一般装有微处理器控制单元的汽车，都具有故障自诊断系统。可以用它来对汽车内传动系统、控制系统备各部分工作状态进行自动检查和监测。当汽车出现故障时，装在仪錶板上的故障指示灯就会闪亮以警告车主汽车可能出问题了，按一下按钮，故障代码就在仪錶板上显示出来。同时此故障信号将被存入存储器，即使点火开关断开、故障排除、故障指示灯熄灭，故障信号仍将保留在存储器中以供维修人员来判断汽车的故障所在。故障排除后，断开ECU的电源30秒故障码将会被清除。
汽车故障自诊断系统时刻监控着汽车的运行，哪怕是一个小小的螺钉鬆动了，也会反映出来，以便及时发现隐患，保证汽车的安全运行。特别是现代汽车的电子化程度不断提高，这在极大地最佳化汽车技术性能的同时，也使得汽车的控制系统变得越来越複杂，这些複杂的电子装置一旦出现故障，就会带来很大的困难。为了迅速诊断故障部位，提高维修效率，世界各大汽车厂家纷纷开发汽车故障自诊断系统。

70年代后期，为了进一步提高现代汽车使用和维修的方便性，出现了专用汽车检测仪用来检测汽车电控系统的工作状况。例如美国福特公司研製的EEC-Ⅰ和EEC-Ⅱ检测仪，它可用于监控电控汽油发动机的信号，并找出故障部位。由于这种专用检测仪在诊断故障时对操作人员的技术要求较高，因而一直未能普及开来。

进入80年代，一种新型诊断系统即随车诊断系统问世，它是利用微处理控制单元对电控系统各部件进行检测和诊断，自行找出故障，故也被称为故障自诊断系统。由于它可以对汽车电控系统参数实行连续监控，并能记录备系统的间歇故障，因此查找故障及时方便，所以其使用较为广泛。但是由于微处理器记忆体有限，故其诊断项目受到一定的限制，而且不能诊断较为複杂的故障，因此人们又在研製和开发更新更好的诊断系统。

为了扩充随车自诊断系统的诊断容量和诊断功能，80年代末，车外诊断仪OASIS Diaqmonitor诊断系统、Consult等等相继诞生，这些系统功能较为齐全，但是价格较为昂贵，专业技术要求高，且标準不统一，因而其使用和维护也受到一定的限制。进入90年代以后，一些符合国际标準、易操作且价格较为合理的多功能诊断系统研製成功。如日本大发研製的DOT-21型车外诊断系统等等。
现代汽车自诊断系统是自成体系，不具有通用性，因而不利于推广，给汽车的售后服务和维修造成了很大的困难。因此，诊断系统必须标準规範，这样其诊断模式和诊断接口便可统一，只用一台仪器便可对各种车辆进行诊断和检测，这必将大大推进汽车自诊断系统的发展。

输入到微处理器的电平信号，在正常状态下有一定的範围，如果此範围以外的信号被输入时，ECU就会诊断出该信号系统处于异常状态下。例如，发动机冷却水温信号系统规定在正常状态时，感测器的电压为0.08-4.8V，超出这一範围即被诊断为异常。
如果微机本身发生故障则由设有紧急监控定时器的时限电路加以监控；如果出现程式异常，则定期进行的时限电路的再设定停止工作，以便採用微机再设定的故障检测方法。

当微机工作正常时，通过诊断用程式检测输入信号的异常情况，再根据检测结果分为不导致障碍的轻度故障、引起功能下降的故障以及重大故障等。并且将故障按重要性分类，预先编辑在程式中，当微机本身发生故障时，则通过WDT进行重大故障分类。

一般通过设定在仪錶板上报警灯的闪亮来向车主报警。在装有显示器的汽车上，也有直接用文字来显示报警内容的。

当检测故障时，在存储器中存储故障部位的代码，一般情况下，即使点火开关处于断开位置，微机和存储部分的电源也保持接通状态而不致使存储的内容丢失。只有在断开蓄电池电源或拔掉保险丝时，由于切断了微机的电源，存储器内的故障代码才会被自动消除。

在汽车运行过程中如果发生故障，为了不妨碍正常行驶，由微机进行调控，利用预编程式中的代用值进行计算以保持基本的行驶性能，待停车后再由车主或维修人员进行相应的检修。

故障自诊断模组监测的对象是电控汽车上的各种感测器(如空气流量感测器)、电子控制系统本身以及各种执行元件(如继电器)，故障判断正是针对上述3种对象进行的。故障自诊断模组共用汽车电子控制系统的信号输入电路，在汽车运行过程中监测上述3种对象的输入信息，当某一信号超出了预设的範围值且这一现象在一定的时间内不会消失，故障自诊断模组便判断为这一信号对应的电路或元件出现故障，并把这一故障以代码的形式存入内部存储器，同时点亮仪錶盘上的故障指示灯。针对3种监控对象产生的故障，故障自诊断模组採取不同的应急措施。

