1、第六章 电控系统的检测与诊断,.1 概述 .2 ECU自诊断 .3 OBD-系统 .4 Ford（福特）汽车EEC-电控系统的自诊断 6.5失效保护与备用系统,.1 概述,.1.1 发动机的故障诊断 电控发动机的故障诊断比常规发动机更为复杂。对电控发动机进行故障诊断时，首先要判断该故障是属于发动机的机械故障，还是属于微机控制系统的故障。 为了帮助用户检查与维修，生产厂家一般都会推荐针对具体发动机的诊断路径。在这种路径中，既有机械故障的诊断，又有电控系统的诊断。,.1.2 电控系统的故障诊断基础,在开始诊断前，应该了解： 1）电控系统的概况和基本原理。 2）各传感器、ECU、各执行器是如何动作的
2、。系统又如何运行。 3）ECU在各种工况条件下的控制功能与控制策略。 4）ECU接头各端子的标识与功能。 电控系统故障诊断的两个重要手段是： 1）目测以及简单的电阻、电压测量。一般维修说明书都给出重要元件和测点的电阻、电压值。 2）利用ECU的微机的自诊断功能。,进行电控系统的故障诊断时，应注意：,1）不要打开电脑盖，因为电脑即使坏了也无法修理。若是好的，打开后很可能将电脑损坏，或破坏其密封性能。 2）雨天检修及清洗发动机时，应防止将水溅到电子设备及线路上。 3）在拆卸导线连接器时，要注意松开锁紧弹簧或按下锁扣。在装插连接器时，应插到底并锁止。 4）配线和连接器的故障，主要是断路和短路、搭铁。
3、,进行电控系统的故障诊断时，应注意：,5）检查线路断路故障时，应先脱开电脑和相应传感器的连接器，然后测量连接器相应端子间的电阻，以确定是否断路或接触不良。 6）检查导线是否有搭铁短路故障时，应拆开线路两端的连接器，然后测量连接器被测端子与车身搭铁之间的电阻值，电阻值大于1M为合格。 7）检查外观和接触压力。,.2 ECU自诊断,ECU的自诊断（Self Diagnosis）是ECU本身具有的一种功能。具体来说，它是存储于ECU内微机中的一部分软件和相应的硬件。在电控系统中有着大量不断流动的电信号，ECU自诊断就是利用这些电信号来做出判断，并将判断的结果或储存，或输出，或针对故障做出反应。 如今
4、，ECU自诊断已成为发动机电控系统必不可少的一部分。,.2.1 ECU自诊断的判据与功能,一般说来，其识别故障的判据为： 1）所监测的电信号超过规定值或特征不对。 2）微机未收到规定的监测信号反馈。 3）其它方式。ECU可采用一些方法判断某些机械故障，如后文叙述的喷油平衡检查。 ECU自诊断的功能包括： 1）故障诊断。 2）故障码的产生与存储。 3）接收外设故障诊断器的命令并输出故障码。,.2.2 ECU自诊断的三种形式,ECU内设置了不同的故障诊断流程。根据不同的指令，ECU可能分别执行不同的诊断流程。一般有三种形式： 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
5、诊断流程。 2）KOEO方式（Key On,Engine Off），即打开点火开关，但不起动发动机的方式。 3）ER方式（Engine Running），即打开点火开关并起动发动机的方式。,.2.3 故障码,ECU自诊断系统一旦检查出故障，即会将其诊断的结果以数字代码的形式存储起来。这些数字代码即称为故障码。它们一般为2位或3位数码。每个汽车公司的故障码定义都不尽相同，需要从相应的维修手册查出。在中，故障码可分类为软码和硬码。,.2.4 故障码的显示与读码,当自诊断检查出故障，通常以下列方式警示： 1）点亮仪表板上的故障指示灯MIL或出现“CHECK ENGINE”、“SERVICE ENGI
