投入工作，实时监测各种传感器、控制开关和执行器的工作状态。一旦发现某只传感器或控制开关信号异常，或执行机构监测电路反馈的信号异常，就会立即采取相应措施。
　　自诊断系统的功能包括三个方面：一是监测控制系统工组情况，一旦发现某只传感器或执行器参数异常，就立即发出报警信号；二是将故障内容编成代码（称为故障代码）存储在存储器中，以便维修时调用或供设计参考；三是启用相应的后备功能（又称为“回家”功能），使控制系统处于应急状态运行。
（1）发出报警信号
　　在自动变速器电子控制系统运行过程中，当某只传感器、控制开关或执行器发生故障时，电控单元ECU将立即接通仪表板上的故障指示灯电路，使指示灯发亮或闪亮。目的是提示驾驶员控制系统出现故障，应立即检修或送修理厂修理，以免故障范围扩大。
（2）存储故障代码
　　当自诊断系统发现某只传感器、控制开关或执行器发生故障时，其电控单元ECU会将监测到的故障内容以故障代码的形式存储在存储器中。只要存储器电源不被切断，故障代码就一直保存在存储器中。即使是自动变速器运行中偶尔出现一次故障，自诊断电路也会及时检测到并记录下来。在每一个自诊断系统电路中，都设置有一个专用的故障诊断插座，当诊断排除故障或需要了解电子控制系统的运行参数时，使用制造厂商提供的专用故障检测仪通过特定的操作方法，就可通过故障诊断插座将存储器中的故障代码读出来，为查找故障部位、了解系统运行情况和改进控制系统的设计提供依据。
（3）启用后备功能
　　后备功能又称为失效保护功能。当自诊断系统发现某只传感器、控制开关或执行器发生故障时，其电控单元ECU将以预先设定的参数取代故障传感器、控制开关或执行器工作，使控制系统继续维持控制功能，进入故障应急状态并维持基本的工作能力，使汽车能行驶到修理厂维修。

　　在自动变速器电子控制系统工作过程中，自诊断电路随时都在监测各种传感器、控制开关和执行器的工作状况，诊断传感器、控制开关和执行器及其电路是否发生故障。
　　利用自动变速器的微控制器中的监测器看门狗对系统状态进行监测和判断。车载诊断系统是在控制单元中另设专用电路对系统状态进行监测和判定，是在计算机辅助下准确确定自动变速器的故障原因，为排除故障提供了一种全新的方法。车载诊断系统通过周期性检查每个部件以核实其工作情况是否正常。
　　自诊断的方法是通过运行监测诊断程序对各种实际参数进行检测，并将监测到的数据与存储的标准数据进行比较，对比较结果进行逻辑分析，进而判定系统或部（器）件的状态。
（1）控制单元的诊断原理
　　在控制单元每次接通电源进行初始化的过程中，都要对微处理器及存储器和集成电路等外围器件的功能进行检测。检测内容包括对程序功能和校正变量进行校验，对随机存储器（RAM）进行读写检查和对外围设备（例如模数转换器）进行检测。
（2）传感器的诊断原理
　　一定工况下，各种传感器的输出信号都应处于一定的范围之内。控制单元通过各种传感器确定被控系统的工况，并对各种传感器在被控系统所处工况下输出信号的合理性进行逻辑判断，并根据合理性判断结果判定传感器的状态。合理性判断包括超限检验和相互比对两类。
　　超限检验是ECU将传感器在一定工况下的实际信号与预设的该传感器的极限值进行比较。极限值可以是信号的幅值、频率、相位和时间历程等。如果传感器的实际信号超过其预设的极限值，则被判定为处于故障状态，并根据超限的具体情况和超限的持续时间判定故障类型。
　　相互比对是将某个传感器的信号与其他相关传感器的信号或变换量进行比较，检查其一致性水平，当差异超过设定限值时，判定其处于故障状态。
（3）执行器的诊断原理
　　控制单元不仅可以对由其控制的执行器的电路状态进行检测来实现对执行器的诊断，还可以在一定条件下根据向执行器发出控制指令后根据被控对象的响应情况对执行器的状态进行判断。

　　故障自诊断测试是指利用专用故障检测仪与车载电控单元ECU进行通信，或按特定的操作方式触发车载电控单元ECU的控制程序运行，以便读取故障代码、清除故障代码、读取车载电控单元ECU内部的控制参数、监测各种传感器和执行器的工作状态及其控制电路是否正常等。

