搜索
第九章电控系统的检测与诊断9.1概述9.2ECU自诊断9.3OBD-Ⅱ系统9.4Ford（福特）汽车EEC-Ⅳ电控系统的自诊断以发动机为例9.1概述9.1.1发动机的故障诊断–电控发动机的故障诊断比常规发动机更为复杂。对电控发动机进行故障诊断时，首先要判断该故障是属于发动机的机械故障，还是属于微机控制系统的故障。–为了帮助用户检查与维修，生产厂家一般都会推荐针对具体发动机的诊断路径。在这种路径中，既有机械故障的诊断，又有电控系统的诊断。9.1.2电控系统的故障诊断基础在开始诊断前，应该了解：–1）电控系统的概况和基本原理。–2）各传感器、ECU、各执行器是如何动作的。系统又如何运行。–3）ECU在各种工况条件下的控制功能与控制策略。–4）ECU接头各端子的标识与功能。电控系统故障诊断的两个重要手段是：–1）目测以及简单的电阻、电压测量。一般维修说明书都给出重要元件和测点的电阻、电压值。–2）利用ECU的微机的自诊断功能。进行电控系统的故障诊断时，应注意：1）不要打开电脑盖，因为电脑即使坏了也无法修理。若是好的，打开后很可能将电脑损坏，或破坏其密封性能。–2）雨天检修及清洗发动机时，应防止将水溅到电子设备及线路上。–3）在拆卸导线连接器时，要注意松开锁紧弹簧或按下锁扣。在装插连接器时，应插到底并锁止。–4）配线和连接器的故障，主要是断路和短路、搭铁。进行电控系统的故障诊断时，应注意：–5）检查线路断路故障时，应先脱开电脑和相应传感器的连接器，然后测量连接器相应端子间的电阻，以确定是否断路或接触不良。–6）检查导线是否有搭铁短路故障时，应拆开线路两端的连接器，然后测量连接器被测端子与车身搭铁之间的电阻值，电阻值大于1MΏ为合格。–7）检查外观和接触压力。9.2ECU自诊断ECU的自诊断（SelfDiagnosis）是ECU本身具有的一种功能。具体来说，它是存储于ECU内微机中的一部分软件和相应的硬件。在电控系统中有着大量不断流动的电信号，ECU自诊断就是利用这些电信号来做出判断，并将判断的结果或储存，或输出，或针对故障做出反应。如今，ECU自诊断已成为发动机电控系统必不可少的一部分。9.2.1ECU自诊断的判据与功能一般说来，其识别故障的判据为：–1）所监测的电信号超过规定值或特征不对。–2）微机未收到规定的监测信号反馈。–3）其它方式。ECU可采用一些方法判断某些机械故障，如后文叙述的喷油平衡检查。ECU自诊断的功能包括：–1）故障诊断。–2）故障码的产生与存储。–3）接收外设故障诊断器的命令并输出故障码。9.2.2ECU自诊断的三种形式ECU内设置了不同的故障诊断流程。根据不同的指令，ECU可能分别执行不同的诊断流程。一般有三种形式：–1）连续诊断方式。在车辆正常运行工况，ECU自动地、连续地执行此方式的自诊断流程。–2）KOEO方式（KeyOn,EngineOff），即打开点火开关，但不起动发动机的方式。–3）ER方式（EngineRunning），即打开点火开关并起动发动机的方式。9.2.3故障码ECU自诊断系统一旦检查出故障，即会将其诊断的结果以数字代码的形式存储起来。这些数字代码即称为故障码。它们一般为2位或3位数码。每个汽车公司的故障码定义都不尽相同，需要从相应的维修手册查出。在ＥＣＵ中，故障码可分类为软码和硬码。9.2.4故障码的显示与读码当自诊断检查出故障，通常以下列方式警示：–1）点亮仪表板上的故障指示灯MIL或出现“CHECKENGINE”、“SERVICEENGINESOON”等。–2）在组合仪表的信息显示屏（一般为温度显示屏）上出现故障码。–3）通过DLC输出。»现代发动机电控系统一般都配置一个数据接口插头DLC，通常称为诊断接口。9.2.5故障诊断仪在检修发动机电控系统时，利用诊断测试仪协助查找故障源是十分有效的。便携式发动机电脑测试仪一般都具备如下功能：–1）在发动机运转或汽车行驶时，对发动机电控系统的参数进行动态测试。