1、汽车电控发动机原理与维修图解教程谭本忠2017第一节 故障自诊断系统现代汽车电子控制系统中，一般都设有故障自诊断系统。故障自诊断系统主要由 ECU中的部分软件和“故障指示灯”等组成，不需要专门的传感器。电控系统工作时，自诊断系统对电控系统各种输入、输出信号进行监测，并运用程序进行推理、判断，将结果迅速反馈到主控系统，改变控制状态；此外，还根据自诊断结果控制“故障指示灯”工作。一、组成和功能执行元件故障自诊断原理如下页图所示。传感器是向ECU输送信号的电控系统元件，不需专门的电路，自诊断系统即可对各种传感器进行故障自诊断。若某传感器输入ECU的信号超出正常范围，或在一定时间内ECU收不到该传感器
2、信号,或该传感器输入ECU的信号在一定时间内不发生变化，自诊断系统均判定为“故障信号”。若故障信号持续出现超过一定时间或多次出现，自诊断系统即判定有故障，并将此故障以故障码的形式输入ECU的存储器中，同时接通故障指示灯电路警告驾驶员。此外，自诊断系统还会根据故障性质，自动启动失效保护系统或应急备用系统等。二、工作原理执行元件故障自诊断原理图执行元件故障自诊断原理图电控系统的执行元件一般只接收ECU的执令信号，所以在没有反馈信号的开环控制系统中，执行元件或其电路是否有故障，自诊断系统只能根据ECU输出的执令信号来判断，其自诊断原理与传感器类似。带有反馈信号的闭环控制系统，如点火控制系统、爆燃控制
3、系统等工作时，自诊断系统还可根据反馈信号判别故障，这类系统出现故障，有些会导致电控系统停止工作。例如：电控点火系统在正常工作时，ECU对点火进行控制，并在每次点火后根据点火器发回的反馈信号确认是否点火；如果点火器或其他元件出现故障，导致ECU连续35次收不到反馈信号，自诊断系统便判定电控点火系统有故障，为避免燃油浪费，造成排放污染，将强行停止电控燃油喷射系统的喷油，致使发动机熄火。故障码、故障与故障症状之间的关系见下表。三、故障码、故障与故障症状之间的关系在不具备电脑故障检测仪或解码器时，可用人工方法读取故障码。不同车型发动机用人工读取故障码的方法有所不同。在对发动机电脑控制系统进行故障自诊断
4、时，首先要进入故障自诊断测试状态。进入故障自诊断测试状态的方法大致有以下几种：0四、故障自诊断系统的使用1）用诊断跨接线短接故障检测插座（CHECK CONNECTOR）中的相应插孔（“诊断输入插孔”和“搭铁插孔”）。如丰田车系（短接TE1和 E1）、三菱车系、本田车系、大宇车系（短接A和B、五十铃车系（短接三孔插座的1和3、12孔插座的A和 B）、大发车系（短接T和E）、通用车系（短接A和B）、福特车系（短接单孔插座与6孔插座中的插孔2）等，均采用了这种方法。2）按压“诊断按钮开关”，如瑞典沃尔沃车系和我国天津三峰TJ6481AQ4客车采用这种方法。4）打开空调控制面板上的“兼用开关”，如通
5、用公司凯迪拉克轿车为将巡航控制电源开关和点火开关置于“ON”，同时按下空调控制面板上的“OFF”和“WARMER”键。通用 FLEETWOOD车采用将点火开关置于“ON”或起动发动机，同时按下空调控制面板上的“TEMP”和“OFF”键等的方法。3）拧动电控单元上的“诊断模式选择开关”，如日本日产车系采用这种方法。5）在故障检测插座相应插孔间跨接自制的串联330Q的发光二极管，如马自达车系、奔驰车系、福特车系、三菱车系、现代车系等。6）点火开关在5S内连续开关3次（ONOFFONOFFON），如美国克莱斯勒车系和北京切诺基汽车等采用此法。7）点火开关置于“ON”，在规定时间内将加速踏板踩下 5次