　　故障自诊断测试的内容主要包括读取与清除故障代码、数据流分析、监控执行器和编程匹配等。
（1）读取与清除故障代码
　　读取与清除故障代码是指利用故障检测仪或专用工具，将电控单元中存储的故障代码读出或清除的测试过程。
　　将故障代码从ECU读出，即可知道故障部位或故障原因，为诊断排除故障提供依据。因此，读取故障代码是进行自诊断测试的主要内容。
　　读取与清除故障代码的方法有两种：一种是利用故障检测仪读取，另一种是利用特定的操作方法和操作顺序读取。故障检测仪对故障代码有比较详细的说明，比如是历史性故障代码还是当前的故障代码，故障代码出现几次。历史性故障代码表示故障曾经出现过，现在已不出现，但在电控单元ECU种已经存储记忆。当前故障代码表示最近出现的故障，并且通过出现的次数来确定此故障代码是否经常出现。
　　清除故障代码必须在汽车运行一段时间，并确认故障已经排除之后才能进行。确认故障是否排除时，非常关键的一步是根据使用手册或相关资料，查明出现故障代码的运行条件。如果运行条件不满足要求，故扎功能就可能仍然存在。
（2）数据流分析
　　系统工作时，将ECU内部的控制参数和计算结果等数值以数据表和串行输出方式在检测仪屏幕上一一显示出来的过程，称为数据流分析，又称为数据通信、数据传输或读取数据块。各种传感器和执行器的工作参数具有一定的标准和范围，通过数据流分析，可以得到各种传感器输出信号电压、ECU内部的计算和判断结果、各种执行器的控制信号。
（3）监控执行器
　　利用检测仪对执行器进行人工控制，向其发出强制驱动或强制停止指令来监测其动作情况，用以判定执行器及其控制电路的工作状况是否良好。不同检测仪所能支持的执行器动作测试项目不尽相同，主要取决于检测仪和电控单元的软件程序与匹配关系。
（4）编程匹配
　　编成匹配是指电控系统工作参数发生变化或更换新的控制部件之后，利用检测仪与电控系统的电控单元进行数据通信，通过设定工作参数使系统或新换部件与控制系统匹配工作，又称初始标定。
　　编程匹配必须具有详细的技术资料才能进行操作，主要用于自动变速器维修后的设定等。

　　故障自诊断系统根据故障的性质和情况采取不同的处理方式。主要的处理方式有：判定故障性质、记录故障信息、触发故障指示灯或报警器、故障应急处置等。
　　由于自动变速器控制系统会受到各种干扰，从而会引起偶发异常状态。为了确证异常状态不是由于干扰导致的，通常，控制单元只有在监测到异常情况的持续时间或出现频度超过设定限值时，才将其确认为故障状态。 当控制系统发生故障后，控制单元会按照程序设定在非易失存储器中记录故障信息，并通过警示器发出声光报警信号。存储器中记录的故障信息分为故障代码和冻结帧。
（1）故障代码
　　预先设定的与故障情况相对应的字符数字编码（DLC）。可以通过诊断测试器或其他方式读取故障码，然后按照一定的规则和说明对其进行解译，对排除故障提供帮助和指导。故障代码可以分为现行故障代码和历史故障代码，现行故障代码是指故障码所指代的故障状态依然存在，可以对于排除现存故障提供指引。历史故障代码是指故障码所指代的故障状态曾经出现过，但故障状体由于某种原因现在已经不复存在，它对发现潜在故障和分析现存故障提供帮助。
（2）冻结帧
　　冻结帧是控制系统在判定系统中发生故障时，自动采集并记录在电控单元的故障记录缓冲器中的当时工况参数和来自传感器和执行器的信息数据，也称为保持帧或故障报告。排除故障时，通过通阅冻结帧数据可以了解发生故障时的工况参数和传感器以及执行器的行为动作，有助于确定和鉴别故障原因，尤其对判定间发性故障的原因特别有效。
　　控制单元对冻结帧的存储能力通常是有限的。例如，通用公司1996年生产的汽车只能存储五组冻结帧，在冻结帧组数超限后，后续的冻结帧将覆盖以前的冻结帧。
（3）故障指示灯
　　故障指示灯一般设在仪表板上，在点火开关接通初期，故障指示灯会在控制系统自检和检查灯泡过程中点亮。如果经过系统自检未发现现存故障，故障指示灯就会熄灭。当控制单元在系统工作期间判定故障时，会使故障指示灯持续点亮或闪烁，提示驾驶员系统已经检测故障并记录了故障代码，需要及时检查并排除系统的故障。
　　大多数情况下，控制单元在首次监测到异常状态后就会对其进行记录，并等待异常状态再次出现。如果异常状态再次出现，则会使故障指示灯点亮。如果异常状态在设定的监测循环次数内没有再次出现，则认定异常状态是偶发的，一般会自动将记录在存储器中的故障信息擦除。但对于有严重性影响的异常状态，在首次监测到后就立即记录故障信息，并使故障指示灯点亮。
　　当控制单元判定系统发生故障时，可以通过故障保护功能或跛行回家模式使故障对使用性能的影响降到最小。