6、NE SOON”等。 2）在组合仪表的信息显示屏（一般为温度显示屏）上出现故障码。 3）通过DLC输出。 现代发动机电控系统一般都配置一个数据接口插头DLC，通常称为诊断接口。,.2.5 故障诊断仪,在检修发动机电控系统时，利用诊断测试仪协助查找故障源是十分有效的。 便携式发动机电脑测试仪一般都具备如下功能： 1）在发动机运转或汽车行驶时，对发动机电控系统的参数进行动态测试。 2）从ECU的存储器中读取所存储的故障码。 3）发动机检修后，根据操作者的指令清除ECU中所存储的故障码。,.3 OBD-系统,现在最广泛应用的自诊断系统是由美国汽车工程学会SAE提出，经环保机构EPA和加州资源协会CA
7、RB认证通过的OBD-（第二代On Board Diagnositics），即第二代随车微机自诊断系统。 各厂家依照OBD-的标准，提供统一的诊断模式和统一的诊断接口DLC，只要使用一台仪器，就可对各类车辆进行诊断检测。,.3.1 OBD-的主要特点,OBD-随车电脑诊断系统具有以下特点： 1）诊断座统一为16针诊断座，并统一安装于驾驶室仪表板下方。 2）具有数值分析资料传输功能DLC。 3）各种车辆故障码代号相同及故障码意义统一。 4）具有行车记录功能，能记录车辆行驶过程的有关数据资料。 5）具有重新显示记忆故障的功能。 6）具有可由仪器直接清除故障码的功能。,.3.2 OBD-的自诊断,1
8、.诊断试验 OBD-的诊断试验有三个层次，即被动诊断（Passive）、主动诊断（Active）和介入诊断（Intrusive）。被动诊断只是在运行过程中监测电控系统及其元件。主动诊断除了监测之外，还在故障产生后控制整个系统或元件执行特别的动作。介入诊断是一种特别的主动诊断，它主要是介入ECU执行影响到车辆性能或排放的操作控制。,2.诊断试验结果的记录,ECU内记录的诊断结果所含信息包括： 1）DTC（诊断试验状态）信息。 2）冻结框（Freeze Frame）（特定的运行工况信息）。 3）失效记录（Fail Records）。 4）系统状态（标明诊断试验是否进行）。 5）暖机次数，即记录发动
9、机经历的从起动至暖机至70的过程的次数。,3.诊断失效操作,具体的操作取决于DTC的信息，一般来说有： 1）点亮故障指示灯MIL。 2）点亮维修指示灯（如“Cheek Engine Soon”等）。 3）将诊断信息送到驾驶信息中心DIC。 4）采用缺省值替代故障参数。 5）请求ECU进行一定的缺省操作。 6）存储一个冻结框（如原为空框）。 7）存储一个失效记录。,.3.3 OBD-的故障码,OBD-产生的故障码DTC分为A、B、C、D四类。其特点分别为： 1）A类DTC 2）B类DTC 3）C类DTC 4）D类DTC,.3.4 诊断流程与DTC清除,OBD-的诊断流程如图9-9所示。 OBD-
10、提供3种清除DTC码的方式： 方式一：使用专门的故障诊断仪（如Tech 2）清除。它还可以清除原有的冻结框和失效记录数据。 方式二：卸掉蓄电泄接线使ECU断电。 方式三：如果导致DTC的故障已被排除，诊断系统将重新对暖机过程计数。,.4 Ford（福特）汽车EEC-电控系统的自诊断,EEC-是美国Ford公司普遍用于轿车与轻型货车的发动机电子控制系统。它是属于采用空气质量流量计MAF与无分电器点火系DIS的进气道多点顺序喷射SFI系统。该系统的设置依车型的不同而稍有区别，具体的结构与线路图可参考有关文献或者用户手册。,.4.1 EEC-的快速诊断,1.快速诊断与故障码 快速诊断意味着利用ECU