6、，如德国宝马300、500、700、800和M5系列车型采用此法。案例一：丰田轿车的自诊断如下图所示。丰田轿车的自诊断丰田轿车的自诊断如下图所示为丰田车系的三种型式的自诊断插座外形图，图a和图b一般设置在发动室内。图c则通常设置在驾驶室内仪表板下方。丰田汽车故障检测插座丰田汽车故障检测插座丰田车系发动机故障诊断模式有四种：正常诊断模式（发动机故障码读取）、试验诊断模式（开关信号故障码读取）、空燃比（A/F）修正模式（混合比浓稀）和氧传感器输出信号检测模式。1）正常诊断模式（发动机故障码读取）。检查发动机故障指示灯程序：a.点火开关置于“ON”位置，发动机不转动。“CHECK ENGINE”指示
7、灯将点亮，如果“CHECK ENGINE”指示灯不亮，检查指示灯灯泡及电路是否良好。b.起动发动机后，“CHECK ENGINE”指示灯应熄灭，如果灯继续亮，说明ECU系统有故障。故障码读取程序及条件:a.蓄电池电压在11V以上。b.节气门处于全关闭状态，怠速接点IDL接通“ON”。c.变速杆置空档位置（位或位）。d.切断全部用电设备。e.跨接诊断座中端子TE1（T）与E1。f.点火开关置于“ON”，但发动机不起动。当上述条件满足时,组合仪表上的“CHECK ENGINE”指示灯闪烁，如果没有故障，“CHECK ENGINE”指示灯将以每秒闪烁两次的频率闪烁，如下图所示。正常码显示正常码显示当
8、有故障时，“CHECK ENGINE”灯闪烁频率发现变化，以0.5s的频率闪烁，闪烁的第一个数字是两位故障码的第一位数，间歇1.5s后，闪烁的第二个数字为第二位数。如果有两个以上故障码，每个故障码之间间隔2.5s。全部故障码显示完毕间隔4.5s，再重复显示全部码，如下图所示。故故障码障码13和和322）试验诊断模式（开关信号故障码读取），试验模式与普通模式相比较，检测故障能力的灵敏度较高，它具有检测起动信号、节气门怠速触点信号、空调信号和空档开关信号等功能，而且，在普通方式中可以检测的项目在试验方式中都同样可以检测到。试验模式是在汽车运行状态下读取故障码，其程序如下：读取故障码时应满足下述条件
9、：a.电源电压在11V以上。b.IDL触点接点在“ON”位置（节气门完全关闭）。c.变速杆置于P位或N位。d.A/C开关置于“OFF”位置。e.如图9-3所示，跨接诊断座中 TE2和E1端子，然后将点火开关置于“ON”，试验模式开始诊断，如果组合仪表上的“CHECK ENGINE”灯以0.13的间 隔闪烁，证明试验模式工作正常。a.起动发动机，在正常温度下运转“CHECK ENGINE”灯正常闪烁，如果不闪烁，检查端子TE2电路。b.驾驶车辆在路上以 10km/h车速行驶，此时端子TE2与E1仍然跨接，模拟用户讲述的故障状态。c.路试结束后，停车。跨接诊断座中端子TE1与E1，而TE2与E1仍
10、然接通。此时，如果系统正常，组合仪表上的“CHECK ENGINE”灯闪烁两次。如果有故障，由“CHECK ENGINE”灯读出故障码。d.完成检查后，拆下跨接线。试验模式是在汽车运行状态下进行的，满足上述初始条件后可以路试。试验步骤:注意事项：a.如果是在接通点火开关的情况下,跨接“TE2”“E1”，那么试验模式的测试将不开始。b.车速低5km/h，出现故障码“42”（车速信号），这是正常的。c.当发动机未起动时，出现故障码“43”（起动信号），这也是正常的。d.当自动变速器变速杆处在位、2位、位或位时，或空调器开着，或加速踏板被踩下时，将显示故障“51”（开关状态信号），但这并非不正常。故
11、障码的清除：对故障部位进行修理后，记录在ECU中的故障码必须被清除。清除方法：点火开关置于“OFF”位置，从熔丝盒中拆下EFI熔丝（20A）10s以上即可。拆除蓄电池负极线也可清除故障码，但这种方法将使时钟和音响等装置中存储的信息也被清除。首先清除ECU中存贮的故障码。点火开关置于“OFF”位置时，跨接诊断座中的端子TE1和E1。将电压表的正、负表笔或发光二极管试灯跨接在诊断座中端子VF（VF1）和E1之间。起动发动机，在2 500r/min转速下运转2min，预热氧传感器。3）空燃比（A/F）修正模式，空燃比（A/F）修正模式的作用是检测混合气浓稀，也就是进行CO和HC浓度的检测。检测步骤：
