汽车电控系统故障检修

汽车电控系统故障检修
摘要：汽车电子控系统的主要用途是为了提高汽车的整体各项性能。

汽车电子控制技术所涵盖的范围是非常广泛的，几乎与汽车的各个系统都有关系，对汽车电控发动机故障的原因的分析和寻找也需要较高的技术水平。

本课题以研究汽车的发动机电子控制系统故障检测与诊断技术为基础，阐述了发动机电控系统的原理和常见的故障的检修，重点介绍了丰田卡罗拉车型的电控系统常见问题和检修方法，并对发动机的诊断方法做出了总结。

拟建立完善的发动机电控系统检修流程，促进发动机电控系统诊断技术的发展。

关键词：发动机电控系统；工作原理；故障诊断与分析
Troubleshooting of automobile electronic control system Abstract: The function of automotive electronic control system is to improve the overall performance of the car, . The scope of automotive electronic control technology covers a very wide range, almost including the various systems of the car, and the analysis and search for the reasons for the failure of the automotive electronically controlled engine also needs a higher technical level. Based on the fault detection and diagnosis technology of automotive engine electronic control system, the principle of engine electronic control system and the maintenance of common faults are expounded. The common problems and maintenance methods of the electronic control system of the TOYOTA car are introduced, and the diagnosis method of the engine is summarized. We will establish a perfect maintenance process for engine electronic control system, and promote the development of diagnostic technology of engine electronic control system.
Key words: engine electronic control;system working principle;fault diagnosis and analysis.
目录
一、绪论 (3)
（一）本课题的研究现状 (3)
（二）本课题的研究内容 (3)
（三）本课题的研究意义 (3)
二、汽车发动机电控系统故障诊断基本知识 (3)
（一）电控系统诊断的注意事项 (3)
（二）电控系统故障诊断与检修的常用工具和常用仪器 (4)
（三）电控系统故障诊断与检修一般程序 (9)
（四）电控系统的故障诊断的基本方法 (10)
三、丰田卡罗拉各电控系统的检修 (12)
（一）发动机燃油供给系统的检查 (12)
（二）发动机进排气系统的检修 (16)
（三）发动机冷却系统电动冷却风扇的检修 (17)
（四）发动机充电、启动系统的故障检修 (18)
四、总结 (19)
致谢 (20)
参考文献 (21)
一、绪论
（一）本课题的研究现状
汽车工业一直以来都是国际认可通用用来衡量一个国家发达水平和综合实力的重要标志，随着人们生活水平的不断提高，汽车技术也开始受到人们的重视。

现代汽车的电控系统已经发展到了可以整合并利用自动控制技术、电子计算机技术、微电子控制技术等各项高新科学技术来不断地完善汽车的各项性能水平和技术水平。

随着新能源汽车的崛起，汽车也不仅仅只由机械组成，电子设备贯穿了汽车的每一个部位。

（二）本课题的研究内容
科技在不断地发展与进步，电子控制系统在汽车中越来越占有主体地位，尤其是在科技发展后汽车发动机全面电控化的情况下，故障也以电控系统故障为主。

这就需要我们清晰地认识发动机的电控原理，有明确的诊断检测维修思路应对电控发动机所产生的故障。

本课题研究的就是汽车因为电控系统故障导致的各种故障下的检修排故的流程和方法，以此来完善和规范电控系统故障检修的步骤，降低成本和检修时间，对汽车修理企业的发展提供帮助。

（三）本课题的研究意义
汽车电子控制系统是整车的核心控制系统，它相当于汽车的大脑，控制着汽车发动机和其他系统的运行，是一个高度一体化的机电控制系统，可以说汽车工作的各项情况都能被电子控制系统掌握并做出相应的调整一遍达到更好的工况。

如果电子控制系统发生故障，那就是很严重的车辆故障，车辆就需要进行大修。

在维修过程中，维修人员需要根据自身掌握的发动机工作原理和发动机的基本构造，采用简单合理的维修方法。

汽车工业随着科学技术的更新换代在不断的发展与进步，汽车电控系统的维修技术也需要我们修理人员顺着发展的潮流不断的更新与完善。

二、汽车发动机电控系统故障诊断基本知识
（一）电控系统诊断的注意事项
电子控制单元会根据发动机各种传感器发送回的信号对比数据库中的工作数据对工况做出判断，实时控制并调整发动机的工作。

