電子控制單元發(fā)生故障

內(nèi)容提要132了解電子控制單元的功用了解電子控制單元的組成結(jié)構(gòu)及控制功能熟悉自診斷系統(tǒng)的類型和功能課程重點(diǎn)12電子控制單元的組成結(jié)構(gòu)及工作過程OBDII自診斷系統(tǒng)的特點(diǎn)汽車電子控制單元

一、電子控制單元的功用電子控制單元（又稱ECU、ECM、PCM）是以單片微型計(jì)算機(jī)（即單片機(jī)）為核心所組成的電子控制裝置，具有強(qiáng)大的數(shù)學(xué)運(yùn)算、邏輯判斷、數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)管理等功能。ECU是汽車電子控制系統(tǒng)的控制中心，其功用是分析處理傳感器采集到的各種信息，并向受控裝置（即執(zhí)行器或執(zhí)行元件）發(fā)出控制指令。汽車電子控制單元

二、電子控制單元的結(jié)構(gòu)組成圖

電子控制單元的基本組成電子控制單元（ECU）主要由：①輸入回路、②A/D（模擬/數(shù)字）轉(zhuǎn)換器、③微處理器、④輸出回路等組成。汽車電子控制單元

1、輸入回路輸入回路又稱為輸入接口或輸入電路針對模擬信號(hào)：輸入回路需要先濾除雜波再通過A/D（模擬/數(shù)字）轉(zhuǎn)換器將連續(xù)變化的模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量之后才能輸入微處理器。針對數(shù)字信號(hào)：輸入回路需要通過輸入回路的數(shù)字緩沖器進(jìn)行限幅、整形和分頻（如將曲軸位置傳感器信號(hào)分頻為1°信號(hào)等）處理后，才能傳輸?shù)轿⑻幚砥鬟M(jìn)行運(yùn)算處理。汽車電子控制單元

2、微處理器微處理器在各種存儲(chǔ)器的支持下，統(tǒng)一控制各組成部分，對輸入信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理并輸出控制信號(hào)。微處理器主要由中央處理器（CPU）、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM/ROM）和輸入輸出（I/O）接口等組成。（1）中央處理器（CPU）中央處理器（CPU，CentralProcessingUnit）是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心，所有的數(shù)據(jù)都要在CPU內(nèi)進(jìn)行運(yùn)算。（2）存儲(chǔ)器1）只讀存儲(chǔ)器（ROM）用來存儲(chǔ)固定數(shù)據(jù)，即存放各種永久性的程序和永久性、半永久性的數(shù)據(jù)。汽車電子控制單元

2）隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）RAM在ECU中起暫時(shí)存儲(chǔ)信息的作用，當(dāng)電源切斷時(shí)，所有存入RAM內(nèi)的數(shù)據(jù)會(huì)完全丟失。3）可編程只讀存儲(chǔ)器（PROM）一種可插拔的可編程只讀存儲(chǔ)器（3）輸入/輸出接口（I/O）I/O（Input/Output）接口是CPU與傳感器或執(zhí)行器之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和下達(dá)控制指令的通道。（4）總線（BUS）總線是ECU內(nèi)部傳遞信息的連線電路。在ECU內(nèi)部，CPU、ROM、RAM與I/O接口之間的信息交換都是通過總線來實(shí)現(xiàn)。汽車電子控制單元

3、輸出回路輸出回路是微處理器與執(zhí)行器之間的中繼站，其功用是根據(jù)微處理器發(fā)出的指令，控制執(zhí)行器動(dòng)作。汽車電子控制單元

三、電子控制單元的工作過程

圖

電子控制單元ECU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，電子控制單元ECU進(jìn)入工作狀態(tài)，某些運(yùn)行程序或操作指令從存儲(chǔ)器ROM中調(diào)入中央處理器CPU。這些程序可以控制燃油噴射、點(diǎn)火時(shí)刻、怠速轉(zhuǎn)速等。在CPU的控制下，一個(gè)個(gè)指令按照預(yù)先編制的程序有條不紊地進(jìn)行循環(huán)。在程序運(yùn)行過程中所需要的發(fā)動(dòng)機(jī)工況信息由各種傳感器提供。汽車電子控制單元

