汽車電控發(fā)動(dòng)機(jī)原理與維修圖解教程第九章課件

1、汽車電控發(fā)動(dòng)機(jī)原理與維修圖解教程譚本忠2017第九章 電控發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷、 分析第一節(jié) 故障自診斷系統(tǒng)現(xiàn)代汽車電子控制系統(tǒng)中，一般都設(shè)有故障自診斷系統(tǒng)。故障自診斷系統(tǒng)主要由 ECU中的部分軟件和“故障指示燈”等組成，不需要專門(mén)的傳感器。電控系統(tǒng)工作時(shí)，自診斷系統(tǒng)對(duì)電控系統(tǒng)各種輸入、輸出信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并運(yùn)用程序進(jìn)行推理、判斷，將結(jié)果迅速反饋到主控系統(tǒng)，改變控制狀態(tài)；此外，還根據(jù)自診斷結(jié)果控制“故障指示燈”工作。一、組成和功能執(zhí)行元件故障自診斷原理如下頁(yè)圖所示。傳感器是向ECU輸送信號(hào)的電控系統(tǒng)元件，不需專門(mén)的電路，自診斷系統(tǒng)即可對(duì)各種傳感器進(jìn)行故障自診斷。若某傳感器輸入ECU的信號(hào)超出正常范圍，

2、或在一定時(shí)間內(nèi)ECU收不到該傳感器信號(hào),或該傳感器輸入ECU的信號(hào)在一定時(shí)間內(nèi)不發(fā)生變化，自診斷系統(tǒng)均判定為“故障信號(hào)”。若故障信號(hào)持續(xù)出現(xiàn)超過(guò)一定時(shí)間或多次出現(xiàn)，自診斷系統(tǒng)即判定有故障，并將此故障以故障碼的形式輸入ECU的存儲(chǔ)器中，同時(shí)接通故障指示燈電路警告駕駛員。此外，自診斷系統(tǒng)還會(huì)根據(jù)故障性質(zhì)，自動(dòng)啟動(dòng)失效保護(hù)系統(tǒng)或應(yīng)急備用系統(tǒng)等。二、工作原理執(zhí)行元件故障自診斷原理圖電控系統(tǒng)的執(zhí)行元件一般只接收ECU的執(zhí)令信號(hào)，所以在沒(méi)有反饋信號(hào)的開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)中，執(zhí)行元件或其電路是否有故障，自診斷系統(tǒng)只能根據(jù)ECU輸出的執(zhí)令信號(hào)來(lái)判斷，其自診斷原理與傳感器類似。帶有反饋信號(hào)的閉環(huán)控制系統(tǒng)，如點(diǎn)火控制系統(tǒng)

3、、爆燃控制系統(tǒng)等工作時(shí)，自診斷系統(tǒng)還可根據(jù)反饋信號(hào)判別故障，這類系統(tǒng)出現(xiàn)故障，有些會(huì)導(dǎo)致電控系統(tǒng)停止工作。例如：電控點(diǎn)火系統(tǒng)在正常工作時(shí)，ECU對(duì)點(diǎn)火進(jìn)行控制，并在每次點(diǎn)火后根據(jù)點(diǎn)火器發(fā)回的反饋信號(hào)確認(rèn)是否點(diǎn)火；如果點(diǎn)火器或其他元件出現(xiàn)故障，導(dǎo)致ECU連續(xù)35次收不到反饋信號(hào)，自診斷系統(tǒng)便判定電控點(diǎn)火系統(tǒng)有故障，為避免燃油浪費(fèi)，造成排放污染，將強(qiáng)行停止電控燃油噴射系統(tǒng)的噴油，致使發(fā)動(dòng)機(jī)熄火。故障碼 、 故障與故障癥狀之間的關(guān)系見(jiàn)下表。三、故障碼 、故障與故障癥狀之間的關(guān)系在不具備電腦故障檢測(cè)儀或解碼器時(shí)，可用人工方法讀取故障碼。不同車型發(fā)動(dòng)機(jī)用人工讀取故障碼的方法有所不同。在對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)電腦控制系

4、統(tǒng)進(jìn)行故障自診斷時(shí)，首先要進(jìn)入故障自診斷測(cè)試狀態(tài)。進(jìn)入故障自診斷測(cè)試狀態(tài)的方法大致有以下幾種：1.人工識(shí)碼、清碼0四、故障自診斷系統(tǒng)的使用1）用診斷跨接線短接故障檢測(cè)插座（CHECK CONNECTOR）中的相應(yīng)插孔 （“診斷輸入插孔”和“搭鐵插孔”）。如豐田車系 （短接TE1和 E1）、三菱車系、本田車系、大宇車系（短接A和B、五十鈴車系（短接三孔插座的1和3、12孔插座的A和 B）、大發(fā)車系（短接T和E）、通用車系（短接A和B）、福特車系（短接單孔插座與6孔插座中的插孔2）等，均采用了這種方法。2）按壓“診斷按鈕開(kāi)關(guān)”，如瑞典沃爾沃車系和我國(guó)天津三峰TJ6481AQ4客車采用這種方法 。4