因此发动机的异常工作情况或故障大多是因为传感器的故障与失灵导致电子控制系统出现判断失误或无法进行调整导致的。

这些产品对工作环境的要求较高，如不注意就容易对系统造成破坏，有时还会引发严重的
后果，所以检修时应注意以下事项：
1、电子控制单元是一种非常精密的装置。

虽然许多汽车电控系统的故障的发生都与电子控制单元有关，但是电子控制单元本身却不容易发生故障。

2、在检修前，维修人员应当明确车辆的电子控制系统核心的位置，对该部位进行一定程度的保护，防止维修过程中对电子元器件进行误拆和误卸等操作导致不必要的损坏或者浪费维修时间。

3、连接导线断路或导线早端子间接触不良都是有可能导致汽车常见的电控系统故障的原因。

除了一些明显的故障现象，如电线脱落、断开、接头松动等可以通过肉眼直观能看到的线路故障以外。

一般来说，需要使用一个高阻抗的万用表用于检测测量点的电压和电阻来进行进一步的判断。

绝不可以使用刮火法来检查电路是否遭到损坏，因为在进行刮火的瞬间对电路造成的瞬间高压导致的短路可能会造成电路中电感线圈的自感电动势过高，从而击穿电子元件。

4、在点火开关接通，发动机高速运转时，不能断开汽车各电子设备的电路，以免电路中的瞬时电压击穿电子元件或对各传感器造成损坏。

5、当汽车电子控制系统出现故障需要进行维修时，在维修过程中不能随意将蓄电池断开或取下，电子控制单元具有记忆功能一旦断电其中存储的故障码会自动清除导致无法读取到故障码。

当故障码及有关信息被读取或调出后，才能将蓄电池从电路中断开或取出。

6、蓄电池的正负两极不能接反，也不能通过外接电源起动发动机，避免电压过高对起动机造成损坏。

7、在焊接和修理车辆时，必须断开电子控制单元和蓄电池的电路才可进行维修或焊接。

8、在检修汽车电子控制单元的过程中，要减少或者尽量避免人体的静电对计算机芯片的影响。

9、不能使用万能测试笔表直接与接线端子接触，防止接线端子变形，造成接触不良。

10、电控系统检修时周围应避免存在各类信号发生和接收装置，信号发生和接收装置会对汽车的电控系统工作造成不良影响。

（二）电控系统故障诊断与检修的常用工具和常用仪器
在维修发动机电控系统的故障中，我们需要使用到很多测量和诊断工具，以下就介绍一些常用的维修工具和作用：
1、跨接线
跨接线（见图1）是一种特殊的连接线，不同类型的跨接线的区别就在于长度和接头类型的不同。

跨接线主要用于电路故障的诊断。

图1 跨接线
2、测试灯
维修中可以使用12V测试灯（见图2）对电源进行检测检查电源是否对电路进行供电。

自带内部电源的12V测试灯本身就有电源，它能像电阻表一样用于检测电路的断路或者短路故障。

使用12V测试灯时应注意握持测试灯绝缘部位且按规范要求对测试对象进行检测。

图2 12V测试灯
3、数字式万用表
数字式万用表（见图3）在维修中主要用来测量电阻、电压、电流等汽车基本参数，它具有精度高范围广的特点，在读数上也比其他工具更容易。

维修人员可以通过这些数据来判断电路的通断和电控元件的工作情况。

数字式万用表一般还能够测量发动机转速、发动机工作温度、发动机电路电容、发动机闭合角、空燃比等数据。

有些高级的数字式万用表还可以通过联网自动检测该数据是否正常。

图3 数字式万用表
4、手动真空泵
手动真空泵（见图4）全称为手持式真空测量仪，发动机电控系统中在真空状态下进行工作或驱动的元件有很多，而手动真空泵是唯一一种可以抽真空的工具。

