第8章 故障診斷課件

第8章

車載故障診斷系統(tǒng)第8章故障診斷8.1車載故障診斷概述汽油機(jī)電子控制系統(tǒng)十分復(fù)雜。系統(tǒng)中的任何一個(gè)元件出了故障，或者出現(xiàn)導(dǎo)線折斷、引腳松脫或接觸不良等，都會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)故障。此時(shí)如果僅僅依靠傳統(tǒng)的檢測工具去檢查故障，那是很難奏效的。所以，現(xiàn)在汽油機(jī)電子控制系統(tǒng)都有自診斷功能，稱為車載故障診斷(OnBoardDiagnosis，縮寫為OBD)。OBD的要點(diǎn)是不斷監(jiān)測系統(tǒng)的異常之處，從中找出故障，一方面采取臨時(shí)補(bǔ)救措施，使汽車勉強(qiáng)能跑(跛行回家)，另一方面將故障信息送往RAM“記錄在案”，等待維修人員查明故障原因后處置，必要時(shí)還通過故障指示燈告訴駕駛員。第8章故障診斷美國加州為了滿足從1992年開始執(zhí)行的更為嚴(yán)格的排放法規(guī)，從1994車型年開始要求部分采用車載故障診斷Ⅱ(OBDⅡ)，從1996車型年開始要求100％執(zhí)行OBDⅡ。第8章故障診斷

與原先的OBD(又稱OBDI)相比，作為集成于發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)的一部分，OBDⅡ規(guī)定：要連續(xù)地監(jiān)測與排放有關(guān)的系統(tǒng)和元件；重大故障的發(fā)生和排放值的超常都要通過故障指示燈向駕駛員顯示；故障信息貯存在RAM中的故障信息存貯器中，可能時(shí)還要自動(dòng)修正；進(jìn)入三效催化轉(zhuǎn)化器之前的排放水平不得超過FTP限值的1.5倍。第8章故障診斷OBDⅡ故障監(jiān)測功能應(yīng)有如下九種故障監(jiān)測功能：失火監(jiān)測氧傳感器監(jiān)測三效催化轉(zhuǎn)化器監(jiān)測蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)監(jiān)測燃油噴射系統(tǒng)監(jiān)測對發(fā)動(dòng)機(jī)元件如傳感器和執(zhí)行器從總體上進(jìn)行監(jiān)測(其中一部分在OBDI中也監(jiān)測)排氣再循環(huán)系統(tǒng)監(jiān)測二次空氣系統(tǒng)監(jiān)測空調(diào)系統(tǒng)(氟氯碳致冷劑)監(jiān)測?？梢?，OBDⅡ監(jiān)測的對象除了空調(diào)系統(tǒng)(致冷劑)以外，都是與發(fā)動(dòng)機(jī)直接有關(guān)的。第8章故障診斷8.2故障監(jiān)測OBD的工作以故障監(jiān)測為基礎(chǔ)。第8章故障診斷1、故障監(jiān)測的目的四個(gè)方面：(1)監(jiān)測電子控制系統(tǒng)本身的硬件，如各種傳感器和執(zhí)行器是否有故障，包括電路的短路、開路等。(2)監(jiān)測雖不屬于電子控制系統(tǒng)，但卻是電子控制系統(tǒng)服務(wù)對象的硬件，如三效催化轉(zhuǎn)化器是否有故障。(3)監(jiān)測發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程是否正常，如是否有失火等。(4)監(jiān)測發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械狀態(tài)是否正常，如是否機(jī)油油位太低、冷卻液太少等。第8章故障診斷2、故障監(jiān)測的對象故障監(jiān)測的對象包括以下傳感器、執(zhí)行器、開關(guān)和電路等：空氣流量傳感器， 進(jìn)氣歧管絕對壓力傳感器，節(jié)氣門位置傳感器， 節(jié)氣門定位器，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器， 車速傳感器，氧傳感器， 氧傳感器加熱元件，進(jìn)氣溫度傳感器， 燃油箱壓力傳感器，爆震傳感器， 冷卻液溫度傳感器，蓄電池電壓， 點(diǎn)火提前角，噴油器， 空調(diào)致冷劑壓力傳感器，第8章故障診斷爆震控制點(diǎn)火推遲角，蒸發(fā)排放物炭罐清洗真空開關(guān)，排氣再循環(huán)閥閥銷位置傳感器，防盜燃油賦能電路，ECU供電電路電壓，故障指示燈驅(qū)動(dòng)電路電平，第8章故障診斷冷卻風(fēng)扇繼電器驅(qū)動(dòng)電路電平，空調(diào)壓縮機(jī)控制繼電器驅(qū)動(dòng)電路電平，油箱蒸發(fā)排放物炭罐清洗閥驅(qū)動(dòng)電路電平，巡航禁止輸出電路電平，發(fā)電機(jī)燈驅(qū)動(dòng)電路電平，發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油油面開關(guān)電路發(fā)動(dòng)機(jī)熱冷卻液指示燈驅(qū)動(dòng)電路電平。