電噴汽車的自診斷功能分析

張利民

【摘要】自1979年美國(guó)通用汽車公司在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)噴射系統(tǒng)中首次使用自診斷技術(shù)以后，汽車上幾乎所有采用微機(jī)的控制系統(tǒng)都增設(shè)了故障自診斷功能。本文主要介紹了在故障運(yùn)行、故障代碼的讀取與清除方法等幾個(gè)方面利用自診斷功能進(jìn)行電控汽車故障診斷的方法。

【關(guān)鍵詞】自診斷；故障運(yùn)行；ECU；故障代碼；代碼清除

汽車自診斷功能的出現(xiàn)，使電控汽車的維修變得比以前更為簡(jiǎn)單。由于自診斷技術(shù)能使車輛在發(fā)生故障后自動(dòng)將發(fā)生的故障以代碼的形式直接顯示出來(lái)，用戶和維修人員通過(guò)查詢故障碼就可以判斷出發(fā)生故障的范圍，可以大大提高維修效率和準(zhǔn)確性，因而深受用戶的歡迎。

一、自診斷的原理與故障運(yùn)行保險(xiǎn)功能

汽車電控技術(shù)的設(shè)計(jì)人員，在進(jìn)行電子控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的同時(shí)，會(huì)增設(shè)系統(tǒng)故障自診斷功能和故障運(yùn)行功能。自診斷功能就是利用ECU監(jiān)視電子控制系統(tǒng)各組成部分的工作情況，發(fā)現(xiàn)故障部位后自動(dòng)啟動(dòng)故障運(yùn)行程序，不僅可以保證發(fā)動(dòng)機(jī)在有故障的情況下可以繼續(xù)行駛，而且還向駕駛和維修人員提供故障信息，便于駕駛員和維修工及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除故障。

在電控發(fā)動(dòng)機(jī)中，各種信號(hào)的采集與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的執(zhí)行信號(hào)都是電信號(hào)，汽車在正常運(yùn)行時(shí)，電子控制系統(tǒng)ECU輸入、輸出信號(hào)的電壓值都有一定的變化范圍。當(dāng)某一信號(hào)的電壓值超出了這一范圍，并且這一現(xiàn)象在一定時(shí)間內(nèi)不消失，ECU便記下此故障，并以故障碼的形式存入內(nèi)部隨機(jī)存儲(chǔ)器，同時(shí)點(diǎn)亮發(fā)動(dòng)機(jī)檢查警告指示燈，這就是故障自診斷的基本原理。當(dāng)某電路產(chǎn)生了故障后，其信號(hào)就不能作為發(fā)動(dòng)機(jī)的控制參數(shù)使用，這時(shí)，為了維持發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)運(yùn)，ECU便從其程序存儲(chǔ)器中，調(diào)出某一固定數(shù)值，作為發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)急參數(shù)，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)可以繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)ECU自己出現(xiàn)故障時(shí)，ECU自動(dòng)啟動(dòng)備用控制回路對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行簡(jiǎn)單控制，使汽車可以開(kāi)回家或是開(kāi)到附近的修理廠，這就是電控發(fā)動(dòng)機(jī)的后備功能。此外，當(dāng)ECU檢測(cè)到某一執(zhí)行器出現(xiàn)故障時(shí)，為了安全起見(jiàn)，采用一些安全措施，這就是電控發(fā)動(dòng)機(jī)的故障保險(xiǎn)功能。

1、傳感器的故障自診斷與故障運(yùn)行

傳感器的作用主要是把非電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，因此，對(duì)傳感器的故障診斷只需要在軟件中，編制傳感器輸入信號(hào)識(shí)別程序即可實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感器的故障診斷。當(dāng)ECU檢測(cè)到的信號(hào)電壓超出此范圍時(shí)，如果是偶爾一次，ECU的診斷程序不認(rèn)為是故障，如果一段時(shí)間此信號(hào)不正常，則ECU的診斷程序判定此冷卻水溫度傳感器或其電路存在故障。ECU將此情況以代碼（各種發(fā)動(dòng)機(jī)此代碼不一定相同）的形式存入隨機(jī)存儲(chǔ)器中，同時(shí)，故障報(bào)警燈亮，通知駕駛員或維修人員發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障，通過(guò)提取故障碼，可以知道冷卻水溫度傳感器或其電路存在故障。

2、電子控制系統(tǒng)（ECU）的故障自診斷與后備回路

如果電控發(fā)動(dòng)機(jī)ECU發(fā)生故障，控制程序就不可能正常運(yùn)行，ECU就處于異常工作狀態(tài)，這樣便會(huì)使汽車因發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)故障而無(wú)法行駛。為了保證ECU出現(xiàn)故障時(shí)，汽車仍能繼續(xù)運(yùn)行，在控制系統(tǒng)中設(shè)計(jì)有后備回路，其相當(dāng)于一個(gè)簡(jiǎn)單的ECU，具有發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的最基本功能。監(jiān)視計(jì)數(shù)器溢出時(shí)，其輸出端的電平由低電平變?yōu)楦唠娖?。?jì)數(shù)器輸出端電平的這一變化，將直接觸發(fā)后備回路，后備回路只按照啟動(dòng)信號(hào)和和怠速觸點(diǎn)閉合狀態(tài)，分別設(shè)定恒定的噴油持續(xù)時(shí)間和點(diǎn)火提前角對(duì)噴油器和點(diǎn)火器進(jìn)行控制。