它自带有真空表和软管等零部件，可以适应不同的车型和不同的元件。

图4 手动真空泵
5、燃油压力表
燃油压力表（见图5）是用来测量燃油压力的专用测量工具，在使用时要注意选择燃油压力表的量程与被测系统压力范围。

图5 燃油压力表
6、故障诊断仪
常见的故障诊断仪（见图6）分为专用型和通用型两大类，专用型故障诊断仪是指一些大型的汽车制造公司针对本公司生产的某类汽车特别设计制造的，目的是为了能够为顾客提供良好的售后服务与维修，一般只在该公司售后服务部门的专业维修站配备，它能充分地发挥专用型汽车故障诊断仪的功能，通过测试卡里储存的该车型各类精确数
据对特定的车型进行全方位的故障诊断和检测，一般来说精确度较高，而通用型的故障诊断仪则是汽车保修公司为诊断检测多种车型而设计制造的通用诊断仪器，这些通用故障诊断仪的测试卡里存储了来自不同的公司、不同车型的汽车电控系统的检测数据和常见的故障码等资料，适合综合性维修企业使用。

图6 故障诊断仪
（三）电控系统故障诊断与检修一般程序
1、向车主询问
向车主询问车辆信息时应准确并且全面，询问内容要包含车主送检维修车辆的车型、车辆的具体生产年份、发生故障的具体时间、故障的具体表现状况，发生故障时发动机的工作环境，车主本人在故障发生以后进行了哪些操作，发动机在之前是否进行过检修，检修中动过哪些部位等。

同时还应询问该车的历史维修情况、改装情况以及维修或改装过的部位，来了解故障发生的原因以及故障发展的过程，通过这些相关的基础诊断信息，为进一步诊断打好基础
2、外部检查
询问之后还需要进一步的确认，因为驾驶员提供的信息在一定程度上不够准确，这
就需要我们来确认症状。

首先就是通过维修人员直观的检查来快速找到故障原因，排除非电控故障引起的发动机故障。

其内容包括：
1、观察发动机内部是否有缺件，供电电线是否脱落，各电子元件间的接线是否完好并牢固连接，各端子间的线束是否按要求正常连接，有无端子之间线束接错的情况，发动机内各种软管是否连接完好，软管接头出的橡胶垫圈是否正常无泄漏现象。

2、听发动机起动的声音，判断声音是否正常无杂音，发动机内部是否存在漏气等现象，车主所描述的故障部位是否存在杂音或不正常工作的声音。

3、通过触摸进一步判断某些部件的工作情况以及接线的牢固程度。

3、解码诊断
按该车的车辆维修手册要求的步骤进入电控发动机自诊断系统，使用之前所述的几类工具根据车况调取发动机的故障码，并对照车况确认该故障是否存在，是否与车主描述的故障有关。

4、数据读取
读取故障码以后还需要进行手动检测才能确定故障发生的部位以及发生故障的具体原因，手动检测的内容包括：各传感器的信号检测、各项压力检测等。

该步骤需要维修人员正确选择和使用检测仪器，并谨慎、准确的与电控系统各连接端子进行连接。

5、试验
通过以上步骤的检查，找到发动机电控系统故障根源以后，就需要采取相应的措施和方法对故障发生部位进行具体分析并具体判断对其进行维修或是进行更换。

在发动机各项常规检查维修步骤流程结束后，维修人员还需要进行维修竣工检验。

竣工检验与确认症状时的步骤基本相同，通过现象确认故障是否已经排除，并检查修理后的效果等。

（四）电控系统的故障诊断的基本方法
按诊断故障的方法类型，可大体上根据使用工具和诊断方法的不同分为直观诊断、汽车故障自诊断系统诊断、简单仪表诊断和专用诊断仪器诊断四种诊断类型。

直观诊断就是通过维修人员对汽车使用人体的感觉器官的方法，对车辆的外部和内部尤其是故障可能产生部位进行诊断信息的有效采集，再结合维修人员的专业知识在人脑进行进一步的分析和判断并最终得出主观结论的诊断方法。