第8章故障診斷3、故障監(jiān)測的原理有如下幾種途徑：(1)某傳感器信號電壓的數(shù)值超出了可能的范圍，或者雖未超出可能的范圍，但出現(xiàn)在不應(yīng)當(dāng)出現(xiàn)的工況，則可判為不可信。例如在車速90km／h、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速3000r／min、進(jìn)氣歧管絕對壓力65kPa時(shí)出現(xiàn)2％的節(jié)氣門開度，這顯然是不可信的。(2)在可同時(shí)根據(jù)幾個(gè)傳感器的信號計(jì)算出同一個(gè)物理量，如空氣流量的場合，其計(jì)算結(jié)果與根據(jù)已被判定為無故障的傳感器的計(jì)算結(jié)果不一致時(shí)，該傳感器可判為有故障。(3)根據(jù)某傳感器，如發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器和氧傳感器信號變動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間和幅度可判斷系統(tǒng)是否存在某些方面的故障。(4)系統(tǒng)激活了某一個(gè)閉環(huán)控制功能，卻無法達(dá)到目標(biāo)如λ=1，則可判斷系統(tǒng)存在相關(guān)的故障。第8章故障診斷4、故障檢測的條件只有在一定的條件下才能根據(jù)傳感器的信號按上述方式確定故障是否存在。這些條件涉及發(fā)動(dòng)機(jī)工況、車速、環(huán)境狀況和其他傳感器的信號與狀況等，因故障本身的特點(diǎn)而異。第8章故障診斷5、故障信息的處理ECU確認(rèn)出現(xiàn)某種故障之后，便將此信息存入RAM中的故障信息存貯器并賦予不同的代碼，其中的某些故障信息還立即通過故障指示燈通知駕駛員。以后在維修站可以用故障閱讀儀將故障信息從故障信息存貯器中讀出。第8章故障診斷與此同時(shí)，ECU繼續(xù)進(jìn)行故障監(jiān)測。如果相繼的若干次(例如3次)監(jiān)測為合格，ECU便將故障指示燈熄滅，不過故障信息依然留存于故障信息存貯器之中。只有當(dāng)完成相繼的許多次(例如40次)暖機(jī)循環(huán)而無一次故障時(shí)，ECU才將故障信息的歷史記錄從故障信息存貯器中清除。在維修站利用故障閱讀儀的清除故障信息功能，或者拆除蓄電池接頭而使ECU斷電，同樣能清除存貯器中的故障信息。第8章故障診斷8.3故障信息記錄的設(shè)置本節(jié)GM某轎車的六缸發(fā)動(dòng)機(jī)解剖電子控制汽油機(jī)故障信息記錄的設(shè)置過程。該發(fā)動(dòng)機(jī)裝有OBDⅡ系統(tǒng)。第8章故障診斷1、節(jié)氣門位置傳感器故障1)節(jié)氣門位置傳感器信號電壓超出可能范圍在點(diǎn)火接通的情況下監(jiān)測到一個(gè)低于0.16V或高于4.71v的節(jié)氣門位置傳感器信號電壓，這顯然超出了可能范圍。PCM將按照它是低還是高，以及這種情況是持續(xù)1秒種以上還是間歇發(fā)生，分別設(shè)置故障信息記錄。第8章故障診斷2)節(jié)氣門位置傳感器信號與其他信號不一致PCM可以根據(jù)節(jié)氣門位置傳感器信號和轉(zhuǎn)速信號算出空氣流量(轉(zhuǎn)速一轉(zhuǎn)角法)，也可以根據(jù)進(jìn)氣歧管絕對壓力傳感器信號和轉(zhuǎn)速信號算出空氣流量(轉(zhuǎn)速一密度法)。因此，PCM可以根據(jù)進(jìn)氣歧管絕對壓力傳感器信號和轉(zhuǎn)速信號倒推節(jié)氣門轉(zhuǎn)角。第8章故障診斷如果如此算出的節(jié)氣門轉(zhuǎn)角跟節(jié)氣門位置傳感器信號指示的節(jié)氣門轉(zhuǎn)角數(shù)值相去甚遠(yuǎn)，則在滿足下列條件的情況下PCM設(shè)置故障信息記錄：沒有節(jié)氣門位置傳感器的其他故障信息記錄；沒有進(jìn)氣歧管絕對壓力傳感器的故障信息記錄；發(fā)動(dòng)機(jī)正在運(yùn)轉(zhuǎn)；進(jìn)氣歧管絕對壓力傳感器信號對應(yīng)的壓力小于55kPa；節(jié)氣門轉(zhuǎn)角穩(wěn)定；上述情況持續(xù)10s以上。第8章故障診斷2、進(jìn)氣歧管絕對壓力傳感器信號電壓超出可能范圍進(jìn)氣歧管絕對壓力隨著節(jié)氣門開度的增大而增大。所以，進(jìn)氣歧管絕對壓力傳感器的信號電壓在節(jié)氣門開啟時(shí)不應(yīng)小于某值，而節(jié)氣門關(guān)閉時(shí)又不能大于某值。例如當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于1000r／min、節(jié)氣門開度大于0％時(shí)，或者當(dāng)轉(zhuǎn)速高于1000r／min、節(jié)氣門開度大于6％時(shí)，該信號電壓小于0.1V則被認(rèn)為不可信。又如當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高于900r／min、節(jié)氣門開度小于2％時(shí)，該信號電壓大于4.2V也被認(rèn)為不可信。