電控發(fā)動機及故障診斷分析綜述目錄TOC\o"1-2"\h\u15719電控發(fā)動機及故障診斷分析綜述 1169731.1發(fā)動機電控系統(tǒng)的基本組成 1300451.2發(fā)動機參數(shù)分析 3199851.3發(fā)動機故障特點 522341.4電控發(fā)動機故障自診斷原理 6315211.5電控發(fā)動機故障自診斷的優(yōu)缺點分析 71.1發(fā)動機電控系統(tǒng)的基本組成1.1.1電子控制控系統(tǒng)的基本組成發(fā)動機電控系統(tǒng)包括傳感器、發(fā)動機電子控制單元(簡稱ECU)和執(zhí)行器：信號輸入裝置：各種傳感器，收集控制系統(tǒng)所需的信號，并通過線路轉(zhuǎn)換為電信號輸送到ECU。電子控制單元(ECU)：為每個傳感器提供基準電壓，接受從傳感器或其他設備輸入的電信號，并在向執(zhí)行元件發(fā)出指令之前存儲、計算和分析所接受的信號。執(zhí)行元件：受電子控制單元ECU的控制，具體執(zhí)行控制功能。1.1.2傳感器的類型及功用1、熱膜式空氣流量傳感器(AFS)：安裝在發(fā)動機空氣濾清器與節(jié)氣門之間的進氣道上，直接檢測吸入發(fā)動機汽缸的進氣量，提供給ECU作為噴油時間的基準信號。2、進氣歧管溫度傳感器(IATS)：反映進氣歧管內(nèi)的空氣溫度，用于修正噴油量。3、節(jié)氣門位置傳感器(TPS)：安裝在發(fā)動機進氣道上節(jié)氣門軸的一端，檢測節(jié)氣門的開度及開度變化，信號輸入ECU，用于燃油噴射控制及其他輔助控制。4、霍爾式凸輪軸位置傳感器(CPS)安裝在發(fā)動機凸輪軸的前端，采集凸輪軸動角度信號，并輸入電子控制單元（ECU），以便確定開始噴油和開始點火的時刻，又稱為汽缸判別傳感器。5、磁感應式曲軸位置傳感器(CPS)：安裝在發(fā)動機缸體側(cè)面，直接檢測發(fā)動機曲軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角，提供給ECU作為確定點火正時及工作順序的基準信號。6、冷卻液溫度傳感器：安裝在發(fā)動機缸體上，是用來檢測發(fā)動機冷卻液的溫度。7、車速傳感器：檢測汽車的行駛速度，給ECU提供車速信號，用于巡航控制和限速斷油控制，也是自動變速器的主控制信號。8、氧傳感器：安裝在發(fā)動機排氣管上距離排氣歧管不超過1m的位置，用于檢測發(fā)動機排出的廢氣中氧含量，ECU根據(jù)氧傳感器的數(shù)據(jù)進行分析，作為反饋信號，相應的調(diào)節(jié)混合氣的濃度。9、爆震傳感器(EDS)：安裝在發(fā)動機排氣管一側(cè)的缸體上,用于檢測發(fā)動機的振動頻率，以確認發(fā)動機是否發(fā)生爆震，如果ECU檢測到發(fā)動機發(fā)生了爆震，ECU則會相應的控制減少點火提前角度。10、機油壓力傳感器：監(jiān)控發(fā)動機運行是機油壓力是否正常。1.1.3電控單元(ECU)的基本功能汽車電子控制單元簡稱電控單元，又稱為汽車電子控制器或汽車電子控制組件，俗稱“汽車電腦”。電控單元是以單片微型計算機(即單片機)為核心所組成的電子控制裝置，具有強大的數(shù)學運算、邏輯判斷、數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)管理等功能。汽車電子控制單元被稱為電控單元，也被稱為汽車電子控制器或汽車電子控制部件，俗稱“汽車電腦”。電子控制單元是由單片機為核心組成的電子控制裝置，具有強大的數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)管理、數(shù)學運算和邏輯判斷等功能。電子控制單元是汽車電子控制系統(tǒng)的控制中心，為傳感器提供標準電壓，接受各種傳感器等裝置輸入的信息，并將其轉(zhuǎn)換為微機可接受的數(shù)字信號；存儲運行所需的特征參數(shù)和相關(guān)數(shù)據(jù)信息；將指令輸出到執(zhí)行單元，或根據(jù)指令輸出自己存儲的信息；確定計算輸出指令所需的程序，根據(jù)輸入信號及相關(guān)程序計算輸出指令值；將輸入輸出命令信號與標準值進行比較，確定并存儲故障信息；自校正功能（學習功能）。