汽車電子控制技術(shù)教案項目七 教案

附件5：教案班級課程教師時間年月日第周星期第節(jié)課題任務(wù)一故障自診斷系統(tǒng)認知課程類型□核心課程□項目課程□實踐課程教學方法□講授法□演示法□討論法□案例教學□情景教學□實驗教學□文獻查閱□問題啟發(fā)□項目教學□其他：教學目標知識目標：1.掌握發(fā)動機自我診斷系統(tǒng)的工作原理；2.能夠利用解碼儀讀取故障碼和數(shù)據(jù)流。能力目標：學會使用萬用表、示波器、故障診斷儀等檢測裝置素質(zhì)目標：學會團隊之間的相互協(xié)作。教學重點1.掌握發(fā)動機自我診斷系統(tǒng)的工作原理；2.能夠利用解碼儀讀取故障碼和數(shù)據(jù)流。教學難點能夠利用解碼儀讀取故障碼和數(shù)據(jù)流教學過程【任務(wù)引入】一輛裝備有AJR發(fā)動機的轎車，車主反映：更換節(jié)氣門體后故障指示燈常亮，需要對發(fā)動機電控系統(tǒng)進行檢測，確定故障部位?！颈貍渲R】一、故障自診斷系統(tǒng)的組成汽車故障自診斷系統(tǒng)主要由傳感器監(jiān)測電路、執(zhí)行器監(jiān)測電路、軟件程序、故障診斷通信接口TDCL以及各種故障指示燈等組成。傳感器與執(zhí)行器監(jiān)測電路一般都與各種電控單元設(shè)置在同一塊印刷電路板上，軟件程序存儲在各種電控單元內(nèi)部的專用存儲器中。二、故障自診斷系統(tǒng)的功能自診斷系統(tǒng)的功能包括3個方面：一是監(jiān)測控制系統(tǒng)工作情況，一旦發(fā)現(xiàn)某只傳感器或執(zhí)行器參數(shù)異常，就立即發(fā)出報警信號；二是將故障內(nèi)容編成代碼(稱為故障代碼)存儲在隨機存儲器RAM中，以便維修時調(diào)用或供設(shè)計參考；三是啟用相應(yīng)的備用功能，使控制系統(tǒng)處于應(yīng)急狀態(tài)運行。1.發(fā)出報警信號在電子控制系統(tǒng)運轉(zhuǎn)過程中，當某只傳感器、控制開關(guān)或執(zhí)行器發(fā)生故障時，電控單元ECU將立即接通儀表盤上的故障指示燈電路，使指示燈發(fā)亮或閃亮。其目的是提醒駕駛員控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，應(yīng)立即檢修或送修理廠修理，以免故障范圍擴大。2.存儲故障代碼當自診斷系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)某只傳感器、控制開關(guān)或執(zhí)行器發(fā)生故障時，其電控單元ECU會將監(jiān)測到的故障內(nèi)容以故障代碼的形式存儲在隨機存儲器RAM中。只要存儲器電源不被切斷，故障代碼就會一直保存在RAM中。即使是汽車在運行中偶爾出現(xiàn)一次故障，自診斷電路也會及時檢測到并記錄下來。3.啟用備用功能備用功能又稱為失效保護功能。當自診斷系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)某只傳感器、控制開關(guān)或執(zhí)行器發(fā)生故障時，其電控單元ECU將以預先設(shè)定的參數(shù)取代故障傳感器、控制開關(guān)或執(zhí)行器工作，使控制系統(tǒng)繼續(xù)維持控制功能，汽車將進入故障應(yīng)急狀態(tài)運行并維持基本的行駛能力，以便將汽車行駛到修理廠修理。電子控制系統(tǒng)的這種功能稱為備用功能或失效保護功能。當發(fā)動機電子控制系統(tǒng)在備用功能工作狀態(tài)下，由于發(fā)動機的性能將受到不同程度的影響。因此，某些車型的發(fā)動機自診斷系統(tǒng)還將自動切斷空調(diào)、音響等輔助電氣系統(tǒng)電路，以便減小發(fā)動機的工作負荷。汽車發(fā)動機電子控制系統(tǒng)的備用功能主要包括以下幾個方面：(1)冷卻液溫度傳感器電路斷路或短路時，ECU按固定溫度值控制噴油器噴油。當冷卻液溫度傳感器工作正常時，冷卻液溫度一般設(shè)定在-30?+120°C,其輸出信號電壓在0.3?4.7V范圍內(nèi)變化。當冷卻液溫度傳感器電路發(fā)生短路或斷路故障時，其輸出的信號電壓就會低于0.3V或高于4.7V，ECU接收到低于0.3V或高于4.7V的冷卻液溫度信號時，自診斷系統(tǒng)就會判定冷卻液溫度傳感器及其電路有短路或斷路故障，并立即啟用備用功能，按固定溫度值控制噴油器噴油。