第8章故障診斷在滿足下列條件的情況下PCM將設(shè)置故障信息記錄：沒有節(jié)氣門位置傳感器的故障信息記錄；發(fā)動(dòng)機(jī)正在運(yùn)轉(zhuǎn)或已經(jīng)運(yùn)轉(zhuǎn)了一段時(shí)間，這段時(shí)間的長短由起動(dòng)時(shí)冷卻液溫度確定；上述不可信情況持續(xù)一定的曲軸轉(zhuǎn)數(shù)(例如58轉(zhuǎn))。第8章故障診斷3、空氣流量傳感器故障1)空氣流量傳感器信號超出可能范圍在發(fā)動(dòng)機(jī)正在運(yùn)轉(zhuǎn)、節(jié)氣門轉(zhuǎn)角小于50％，系統(tǒng)電壓大于8V的情況下，如果PCM監(jiān)測到一個(gè)過低或過高的空氣流量傳感器信號，且持續(xù)曲軸若干轉(zhuǎn)(例如130轉(zhuǎn))，PCM將按照信號是過小還是過大分別設(shè)置故障信息記錄。第8章故障診斷2)空氣流量傳感器信號與其他信號相矛盾如果PCM根據(jù)節(jié)氣門位置傳感器信號和進(jìn)氣歧管絕對壓力傳感器信號分別結(jié)合轉(zhuǎn)速信號算出的空氣流量明顯地小于或大于空氣流量傳感器信號指示的空氣流量數(shù)值，則PCM將認(rèn)為空氣流量傳感器信號不可信，在滿足下列條件的情況下按照信號是過小還是過大分別設(shè)置故障信息記錄：發(fā)動(dòng)機(jī)正在運(yùn)轉(zhuǎn)；系統(tǒng)電壓在9V和16V之間；EGR閥占空比小于50％；EGR閥銷開度小于50％；上述不可信情況持續(xù)10s以上。第8章故障診斷4、進(jìn)氣溫度傳感器信號電壓超出可能范圍進(jìn)氣溫度在較低工況下不應(yīng)超過某一數(shù)值，而在較高工況下則不會(huì)低于另一數(shù)值。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)已運(yùn)轉(zhuǎn)10s以上、車速小于40km／h時(shí)該信號電壓指示進(jìn)氣溫度超過134℃則被認(rèn)為不可信。而當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)已運(yùn)轉(zhuǎn)3min以上、車速大于56km／h、質(zhì)量空氣流量大于12g／s時(shí)該信號電壓指示進(jìn)氣溫度低于-34℃則也被認(rèn)為不可信。此時(shí)，如果沒有發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器、空氣流量傳感器和車速傳感器的故障信息記錄，則PCM將按照信號電壓指示的進(jìn)氣溫度是過高還是過低，以及這種情況是持續(xù)了超過規(guī)定的時(shí)間還是間歇發(fā)生，分別設(shè)置故障信息記錄。第8章故障診斷5、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器信號電壓超出可能范圍在發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)運(yùn)轉(zhuǎn)15秒鐘以上，該傳感器指示的溫度高于134℃，或者發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)運(yùn)轉(zhuǎn)3秒鐘以上，該傳感器指示的溫度低于-13℃的情況下，PCM將按照信號電壓指示的溫度是過高還是過低，以及這種情況是持續(xù)25s以上還是間歇發(fā)生，分別設(shè)置故障信息記錄。第8章故障診斷6、起動(dòng)后發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液升溫速度過低發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度超過一定值例如20℃，是燃油定量進(jìn)入λ閉環(huán)控制的先決條件之一。所以，如果冷卻液溫度在起動(dòng)后的規(guī)定時(shí)間例如2min內(nèi)達(dá)不到20℃，那么在滿足下列條件的情況下PCM將設(shè)置故障信息記錄：沒有怠速空氣執(zhí)行器或發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器的故障信息記錄；進(jìn)氣溫度高于某個(gè)數(shù)值例如10℃；發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度高于某個(gè)數(shù)值例如10℃。第8章故障診斷發(fā)生這種故障的原因：可能是與電子控制無關(guān)的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械方面的問題，例如冷卻液太少、節(jié)溫器故障等，也可能是電子控制方面的問題，例如冷卻風(fēng)扇控制不當(dāng)(低溫時(shí)冷卻風(fēng)扇開啟)。第8章故障診斷7、發(fā)動(dòng)機(jī)失火失火監(jiān)測是OBDⅡ區(qū)別于OBDⅠ的重要標(biāo)志。