–2）从ECU的存储器中读取所存储的故障码。–3）发动机检修后，根据操作者的指令清除ECU中所存储的故障码。9.3OBD-Ⅱ系统现在最广泛应用的自诊断系统是由美国汽车工程学会SAE提出，经环保机构EPA和加州资源协会CARB认证通过的OBD-Ⅱ（第二代OnBoardDiagnositics），即第二代随车微机自诊断系统。各厂家依照OBD-Ⅱ的标准，提供统一的诊断模式和统一的诊断接口DLC，只要使用一台仪器，就可对各类车辆进行诊断检测。9.3.1OBD-Ⅱ的主要特点OBD-Ⅱ随车电脑诊断系统具有以下特点：–1）诊断座统一为16针诊断座，并统一安装于驾驶室仪表板下方。–2）具有数值分析资料传输功能DLC。–3）各种车辆故障码代号相同及故障码意义统一。–4）具有行车记录功能，能记录车辆行驶过程的有关数据资料。–5）具有重新显示记忆故障的功能。–6）具有可由仪器直接清除故障码的功能。9.3.2OBD-Ⅱ的自诊断1.诊断试验–OBD-Ⅱ的诊断试验有三个层次，即被动诊断（Passive）、主动诊断（Active）和介入诊断（Intrusive）。被动诊断只是在运行过程中监测电控系统及其元件。主动诊断除了监测之外，还在故障产生后控制整个系统或元件执行特别的动作。介入诊断是一种特别的主动诊断，它主要是介入ECU执行影响到车辆性能或排放的操作控制。2.诊断试验结果的记录ECU内记录的诊断结果所含信息包括：–1）DTC（诊断试验状态）信息。–2）冻结框（FreezeFrame）（特定的运行工况信息）。–3）失效记录（FailRecords）。–4）系统状态（标明诊断试验是否进行）。–5）暖机次数，即记录发动机经历的从起动至暖机至70℃的过程的次数。3.诊断失效操作具体的操作取决于DTC的信息，一般来说有：–1）点亮故障指示灯MIL。–2）点亮维修指示灯（如“CheekEngineSoon”等）。–3）将诊断信息送到驾驶信息中心DIC。–4）采用缺省值替代故障参数。–5）请求ECU进行一定的缺省操作。–6）存储一个冻结框（如原为空框）。–7）存储一个失效记录。9.3.3OBD-Ⅱ的故障码OBD-Ⅱ产生的故障码DTC分为A、B、C、D四类。其特点分别为：–1）A类DTC–2）B类DTC–3）C类DTC–4）D类DTC9.3.4诊断流程与DTC清除OBD-Ⅱ的诊断流程如图9-9所示。OBD-Ⅱ提供3种清除DTC码的方式：–方式一：使用专门的故障诊断仪（如Tech2）清除。它还可以清除原有的冻结框和失效记录数据。–方式二：卸掉蓄电泄接线使ECU断电。–方式三：如果导致DTC的故障已被排除，诊断系统将重新对暖机过程计数。9.4Ford（福特）汽车EEC-Ⅳ电控系统的自诊断EEC-Ⅳ是美国Ford公司普遍用于轿车与轻型货车的发动机电子控制系统。它是属于采用空气质量流量计MAF与无分电器点火系DIS的进气道多点顺序喷射SFI系统。该系统的设置依车型的不同而稍有区别，具体的结构与线路图可参考有关文献或者用户手册。9.4.1EEC-Ⅳ的快速诊断1.快速诊断与故障码快速诊断意味着利用ECU内部的诊断能力，用于发现发动机燃油喷射、电子点火以及电控系统故障的一系列规范化的操作。利用快速诊断，可以帮助维修者完成下列三方面的工作：1）读出在ECU内已存储的，关于特定系统的故障信息。2）利用ECU的功能检查传感器和执行器的工作是否正常。3）利用Pinpoint试验对指定的传感器、执行器或线路进行特别的检查。–整个快速诊断包括KOEO方式和ER方式等一系列操作。2.故障码的读取EEC-Ⅳ系统有一个自诊断输出接口STO与一个输入接口STI。故障码从ECU向STO输出的形式为一连串脉冲，由于脉冲的形式较为简单，可用简易的方式进行读码：–1）使用仪表板故障指示灯MIL读码–2）使用电压表读码–3）使用STAR-Ⅱ读码9.4.2快速诊断的操作快速诊断的操作分为三大步骤，即：–1）将电压表或STAR-Ⅱ连接到STO。