四、典型的電子控制單元控制功能介紹1、系統(tǒng)說明ECU根據(jù)傳感器發(fā)出的信號(hào)控制執(zhí)行器工作。2、輸入輸出信號(hào)傳感器輸入信號(hào)ECU功能執(zhí)行器曲軸位置傳感器發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及活塞位置燃油噴射控制、怠速控制和點(diǎn)火正時(shí)控制等噴油器、怠速控制機(jī)構(gòu)和點(diǎn)火線圈等凸輪軸位置傳感器空氣流量計(jì)或進(jìn)氣壓力傳感器進(jìn)氣量進(jìn)氣溫度傳感器氧傳感器廢氣中氧氣濃度節(jié)氣門位置傳感器節(jié)氣門位置爆震傳感器爆震條件空調(diào)開關(guān)空調(diào)壓力車速傳感器車速冷卻液溫度傳感器冷卻液溫度表

電子控制單元輸入輸出信號(hào)汽車電子控制單元

4、暖機(jī)和三元催化器的加熱控制5、加速/減速和倒拖斷油控制6、怠速控制7、混合氣閉環(huán)控制8、蒸發(fā)排放控制9、燃油噴射控制10、點(diǎn)火正時(shí)控制11、自診斷功能12、燃油泵控制13、冷卻風(fēng)扇繼電器控制14、其他控制功能3、起動(dòng)控制汽車電子控制單元

五、電子控制單元常見的故障與檢測1、電子控制單元發(fā)生故障故障備用系統(tǒng)在ECU的CPU電路故障時(shí)即會(huì)自動(dòng)進(jìn)入備用系統(tǒng)。如ECU檢測出CPU故障時(shí)，儀表板上發(fā)動(dòng)機(jī)警告燈點(diǎn)亮以警告駕駛者，同時(shí)備用系統(tǒng)則發(fā)生作用，取代故障元件系統(tǒng)。2、電子控制單元元件檢查程序1）利用診斷儀器讀取發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元故障記錄。2）檢查ECU連接線是否完好，重點(diǎn)檢查ECU電源供給（來自主繼電器或蓄電池直接供給）、接地線路是否正常。3）檢查外部傳感器工作是否正常，輸出信號(hào)是否可信，其線路是否完好。4）檢查執(zhí)行器工作是否正常，其線路是否完好。5）最后更換ECU進(jìn)行試驗(yàn)。 汽車電子控制單元

3、電子控制單元故障或失效判定電子控制單元通常有以下幾種故障：1）防盜觸發(fā)2）軟件（控制單元控制程序）錯(cuò)誤3）信號(hào)輸入回路故障4）信號(hào)輸出回路故障5）不能和外部的檢測儀器通訊6）外部原因?qū)е驴刂茊卧收想S車自診斷系統(tǒng)一、OBD的概念OBD的英文全稱為ON-BOARDDIAGNOSTIC，翻譯成中文為：隨車自我診斷。自上個(gè)世紀(jì)80年代開始，國外各汽車制造廠開始在其生產(chǎn)的車輛上配備控制與診斷系統(tǒng)；這些新系統(tǒng)在車輛發(fā)生故障時(shí)，可以警示駕駛員并且維修工人在維修時(shí)可以經(jīng)過由特定的方式讀取故障碼，以加快維修時(shí)間，汽車工業(yè)界稱之為隨車自我診斷系統(tǒng)（OBD）。各汽車制造廠均獨(dú)立采用自行設(shè)計(jì)的診斷座及自定義的故障碼，相互間無法溝通，在維修中必須采用不同的診斷系統(tǒng)。隨車自診斷系統(tǒng)二、OBD-Ⅰ1985年美國加州大氣資源局（CARB）開始制定法規(guī)，要求各汽車制造廠在加州銷售的車輛，必須裝備OBD系統(tǒng)，稱為OBD-Ⅰ（第一代隨車診斷系統(tǒng)）。規(guī)定OBD-Ⅰ必須符合下列要求：1、儀表板必須有“故障警示燈”（MIL），以提醒駕駛員注意特定的車輛系統(tǒng)已發(fā)生故障（通常是廢氣控制相關(guān)系統(tǒng)）。2、系統(tǒng)必須有記錄/傳輸相關(guān)廢氣控制系統(tǒng)故障碼的功能。3、電器元件監(jiān)控必須包括：氧傳感器O2S、廢氣再循環(huán)EGR、油汽蒸發(fā)控制系統(tǒng)（EVAP）。隨車自診斷系統(tǒng)三、OBD-Ⅱ美國汽車工程師學(xué)會(huì)（SAE）制定，要求各汽車制造廠依照OBD-Ⅱ的標(biāo)準(zhǔn)提供統(tǒng)一的診斷模式，可由統(tǒng)一的診斷座，及只要一臺(tái)儀器即可對各車種進(jìn)行診斷檢測。1、OBD-Ⅱ的特點(diǎn)（1）統(tǒng)一各車種診斷座形狀為16腳，如圖所示。并裝置在駕駛室，駕駛側(cè)儀表板下方。（2）具有數(shù)值分析資料傳輸功能（Data.Link.Connector簡稱DLC）。資料傳輸線有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：ISO標(biāo)準(zhǔn)（INTERNATIONSTANDARDSORGANIZATION1941-2）利用7#，15#腳。SAE標(biāo)準(zhǔn)。（SAE-J1850）利用2#，10#腳。（3）統(tǒng)一各車種相同故障代碼及意義。（4）具有行車記錄器功能，能鎖定記憶故障碼時(shí)的數(shù)據(jù)流。（5）具有重新顯示記憶的故障碼功能。（6）具有可由儀器直接消除故障碼功能。隨車自診斷系統(tǒng)表