自诊断是以车载电气控制系统自身所带的自检系统为主要诊断手段的一种诊断方
法。

目前，所有的发动机电控系统都具有基本的故障自诊断功能，为维修人员进行故障检测和诊断提供了极大的方便。

自诊断系统通常一般只提供电气设备或线路故障产生的故障信息对机械原因产生的故障无能为力，这种方法只用于进行对汽车电路的初步诊断。

故障的原因是特殊的，它也需要通过维修人员的观察以及其他的仪器的检测数据进行进一步的分析具体原因。

简易仪器的诊断是指维修人员利用万用表等通用仪器对车辆的电气系统进行故障诊断。

这种诊断方法主要用于对故障的进一步诊断。

在汽车电子化的过程中，各种汽车专用诊断仪器也不断被维修厂商开发出来。

这些特殊的诊断仪器大多可以通过自身对汽车电子控制系统的故障进行高效的诊断与检测。

维修人员利用汽车的专用诊断仪对发动机电控系统进行故障诊断，可以大大提高诊断效率，节约维修时间与成本。

然而，由于特殊诊断仪器成本高且局限性比较大仅用于一些特殊的诊断环境，所以特殊诊断仪器一般仅存在于专门的故障诊断和维护机构。

1、故障码的调取方法
（1）使用仪表盘上“故障指示灯”的闪烁读取故障代码。

（2）利用指针式万用表的指针摆动规律或自制二极管灯的闪烁规律可以简单的读取汽车的故障码。

（3）利用汽车电控系统电控单元上本身自带的红色和绿色发光二极管灯的闪烁规律也可以读取到故障码。

（4）利用车上显示器读取故障码
2、间歇性故障诊断方法
在汽车的故障诊断中，最难判断的情况是汽车有故障但是却没有与之相匹配的明显的故障现象，或是汽车的故障只在特定的工作环境下出现而一般情况下并无任何异常，这样产生的汽车故障就被称之为汽车的间歇性故障。

汽车间歇性故障只能是在汽车出现故障的时候才能对汽车进行有效诊断，所以我们要对汽车发动机的一些工作环境进行模拟，进而找到诱发故障的原因，做到故障排除。

以下有几种对汽车的间歇性故障进行判别的方法：
1、振动法
当故障原因可能是由于振动引起时，可以使用振动法进行试验。

连接线：左右摆动各连接线和接头处、尤其是发动机罩盖内部支架等部位的连接线
都应仔细检查。

零部件和传感器：可以用手轻轻拍打装有传感器的零部件，检查传感器是否失灵，不可以用力拍打汽车继电器，否则容易造成继电器断路和损伤。

2、加热法
有些故障是在汽车发动机工作过程中才产生的，可能是因为发动机工作时有关零件和传感器受热才导致的故障，可以使用加热工具对汽车可能引起故障的零件或部位进行间接加热，检查在加热情况下是否出现与报修时类似的故障。

但是加热温度不能超过电子元件最高承受温度且不可以对零件直接加热。

3、水淋法
有些故障是因为汽车发动机在雨天或者高湿度等较为极端的环境下工作才产生的，所以我们可以使用花洒等工具将水缓慢并均匀地喷洒在车辆上，以此来模拟雨天或高湿度环境，检查车辆发动机是否在此工况下发生与报修时类似的故障或产生与之对应的故障征兆。

但应注意不能将水直接喷洒在发动机零部件上，只能喷洒在发动机罩盖上，也不可以将水喷洒在电子元器件上，以免发生短路损伤到电子控制单元。

4、电器全接通法
当故障是由于电路负载过大产生时，可以将车辆上所有电器设备全部打开，检查车辆是否发生故障
5、道路试验法
有些故障是由于车辆在道路上行驶产生的，而道路上路况复杂，工况多变，所以在维修前可以驾驶车辆在道路上行驶，模拟复杂的路况和工况，再次诱发故障或故障征兆检查是否出现故障并找出故障原因。

3、无故障码故障诊断方法
当发动机没有产生故障码时，我们可以根据汽车电子控制系统的原理和结构进行分析，根据读取到的相关的参数，分析不同工况下的工作数据是否正常，并以此来判断是否产生故障或故障产生的部位和具体故障。

三、丰田卡罗拉各电控系统的检修
（一）发动机燃油供给系统的检查
1、燃油系统的基本检查
1、传感器的检测
丰田卡罗拉发动机燃油供应系统和点火系统能否正常工作主要取决于发动机转速传感器和凸轮轴位置传感器传回的数据，一旦燃油供应系统或者点火系统发生故障，那么我们首先就需要考虑是否是发动机转速传感器或者是凸轮轴位置传感器中的一个或两个传感器发生了故障导致传回的数据不准确或无法传回数据。

在检修过程中，首先需要对这两个传感器进行检测。

1.1发动机转速传感器及其线路的检测
丰田卡罗拉发动机转速传感器，又称曲轴位置传感器，属于磁电式传感器。

它能将发动机的工作数据，比如曲轴的角度和发动机转速信号等与发动机工况有关的数据传递给发动机引擎控制模块，使引擎控制模块能根据工作数据区分点火时刻，计算了喷油的基本量。