發(fā)動(dòng)機(jī)失火可由多種原因引起，例如火花塞燒損或電觸點(diǎn)故障等。第8章故障診斷失火會(huì)使未燃混合氣進(jìn)入三效催化轉(zhuǎn)化器并在那里燃燒，導(dǎo)致三效催化轉(zhuǎn)化器溫度過高而損壞。此外，這種未燃混合氣對環(huán)境也是一種額外的負(fù)擔(dān)。因?yàn)榧词故枪铝⒌膸状问Щ鸲紩?huì)引起很高的排放。失火率達(dá)到2％時(shí)，HC排放超過US94法規(guī)限值，見圖，所以電子控制單元必須能識別失火。第8章故障診斷可以用不同的方法監(jiān)測失火。迄今較為流行的方法是通過監(jiān)測曲軸轉(zhuǎn)速的變動(dòng)識別失火。失火必定伴隨著短時(shí)間的扭矩下降，其結(jié)果是曲軸轉(zhuǎn)速的下降。不過，要監(jiān)測曲軸轉(zhuǎn)速由于失火引起的微弱變化并不容易。特別是高速、低負(fù)荷工況下，失火僅僅使相鄰兩次點(diǎn)火之間的間隔時(shí)間加長約0.2％。因此，對轉(zhuǎn)速的監(jiān)測必須具有很高的精度，而且要求在程序中通過計(jì)算將失火與影響轉(zhuǎn)速的其他干擾因素區(qū)分開來。第8章故障診斷監(jiān)測到一次失火事件尚不能立即設(shè)置失火故障信息記錄。應(yīng)當(dāng)根據(jù)對失火的連續(xù)監(jiān)測確定失火的水平。例如可規(guī)定，如果PCM在相繼的16個(gè)長度為200轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速測試樣本中的任意5個(gè)之中監(jiān)測到11次或更多的失火事件，那么在滿足下列條件的情況下ECU將設(shè)置故障記錄：沒有車速傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、進(jìn)氣歧管絕對壓力傳感器、冷卻液溫度傳感器、曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器和空氣流量傳感器的故障信息記錄；發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在450r／min和5800r／min之間；系統(tǒng)電壓在9V和16V之間；發(fā)動(dòng)機(jī)溫度在-6℃和120℃之間；節(jié)氣門角度穩(wěn)定。第8章故障診斷如果失火十分嚴(yán)重，以致可能使三效催化轉(zhuǎn)化器損壞，則PCM立即設(shè)置故障信息記錄，并使故障指示燈閃爍以示警告。第8章故障診斷隨著電子控制技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)出現(xiàn)了直接監(jiān)測燃燒參數(shù)的傳感器，例如:氣缸壓力傳感器、光學(xué)火焰?zhèn)鞲衅鞯?，這些傳感器為直接監(jiān)測失火事件提供了可能性第8章故障診斷8、三效催化轉(zhuǎn)化器上游的氧傳感器故障1)上游氧傳感器信息電壓超出可能范圍PCM為氧傳感器提供了一個(gè)450mV的偏壓。如果λ<1，則氧傳感器信號電壓約為1000mV；如果λ>1，則此信號電壓約為100mV。當(dāng)PCM進(jìn)人λ閉環(huán)控制后，氧傳感器信號電壓應(yīng)在1000mV和100mV之間不斷地波動(dòng)，見圖加速和減速工況退出λ閉環(huán)控制。加速工況下混合氣加濃，該信號電壓應(yīng)接近1000mV；減速工況下混合氣變稀，該信號電壓應(yīng)接近100mV。第8章故障診斷主要有：1)上游氧傳感器信息電壓超出可能范圍2)上游氧傳感器信號電壓響應(yīng)速度過低3)上游氧傳感器信號電壓跳變時(shí)間比超出規(guī)定范圍4)上游氧傳感器信號電壓跳變頻率過低5)上游氧傳感器活性不足6)上游氧傳感器加熱器加熱過慢第8章故障診斷1）上游氧傳感器信息電壓超出可能范圍如果在PCM進(jìn)入λ閉環(huán)控制之后：該信號電壓保持低于175mV達(dá)15s，或者在加速工況下該信號電壓保持低于600mV達(dá)15s， 則PCM認(rèn)為該傳感器信號電壓偏低，不可信。如果在PCM進(jìn)入λ閉環(huán)控制之后：該信號電壓保持高于800mV達(dá)15s，或者在減速工況下該信號電壓保持高于110mV達(dá)15s， 則PCM認(rèn)為該傳感器信號電壓偏高，不可信。第8章故障診斷此時(shí)，在滿足下列條件的情況下PCM將設(shè)置故障信息記錄：沒有節(jié)氣門位置傳感器、蒸發(fā)排放物控制系統(tǒng)、失火、進(jìn)氣溫度傳感器、進(jìn)氣歧管絕對壓力傳感器、燃油定量控制、噴油器、EGR閥閥銷位置傳感器、冷卻液溫度傳感器、曲軸位置傳感器和質(zhì)量空氣流量傳感器的故障信息記錄;節(jié)氣門開度在3％和40％之間。第8章故障診斷2）上游氧傳感器信號電壓響應(yīng)速度過低如圖所示，隨著氧傳感器的老化，其信號電壓響應(yīng)速度越來越低，表現(xiàn)在動(dòng)態(tài)響應(yīng)曲線趨于平緩，其斜率的絕對值變小。第8章故障診斷在進(jìn)入λ閉環(huán)控制的情況下。