電噴發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元的故障自診斷

秦飛飛

（西安汽車科技職業(yè)學(xué)院，陜西 西安　710038）

電噴發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元的故障自診斷

秦飛飛

（西安汽車科技職業(yè)學(xué)院，陜西 西安710038）

文章重點(diǎn)介紹汽車電子控制系統(tǒng)幾個(gè)組成部分，傳感器、執(zhí)行器的故障識(shí)別，并以故障識(shí)別、故障處理、故障自診斷流程幾個(gè)方面，對(duì)汽車電子控制系統(tǒng)中的故障自診斷進(jìn)行全面的論述。

關(guān)健詞：汽車電子控制系統(tǒng)ECU；發(fā)動(dòng)機(jī)；自診斷

1　汽車電子控制系統(tǒng)的故障識(shí)別

1.1傳感器的故障識(shí)別

（1）電壓型故障的識(shí)別。所謂電壓型故障是指由于電壓超出正常范圍而引起的故障，汽車電子控制系統(tǒng)中傳感器的輸出信號(hào)一般都是電壓信號(hào)，因此電壓型故障是電子控制系統(tǒng)中最基本的故障，當(dāng)傳感器內(nèi)部發(fā)生短路或斷路時(shí)其輸入ECU的信號(hào)電壓將超出正常范圍從而引起故障。例如水溫傳感器正常工作時(shí)，輸出電壓信號(hào)范圍在：0.1-4.8V，如果實(shí)際輸入ECU的信號(hào)電壓大于4.8V或小于0.1V則認(rèn)為該信號(hào)不可信。傳感器有故障，此外，傳感器及其線路受到干擾。如電磁干擾較大時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生瞬時(shí)大于4.8V或小于0.1V的信號(hào)，因此，實(shí)際應(yīng)用中只有傳感器信號(hào)持續(xù)超限一定的時(shí)間后ECU才將其判斷為有故障。

在正常工況下，發(fā)動(dòng)機(jī)的水溫范圍設(shè)在（-50℃～139℃）各車型不一樣，其水溫傳感器輸出電壓值在0.1V-4.8V之間變化，當(dāng)水溫傳感器向ECU輸入電壓為0.1V時(shí)相當(dāng)于發(fā)動(dòng)機(jī)水溫139℃；當(dāng)水溫傳感器向ECU輸入信號(hào)電壓4.8V相當(dāng)于發(fā)動(dòng)機(jī)水溫-50℃，當(dāng)水溫傳感器內(nèi)部發(fā)生斷路時(shí)；其輸出信號(hào)電壓為5V，高于最大4.8V當(dāng)傳感器與ECU的接線發(fā)生搭鐵時(shí)，輸入ECU的信號(hào)電壓為0V，低于0.1V；在這種情況下微機(jī)將判定水溫傳感器有故障。

（2）時(shí)間型故障的識(shí)別。所謂時(shí)間型故障是指信號(hào)電壓保持在某一范圍超過一定時(shí)間而引起的故障。汽車電子控制系統(tǒng)中的有些控制是通過逼近的方式進(jìn)行的，如噴油控制中的氧傳感器閉環(huán)控制，汽油機(jī)的爆燃控制等，這些系統(tǒng)控制所依據(jù)的參數(shù)，直接從傳感器測(cè)得或根據(jù)傳感器的輸入計(jì)算得到的，是在不斷變化的；因此這些信號(hào)變化快慢，保持低于或高于某一值超過了一定時(shí)間時(shí)，ECU將判定傳感器存在故障。眾所周知，氧傳感器信號(hào)電壓在過量空氣系數(shù)α=1處發(fā)生階躍ECU為氧傳感器提供了一個(gè)0.45V的參考電壓，在穩(wěn)定工況下，如果a＜1氧傳感器輸出的信號(hào)電壓＞0.45V，如果a＞1則此信號(hào)電壓為＜0.45V。