標(biāo)準(zhǔn)的OBD-Ⅱ診斷座接腳1#由供制造廠應(yīng)用9#提供制造廠應(yīng)用2#SAE-J1850資料傳輸10#SAE-J1850資料傳輸3#提供制造廠應(yīng)用11#提供制造廠應(yīng)用4#直接車身搭鐵12#提供制造廠應(yīng)用5#信號(hào)回饋搭鐵13#提供制造廠應(yīng)用6#提供制造廠應(yīng)用14#提供制造廠應(yīng)用7#ISO-9141資料傳輸K15#ISO-9141資料傳輸L8#提供制造廠應(yīng)用16#直接蓄電池正電源標(biāo)準(zhǔn)的OBD-Ⅱ診斷座接腳功用如下表：隨車自診斷系統(tǒng)2、OBD-Ⅱ統(tǒng)一故障代碼標(biāo)準(zhǔn)一組OBD-Ⅱ故障碼是由5個(gè)代碼組合而成，第一個(gè)字為英文代碼，代表測試系統(tǒng)，如B代表車身控制系統(tǒng)（BODY），C代表底盤控制系統(tǒng)（CHASSIS），P代表發(fā)動(dòng)機(jī)變速器控制系統(tǒng)，即動(dòng)力控制總成（POWERTRAIN），U代表車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（CAN）。例如：福特EEC-V（第五代控制系統(tǒng)）的“P1352”故障碼，其中第一位“P”代表測試系統(tǒng)；第二位“1”代表汽車制造廠碼，該碼可以是“0-3”的數(shù)字，如果該碼為“0”代表是SAE所定義的故障碼。其他的“1”，“2”或“3”等碼，代表汽車制造廠，由制造廠自己定義；第三位“3”代表SAE定義的故障范圍（見表）；第四、五位“52”代表原制造廠設(shè)定的故障代碼。代碼SAE定義故障范圍代碼SAE定義故障范圍1燃料或空氣計(jì)量系統(tǒng)不良5怠速控制系統(tǒng)不良2燃料或空氣計(jì)量系統(tǒng)不良6控制單元或輸出控制元件不良3點(diǎn)火不良或間歇熄火7變速器控制系統(tǒng)不良4廢氣控制系統(tǒng)不良8變速器控制系統(tǒng)不良隨車自診斷系統(tǒng)3、OBD-Ⅱ故障碼種類根據(jù)故障是否對排放有影響及其嚴(yán)重程度，故障碼有一下分類；（1）影響排放故障碼A類：發(fā)生一次就會(huì)點(diǎn)亮故障燈和記錄故障碼。B類：兩個(gè)連續(xù)行程中各發(fā)生一次，才會(huì)點(diǎn)燈和記錄故障碼。E類：三個(gè)連續(xù)行程中各發(fā)生一次，才會(huì)點(diǎn)燈和記錄故障碼。OBD-Ⅱ要求任何影響排放的故障都必須在三個(gè)連續(xù)行程中診斷出，且點(diǎn)亮故障指示燈，記錄故障碼發(fā)生時(shí)的定格數(shù)據(jù)。注：一個(gè)行程是指OBD-Ⅱ測試能得以完成的驅(qū)動(dòng)循環(huán)。（2）不影響排放故障碼C類：故障發(fā)生時(shí)記錄故障碼，但不點(diǎn)亮故障指示燈。廠家可根據(jù)需要點(diǎn)亮另一個(gè)指示燈。D類：故障發(fā)生時(shí)記錄故障碼但不點(diǎn)亮故障燈。隨車自診斷系統(tǒng)4、OBD-Ⅱ故障檢測和指示燈的熄滅（1）故障檢測1）對于絕大多數(shù)車型，不再提供手工（不用檢測儀器）診斷閃爍碼。2）對OBD-Ⅱ的故障檢測必須通過檢測儀器和標(biāo)準(zhǔn)診斷接口（診斷座）。3）市面上普通的檢測儀器只要具有OBD-Ⅱ（EOBD）功能就可以用于任何OBD-Ⅱ車型。（2）指示燈的熄滅1）強(qiáng)制熄滅：用檢測儀器清零或者斷開控制單元的電源可以暫時(shí)清除故障碼和熄滅故障燈。如果問題沒有被排除，OBD-Ⅱ會(huì)再次診斷出故障，1個(gè)或多個(gè)行程后還會(huì)點(diǎn)亮故障燈。多用于汽車維修服務(wù)后。2）自動(dòng)熄滅：如果發(fā)生的故障自動(dòng)消失，且通過了3次連續(xù)行程的自我診斷，故障燈會(huì)自動(dòng)熄滅。隨車自診斷系統(tǒng)5、OBD-Ⅱ（EOBD）檢測的主要傳感器以下傳感器發(fā)生故障時(shí)會(huì)點(diǎn)亮警告燈：空氣流量傳感器(MAF)進(jìn)氣壓力傳感器（MAP）節(jié)氣門位置傳感器(TPS)冷卻液溫度傳感器（ECT）進(jìn)氣溫度傳感器（IAT）氧傳感器(02S)車速傳感器（VSS）凸輪位置傳感器（CAM）曲軸位置傳感器（CKP）廢氣再循環(huán)閥位置傳感器（EGRP）爆震傳感器（KS）以下傳感器不影響排放，發(fā)生故障是不點(diǎn)亮警告燈，只記憶故障碼：

