电喷发动机电控单元的故障自诊断

秦飞飞

（西安汽车科技职业学院，陕西 西安　710038）

电喷发动机电控单元的故障自诊断

秦飞飞

（西安汽车科技职业学院，陕西 西安710038）

文章重点介绍汽车电子控制系统几个组成部分，传感器、执行器的故障识别，并以故障识别、故障处理、故障自诊断流程几个方面，对汽车电子控制系统中的故障自诊断进行全面的论述。

关健词：汽车电子控制系统ECU；发动机；自诊断

1　汽车电子控制系统的故障识别

1.1传感器的故障识别

（1）电压型故障的识别。所谓电压型故障是指由于电压超出正常范围而引起的故障，汽车电子控制系统中传感器的输出信号一般都是电压信号，因此电压型故障是电子控制系统中最基本的故障，当传感器内部发生短路或断路时其输入ECU的信号电压将超出正常范围从而引起故障。例如水温传感器正常工作时，输出电压信号范围在：0.1-4.8V，如果实际输入ECU的信号电压大于4.8V或小于0.1V则认为该信号不可信。传感器有故障，此外，传感器及其线路受到干扰。如电磁干扰较大时，可能会产生瞬时大于4.8V或小于0.1V的信号，因此，实际应用中只有传感器信号持续超限一定的时间后ECU才将其判断为有故障。

在正常工况下，发动机的水温范围设在（-50℃～139℃）各车型不一样，其水温传感器输出电压值在0.1V-4.8V之间变化，当水温传感器向ECU输入电压为0.1V时相当于发动机水温139℃；当水温传感器向ECU输入信号电压4.8V相当于发动机水温-50℃，当水温传感器内部发生断路时；其输出信号电压为5V，高于最大4.8V当传感器与ECU的接线发生搭铁时，输入ECU的信号电压为0V，低于0.1V；在这种情况下微机将判定水温传感器有故障。

（2）时间型故障的识别。所谓时间型故障是指信号电压保持在某一范围超过一定时间而引起的故障。汽车电子控制系统中的有些控制是通过逼近的方式进行的，如喷油控制中的氧传感器闭环控制，汽油机的爆燃控制等，这些系统控制所依据的参数，直接从传感器测得或根据传感器的输入计算得到的，是在不断变化的；因此这些信号变化快慢，保持低于或高于某一值超过了一定时间时，ECU将判定传感器存在故障。众所周知，氧传感器信号电压在过量空气系数α=1处发生阶跃ECU为氧传感器提供了一个0.45V的参考电压，在稳定工况下，如果a＜1氧传感器输出的信号电压＞0.45V，如果a＞1则此信号电压为＜0.45V。

当ECU进入闭环控制后氧传感器信号电压应在0.1V和0.9V之间不断波动，在加速工况下混合气被加浓，该信号电压接近0.9V在减速工况下混合气变稀，该信号电压接近0.1V、如果在ECU进入闭环控制之后加速工况下该信号电压保持低于0.45V达0V，则ECU认为该传感器信号电压偏低不可信，传感器可能存在故障，如果在ECU认为进入闭环控制之后该信号电压保持高于0.9V达1V，或者减速工况下该信号电压保持高于0.45V达0.9V，则ECU认为该传感器信号电压偏高不可信，则传感器可能存在故障。

（3）传感器性能不佳时的故障确定。当传感器输出信号电压在正常范围内，而且从时间上也检查不出其存在故障，但由于传感器的性能不佳，输出信号并没有准确反映测量的变化时，采用上述方法是无法识别的，这时可以采用多种推理的方法或计算的方法进行识别；例如，可以应用车速、发动机转速和进气岐管绝对压力。计算出节气门开度值，与节气门传感器送来的节气门开度进行比较，即可判定节气门传感器发生了故障，当然这种方法的前提是计算所依据的传感器无故障。将传感器故障分为以上三种类型加以识别，只是为了表述的清晰和认识上的方便，实际上每一个传感器都可能发生上述三种类型故障中的一种或多种故障，例如对于氧传感器，如果其输出信号电压高于0。9V或低于0.1V时，则是电压型故障。