當(dāng)ECU進(jìn)入閉環(huán)控制后氧傳感器信號(hào)電壓應(yīng)在0.1V和0.9V之間不斷波動(dòng)，在加速工況下混合氣被加濃，該信號(hào)電壓接近0.9V在減速工況下混合氣變稀，該信號(hào)電壓接近0.1V、如果在ECU進(jìn)入閉環(huán)控制之后加速工況下該信號(hào)電壓保持低于0.45V達(dá)0V，則ECU認(rèn)為該傳感器信號(hào)電壓偏低不可信，傳感器可能存在故障，如果在ECU認(rèn)為進(jìn)入閉環(huán)控制之后該信號(hào)電壓保持高于0.9V達(dá)1V，或者減速工況下該信號(hào)電壓保持高于0.45V達(dá)0.9V，則ECU認(rèn)為該傳感器信號(hào)電壓偏高不可信，則傳感器可能存在故障。

（3）傳感器性能不佳時(shí)的故障確定。當(dāng)傳感器輸出信號(hào)電壓在正常范圍內(nèi)，而且從時(shí)間上也檢查不出其存在故障，但由于傳感器的性能不佳，輸出信號(hào)并沒有準(zhǔn)確反映測(cè)量的變化時(shí)，采用上述方法是無法識(shí)別的，這時(shí)可以采用多種推理的方法或計(jì)算的方法進(jìn)行識(shí)別；例如，可以應(yīng)用車速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和進(jìn)氣岐管絕對(duì)壓力。計(jì)算出節(jié)氣門開度值，與節(jié)氣門傳感器送來的節(jié)氣門開度進(jìn)行比較，即可判定節(jié)氣門傳感器發(fā)生了故障，當(dāng)然這種方法的前提是計(jì)算所依據(jù)的傳感器無故障。將傳感器故障分為以上三種類型加以識(shí)別，只是為了表述的清晰和認(rèn)識(shí)上的方便，實(shí)際上每一個(gè)傳感器都可能發(fā)生上述三種類型故障中的一種或多種故障，例如對(duì)于氧傳感器，如果其輸出信號(hào)電壓高于0。9V或低于0.1V時(shí)，則是電壓型故障。

1.2執(zhí)行器的故障識(shí)別

對(duì)執(zhí)行器的故障識(shí)別一般是在ECU的驅(qū)動(dòng)電路中增設(shè)專用監(jiān)測(cè)回路，監(jiān)測(cè)執(zhí)行器的工作情況，例如：豐田車系點(diǎn)火系統(tǒng)控制電路中，正常情況下ECU每輸出一個(gè)點(diǎn)火信號(hào)，就應(yīng)及時(shí)收到一個(gè)點(diǎn)火監(jiān)測(cè)信號(hào)（反饋信號(hào)），當(dāng)點(diǎn)火模塊中功率三極管不能正常工作時(shí)，點(diǎn)火電子組件內(nèi)的點(diǎn)火監(jiān)測(cè)回路收不到正常工作的點(diǎn)火信號(hào)，ECU也得不到反饋的點(diǎn)火監(jiān)測(cè)信號(hào)，ECU就會(huì)判定點(diǎn)火系統(tǒng)出現(xiàn)故障。

1.3ECU本身的故障識(shí)別

在ECU的內(nèi)部為了實(shí)現(xiàn)對(duì)自身的監(jiān)測(cè)，也有相應(yīng)的監(jiān)控回路用以監(jiān)視是否按正常的控制程序工作，在監(jiān)控回路內(nèi)設(shè)有監(jiān)視時(shí)鐘，按時(shí)對(duì)ECU進(jìn)行復(fù)位，當(dāng)ECU內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，程序不能正常執(zhí)行，時(shí)鐘就不能使ECU復(fù)位，造成溢出，據(jù)此判斷為故障。

2　故障處理

（1）故障信息記錄及警告。ECU確認(rèn)出現(xiàn)某種故障之后，便設(shè)置故障信息，記錄將此信息存入RAM中的故障信息，存儲(chǔ)器并賦予相應(yīng)的代碼。其中的某些故障信息還立即通過故障指示燈通知駕駛員。以后維修人員可以用故障閱讀儀將故障信息從故障信息存儲(chǔ)儀中讀出。與此同時(shí)，ECU繼續(xù)進(jìn)行故障監(jiān)測(cè)，如果相繼幾次，例如：8次監(jiān)測(cè)為合格，ECU便將故障指示燈熄滅，但故障代碼依然留存于故障信息存儲(chǔ)器之中；如：只有相繼多次完成暖機(jī)循環(huán)而無一次故障時(shí)，ECU才將故障信息的歷史記錄從故障信息存儲(chǔ)器中清除。