PCM連續(xù)監(jiān)測氧傳感器一段時(shí)間，例如100s。記錄其信號電壓每次從低于300mV到高于600mV(混合氣從稀到濃)和從高于600mV到低于300mV(混合氣從濃到稀)跳變所經(jīng)歷的時(shí)間及跳變的次數(shù)，分別求出跳變時(shí)間的平均值。如果從低到高跳變時(shí)間的平均值超過114ms或從高到低跳變時(shí)間的平均值超過99ms，則PCM認(rèn)為該氧傳感器已老化。第8章故障診斷此時(shí)，在滿足下列條件的情況下PCM將設(shè)置故障信息記錄：沒有第1)條所列的各種故障信息記錄；PCM進(jìn)入Λ閉環(huán)控制至少已1min；發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在1000r／min和3000r／min之間；冷卻液溫度超過50℃；質(zhì)量空氣流量在10g／s和30g／s之間。第8章故障診斷3）上游氧傳感器信號電壓跳變時(shí)間比超出規(guī)定范圍第2)條中監(jiān)測的信號電壓從高到低跳變時(shí)間和從低到高跳變時(shí)間之比也能反映出氧傳感器的老化對圖中的三條曲線進(jìn)行對比可以發(fā)現(xiàn)，隨著氧傳感器的老化，此比值將增大。如果在λ閉環(huán)控制的情況下100s的監(jiān)測期間信號電壓跳變時(shí)間之比的平均值不在4和0.4之間，則PCM認(rèn)為該氧傳感器已老化。此時(shí)，在滿足下列條件的情況下PCM將設(shè)置故障信息記錄：沒有第1)條所列的各種故障信息記錄；發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在1000r/min和3000r/min之間。第8章故障診斷4）上游氧傳感器信號電壓跳變頻率過低由圖不難看出，隨著氧傳感器的老化，信號電壓跳變的頻率逐漸減小。如果在λ閉環(huán)控制的情況下100秒鐘的監(jiān)測期間信號電壓從低到高和從高到低的跳變次數(shù)均小于45次，則PCM認(rèn)為該氧傳感器已老化。此時(shí)，在滿足下列條件的情況下PCM將設(shè)置故障信息記錄：沒有第1)條所列的各種故障信息記錄及該氧傳感器加熱器電路的故障信息記錄。第8章故障診斷5）上游氧傳感器活性不足如前所述，在λ閉環(huán)控制的情況下，氧傳感器信號電壓應(yīng)在大約100mV和1000mV之間不斷地跳變，這是有活性的表現(xiàn)。如果該信號電壓穩(wěn)定在450mV偏壓附近即在400mV和500mV之間達(dá)30s以上，則不論是否處在閉環(huán)控制均表明該傳感器活性不足，信號電路開路。此時(shí)，在滿足下列條件的情況下PCM將設(shè)置故障信息記錄：沒有第1)條所列的各種故障信息記錄；發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間超過200秒鐘。第8章故障診斷6）上游氧傳感器加熱器加熱過慢發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，氧傳感器的加熱器通電加熱氧傳感器，使它很快得到活性，也就是很快令其信號電壓或者低于300mV，或者高于600mV，而不會(huì)停留在300mV和600mV之間，不論是否處在閉環(huán)控制。如果起動(dòng)后上游氧傳感器信號電壓停留在300mV和600mV之間的時(shí)間超出規(guī)定(45s和150s之間，取決于發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度和從起動(dòng)以來的平均質(zhì)量空氣流量)第8章故障診斷那么在滿足下列條件的情況下：PCM將設(shè)置故障信息記錄；沒有第1)條所列的各種故障信息記錄；起動(dòng)時(shí)進(jìn)氣溫度低于35℃；起動(dòng)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度低于35℃；起動(dòng)時(shí)上述兩項(xiàng)溫度之差在6℃以內(nèi)；采樣時(shí)的平均質(zhì)量空氣流量小于15g／s。在有些系統(tǒng)中，例如BOSCH公司的Motronic系統(tǒng)中，ECU直接監(jiān)測氧傳感器加熱器的電阻值并檢驗(yàn)其可信度。第8章故障診斷9、三效催化轉(zhuǎn)化器下游氧傳感器故障在三效催化轉(zhuǎn)化器下游加設(shè)一個(gè)氧傳感器，這也是OBDⅡ區(qū)別于OBDI的重要標(biāo)志之一。下游氧傳感器的首要任務(wù)是與上游氧傳感器相配合對三效催化轉(zhuǎn)化器進(jìn)行故障監(jiān)測其次才是作為上游氧傳感器的補(bǔ)充進(jìn)行λ閉環(huán)控制。第8章故障診斷