5、）打開(kāi)空調(diào)控制面板上的 “兼用開(kāi)關(guān)”，如通用公司凱迪拉克轎車為將巡航控制電源開(kāi)關(guān)和點(diǎn)火開(kāi)關(guān)置于“ON ”，同時(shí)按下空調(diào)控制面板上的 “OFF”和“WARMER”鍵。通用 FLEETWOOD車采用將點(diǎn)火開(kāi)關(guān)置于“ON”或起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，同時(shí)按下空調(diào)控制面板上的“TEMP”和“OFF ”鍵等的方法。3）擰動(dòng)電控單元上的“診斷模式選擇開(kāi)關(guān)”，如日本日產(chǎn)車系采用這種方法。5）在故障檢測(cè)插座相應(yīng)插孔間跨接自制的串聯(lián)330Q的發(fā)光二極管，如馬自達(dá)車系、奔馳車系、福特車系、三菱車系 、現(xiàn)代車系等。6）點(diǎn)火開(kāi)關(guān)在5S內(nèi)連續(xù)開(kāi)關(guān)3次 （ONOFFONOFFON），如美國(guó)克萊斯勒車系和北京切諾基汽車等采用此法。7）點(diǎn)

6、火開(kāi)關(guān)置于“ON”，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)將加速踏板踩下 5次，如德國(guó)寶馬300、500、700、800和M5系列車型采用此法。案例一：豐田轎車的自診斷如下圖所示。豐田轎車的自診斷如下圖所示為豐田車系的三種型式的自診斷插座外形圖，圖a和圖b一般設(shè)置在發(fā)動(dòng)室內(nèi)。圖c則通常設(shè)置在駕駛室內(nèi)儀表板下方。豐田汽車故障檢測(cè)插座豐田車系發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷模式有四種：正常診斷模式（發(fā)動(dòng)機(jī)故障碼讀?。?、試驗(yàn)診斷模式（開(kāi)關(guān)信號(hào)故障碼讀?。?、空燃比（A/F）修正模式（混合比濃?。┖脱鮽鞲衅鬏敵鲂盘?hào)檢測(cè)模式。1）正常診斷模式（發(fā)動(dòng)機(jī)故障碼讀?。?。檢查發(fā)動(dòng)機(jī)故障指示燈程序：a.點(diǎn)火開(kāi)關(guān)置于“ON”位置，發(fā)動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)。“CHECK E

7、NGINE”指示燈將點(diǎn)亮，如果“CHECK ENGINE”指示燈不亮，檢查指示燈燈泡及電路是否良好。 b.起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)后，“CHECK ENGINE”指示燈應(yīng)熄滅，如果燈繼續(xù)亮，說(shuō)明ECU系統(tǒng)有故障。 故障碼讀取程序及條件:a.蓄電池電壓在11V以上。b.節(jié)氣門(mén)處于全關(guān)閉狀態(tài)，怠速接點(diǎn)IDL接通“ON”。c.變速桿置空檔位置（位或位）。d.切斷全部用電設(shè)備。e.跨接診斷座中端子TE1（T）與E1。f.點(diǎn)火開(kāi)關(guān)置于“ON”，但發(fā)動(dòng)機(jī)不起動(dòng)。當(dāng)上述條件滿足時(shí),組合儀表上的“CHECK ENGINE”指示燈閃爍，如果沒(méi)有故障，“CHECK ENGINE”指示燈將以每秒閃爍兩次的頻率閃爍，如下圖所示。正

8、常碼顯示當(dāng)有故障時(shí)，“CHECK ENGINE” 燈閃爍頻率發(fā)現(xiàn)變化，以0.5s的頻率閃爍，閃爍的第一個(gè)數(shù)字是兩位故障碼的第一位數(shù)，間歇1.5s后，閃爍的第二個(gè)數(shù)字為第二位數(shù)。如果有兩個(gè)以上故障碼， 每個(gè)故障碼之間間隔2.5s。全部故障碼顯示完畢間隔4.5s，再重復(fù)顯示全部碼，如下圖所示。故障碼13和322）試驗(yàn)診斷模式（開(kāi)關(guān)信號(hào)故障碼讀?。?，試驗(yàn)?zāi)Ｊ脚c普通模式相比較，檢測(cè)故障能力的靈敏度較高，它具有檢測(cè)起動(dòng)信號(hào)、節(jié)氣門(mén)怠速觸點(diǎn)信號(hào)、空調(diào)信號(hào)和空檔開(kāi)關(guān)信號(hào)等功能，而且，在普通方式中可以檢測(cè)的項(xiàng)目在試驗(yàn)方式中都同樣可以檢測(cè)到。試驗(yàn)?zāi)Ｊ绞窃谄囘\(yùn)行狀態(tài)下讀取故障碼，其程序如下： 讀取故障碼時(shí)應(yīng)滿足