当某一感测器或电路产生了故障后,其信号就不能再作为汽车的控制参数,为了维持汽车的运行,故障自诊断模组便从其程式存储器中调出预先设定的经验值，作为该电路的应急输人参数,保证汽车可以继续工作;微机对感测器的故障自诊断不需要专门的线路，只需在软体中编制感测器输入信号识别程式,即可实现对感测器的故障自诊断。工作时,各感测器的信号不断地进入到微机,微机根据其内部设定的感测器信号，由监测软体判别输入的信号是否有异常。如果某一感测器信号的电压超出设定的範围或信号丢失,监测软体就判定该感测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存储器中。如水温感测器的正常输入信号电压变化範围为0.3 V~4.7 V,对应的发动机冷却水温度为-30℃~120℃。微机检测到的信号电压长时间超出此範围时,则感测器信号识别监测软体即判定发动机冷却水温度感测器或其电路存在故障。微机将此故障以代码的形式存入存储器中,同时点亮仪錶板上的故障灯。

当电子控制系统自身产生故障时,故障自诊断模组便触发备用控制迴路对汽车进行应急的简单控制,使汽车可以开到修理厂进行维修,这种应急功能就叫故障运行,又称跛行功能。微机内部如果发生故障,控制程式的例行程式就不可能正常运行,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。

採用后备迴路系统,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。微机工作是否正常是由被称为监视迴路的电路(监视器)进行监视的,监视器中安装有独立于微机系统之外的计数器。微机正常运行时,由微机的运行程式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,将直接触发后备迴路,后备迴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唯读存储器中的基本设定对汽车进行简单控制的,基本设定固定值的大小取决于车型。

当某一执行元件出现可能导致其它元件损坏或严重后果的故障时,为了安全起见,故障自诊断模组採取一定的安全措施,自动停止某些功能的执行,这种功能称为故障保险。如:当点火电子组件出现故障时,故障自诊断模组就会切断燃油喷射系统电源,使喷油器停止喷油,防止未燃烧混合气体进入排气系统引起爆炸。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。发动机电控点火系统中的点火监控信号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,便由点火监视迴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,点火监控信号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。

包括蓄电池、保险丝、点火开关、开关信号IGSW、主继电器、M-REL中继信号及连线线路等组成的电源系统,因多种原因产生断路、短路故障,使发动机无法起动或汽车无法正常运行时,电脑ECU本身的主工作电源往往也处于无电状态而无法取得任何感测信号与执行反馈信号,更无法利用自诊断系统判断故障的準确部位。另外,一般电脑ECU都有一个不受点火开关控制的常通电源BATT和多个由点火开关信号IGSW所控制的电源信号+B、+B1、+B2等,其个别分支线路因接触不良会严重影响电脑控制效能的稳定性,使其控制功能发生紊乱,虽然发动机还可以起动,但运转中却导致发动机怠速不良、加速不良、油耗高、排放严重超标,故障自诊断系统往往也不能诊断出该分电源故障的準确部位。

产生完全或部分故障时,自诊断系统不能準确判断轿车发动机点火系统,点火模组连续六次没有点火反馈信号，IGF输送到ECU后,通过自诊断系统可调出故障代码,它只是能反映从分电器到ECU之间的IGF线路断路或者短路,以及ECU对点火模组的IGT控制信号不正常,而点火模组因各种原因产生的对点火线圈的控制信号失常,以及与火花塞跳火有关的所有点火高压电路故障却是不能通过故障自诊断系统判断出来的。典型的部位或装置还有起动控制线路与启动机、发电机、热敏时控开关、冷起动喷油器、氧感测器、爆震感测器、怠速控制阀、电控点火系统的高压电路(点火线圈、高压线、配电器、火花塞)等。

当汽车上各总成或机构中各种零件产生大量的自然磨损、变形、老化、损伤、疲劳、腐蚀时,自诊断系统也不能起到诊断的作用。

①　发动机:配气相位失常、气缸压力下降、空气与燃油供给系统密封不良等。

②　自动变速器:行星齿轮机构工作失常;液压控制系统堵塞、渗漏、压力不正确、各种阀门工作不良、换档执行器运动不良等;液力变矩器的泵轮、涡轮和锁定离合器的故障等。

③　电控执行器:怠速控制阀、喷油器、电动燃油泵等因机械磨损等产生的各种功能故障。

例如:由于发动机进气管路密封不良,燃油供给系统密封不良时,导致燃油压力过低,会产生髮动机“喘气”或加速不良故障,这时自诊断系统虽能检测出燃油压力过低,但不能确定进气管路与燃油管路何处密封不良。当怠速控制阀由于机械故障导致怠速运转不稳定时,故障自诊断系统也不能检测出怠速控制阀有故障。

当线路出现以下情况将不能通过自诊断系统调出故障码:

①　连线点火开关、ECU、故障警示灯(CHECK)、通讯接口的线路断路或短路。

②　ECU故障导致自诊断输出信号不正常。

③　故障警示灯(CHECK)与通讯接口损坏。