1.1.4執(zhí)行器的基本功能執(zhí)行器又稱為執(zhí)行元件，是電子控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)。執(zhí)行器的功用是接收電控單元(ECU)發(fā)出的指令，完成具體的執(zhí)行動作。不同的汽車電氣控制系統(tǒng)，執(zhí)行機構(gòu)的類型和數(shù)量也有所不同。微機控制點火系統(tǒng)的執(zhí)行器具有點火線圈和點火控制器；發(fā)動機燃油噴射系統(tǒng)的執(zhí)行器有電動燃油泵和電磁噴油器；防抱死制動系統(tǒng)的執(zhí)行器有三位三通電磁閥或兩位兩通電磁閥、制動液回液泵電動機；發(fā)動機怠速控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)為怠速控制閥；燃油蒸汽回收系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)為活性炭罐電磁閥等。1.2發(fā)動機參數(shù)分析1.2.1發(fā)動機轉(zhuǎn)速參數(shù)分析當讀取設備數(shù)據(jù)流時，由電控發(fā)動機汽油噴射系統(tǒng)控制單元(ECU)或車輛動力總成控制單元(PCM)根據(jù)發(fā)動機點火信號或曲軸位置傳感器的脈沖信號計算后在檢測儀上顯示的發(fā)動機轉(zhuǎn)速，反映發(fā)動機的實際轉(zhuǎn)速。發(fā)動機轉(zhuǎn)速的單位通常使用“r/min”，發(fā)動機轉(zhuǎn)速的范圍從0到發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)速變化。通常作為分析其他參數(shù)時的參考基準。1.2.2基準電壓參數(shù)分析基準電壓是一個可變范圍為0.-5.12V的數(shù)值參數(shù)，表示控制單元輸出給某些傳感器的工作電壓。大多數(shù)車輛控制單元的參考電壓約為5.0V。該電壓是測量控制單元是否正常工作的基本標志。如果電壓異常，則表示控制單元出現(xiàn)故障。1.2.3啟動信號參數(shù)分析啟動信號是一個顯示內(nèi)容為YES或NO的狀態(tài)參數(shù)。該參數(shù)反映由控制單元檢測到點火開關(guān)的位置或起動機回路啟動時是否接通。當點火開關(guān)轉(zhuǎn)到啟動位置，電路接通時，該參數(shù)應顯示為YES，其他情況下為NO。發(fā)動機控制單元根據(jù)啟動信號確定發(fā)動機是否處于啟動狀態(tài)，從而控制發(fā)動機啟動時的怠速、燃油噴射和點火正時。對于參數(shù)分析，在發(fā)動機啟動時應檢查啟動信號參數(shù)為YES。如果在啟動時該參數(shù)顯示為NO，說明啟動系統(tǒng)到控制單元之間的信號電路有異常，這會導致發(fā)動機啟動困難等故障出現(xiàn)。1.2.4發(fā)動機負荷參數(shù)分析發(fā)動機負荷是一個數(shù)值參數(shù)，其數(shù)值范圍因車型而異,用一個由控制單元根據(jù)傳感器參數(shù)計算出來的理論值（噴油時間）來反映發(fā)動機負荷大小。一般觀察怠速時的發(fā)動機負荷（噴油時間）來判斷車輛是否存在故障。反映發(fā)動機負荷的噴油時間和基本噴油量僅與發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷有關(guān)，不包括噴油修正量。怠速時，正常顯示范圍為1.00-2.50ms；當外界溫度高時，發(fā)動機輸出功率降低，降低幅度可達10%。當外界溫度低時，發(fā)動機輸出功率也會降低，海拔每升高1000m，發(fā)動機負荷降低約10%。汽車行駛中，當發(fā)動機轉(zhuǎn)速在4000r/min時發(fā)動機達到最大負荷顯示值應達到7.5ms，發(fā)動機轉(zhuǎn)速在6000r/min時顯示值應達到6.5ms。進氣系統(tǒng)漏氣、配氣正時錯誤、真空管堵塞、有額外負載等是導致發(fā)動機負荷異常的主要原因。