由于三效催化轉(zhuǎn)化器對廢氣中的氧有貯存作用，下游氧傳感器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)曲線自然與上游氧傳感器不同，所以故障的判別標(biāo)準(zhǔn)也有區(qū)別。1)下游氧傳感器信號電壓超出可能范圍2)下游氧傳感器活性不足3)下游氧傳感器加熱器加熱過慢第8章故障診斷1）下游氧傳感器信號電壓超出可能范圍與上游氧傳感器信號電壓過低或過高故障監(jiān)測程序的差別在于，下游氧傳感器的無故障判別標(biāo)準(zhǔn)較為寬松，換言之，被判為故障的指標(biāo)數(shù)值范圍更小。對上游氧傳感器來說，信號電壓在閉環(huán)控制情況下低于175mV達(dá)15s便算過低；在閉環(huán)控制情況下高于800mV或在減速工況下高于110mV達(dá)15s便算過高。而對下游氧傳感器來說，信號電壓在閉環(huán)控制情況下須低于75mV達(dá)105s才算過低；在閉環(huán)控制情況下須高于999mV或在加速工況下須高于200mV達(dá)105s才算過高。第8章故障診斷2）下游氧傳感器活性不足下游氧傳感器被判為活性不足的指標(biāo)數(shù)值范圍也比上游氧傳感器小。如果說上游氧傳感器信號電壓在400mV和500mV之間保持達(dá)30s便算活性不足的話，那么下游氧傳感器信號電壓須在更小的范圍即425mV和475mV之間保持更長時(shí)間即100s才算活性不足。第8章故障診斷3）下游氧傳感器加熱器加熱過慢起動(dòng)后下游氧傳感器得到活性前所經(jīng)歷的時(shí)間超過215s和435s之間某一數(shù)值才算加熱器故障，而不是上游氧傳感器的45s和150s之間的某一數(shù)值。第8章故障診斷10、三效催化轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn)化效率過低三效催化轉(zhuǎn)化器對HC、CO和NOx的轉(zhuǎn)化效率跟它的貯氧能力有關(guān)。正常運(yùn)行的三效催化轉(zhuǎn)化器因其貯氧能力而使下游氧傳感器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)曲線與上游氧傳感器相比受到明顯的阻尼，其振幅將非常小。反之，如果下游氧傳感器信號電壓的波形非常接近上游氧傳感器，只不過相位略滯后，則PCM認(rèn)為三效催化轉(zhuǎn)化器效率過低，見圖第8章故障診斷此時(shí)，在滿足下列條件的情況下PCM將設(shè)置故障信息記錄沒有車速傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、蒸發(fā)排放物控制系統(tǒng)、下游氧傳感器、失火、進(jìn)氣溫度傳感器、進(jìn)氣歧管絕對壓力傳感器、燃油調(diào)節(jié)、噴油器、EGR閥閥銷位置、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器、曲軸位置傳感器或空氣流量傳感器的故障信息記錄；三效催化轉(zhuǎn)化器已準(zhǔn)備好接受測試，即：進(jìn)氣溫度大于0℃，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度大于75℃，質(zhì)量空氣流量在15g／s和32g／s之間，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷小于63％且穩(wěn)定，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速小于4000r／min，上述情況持續(xù)達(dá)4min；發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在1000r／min和3000r·／min之間；車速在50km／h和120km／h之間。第8章故障診斷11、燃油調(diào)節(jié)幅度超出規(guī)定范圍借助于λ閉環(huán)控制，PCM具有自適應(yīng)功能，補(bǔ)償由各種原因給燃油定量帶來的系統(tǒng)誤差。當(dāng)根據(jù)燃油定量計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生的實(shí)際混合氣偏稀時(shí)，PCM會(huì)適當(dāng)?shù)囟鄧娪停环粗?，?dāng)實(shí)際混合氣偏濃時(shí)，PCM又會(huì)適當(dāng)?shù)厣賴娪??？傊罱K目標(biāo)是達(dá)到λ=1。但這種自適應(yīng)功能修正燃油定量是有限度的。對長期燃油調(diào)節(jié)而言，下限是-23％，上限是+16％。對短期燃油調(diào)節(jié)而言，下限是-11％，上限是+20％。第8章故障診斷如果達(dá)到這些限度，那么在滿足下列條件的情況下，PCM會(huì)按照達(dá)到的是下限還是上限而分別設(shè)置故障信息記錄：沒有空氣流量傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器、氧傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、蒸發(fā)排放物控制系統(tǒng)、曲軸位置傳感器、進(jìn)氣歧管絕對壓力傳感器和進(jìn)氣溫度傳感器的故障信息記錄:發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度在20℃和110℃之間；進(jìn)氣溫度在20℃和65℃之間；大氣壓力高于70kPa；進(jìn)氣歧管絕對壓力在18kPa和95kPa之間；節(jié)氣門開度小于90％；車速低于110km／h；質(zhì)量空氣流量在3g／s和175g／s之間；發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在500r／min和5000r／min之間。