11、内部的诊断能力，用于发现发动机燃油喷射、电子点火以及电控系统故障的一系列规范化的操作。利用快速诊断，可以帮助维修者完成下列三方面的工作： 1）读出在ECU内已存储的，关于特定系统的故障信息。 2）利用ECU的功能检查传感器和执行器的工作是否正常。 3）利用Pinpoint试验对指定的传感器、执行器或线路进行特别的检查。 整个快速诊断包括KOEO方式和ER方式等一系列操作。,2.故障码的读取,EEC-系统有一个自诊断输出接口STO与一个输入接口STI。故障码从ECU向STO输出的形式为一连串脉冲，由于脉冲的形式较为简单，可用简易的方式进行读码： 1）使用仪表板故障指示灯MIL读码 2）使用电压表
12、读码 3）使用STAR-读码,.4.2 快速诊断的操作,快速诊断的操作分为三大步骤，即： 1）将电压表或STAR-连接到STO。 2）激活ECU自诊断（使用MIL或电压表时将STI接地，使用STAR-时将中央按扭按下。 3）记录输出故障码。,.4.3 晃动检查,该项检查可帮助发现断续出现的故障，如接头接触不良、导线内部折断或元件内部接触不良等。 1.KOEO晃动检查 1）连接万用表或STAR-。 2）打开点火开关，但不起动发动机。 3）将STI接地10s，断开STI，再接通STI，此时，ECU将进入晃动检查模式。 4）对可疑的传感器或其它元件进行轻摇、晃动或轻敲等。,.4.3 晃动检查,5）注
13、意有否故障显示。当有故障时，对STAR-，红色LED管将亮；MIL将会亮或显示“CHECK ENGINE”；万用表指针将摆动。 2.ER晃动检查 1）连接万用表或STAR-。 2）如刚做完KOEO，则关闭点火开关10s以上。 3）起动发动机。 4）将STI接地10s，断开STI，再接通STI，ECU将进入晃动检查模式。 5）与KOEO方式一样，检查故障并注意故障显示。,.4.4 各缸喷油平衡自检,当进行ER操作时，在最后一个ER代码显示之后2min内，按一下节气门再放开，ECU即自动进入各缸喷油平衡自检模式。按此模式运行将自动进行下列工作： 1）ECU命令节气门旁通阀固定不变并记录稳定后的转速
14、。 2）ECU切断某一缸的喷油脉冲，待转速稳定后记录由此引起的转速降。 3）恢复该缸供油，待稳定后按同样方法切断另一缸喷油。 4）决定各气缸中的最大转速降RPMmax 。 5）计算各气缸是否超标。 6）若某气缸转速降不达60%RPMmax，则给出代码。 7）如第一次检查未通过，还可以进行第二次检查。 8）若第二次检查仍不通过，还可进行第三次检查，进入的方式仍是最后代码显示后按一下节气门。,.4.5 a自适应的自检码,为了克服喷油系中因各种条件引起的变化，ECU控制策略中设立了a自适应策略。当按照通常的控制策略输出喷油脉冲，但EGO长期反映混合气仍过稀或过浓时，就会改变a自适应因子的数值，以对喷
15、油脉冲进行校正。自适应因子有一个范围，分别为浓极限或稀极限。,.4.6 检查ECU输出级,此项检查可以帮助进一步检查各种执行器。在进行此项检查之前，应观察KOEO和连续记忆码的所有故障码： 1）打开点火开关，但不起动发动机。 2）将STI接地。 3）快速踏下加速踏板至全开再释放。 4）再一次快速踏下加速踏板至全开再释放，ECU将停止供电，以便诊断可能的故障并送出故障码。,.4.7 清除ECU内存中的故障码,若只是想清除内存中的连续记忆码，则： 1）按前述步骤操作KOEO检查。 2）当出现代码时，断开STI，连续记忆码即被清除，但KAM中自学习结果等不能被清除。 若要清除KAM中的所有内容，拆卸