当速度传感器失灵或无法发回数据时，如果引擎控制模块没有通过速度传感器接收到发动机实时的速度信号，它就会立即向发动机发送指令，停止对气缸进行燃油喷射和火花塞点火操作，从而导致发动机停止运转或不启动。

由特殊诊断仪读出的故障信息是“无信号”。

维修方法是更换速度传感器。

（1）发动机转速传感器、引擎控制模块通信电路的安装位置和发动机速度传感器的安装位置都位于凸轮轴排气侧的一侧在凸轮轴排气侧的一侧可以同时找到。

（2）当发动机转速传感器的检测点火开关关闭时，速度传感器的电压值为：端子1与端子B31 / 122 引擎控制模块，可测得点火时间/速度信号的值是正的；端子2与端子B31 / 121的对抗，这时是负。

随着发动机转速的增加，信号电压可以达到（15 - 20）v。

（3）检测发动机速度传感器的电阻值时可以在端子1和2之间测量不同状态的相应电阻值：冷态的电阻值为（1630～2740）Ω，热态的电阻值为（2065～3225）Ω。

1.2发动机凸轮轴位置传感器的检测
发动机凸轮轴传感器主要是将凸轮轴的转角位置等信息发送给电子控制单元辅助电子控制单元对发动机的工作情况进行监测，一旦凸轮轴无法将信息传递给电子控制单元，那么发动机的工况就会出现失控，电子控制单元很可能无法对喷油时间和喷油量进行调整，严重的会导致发动机停车。

（1）对凸轮轴位置传感器电源电压的检测，点火开关应接通，再使用数字万用表测量进气凸轮轴位置传感器终端。

对于丰田卡罗拉来说，超智能无级变速和手动变速器
的起动步骤是不同的。

超智能无级变速的起动步骤为：1.检查并确认已设定驻车制动2.检查并确认换挡杆置于P档3.就坐于驾驶员座椅并用力踩下制动踏板4.将发动机开关切换至“START”位置并启动发动机。

手动变速器则是将换挡杆至于N档再进行上述步骤。

通过检测发现，如果端子1-2之间的电压为5.02v ，2-3是5.01v，若端子1参考电源（连接线为白色线），端子2是铁丝（连接线是粉红色线），和端子3的信号线（连接线是黑色的线）。

排气凸轮轴位置传感器的测量方法与凸轮轴位置传感器的检测方法相同。

（2）检测凸轮轴位置传感器的电阻值，如果端子1-2之间的电阻值约为21.25kΩ（非检测实际数据），则终端2-3之间的电阻值是无限大的。

2、执行器的检测
丰田卡罗拉发动机燃油供应系统和点火系统的执行器包括了：点火线圈、喷油器等，这些执行器会根据电子控制单元的控制进行工作使发动机正常工作，如果之前我们对传感器的检测表明传感器并没有发生故障的话，那么就需要对这些执行器进行检测来确保执行器的正常工作或找出执行器的故障原因。

2.1点火线圈及其供电线路检测
由于丰田卡罗拉发动机点火系统采用了独立点火方式，其主要特点是发动机的四个点火线圈共用同一根电力线，共用同一根搭铁线。

所以点火系统的常规检查包括低电压导线线的点火线圈和搭铁线是否正常，检测点火线圈的电阻和通信之间的触发信号线的各缸点火线圈初级电磁线圈和引擎控制模块是否正常。

（1）对点火线圈的低压电源检测：断开点火开关，然后将点火线圈闭合后使用数字万用表直流电压分别测量段子1、2和3、4之间的电压，均应为12V电压即电源电压。

如果4P连接器端子1-4测量无电压或电压低于12V，则电源或接地线路故障。

下面的方法可以用来验证：一个数字万用表的红笔用来连接连接器的终端，黑笔用来连接电池负极或车身框架金属部分。

如果万用表显示12V，说明点火线圈的供电线路正常，那么汽车本身电源导线故障。

检查气缸盖上的搭铁线。

如果万用表显示12V，则表示点火线圈的导线正常，汽车电池本身的电源线有故障，需更换电源线。

（2）点火线圈电阻值的检测：点火线圈的一次绕组电阻通常为0.5Ω到1Ω。

点火线圈的1个和3个端子之间的电阻可以用数字万用表的欧姆挡来测量，，因为点火线圈和点火高压线为一整体。

对二次绕组电阻值的测量不太方便。

在汽车维修领域，如果发。