（2）故障應(yīng)急措施。實(shí)際應(yīng)用中故障不會(huì)恰好發(fā)生在維修站附近，而且交通法規(guī)也不允許隨意停車，因此ECU監(jiān)測(cè)到故障之后，一方面存儲(chǔ)故障信息，應(yīng)用故障指示燈通知駕駛員，另一方面采取相應(yīng)措施盡量保證汽車?yán)^續(xù)行走，這些措施包括：①信號(hào)替代法：當(dāng)某傳感器發(fā)生故障時(shí)，可用其他傳感器的信號(hào)代替它、一個(gè)典型的例子就是當(dāng)空氣流量傳感器發(fā)生故障時(shí)，通常用節(jié)氣門位置傳感器或進(jìn)氣岐管，絕對(duì)壓力傳感器信號(hào)代替它，并結(jié)合怠速旁通執(zhí)行器的狀況和轉(zhuǎn)速信號(hào)計(jì)算每次循環(huán)的吸氣量。②信號(hào)設(shè)定法：當(dāng)傳感器發(fā)生故障時(shí)，也可以將它的信號(hào)設(shè)定為某一數(shù)值，例如進(jìn)氣溫度傳感器發(fā)生故障時(shí)，可將進(jìn)氣溫度設(shè)定為20℃。③程序切換法：當(dāng)因某傳感器發(fā)生故障而無法實(shí)施某一控制項(xiàng)目時(shí)，便可放棄這一控制項(xiàng)目而將控制過程轉(zhuǎn)向另一程序，例如氧傳感器發(fā)生故障時(shí)，只得在本應(yīng)實(shí)施閉環(huán)控制的工況放棄閉環(huán)控制，又如爆震傳感器發(fā)生故障時(shí)，則放棄爆震閉環(huán)控制，但要將點(diǎn)火提前角減小一些。

3　ECU的診斷流程

要實(shí)現(xiàn)電子控制系統(tǒng)故障的自診斷，必須在制造該系統(tǒng)時(shí)就預(yù)先設(shè)置好診斷程序，即自診斷流程，并固化于ECU內(nèi)，一般ECU內(nèi)設(shè)有幾種診斷流程。

（1）連續(xù)診斷方式。在車輛正常運(yùn)行工況，ECU自動(dòng)地連續(xù)地執(zhí)行此方式的自診斷流程，對(duì)于大部分傳感器與執(zhí)行器的開路與短路故障以及重要安全系統(tǒng)，如安全氣囊故障采有此診斷方式。

（2）靜態(tài)診斷方式即接通點(diǎn)火開關(guān)，但不起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)進(jìn)行診斷的方式。

（3）動(dòng)態(tài)診斷方式即接通點(diǎn)開關(guān)，并起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)進(jìn)行診斷的方式。

4　結(jié)語

汽車電子控制系統(tǒng)故障的自診斷問題關(guān)系到汽車的可靠性和安全性，因此具有重要的意義。隨著電子技術(shù)在汽車總成中所占比例的進(jìn)一步增大，其故障診斷的問題將越來越突出，通過對(duì)電子控制系統(tǒng)故障機(jī)理，故障產(chǎn)生的原因，形式的透徹分析，運(yùn)用一定信息處理方法，而這些方法可以編程并固化于ECU中。對(duì)于提高電子控制系統(tǒng)故障自診斷的識(shí)別率應(yīng)該很有幫助。此外，對(duì)電子控制系統(tǒng)中自診斷原理，流程透徹的分析理解，將可以提高我們對(duì)電噴車維修中判斷故障的準(zhǔn)確率。

Fault Self-diagnosis of Electronic Control Unit of Electronic Ejection Engine

QIN Fei-fei
（Xi'an auto Science and Technology Vocational College，Xi'an，Shaanxi 710038，China）

The article focuses on a few parts of car electronic control system，sensor and actuator fault identification，and conduct a comprehensive discussion on fault self-diagnosis of automotive electronic control system from the aspects of the fault identification，fault handling，and fault self-diagnosis process.

automotive electronic control system of ECU；fault；self-diagnosis

TK403

A

2095-980X（2016）07-0031-02

2016-06-18

秦飛飛（1982-），男，陜西富平人，教師，高級(jí)維修技師。