第8章故障診斷這類故障現(xiàn)象涉及的發(fā)動(dòng)機(jī)零部件有：燃油壓力調(diào)節(jié)器、噴油器、真空度泄漏、排氣管泄漏、空氣流量傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、氧傳感器、接地、線束等，甚至與燃油污染有關(guān)。第8章故障診斷12、噴油器驅(qū)動(dòng)電路故障噴油器驅(qū)動(dòng)電路本身有故障監(jiān)測功能。噴油器控制電路只提供高、低兩種數(shù)值的電平，但它們必須在該出現(xiàn)的時(shí)候出現(xiàn)。如果在不該出現(xiàn)的時(shí)候在噴油器驅(qū)動(dòng)電路中監(jiān)測到一個(gè)錯(cuò)誤的電平且持續(xù)5s以上，則PCM將設(shè)置故障信息記錄。第8章故障診斷13、怠速轉(zhuǎn)速偏差超出規(guī)定范圍如果實(shí)際怠速轉(zhuǎn)速比計(jì)算得出的怠速轉(zhuǎn)速應(yīng)有數(shù)值低或高出180rpm以上且持續(xù)15s，則在滿足下列條件的情況下PCM將設(shè)置故障信息記錄：沒有車速傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、蒸發(fā)排放物控制系統(tǒng)、蒸發(fā)排放物清洗閥、失火、進(jìn)氣溫度傳感器、進(jìn)氣歧管絕對壓力傳感器、燃油調(diào)節(jié)、噴油器、EGR閥閥銷位置、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器、曲軸位置傳感器或空氣流量傳感器的故障信息記錄；大氣壓力高于65kPa；系統(tǒng)電壓在9V至16V之間；發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度大于50℃；發(fā)動(dòng)機(jī)已運(yùn)行了至少125s；車速小于5km／h；進(jìn)氣溫度大于一25℃；節(jié)氣門關(guān)閉。第8章故障診斷14、防盜系統(tǒng)燃油賦能電路信息監(jiān)測當(dāng)接通點(diǎn)火，并且車輛防盜電路傳感出特有的鑰匙電阻片信號時(shí)，車輛防盜模塊應(yīng)產(chǎn)生防盜燃油賦能信號。PCM收到這一信號時(shí)才會(huì)向發(fā)動(dòng)機(jī)提供燃油。一旦PCM監(jiān)測不到防盜燃油賦能信號或者信號不正確且持續(xù)2s，PCM將設(shè)置故障信息記錄。但其中又分兩種情況：1)發(fā)動(dòng)機(jī)正在起動(dòng)或運(yùn)轉(zhuǎn)PCM將設(shè)置故障信息記錄，發(fā)動(dòng)機(jī)將繼續(xù)起動(dòng)并運(yùn)轉(zhuǎn)。但若問題還涉及車輛防盜電路的輸入，則起動(dòng)馬達(dá)可能被斷電。2)發(fā)動(dòng)機(jī)尚未起動(dòng)在尚無第1)條故障信息記錄的情況，PCM將另設(shè)故障信息記錄，發(fā)動(dòng)機(jī)不會(huì)起動(dòng)。若問題涉及車輛防盜電路的輸入，則起動(dòng)馬達(dá)可能被斷電。嚴(yán)格地說，這不是故障檢測而只是信息監(jiān)測。．第8章故障診斷15、爆震傳感器電路故障PCM中設(shè)有一個(gè)診斷爆震傳感器及其電路的電路。如果PCM檢測到一個(gè)爆震傳感器電路故障(它會(huì)錯(cuò)誤地連續(xù)指示出實(shí)際上并不存在的爆震)且持續(xù)5s，那么在滿足下列條件的情況下PCM將設(shè)置故障信息記錄：沒有節(jié)氣門位置傳感器、車速傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器和曲軸位置傳感器的故障信息記錄；發(fā)動(dòng)機(jī)已運(yùn)轉(zhuǎn)至少10s；發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度超過65℃；系統(tǒng)電壓超過9V。第8章故障診斷16、爆震傳感器電路的噪聲通道電平超出可能范圍爆震傳感器產(chǎn)生的交流信號疊加在由PCM提供的5V直流信號上。PCM通過監(jiān)測噪聲通道中的電平確定爆震傳感器及相關(guān)的導(dǎo)線是否正常運(yùn)行。其中分成兩種情況：噪聲通道電平過高如果噪聲通道電平超出5V，那么在滿足下列條件的情況下PCM將設(shè)置故障信息記錄：沒有相關(guān)的故障信息記錄，參閱第15條；發(fā)動(dòng)機(jī)已運(yùn)轉(zhuǎn)至少10s；發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度超過65℃；節(jié)氣門開度超過1．