9、下述條件：a.電源電壓在11V以上。b.IDL觸點(diǎn)接點(diǎn)在“ON”位置（節(jié)氣門(mén)完全關(guān)閉）。c.變速桿置于P位或N位。d.A/C開(kāi)關(guān)置于“OFF” 位置。e.如圖9-3所示，跨接診斷座中 TE2和E1端子，然后將點(diǎn)火開(kāi)關(guān)置于“ON”，試驗(yàn)?zāi)Ｊ介_(kāi)始診斷， 如果組合儀表上的“CHECK ENGINE”燈以0.13的間 隔閃爍，證明試驗(yàn)?zāi)Ｊ焦ぷ髡！.起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，在正常溫度下運(yùn)轉(zhuǎn)“CHECK ENGINE” 燈正常閃爍，如果不閃爍，檢查端子TE2電路。b.駕駛車輛在路上以 10km/h車速行駛，此時(shí)端子TE2與E1仍然跨接，模擬用戶講述的故障狀態(tài)。c.路試結(jié)束后，停車?？缃釉\斷座中端子TE1與E1，而

10、TE2與E1仍然接通。此時(shí)，如果系統(tǒng)正常，組合儀表上的“CHECK ENGINE” 燈閃爍兩次。如果有故障，由 “CHECK ENGINE” 燈讀出故障碼。d.完成檢查后，拆下跨接線。試驗(yàn)?zāi)Ｊ绞窃谄囘\(yùn)行狀態(tài)下進(jìn)行的，滿足上述初始條件后可以路試。試驗(yàn)步驟: 注意事項(xiàng)： a.如果是在接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)的情況下,跨接“TE2”“E1”，那么試驗(yàn)?zāi)Ｊ降臏y(cè)試將不開(kāi)始。b.車速低5km/h，出現(xiàn)故障碼“42”（車速信號(hào)），這是正常的。c.當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)未起動(dòng)時(shí)，出現(xiàn)故障碼“43”（起動(dòng)信號(hào)），這也是正常的。d.當(dāng)自動(dòng)變速器變速桿處在位、 2位、位或位時(shí)，或空調(diào)器開(kāi)著，或加速踏板被踩下時(shí)，將顯示故障“51” （開(kāi)關(guān)狀

11、態(tài)信號(hào)），但這并非不正常 。 故障碼的清除：對(duì)故障部位進(jìn)行修理后，記錄在ECU中的故障碼必須被清除。清除方法：點(diǎn)火開(kāi)關(guān)置于“OFF”位置，從熔絲盒中拆下EFI熔絲（20A）10s以上即可。拆除蓄電池負(fù)極線也可清除故障碼，但這種方法將使時(shí)鐘和音響等裝置中存儲(chǔ)的信息也被清除。 首先清除ECU中存貯的故障碼。點(diǎn)火開(kāi)關(guān)置于“OFF”位置時(shí)，跨接診斷座中的端子TE1和E1。將電壓表的正、負(fù)表筆或發(fā)光二極管試燈跨接在診斷座中端子VF（VF1）和E1之間。起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，在2 500r/min轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)2min，預(yù)熱氧傳感器。3）空燃比（A/F）修正模式，空燃比（A/F）修正模式的作用是檢測(cè)混合氣濃稀，也就是進(jìn)

12、行CO和HC濃度的檢測(cè)。檢測(cè)步驟：觀察LED（發(fā)光二極管）在10s內(nèi)閃亮8次或電壓表在05V之間擺動(dòng)8次以上。此時(shí)表示空燃比（A/F）正常。LED一直亮或電壓表在5V處不動(dòng)，則表示A/F過(guò)小，混合氣過(guò)濃。LED不亮或電壓表指示0V，表示A/F過(guò)大，混合氣過(guò)稀。進(jìn)行下面觀察：4）氧傳感器輸出信號(hào)檢測(cè)模式，通過(guò)檢測(cè)氧傳感器輸出信號(hào)來(lái)判斷混合氣濃稀，檢測(cè)步驟如下:將電壓表的正、負(fù)表筆跨接在診斷座中端子OX（OX1） 或OX2與E1之間。起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，預(yù)熱達(dá)到正常溫度。在2 500r/min下運(yùn)轉(zhuǎn)2min以上，觀察電壓表指示；a.氧傳感器輸出電壓應(yīng)在0.10.9V之間變化。b.若電壓在0.45V以下，表