12、观察LED（发光二极管）在10s内闪亮8次或电压表在05V之间摆动8次以上。此时表示空燃比（A/F）正常。LED一直亮或电压表在5V处不动，则表示A/F过小，混合气过浓。LED不亮或电压表指示0V，表示A/F过大，混合气过稀。进行下面观察：4）氧传感器输出信号检测模式，通过检测氧传感器输出信号来判断混合气浓稀，检测步骤如下:将电压表的正、负表笔跨接在诊断座中端子OX（OX1）或OX2与E1之间。起动发动机，预热达到正常温度。在2 500r/min下运转2min以上，观察电压表指示；a.氧传感器输出电压应在0.10.9V之间变化。b.若电压在0.45V以下，表示混合气过稀；若输出电压在0.450
13、.9V之间，则表示混合气过浓。0.45V是标准值，此时混合比最佳。1996年起汽车生产厂商全面推广OBD-型诊断插接器，统一为16端子，统一在仪表板下方或驾驶室内横装或竖装，统一代码和含义，统一诊断模式。0（1）OBD-标准诊断插接器左图所示，各功能见下表所示。诊断插接器诊断插接器（2）OBD-故障码的定义OBD-故障码由5个数字组成，每个数字都代表了不同的含义，如下图所示。故障码的结构图故障码的结构图第二节 失效保护和应急备用系统失效保护系统依靠ECU内的软件完成其功能。在电控系统工作时，ECU检测到某传感器内，或其控制电路出现故障时，ECU将按设定的标准信号替代故障信号控制发动机继续运转，
14、或停止运转以保护发动机，确保车辆安全，这便是失效保护。而当发动机ECU内微处理器或少数重要传感器出现故障时，ECU按预存的程序控制燃油喷射系统和点火正时，使电控系统维持最基本的控制功能，使发动机维持运转，汽车能维持基本行驶。这就是应急备用功能，它由ECU的备用IC（集成电路）来完成。一、功能失效应急设不定期的标准信号如下表所示。二、失效应急设定的标准信号当自诊断系统判定发生下列故障之一时，在接通“故障指示灯”搭铁回路的同时，将自动起动应急备用系统。1）ECU中的中央微处理器（CPU）、输入/输出（I/O）接口和存储器发生故障。2）凸轮轴位置传感器或其电路发生故障，ECU收不到G1和G2信号。3
15、）在D型电控燃油喷射系统中，进气歧管绝对压力传感器或其电路发生故障。应急备用系统工作原理如下图所示。三、应急备用系统工作原理应急备用系统工作原理框图应急备用系统工作原理框图随着计算机控制功能的不断扩展，其控制项目也在不断增加，如怠速控制等，形成了多功能控制的集中管理控制系统。当起动备用系统工作后，备用IC根据控制所需的几个基本传感器信号，按照固定的程序对执行元件进行简单地控制。应急备用系统工作时，只能根据起动开关信号（STA）和怠速触点信号（IDL）将发动机的工况简单地分为起动、怠速和非怠速三种，并按预先设定的固定数值输出喷油控制信号和点火控制信号。工作原理:因此，应急备用系统只能简易控制，维
16、持车辆能继续行驶，而不能保持正常运行时的最佳性能，故不宜长期在此状态下行驶，应尽快对汽车进行检修。第三节 电控发动机综合诊断流程电控汽油喷射系统发动机诊断的基本流程如下页图所示。一、电控汽油喷射系统发动机诊断流程电控汽油喷射系统发动机诊断基本流程电控汽油喷射系统发动机诊断基本流程在诊断电控发动机故障时，可根据故障现象，按规定顺序和步骤进行排查，这样较容易查出故障部位。二、电控燃油喷射系统常见故障的诊断与排除不能起动的原因很多，一般可以按右图所示的顺序进行检查。1.不能起动不能起动0不能起动的诊断程序不能起动的诊断程序怠速不稳时，可根据右图所示的诊断程序进行诊断。2.怠速不稳怠速不稳0怠速不稳的诊断程序怠速不稳的诊断程序发动机动力不足，加速不良时，可根据右图所示的诊断程序进行诊断。3.发动机动力不稳发动机动力不稳0发动机动力不足，加速不良的诊断程序发动机动力不足，加速不良的诊断程序THANK YOU