G傳感器（用于缺火診斷時(shí)路面狀況判別）空調(diào)壓力傳感器隨車自診斷系統(tǒng)6、OBD-Ⅱ（EOBD）檢測的主要執(zhí)行器以下執(zhí)行器發(fā)生故障時(shí)會(huì)點(diǎn)亮警告燈：點(diǎn)火控制回路噴油器控制回路碳罐電磁閥控制回路怠速控制閥廢氣再循環(huán)閥控制電磁閥以下執(zhí)行器不影響排放，發(fā)生故障時(shí)不點(diǎn)燈，只記憶故障碼：空調(diào)壓縮機(jī)離合器繼電器冷卻風(fēng)扇繼電器可變進(jìn)氣管道控制電磁閥（需通過排放確認(rèn)對排放影響不大）7、OBD-Ⅱ（EOBD）的缺火診斷缺火（MISFIRE）的曲軸速度變化診斷法：當(dāng)缺火發(fā)生時(shí)，曲軸速度會(huì)因失去動(dòng)力而減速。本方法通過對曲軸位置傳感器（CKP）檢測曲軸轉(zhuǎn)速的變化診斷缺火，和凸輪軸位置傳感器（CKP）判別缺火汽缸。隨車自診斷系統(tǒng)8、故障檢修步驟圖OBD-II診斷步驟（1）連接檢測儀器到診斷接口。（2）打開點(diǎn)火開關(guān)或起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。（3）讀取故障碼或數(shù)據(jù)流，分析故障原因。（4）維修車輛，排除故障。（5）清除故障碼，驗(yàn)證故障是否排除。隨車自診斷系統(tǒng)四、OBD-II的缺點(diǎn)及發(fā)展缺點(diǎn)：汽車電路系統(tǒng)的故障率比較高；汽車的各系統(tǒng)中線路的數(shù)量大而且復(fù)雜；新的系統(tǒng)擴(kuò)充空間也比較??；新增軟件及硬件的可塑性比