13、示混合氣過(guò)稀；若輸出電壓在0.450.9V之間，則表示混合氣過(guò)濃。0.45V是標(biāo)準(zhǔn)值，此時(shí)混合比最佳。1996年起汽車生產(chǎn)廠商全面推廣OBD-型診斷插接器，統(tǒng)一為16端子，統(tǒng)一在儀表板下方或駕駛室內(nèi)橫裝或豎裝，統(tǒng)一代碼和含義，統(tǒng)一診斷模式。2.OBD-診斷系統(tǒng)的功能0（1）OBD-標(biāo)準(zhǔn)診斷插接器左圖所示，各功能見(jiàn)下表所示。診斷插接器（2）OBD-故障碼的定義OBD-故障碼由5個(gè)數(shù)字組成，每個(gè)數(shù)字都代表了不同的含義，如下圖所示。故障碼的結(jié)構(gòu)圖第二節(jié) 失效保護(hù)和應(yīng)急備用系統(tǒng)失效保護(hù)系統(tǒng)依靠ECU內(nèi)的軟件完成其功能。在電控系統(tǒng)工作時(shí)，ECU檢測(cè)到某傳感器內(nèi)，或其控制電路出現(xiàn)故障時(shí)，ECU將按設(shè)定的標(biāo)

14、準(zhǔn)信號(hào)替代故障信號(hào)控制發(fā)動(dòng)機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，或停止運(yùn)轉(zhuǎn)以保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)，確保車輛安全，這便是失效保護(hù)。而當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)ECU內(nèi)微處理器或少數(shù)重要傳感器出現(xiàn)故障時(shí)，ECU按預(yù)存的程序控制燃油噴射系統(tǒng)和點(diǎn)火正時(shí)，使電控系統(tǒng)維持最基本的控制功能，使發(fā)動(dòng)機(jī)維持運(yùn)轉(zhuǎn)，汽車能維持基本行駛。這就是應(yīng)急備用功能，它由ECU的備用IC（集成電路）來(lái)完成。一、功能失效應(yīng)急設(shè)不定期的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)如下表所示。二、失效應(yīng)急設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)當(dāng)自診斷系統(tǒng)判定發(fā)生下列故障之一時(shí)，在接通“故障指示燈”搭鐵回路的同時(shí)，將自動(dòng)起動(dòng)應(yīng)急備用系統(tǒng)。 1）ECU中的中央微處理器（CPU）、輸入/輸出（I/O）接口和存儲(chǔ)器發(fā)生故障。 2）凸輪軸位置傳感器或其電

15、路發(fā)生故障，ECU收不到G1和G2信號(hào)。3）在D型電控燃油噴射系統(tǒng)中，進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器或其電路發(fā)生故障。應(yīng)急備用系統(tǒng)工作原理如下圖所示。三、應(yīng)急備用系統(tǒng)工作原理應(yīng)急備用系統(tǒng)工作原理框圖隨著計(jì)算機(jī)控制功能的不斷擴(kuò)展，其控制項(xiàng)目也在不斷增加，如怠速控制等，形成了多功能控制的集中管理控制系統(tǒng)。當(dāng)起動(dòng)備用系統(tǒng)工作后，備用IC根據(jù)控制所需的幾個(gè)基本傳感器信號(hào)，按照固定的程序?qū)?zhí)行元件進(jìn)行簡(jiǎn)單地控制。應(yīng)急備用系統(tǒng)工作時(shí)，只能根據(jù)起動(dòng)開(kāi)關(guān)信號(hào)（STA）和怠速觸點(diǎn)信號(hào)（IDL）將發(fā)動(dòng)機(jī)的工況簡(jiǎn)單地分為起動(dòng)、怠速和非怠速三種，并按預(yù)先設(shè)定的固定數(shù)值輸出噴油控制信號(hào)和點(diǎn)火控制信號(hào)。工作原理 :因此，應(yīng)急備用系統(tǒng)只能簡(jiǎn)易控制，維持車輛能繼續(xù)行駛，而不能保持正常運(yùn)行時(shí)的最佳性能，故不宜長(zhǎng)期在此狀態(tài)下行駛，應(yīng)盡快對(duì)汽車進(jìn)行檢修。第三節(jié) 電控發(fā)動(dòng)機(jī)綜合診斷流程電控汽油噴射系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)診斷的基本流程如下頁(yè)圖所示。一、電控汽油噴