16、蓄电泄负极线达5min以上即可。,6.5失效保护与应急备用系统,6.5.1失效保护：当控制系统出现故障时，ECU将启动失效保护系统维持发动机继续运行，但不能保证控制系统的优化控制，发动机性能必然下降。如： 空气流量传感器失效节气门位置传感器 节气门位置传感器失效固定 冷却液温度传感器失效替代值,6.5.1失效保护,氧传感器失效最后一个有效值 点火系统失效停止喷油 爆震传感器失效点火推迟一个角度 蓄电池极性接反安全继电器断开,6.5.2应急备用系统,当ECU内的微处理器或重要传感器出现故障致使车辆无法行驶时，控制系统将启动应急备用系统（应急备用电路），来维持汽车基本行驶，又称回家系统。,表-1
17、诊断怠速不稳与游车,表-2 诊断功率不足,表-3 三种自诊断方式的情况,图-1 Ford轿车的KOEO自诊断流程图,图-2 Ford轿车的ER自诊断流程图,减少燃油,开始,检查传感器输入是否在预定值域和天关量是否正确,结束,增加燃油,设置存储代码,设置存储代码,内部存储RPM、MAP、TP，用于检查点火系统,输出一个5s的脉冲给STO，准备开始检查点火系统,开闭节气门，执行点火检查,发送存储代码,固定点火定时2min，进行人工定时检查,EGO稀？,EGO浓？,EGR传感器在正确范围？,当EGR量增加时转速下降？,怠速转速是否在适当的范围？,检查到爆燃？,RPM、MAP、TP有足够变化量？,设置
18、存储代码,设置存储代码,设置存储代码,设置存储代码,设置存储代码,设置存储代码,YES,YES,YES,YES,YES,YES,YES,NO,NO,NO,NO,NO,NO,NO,故障,通过,表-4 Ford轿车的部分故障码定义,图7-4 Chrysler公司的DRB-测试仪,.3.3 OBD-的故障码,OBD-产生的故障码DTC分为A、B、C、D四类。其特点分别为： 1）A类DTC 2）B类DTC 3）C类DTC 4）D类DTC,与排放有关，第一次扫描诊断出故障即请求点亮MIL，第一次扫描诊断出故障即存储DTC历史，如冻结框空缺即存储，存储一个失效记录，每次诊断试验失效即刷新失效记录。,.3.
19、3 OBD-的故障码,OBD-产生的故障码DTC分为A、B、C、D四类。其特点分别为： 1）A类DTC 2）B类DTC 3）C类DTC 4）D类DTC,与排放有关，一次扫描失效即处于警戒状态，一次扫描通过即解除警戒，第二次扫描失效则请求点亮MIL，第二次扫描失败则存储DTC历史，如冻结框空缺，则第二次扫描失败即存储，第一次试验失效即存储一个失效记录，每次诊断试验失效即刷新失效记录。,.3.3 OBD-的故障码,OBD-产生的故障码DTC分为A、B、C、D四类。其特点分别为： 1）A类DTC 2）B类DTC 3）C类DTC 4）D类DTC,与排放无关（该失效导致的排放增加不会比联邦法规标准大1.5倍，下同），第一次扫描失效只请求点亮维修指示灯（而非MIL）或显示维修信息，第一次扫描失效则存储DTC历史，不存储冻结框，试验失效即存储失效记录，每次诊断试验失效即刷新失效记录。,.3.3 OBD-的故障码,OBD-产生的故障码DTC分为A、B、C、D四类。其特点分别为： 1）A类DTC 2）B类DTC 3）C类DTC 4）D类DTC,与排放无关，不请求任何指示灯，第一次扫描失效即存储DTC历史，不存储冻结框，试验失效即存储失效记录，每次诊断试验失效即刷新失效记录。,图-9 OBD-的诊断过程,
