电控系统的检测与诊断

9.3.1 OBD-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。
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。
第九章 电控系统的检测与诊断
以发动机为例
9.1 概述 9.2 ECU自诊断 9.3 OBD-Ⅱ系统 9.4 Ford（福特）汽车EEC-Ⅳ电控系统的自
诊断
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。
– 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。
9.2 ECU自诊断
ECU的自诊断（Self Diagnosis）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。
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。
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（Freeze Frame）（特定的运行工
况信息）。 – 3）失效记录（Fail Records）。 – 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
– 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。
9.4.1 EEC-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。
9.3.2 OBD-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。
– 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。
9.4.5 Φa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。
9.2.5 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。
9.4.6 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。
– 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“CHECK ENGINE”；万用表指针将摆动。
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“Cheek Engine Soon”
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。
– 方式一：使用专门的故障诊断仪（如Tech 2）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。
9.4 Ford（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。
9.4.7 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
– 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。
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
9.3 OBD-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OBDⅡ（第二代On Board Diagnositics），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。
– 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。
EEC-Ⅳ 1
2
3
4 5 6 7 8 9 10 11 12
系统 点火系统
发动机控制
燃油/节气门体
真空分配 冷却 EGR 发动机 PCV
燃油蒸发净化 进气系统 增压系统
排气（涡轮协压器）
待检查部件
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 进行快速检查 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 真空泄漏
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 “CHECK EBiblioteka BaiduGINE”、“SERVICE ENGINE SOON” 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。
– 2）KOEO方式（Key On,Engine Off），即打开点 火开关，但不起动发动机的方式。
– 3）ER方式（Engine Running），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ＥＣ Ｕ中，故障码可分类为软码和硬码。
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：
如今，ECU自诊断已成为发动机电控系统必不 可少的一部分。
9.2.1 ECU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。
9.3.3 OBD-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DTC
9.3.4 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：
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。
9.2.2 ECU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。