5％；發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在2500r／min和2900r／min之間。噪聲通道電平過低如果噪聲通道電平低于0.4V，那么在滿足第1)條所列各項(xiàng)條件的基礎(chǔ)上還滿足系統(tǒng)電壓超過9V的條件，PCM將設(shè)置信息記錄。第8章故障診斷18．蒸發(fā)排放物控制系統(tǒng)泄漏故障監(jiān)測19．EGR閥流量不足故障監(jiān)測20．EGR閥閥銷位置傳感器電路故障監(jiān)測21．二次空氣系統(tǒng)故障監(jiān)測22．空調(diào)制冷劑壓力傳感器信號電壓超出可能范圍23．系統(tǒng)電壓超出規(guī)定范圍24．PCM未編程故障監(jiān)測25．PCM存貯器故障監(jiān)測26．PCM的5V參考電路電壓超出公差范圍27．各種驅(qū)動(dòng)電路輸出電壓超出正常范圍第8章故障診斷8.4故障應(yīng)急措施(“跛行回家”)監(jiān)測到故障以后，按理說應(yīng)當(dāng)立即停車，排除故障。但是，實(shí)際上故障不會(huì)恰好發(fā)生在維修站旁邊。所以，發(fā)生故障時(shí)就地停車會(huì)給維修帶來不便，而且往往也不是交通法規(guī)所允許的，特別是在高速公路上尤為如此。第8章故障診斷比較合理的做法是發(fā)生故障之后盡管車況不佳，也要勉強(qiáng)把車開到維修站去。為此要采取一系列故障應(yīng)急措施，爭取兩項(xiàng)最基本的控制功能即燃油定量和點(diǎn)火正時(shí)控制能夠?qū)嵤?，其他一系列旨在提高?jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性、舒適性及降低排放的控制項(xiàng)目則放在次要地位。第8章故障診斷并非任何故障都有應(yīng)急措施可解。機(jī)械部分故障姑且不提，就以電子控制系統(tǒng)而論，如果ECU出了故障，車就開不動(dòng)了。所以，故障應(yīng)急措施可分成兩大部分：ECU的輸入部分(傳感器)輸出部分(執(zhí)行器)。第8章故障診斷1、ECU輸入部分的故障應(yīng)急措施1)信號替代法2)信號設(shè)定法3)程序切換法第8章故障診斷1）信號替代法當(dāng)某一個(gè)傳感器發(fā)生故障時(shí)，可用其他傳感器的信號代替它。一個(gè)典型的例子就是質(zhì)量空氣流量傳感器，當(dāng)它發(fā)生故障時(shí)，通常用節(jié)氣門位置傳感器或進(jìn)氣歧管絕對壓力傳感器信號代替它，結(jié)合怠速旁通執(zhí)行器的狀況和轉(zhuǎn)速信號計(jì)算每循環(huán)吸氣量。第8章故障診斷2）信號設(shè)定法當(dāng)某一個(gè)傳感器發(fā)生故障時(shí)，也可將它的信號設(shè)定為某一數(shù)值。例如：進(jìn)氣溫度傳感器發(fā)生故障時(shí)，可將進(jìn)氣溫度設(shè)定為20℃。冷卻液溫度傳感器發(fā)生故障時(shí)，可在不同的工況將冷卻液溫度設(shè)定為不同數(shù)值，例如起動(dòng)時(shí)可設(shè)定為與進(jìn)氣溫度同值。第8章故障診斷3）程序切換法當(dāng)因某一個(gè)傳感器發(fā)生故障而無法實(shí)施某一個(gè)控制項(xiàng)目時(shí)，便可放棄這一控制項(xiàng)目而將控制過程轉(zhuǎn)向另一段程序。例如：氧傳感器發(fā)生故障時(shí)，只得在本應(yīng)實(shí)施λ閉環(huán)控制的工況放棄λ閉環(huán)控制。爆震傳感器發(fā)生故障時(shí)，則放棄爆震閉環(huán)控制，但要將點(diǎn)火提前角減小一點(diǎn)。EGR閥閥銷位置傳感器發(fā)生故障時(shí)，便放棄EGR閉環(huán)控制。第8章故障診斷2、ECU輸出部分的故障應(yīng)急措施ECU輸出部分發(fā)生故障時(shí)，針對不同的問題采取特定的應(yīng)急措施。例如某缸噴油器驅(qū)動(dòng)電路發(fā)生故障時(shí)，可將該缸噴油器關(guān)閉，停止向該缸噴油。又如某缸點(diǎn)火電路發(fā)生故障時(shí)，也可將該缸噴油器關(guān)閉，以防止因失火而損壞三效催化轉(zhuǎn)化器。第8章故障診斷8.5故障診斷儀的應(yīng)用第8章故障診斷8.6故障的最終確定故障診斷系統(tǒng)提供的故障信息只能提示哪個(gè)部分發(fā)生了故障，卻不能明確指出發(fā)生了什么樣的故障。例如：某傳感器信號超出可能范圍，ECU設(shè)置了相關(guān)的故障信息記錄。但這并不意味著該傳感器已經(jīng)損壞，因?yàn)橐部赡苁蔷€路開路或短路所致。第8章故障診斷有時(shí)，ECU中的故障信息記錄僅僅涉及某種不正常的現(xiàn)象。例如：轉(zhuǎn)速波動(dòng)超常，ECU設(shè)置了失火故障信息記錄。但這種故障信息本身并不表明這種故障一定是點(diǎn)火系統(tǒng)引起的?？諝饬髁總鞲衅?/p>