二、汽車電子控制系統(tǒng)故障代碼的顯示與讀取

汽車電控系統(tǒng)中，故障是以故障碼的形式存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器中。比如當(dāng)ECU檢測(cè)到發(fā)動(dòng)機(jī)的某一部件有故障時(shí)，就以一定的代碼（如數(shù)字）存入存儲(chǔ)器，然后用故障報(bào)警燈來(lái)提醒駕駛員或維修人員：“汽車出現(xiàn)故障”要得到汽車的的具體故障，需要對(duì)故障進(jìn)行讀取，然后才能進(jìn)行分析、判斷。

1、自診斷模式的分類

在自診式系統(tǒng)中對(duì)于系統(tǒng)故障的診斷存在著兩種不同的診斷模式：一種是靜態(tài)診斷，簡(jiǎn)稱KONO模式，即：點(diǎn)火開(kāi)關(guān)“開(kāi)”，發(fā)動(dòng)機(jī)“關(guān)”（KeyON，EngineOFF）。在進(jìn)行這種模式的診斷時(shí)，點(diǎn)火開(kāi)關(guān)打開(kāi)，不啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，主要是在發(fā)動(dòng)機(jī)靜態(tài)時(shí)，將微機(jī)系統(tǒng)中所存儲(chǔ)的故障代碼讀取出來(lái)，利用已有的故障代碼進(jìn)行診斷。第二種診斷模式是動(dòng)態(tài)診斷模式，簡(jiǎn)稱KOER模式，即：點(diǎn)火開(kāi)關(guān)“開(kāi)”，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)（KeyON EngineRun）。在這種模式的診斷中，主要是在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)下，測(cè)取故障代碼或進(jìn)行混合成分的監(jiān)測(cè)。目前，在汽車電控裝置上主要采用這兩種診斷模式。

2、故障碼的顯示方法

不同生產(chǎn)廠家的汽車，不但其故障碼的含義不同，其故障碼的顯示方法也不一樣。通常故障碼的顯示有以下幾種方法：

a、發(fā)光二極管（LED）顯示法；

b、用指針式電壓表顯示故障碼；

c、利用車上的數(shù)字式儀表進(jìn)行數(shù)字顯示。

前兩種方法在早期的電噴車上使用的較多，近年來(lái)生產(chǎn)的電噴技術(shù)汽車基本采用數(shù)字式顯示方法。

三、故障代碼的內(nèi)容與故障代碼表

故障代碼對(duì)于不同制造廠家、不同車型、甚至于同車型而不同出廠年代，都有不同的含義，它們是分別由各廠家程序設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行ECU控制單元的程序設(shè)計(jì)時(shí)就預(yù)先設(shè)定好的，每一個(gè)故障代碼表示某一具體的含義。當(dāng)ECU控制單元及其控制程序一旦完成，其故障代碼及其含義也就被確定下來(lái)。

故障代碼表是由各制造廠家提供，把故障代碼與其所代表的故障含義以表格的形式加以解釋和描述，以便汽車工程技術(shù)人員進(jìn)行維護(hù)和修理時(shí)參考。要了解各種故障代碼的內(nèi)容，必須查閱各種車型的維修手冊(cè)或有關(guān)技術(shù)資料。

四、故障碼的清除

當(dāng)電控發(fā)動(dòng)機(jī)有故障時(shí)，ECU會(huì)把相應(yīng)的故障碼存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)故障排除后，存儲(chǔ)在控制單元中的故障代碼必須加以清除，以便在今后工作中記錄和存儲(chǔ)新的故障代碼。如果不清除舊的故障代碼，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)再次出現(xiàn)故障時(shí)，ECU會(huì)把新舊故障代碼一并輸出，這樣就會(huì)使故障碼顯示混亂，使得使用和維修人員不知道哪些是發(fā)動(dòng)機(jī)真正存在的故障，哪些是以前已經(jīng)排除的故障。

如果清除故障代碼后，一切正常，故障報(bào)警指示燈也不亮，證明故障排除得徹底。如果清除代碼后，將ECU系統(tǒng)電源重新接通，故障報(bào)警指示燈仍然點(diǎn)亮，說(shuō)明故障排除不徹底，或發(fā)動(dòng)機(jī)還存在有其他故障，要重新進(jìn)行故障碼的讀取和排除。

總之，汽車故障自診斷技術(shù)的出現(xiàn)和運(yùn)用，克服了傳統(tǒng)維修時(shí)的單憑維修經(jīng)驗(yàn)、通過(guò)看、摸、聽(tīng)的傳統(tǒng)方法的費(fèi)時(shí)費(fèi)力的弊端，極大提高了維修效率，加快了維修速度，提高維修質(zhì)量。降低了維修工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。但同時(shí)也對(duì)維修工人的文化素質(zhì)和技能培養(yǎng)也提出了更高的要求。同時(shí)，自診斷技術(shù)也和其他的現(xiàn)代汽車檢測(cè)技術(shù)一樣，并不是萬(wàn)能的，也不可能完全替代依靠人工經(jīng)驗(yàn)的傳統(tǒng)維修方法，而是在實(shí)際維修工作中，取長(zhǎng)補(bǔ)短，以提高診斷效率和診斷效果。

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