如桑塔納2000GSiGT、GTX型轎車的冷卻液溫度傳感器或其電路發(fā)生斷路故障時，ECU—方面控制接通故障指示燈電路使指示燈發(fā)亮報警，另一方面將按冷卻液溫度為80°C的工作狀態(tài)控制噴油器噴油，并將故障內(nèi)容編成代碼存儲在隨機存儲器RAM中，以便檢測維修時調(diào)用。當冷卻液溫度傳感器或其電路發(fā)生短路故障時，ECU—方面控制接通故障指示燈電路使指示燈發(fā)亮報警，另一方面將按冷卻液溫度為19.5°C的工作狀態(tài)控制噴油器噴油，并將故障內(nèi)容編成代碼存儲在隨機存儲器RAM中，以便檢測維修時調(diào)用。（2）當進氣溫度傳感器或其電路斷路或短路時，ECU將按進氣溫度為20°C的工作狀態(tài)控制噴油器噴油。（3）當空氣流量傳感器或歧管壓力傳感器電路斷路或短路時，ECU將按節(jié)氣門位置傳感器信號以3種固定的噴油量控制噴油器噴油。當節(jié)氣門位置傳感器(桑塔納2000GSK捷達GT、GTX型轎車為節(jié)氣門控制組件)的怠速觸點閉合時，以固定的怠速噴油量控制噴油；當?shù)∷儆|點斷開、節(jié)氣門尚未全開時，以固定的小負荷噴油量控制噴油；當節(jié)氣門全開或接近全開時，以固定的大負荷噴油量控制噴油。（4）當節(jié)氣門位置傳感器電路斷路或短路時，ECU將根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號和空氣流量傳感器信號計算出一個替代值來控制噴油器噴油。（5）當大氣壓力傳感器電路斷路或短路時，ECU將按101kPa(l個標準大氣壓)控制噴油器噴油。（6）當氧傳感器電路斷路、短路、輸出信號電壓保持不變或每10s變化低于8次時，ECU將取消空燃比反饋控制，并以開環(huán)控制方式控制噴油器噴油。（7）當曲軸位置傳感器電路斷路或短路時，由于ECU接收不到曲軸轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)角信號，因此，無法控制點火時刻和噴油時刻，即不能實施失效保護，發(fā)動機將無法運轉(zhuǎn)。（8）當執(zhí)行器(如噴油器、點火控制器和怠速控制閥等)出現(xiàn)故障時，有的故障能被ECU檢測出來，有的則不能檢測，具體情況依車型的控制軟件和硬件設(shè)計而異。三、自診斷測試1.自診斷測試方法自診斷測試是指利用專用故障檢測儀與車載電控單元ECU進行通信，或按照特定的操作方式觸發(fā)車載電控單元ECU的控制程序運行，以便讀取故障代碼、清除故障代碼、讀取車載電控單元ECU內(nèi)部的控制參數(shù)、檢測各種傳感器和執(zhí)行器的工作狀態(tài)及其控制電路是否正常等。汽車各種電子控制系統(tǒng)有無故障，可以通過自診斷測試進行診斷。根據(jù)發(fā)動機工作狀態(tài)不同，自診斷測試方式分為靜態(tài)測試KOEO和動態(tài)測試KOER兩種。靜態(tài)測試簡稱為KOEO(KeyONEngineOFF)方式，即在點火開關(guān)接通、發(fā)動機不運轉(zhuǎn)的情況下進行診斷測試，主要用于讀取或清除故障代碼。動態(tài)測試簡稱為KOER(KeyONEngineRun)方式，即在點火開關(guān)接通、發(fā)動機運轉(zhuǎn)的情況下進行診斷測試，主要用于讀取或清除故障代碼、檢測傳感器或執(zhí)行器工作情況及其控制電路是否良好以及與車載電控單元ECU進行數(shù)據(jù)通信等。2.自診斷測試內(nèi)容（1）讀取故障代碼讀取故障代碼是診斷汽車電子控制系統(tǒng)故障最常用的自診斷測試方法。讀取故障代碼的方法有兩種：一種是利用故障檢測儀讀取，另一種是利用特定的操作方法讀取。（2）數(shù)據(jù)傳輸當發(fā)動機運轉(zhuǎn)時，利用故障檢測儀將車載ECU內(nèi)部的控制參數(shù)和計算結(jié)果等數(shù)值以數(shù)據(jù)表和串行輸出方式在檢測儀屏幕上一一顯示出來的過程，稱為數(shù)據(jù)傳輸，通常稱為“數(shù)據(jù)通信”或“讀取數(shù)據(jù)流”。（3）監(jiān)控執(zhí)行器在發(fā)動機熄火狀態(tài)下或運轉(zhuǎn)過程中，通過故障檢測儀向執(zhí)行器發(fā)出強制驅(qū)動或強制停止指令來監(jiān)測執(zhí)行器動作情況，用以判定執(zhí)行器及其控制電路有無故障。