–2）激活ECU自诊断（使用MIL或电压表时将STI接地，使用STAR-Ⅱ时将中央按扭按下。–3）记录输出故障码。9.4.3晃动检查该项检查可帮助发现断续出现的故障，如接头接触不良、导线内部折断或元件内部接触不良等。–1.KOEO晃动检查»1）连接万用表或STAR-Ⅱ。»2）打开点火开关，但不起动发动机。»3）将STI接地10s，断开STI，再接通STI，此时，ECU将进入晃动检查模式。»4）对可疑的传感器或其它元件进行轻摇、晃动或轻敲等。9.4.3晃动检查–5）注意有否故障显示。当有故障时，对STAR-Ⅱ，红色LED管将亮；MIL将会亮或显示“CHECKENGINE”；万用表指针将摆动。2.ER晃动检查–1）连接万用表或STAR-Ⅱ。–2）如刚做完KOEO，则关闭点火开关10s以上。–3）起动发动机。–4）将STI接地10s，断开STI，再接通STI，ECU将进入晃动检查模式。–5）与KOEO方式一样，检查故障并注意故障显示。9.4.4各缸喷油平衡自检当进行ER操作时，在最后一个ER代码显示之后2min内，按一下节气门再放开，ECU即自动进入各缸喷油平衡自检模式。按此模式运行将自动进行下列工作：–1）ECU命令节气门旁通阀固定不变并记录稳定后的转速。–2）ECU切断某一缸的喷油脉冲，待转速稳定后记录由此引起的转速降。–3）恢复该缸供油，待稳定后按同样方法切断另一缸喷油。–4）决定各气缸中的最大转速降RPMmax。–5）计算各气缸是否超标。–6）若某气缸转速降不达60%RPMmax，则给出代码。–7）如第一次检查未通过，还可以进行第二次检查。–8）若第二次检查仍不通过，还可进行第三次检查，进入的方式仍是最后代码显示后按一下节气门。9.4.5Φa自适应的自检码为了克服喷油系中因各种条件引起的变化，ECU控制策略中设立了Φa自适应策略。当按照通常的控制策略输出喷油脉冲，但EGO长期反映混合气仍过稀或过浓时，就会改变Φa自适应因子的数值，以对喷油脉冲进行校正。自适应因子有一个范围，分别为浓极限或稀极限。9.4.6检查ECU输出级此项检查可以帮助进一步检查各种执行器。在进行此项检查之前，应观察KOEO和连续记忆码的所有故障码：–1）打开点火开关，但不起动发动机。–2）将STI接地。–3）快速踏下加速踏板至全开再释放。–4）再一次快速踏下加速踏板至全开再释放，ECU将停止供电，以便诊断可能的故障并送出故障码。9.4.7清除ECU内存中的故障码若只是想清除内存中的连续记忆码，则：–1）按前述步骤操作KOEO检查。–2）当出现代码时，断开STI，连续记忆码即被清除，但KAM中自学习结果等不能被清除。若要清除KAM中的所有内容，拆卸蓄电泄负极线达5min以上即可。表9-1诊断怠速不稳与游车EEC-Ⅳ系统待检查部件1点火系统火花塞、点火线圈、二次点火线圈、分电器盖、分火头与接头、点火定时2发动机控制进行快速检查3燃油/节气门体怠速空气流动（ISC-BPA）、电路和真空接头、燃油压力调节器、喷油器、燃油轨、燃油管路4真空分配真空泄漏5冷却恒温风扇6EGREGR阀7发动机压缩、配气系统、凸轮轴、进气管垫8PCVPCV阀9燃油蒸发净化部件10进气系统空气管、中冷器管、VAF流量计11增压系统部件12排气（涡轮协压器）部件表9-2诊断功率不足EEC-Ⅳ系统待检查部件1点火系统火花塞、火花线、点火线圈、点火定时2发动机控制进行快速检查3燃油/节气门体滤清器、燃油泵、管路、燃油压力调节器、燃油滤清器、喷油器、怠速空气流动4排气部件（部分阻塞）5冷却节温器6真空分配真空泄漏7进气系统空气滤清器管和滤芯、加速踏板和联动机构、电路和真空接头、VAF流量计8EGREGR阀9发动机压缩检查、凸轮轴、气阀10传动系统离合器、自动变速器、制动器11增压增压器组件表9-3三种自诊断方式的情况连续诊断方式正常运行中自动、连续地进行检查大部分传感器与执行器的开路与短路检查曲轴位置传感器