1.2执行器的故障识别

对执行器的故障识别一般是在ECU的驱动电路中增设专用监测回路，监测执行器的工作情况，例如：丰田车系点火系统控制电路中，正常情况下ECU每输出一个点火信号，就应及时收到一个点火监测信号（反馈信号），当点火模块中功率三极管不能正常工作时，点火电子组件内的点火监测回路收不到正常工作的点火信号，ECU也得不到反馈的点火监测信号，ECU就会判定点火系统出现故障。

1.3ECU本身的故障识别

在ECU的内部为了实现对自身的监测，也有相应的监控回路用以监视是否按正常的控制程序工作，在监控回路内设有监视时钟，按时对ECU进行复位，当ECU内部发生故障时，程序不能正常执行，时钟就不能使ECU复位，造成溢出，据此判断为故障。

2　故障处理

（1）故障信息记录及警告。ECU确认出现某种故障之后，便设置故障信息，记录将此信息存入RAM中的故障信息，存储器并赋予相应的代码。其中的某些故障信息还立即通过故障指示灯通知驾驶员。以后维修人员可以用故障阅读仪将故障信息从故障信息存储仪中读出。与此同时，ECU继续进行故障监测，如果相继几次，例如：8次监测为合格，ECU便将故障指示灯熄灭，但故障代码依然留存于故障信息存储器之中；如：只有相继多次完成暖机循环而无一次故障时，ECU才将故障信息的历史记录从故障信息存储器中清除。

（2）故障应急措施。实际应用中故障不会恰好发生在维修站附近，而且交通法规也不允许随意停车，因此ECU监测到故障之后，一方面存储故障信息，应用故障指示灯通知驾驶员，另一方面采取相应措施尽量保证汽车继续行走，这些措施包括：①信号替代法：当某传感器发生故障时，可用其他传感器的信号代替它、一个典型的例子就是当空气流量传感器发生故障时，通常用节气门位置传感器或进气岐管，绝对压力传感器信号代替它，并结合怠速旁通执行器的状况和转速信号计算每次循环的吸气量。②信号设定法：当传感器发生故障时，也可以将它的信号设定为某一数值，例如进气温度传感器发生故障时，可将进气温度设定为20℃。③程序切换法：当因某传感器发生故障而无法实施某一控制项目时，便可放弃这一控制项目而将控制过程转向另一程序，例如氧传感器发生故障时，只得在本应实施闭环控制的工况放弃闭环控制，又如爆震传感器发生故障时，则放弃爆震闭环控制，但要将点火提前角减小一些。

3　ECU的诊断流程

要实现电子控制系统故障的自诊断，必须在制造该系统时就预先设置好诊断程序，即自诊断流程，并固化于ECU内，一般ECU内设有几种诊断流程。

（1）连续诊断方式。在车辆正常运行工况，ECU自动地连续地执行此方式的自诊断流程，对于大部分传感器与执行器的开路与短路故障以及重要安全系统，如安全气囊故障采有此诊断方式。

（2）静态诊断方式即接通点火开关，但不起动发动机时进行诊断的方式。

（3）动态诊断方式即接通点开关，并起动发动机时进行诊断的方式。

4　结语

汽车电子控制系统故障的自诊断问题关系到汽车的可靠性和安全性，因此具有重要的意义。随着电子技术在汽车总成中所占比例的进一步增大，其故障诊断的问题将越来越突出，通过对电子控制系统故障机理，故障产生的原因，形式的透彻分析，运用一定信息处理方法，而这些方法可以编程并固化于ECU中。对于提高电子控制系统故障自诊断的识别率应该很有帮助。此外，对电子控制系统中自诊断原理，流程透彻的分析理解，将可以提高我们对电喷车维修中判断故障的准确率。

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

秦飞飞（1982-），男，陕西富平人，教师，高级维修技师。