1.2.5氧傳感器工作狀態(tài)參數(shù)分析氧傳感器工作狀態(tài)參數(shù)是指安裝在發(fā)動機排氣管上的氧傳感器的混合氣空燃比狀態(tài)（由氧含量確定）。一些雙排氣車將此參數(shù)顯示為左氧傳感器工作狀態(tài)和右氧傳感器工作狀態(tài)。氧傳感器是測量發(fā)動機混合氣狀態(tài)的主要傳感器。氧化鋯型氧傳感器必須加熱到300℃以上，才能向發(fā)動機ECU提供正確的信號，并且ECU必須處于閉環(huán)控制狀態(tài)，以響應氧傳感器的信號。氧傳感器的工作狀態(tài)參數(shù)的類型因型號而異。一些以狀態(tài)參數(shù)的形式顯示，只有濃和稀的狀態(tài)；還有一些以數(shù)值參數(shù)的形式顯示。1.2.6車速參數(shù)分析車速參數(shù)是自動變速器自動換擋控制的主要參數(shù)，也是由發(fā)動機ECU或自動變速器ECU根據(jù)車速傳感器的信號計算得到的數(shù)值，該參數(shù)一般作為對自動變速器的其他控制參數(shù)進行分析的參考依據(jù)。單位為km/h或mile/h，顯示單位可以通過改變故障診斷儀的顯示來調(diào)整。車速參數(shù)在發(fā)動機燃油噴射控制系統(tǒng)中也是參考數(shù)據(jù)之一。有些自動變速器的汽車沒有車速傳感器，此時檢測儀上的車速顯示為0。1.2.7蓄電池電壓參數(shù)分析蓄電池電壓是一個數(shù)值變化范圍為0-25V的數(shù)值參數(shù)，反映了發(fā)動機ECU檢測到的蓄電池電壓。發(fā)動機控制系統(tǒng)中沒有專門檢測電池電壓的傳感器，發(fā)動機ECU根據(jù)其內(nèi)部電路檢測輸入到ECU的電源電壓獲得該參數(shù)。該參數(shù)的實際值通常接近正常充電電壓，怠速時電壓為11.5-14.5V。在參數(shù)分析中，可以將參數(shù)值數(shù)值與電池接線柱柱上測得的電壓進行比較。如果電壓過低，則發(fā)動機ECU的電源線出現(xiàn)故障。當電池電壓過低時，發(fā)動機ECU的某些功能會發(fā)生改變。例如，當發(fā)動機ECU檢測到電池電壓降至低于下限時，會發(fā)出指令，以高怠速運行發(fā)動機，以增加發(fā)電機增加充電量的速度。此時，發(fā)動機怠速控制、燃油噴射控制和點火時間控制參數(shù)都受到影響，會導致發(fā)動機怠速不穩(wěn)、熄火、加速度差、啟動困難等故障。當ECU檢測到電池電壓過高時，大多數(shù)型號的ECU都會切斷其控制的電磁閥電流，以防止ECU因工作電流過大而燒毀。1.2.8發(fā)動機冷卻液溫度參數(shù)分析發(fā)動機冷卻液溫度是變化范圍為-40～199℃的數(shù)值參數(shù)，其單位為℃或℉。發(fā)動機冷卻液溫度參數(shù)是ECU根據(jù)發(fā)動機冷卻液溫度傳感器輸入的信號通過計算得到的。數(shù)值在發(fā)動機冷機起動后的熱車過程中應能隨發(fā)動機溫度的上升而逐漸增大。怠速運轉(zhuǎn)的情況下，在發(fā)動機達正常工作溫度時，顯示數(shù)值應該在85～105℃之內(nèi)。當冷卻液溫度傳感器線路有斷路故障時，冷卻液溫度顯示數(shù)值為-40。如果冷卻液溫度傳感器或線路有短路故障時，顯示數(shù)值>185℃。有些車型發(fā)動機冷卻液溫度參數(shù)的單位為V，該參數(shù)直接來自冷卻液溫度傳感器的信號電壓。通常電壓值與冷卻液的溫度成反比關(guān)系，當發(fā)動機冷卻液溫度高時，電壓值低；發(fā)動機冷卻液溫度低時，電壓值高。發(fā)動機冷卻液溫度傳感器正常工作時，發(fā)動機冷卻液溫度參數(shù)的數(shù)值范圍為0～5V。如果發(fā)動機暖機過程冷卻液溫度參數(shù)值不是逐漸上升，而是下降好幾度，說明發(fā)動機冷卻液溫度傳感器損壞。發(fā)動機冷卻液溫度傳感器損壞可能會引發(fā)發(fā)動機難于起動、發(fā)動機排氣管冒黑煙、發(fā)動機怠速不穩(wěn)定甚至熄火、發(fā)動機加速不良等故障現(xiàn)象。1.3發(fā)動機故障特點1.1.1線路故障在汽車發(fā)動機的工作過程中,各個系統(tǒng)采用導線相連,如傳感器、執(zhí)行器和電子控制器。