四、故障診斷與檢修常用的工具儀器（1）跨接線是主要用于電路故障診斷一段專用導線，不同形式的跨接線主要是其長短和兩端接頭不同。跨接線兩端的接頭一般是不同形式的插頭或鱷魚夾，以適應(yīng)不同位置的跨接。（2）測試燈主要用來檢查電控元件電路的通、斷，根據(jù)指示燈亮度判斷被測電路的電壓高低。（3）萬用表主要用來測量電阻、電壓、電流等參數(shù)，以此判斷電路的通斷和電控元件的技術(shù)狀況。（3）燃油壓力表是用來測量燃油供給系統(tǒng)燃油壓力的專用工具，是對燃油系統(tǒng)進行檢查和故障診斷的常用工具，使用時注意選擇量程與被測系統(tǒng)壓力范圍相適應(yīng)的燃油壓力表。（4）噴油器清洗機用來清洗和測定噴油器，可分為便攜式和固定式兩種類型。便攜式免拆洗噴油器清洗機，無需拆卸，使用方便，但沒有測試功能。固定式超聲波噴油器清洗機一般除用來清洗噴油器外，還具有噴油器滴漏檢查和噴油量檢查功能。（5）故障診斷儀功能：快速、方便地讀取或清除故障碼；對發(fā)動機控制系統(tǒng)進行動態(tài)測試，顯示瞬時信息，為診斷故障提供依據(jù)；能在靜態(tài)或動態(tài)下，向電控系統(tǒng)各執(zhí)行元件發(fā)出檢修作業(yè)需要的動作指令，以便檢查執(zhí)行元件的工作狀況；在車輛運行或路試時監(jiān)測并記錄數(shù)據(jù)流；具有示波器功能、萬用表功能和打印功能；有些診斷儀能顯示系統(tǒng)控制電路圖和維修指導，以供故障診斷和檢修時參考；發(fā)動機控制單元ECU進行某些數(shù)據(jù)的重新有些功能強大的專用診斷儀能對輸入和更改。（6）示波器主要用來顯示控制系統(tǒng)中輸入、輸出信號的電壓波形，以供維修人員根據(jù)波形分析判斷電控系統(tǒng)故障。五、汽油機電控系統(tǒng)故障診斷的原則與一般程序1.汽油機電控系統(tǒng)故障診斷的原則如果要診斷排除一個可能涉及電控燃油噴射系統(tǒng)的汽油機故障，首先應(yīng)判斷故障是否與電控燃油噴射系統(tǒng)有關(guān)。如果發(fā)現(xiàn)汽油機有故障，而故障指示燈未亮，這種情況一般與電控燃油噴射系統(tǒng)無關(guān)。2.汽油機電控系統(tǒng)故障診斷的一般程序?qū)τ陔娍仄嚬收系脑\斷與排除，一般要經(jīng)過向車主調(diào)查、查閱資料、直觀檢査和調(diào)取故障碼等程序來進行。(1) 詢問向車主調(diào)查故障產(chǎn)生時間、癥狀、情況、條件、如何產(chǎn)生、是否已檢修過、動過什么部位。(2) 查閱資料在對汽車進行檢測前，一定要掌握該車的有關(guān)數(shù)據(jù)、所要檢查部件的準確位置、接線圖、接線和檢測方法以及檢測儀器的使用。(3) 直觀檢查這是故障分析最基本的檢查，可以確定前面對故障的估計是否正確。其內(nèi)容包括以下幾方面：看：看是否有部件丟失，電線是否脫線，接線器是否接合，有無接錯線，各種軟管的連接狀況等。聽：聽起動發(fā)動機，檢查是否有漏氣、雜音，可能產(chǎn)生故障的部件能否正常工作等。摸：通過觸摸檢查某些部件是否在正常工作，接線是否牢固，軟管是否斷裂等。聞：有些故障出現(xiàn)后，會產(chǎn)生比較特殊的氣味，據(jù)此可比較準確的判斷故障部位。如發(fā)動機燒機油時，會產(chǎn)生燒機油味；混合氣過濃，排氣中會有燃油味；傳動帶打滑后會產(chǎn)生焦糊味；導線過熱會有膠皮味；橡膠及塑料過熱后會發(fā)出焦糊橡膠味、焦糊塑料味等。試：通過對發(fā)動機及總成進行不同工況的模擬試驗，模擬再現(xiàn)并確認故障現(xiàn)象，以便進一步判斷故障部位及原因。比：根據(jù)經(jīng)驗將故障車的種種現(xiàn)象與完好車進行比較，或用同一型號的正常車與故障車對比，或用正常總成或零件替代懷疑有故障的總成或零件，比較更換前后的差異，以此判斷故障所在。想：對已確認的故障現(xiàn)象，結(jié)合故障部位零部件的工作原理、工作條件，進行綜合分析，根據(jù)不同故障的特點和規(guī)律進行認真鑒別，得出準確的故障原因。(4) 基本檢查基本檢查主要包括基本怠速和基本點火正時的檢查與調(diào)整。在進行基本檢查時，必須使發(fā)動機冷卻液溫度達到正常工作溫度(約80°C以上)，同時關(guān)閉車上所有附加電器裝置，如空調(diào)、除霜等。還應(yīng)在散熱器風扇未動作時執(zhí)行檢查