當發(fā)動機工作中出現(xiàn)了線路故障,數(shù)據(jù)傳遞過程中傳感器檢測信號受阻,或者沒有及時發(fā)送給ECU,ECU的命令也無法傳達給執(zhí)行機構(gòu),從而使得發(fā)動機無法正常工作,最后造成了交通事故。而通常車輛電控發(fā)動機的線路故障都是由線路位置松動、接觸條件不良等原因所引起的。1.1.2元件老化或性能退化長期工作的發(fā)動機會持續(xù)保持在高溫下,并隨著持續(xù)時間的延長而對里面的電子元件形成損耗。如此,將會產(chǎn)生零件老化、工作特性變差等問題,進而影響到電子元件的應用功能以及發(fā)動機的總體性能。同時,如果對發(fā)動機內(nèi)部不定期清潔,則油污和塵埃也會影響部件的正常工作狀況。1.1.3元件擊穿元件擊穿性故障一般會引起短路,一般由于發(fā)動機的電壓高于正常值或發(fā)動機在高速運轉(zhuǎn)下的過熱引起。一旦汽車發(fā)動機中的電容或三極管等電子元器件擊穿或發(fā)生短路,容易造成汽車發(fā)動機點火控制系統(tǒng)的故障,甚至無法起動等故障。1.4電控發(fā)動機故障自診斷原理1.4.1故障自診斷的工作過程當發(fā)動機電氣控制系統(tǒng)工作時，自診斷系統(tǒng)以檢測到的異常輸入和輸出信號作為故障信號。自診斷系統(tǒng)故障主要如下。1、當電路的信號超過指定范圍時，自診斷系統(tǒng)會確定電路信號發(fā)生故障。如果水溫傳感器正常，則輸出電壓信號在0.1-4.8v范圍內(nèi)變化。若冷卻水溫度傳感器輸出電壓低于0.1v（相當于水溫高于139℃）或高于4.8v（相當于水溫低于-50℃）時，ecu即判定為故障信號，存入存儲器。如果冷卻水溫度傳感器的輸出電壓低于0.1v（相當于139℃以上的水溫）或高于4.8v（低于-50℃以下的水），則被ECU判定為故障信號并存儲在存儲器中。2、當發(fā)動機運行時，ECU有一段時間接收不到傳感器的輸入信號或輸入信號在一段時間內(nèi)沒有變化時，也ECU被確定為故障信號。如果發(fā)動機在正常工作溫度下運行，ECU無法檢測到氧傳感器的輸出信號超過一分鐘，或者氧傳感器信號在0.3-0.6v之間沒有變化超過一分鐘，則確定氧傳感器電路有故障。3、如果發(fā)動機運行正常，偶然出現(xiàn)一次不正常信號，將不會被ECU診斷系統(tǒng)視為故障。只有當異常信號持續(xù)一定時間或多次時，ECU才會確定故障。如發(fā)動機轉(zhuǎn)速為1000r/min，轉(zhuǎn)速信號丟失3-4脈沖信號，ECU不判定為轉(zhuǎn)速信號故障，同時燈不亮，轉(zhuǎn)速信號故障不存儲在ECU中。需要注意的是，由ECU判斷的故障只能提供故障的性質(zhì)和范圍。水溫傳感器的輸出電壓信號正常為0.l-4.8v，當水溫傳感器與ECU之間的接線斷開時，水溫傳感器的輸出電壓信號將高于4.8v。此時，ECU確定并輸出的故障信息是水溫傳感器發(fā)生故障。最終判定傳感器、執(zhí)行器或相應線路的故障，應進一步檢查。1.4.2故障碼的儲存與顯示當ECU故障發(fā)生，診斷系統(tǒng)檢測到的故障信號判定為故障后，故障信息作為故障代碼存儲在ECU存儲器中。故障代碼或故障數(shù)據(jù)通過一定操作程序以特定的方式顯示。不同型號的故障顯示方式也有所不同。主要有以下幾種類型：1、由check（檢查發(fā)動機）燈閃爍故障碼。當發(fā)動機正常運行且無故障時，將點火開關(guān)切換到“on”位置，“check”燈亮起。在發(fā)動機啟動轉(zhuǎn)速大于500r/min后，此燈應熄滅。否則有發(fā)生故障，可以通過用“check”燈閃爍來顯示故障代碼。故障排除后，在發(fā)動機轉(zhuǎn)速高于500r/min時“check”燈熄滅。2、用LED（故障顯示）燈跨接診斷座上故障診斷輸出端子讀取故障代碼或故障信息。3、故障代碼由ECU外殼側(cè)顯示燈顯示。4、故障代碼、信息數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)直接顯示在儀表板顯示屏上。1.4.4故障碼的清除故障排除后，故障信息仍存儲在ECU中，不能與故障排除一起自動清除，必須通過一定操作程序清除。對不同車型故障信息清除的方法也略有不同。一般的方法是拔出保險盒中的“EFI”保險絲超過幾秒鐘，但也