汽车发动机电控技术.ppt

1、汽车发动机电控技术,河南交通职业技术学院,张俊 ,7 失效保护与故障自诊断系统,河南交通职业技术学院,失效保护与故障自诊断系统,学习目标： 熟悉汽车失效保护的含义 熟悉失效保护的方案； 熟悉备用系统的含义及其保护方案； 熟悉故障自诊断系统的含义及应用； 熟悉解码器的使用方法； 熟悉示波器的使用方法。,学习目标： 熟悉汽车失效保护的含义 熟悉失效保护的方案； 熟悉备用系统的含义及其保护方案； 熟悉故障自诊断系统的含义及应用； 熟悉解码器的使用方法； 熟悉示波器的使用方法。,7.1 失效保护,一、概述 二、电控燃油喷射系统的失效保护 三、电控点火系统的失效保护,一、概述,1、失效保护的定义 在电控

2、系统工作中，当某一传感器或其电路出现故障（即失效）时，ECU直接采用存储器中预先存入的代用值来替代，使控制系统继续工作，确保车辆继续行驶的安全保护措施称为失效保护。,概述,2、问题导入 在电控系统工作中，当某一传感器或其电路出现故障（即失效）时，如果ECU仍然按通常的方式控制发动机运转，就可能会使发动机及其部件出现问题。 3、失效保护的方案 为了避免出现这种情况，当ECU诊断出故障时，ECU不再使用已经发生故障的传感器及其电路输入的信号，而采用存储器中预先存入的代用值来替代，使控制系统继续工作，确保车辆继续行驶。 4、失效保护的实质 ECU在检测出故障后采取的一种保险措施。,特别强调：,（1）

3、当个别重要的信号传感器或其电路发生故障时，有可能危及发动机的安全运转，失效保护系统则会使ECU立即采取强制措施，切断燃油喷射，使发动机停止运转，确保车辆安全。 （2）失效保护系统依靠ECU内的软件完成其功能。 （3）当控制系统出现故障时，给ECU提供的设定值不可能与实际工作情况一致，失效保护系统只能维持发动机继续运转，但不能保证控制系统的优化控制，发动机的性能必然有所下降。,二、电控燃油喷射系统的失效保护,1.空气流量传感器失效退出 2.进气歧管绝对压力传感器失效退出 3.节气门位置传感器输出电压信号失准 4.发动机冷却液温度传感器信号失准 5.进气温度传感器信号失准 6.氧传感器信号失准,1

4、.空气流量传感器失效退出,空气流量传感器失效退出，ECU无法根据其信号决定基本喷油脉宽。 进入失效保护后，基本喷油脉宽的调节，由节气门位置传感器和发动机转速传感器负责。,2.进气歧管绝对压力传感器失效退出,进气歧管绝对压力传感器输出电压信号严重失准，ECU根据其信号决定基本喷油脉宽，将会造成发动机失速或不能起动。 进入失效保护后，接ECU设定的固定值控制喷油量，使用应急备用系统维持发动机运转。,3.节气门位置传感器输出信号失准,如节气门位置传感器输出电压信号严重失准，进入失效保护后，改用怠速触点信号，只要节气门开启，无论开启角度大小，一律按开启50%进行控制。,50%开度,4.发动机冷却液温度

5、传感器信号失准,如发动机冷却液温度传感器信号严重失准，ECU收到超过正常范围(低于-40或高于130)的温度信号，若电控燃油喷射系统按此信号调节喷油脉宽，就会造成混合气过浓或过稀。导致发动机转速不稳、性能下降。为了避免这种情况发生ECU进入失效保护。 进入失效保护后ECU在起动时便被用进气温度传感器的信号作为替代值。然后温度控制随存储在ECU中的模型特性曲线升高。 当发动机达到正常工作温度，在一定时间后便升到一个固定替代值，如按冷却液温度80进行控制。该固定替代值又和进气温度相关。,5.进气温度传感器信号失准,如进气温度传感器信号严重失准，ECU收到超过正常范围(低于-30或高于120)的温度

6、信号，若电控燃油喷射系统按此调节喷油脉宽，就会造成和冷却液温度传感器信号严重失准一样的故障。 为了避免这种情况发生，ECU进入失效保护。 进入失效保护后，ECU按设定的进气温度进行控制，大部分发动机按进气温度1920进行控制。,6.氧传感器信号失准,如氧传感器信号失准，进入失效保护后，ECU按所收到的氧传感器输出的最后一个信号进行控制。 最后一个氧信号,三、 电控点火系统的失效保护,1.凸轮轴位置传感器失效退出 2.发动机曲轴在置传感器的失效保护 3.点火确认信号 4.爆燃传感器信号失准 5.蓄电池正负极接反的保护,1.凸轮轴位置传感器失效退出,如凸轮轴位置传感器失效退出，无法提供初始点火提前

7、角信号，进入失效保护后，发动机转速传感器(曲轴位置传感器)装在曲轴前端或飞轮上的车型，上面均设计有断齿(压缩行程上止点)，初始点火提前角信号则改为发动机转速传感器负责，初始点火提前角控制不受影响，但起动时发动机会延迟2s起动。,2.发动机曲轴在置传感器的失效保护,（1）曲轴位置传感器没有失效。大部分发动机的曲轴位置传感器没有失效保护，出现短路或断路故障后，行驶中会立即熄火，无法起动。 (2)曲轴位置传感器有失效保护。现在一些车型升级了电控系统，曲轴位置传感器断路后，ECU进入失效保护状态，改用凸轮轴位置传感器提供的信号计算发动机转速，并确定凸轮轴的位置（一缸压缩行程上止点的位置)。同时为了保护

8、发动机，ECU会降低发动机的最高转速，有些车型还会没有超速档。,3.点火确认信号,点火系统发生故障，不能点火，ECU接收不到点火模块反馈的点火确认信号时，如果喷油器继续喷油，大量的未燃混合气就会流入三元催化转化器，不仅造成燃油浪费、排气污染，而且未燃混合气在三元催化转化器内燃烧，会烧熔催化转化器，为了避免这种情况发生，ECU进入失效保护，立即切断喷油器供电，使发动机停止运转。,4.爆燃传感器信号失准,如爆燃传感器信号失准，点火提前角无法由爆燃传感器提供信号进行反馈控制。 进入失效保护后，无论是否发生爆燃，ECU都将自动把点火提前角推迟一个固定的角度。发动机的功率会有所降低。,5.蓄电池正负极接

9、反的保护,日产车型电子控制系统有一个安全继电器，蓄电池正负极接反时安全继电器线圈接通，使安全继电器的开关断路，将蓄电池和燃油泵的电源线断开，以保护ECU和喷油器。,7.2 应急备用系统,定义： 当ECU内的微处理器或少数重要的传感器出现故障，利用ECU内备用的集成电路把燃油喷射和点火正时控制在设定的水平上，作为一种备用功能使汽车能维持基本行驶，以便把汽车开到最近的维修站，所以又可称为回家系统。,说明,应急备用系统的功能由ECU内的备用集成电路（IC）来完成，也可称为备用功能。 应急备用系统只能维持汽车的基本功能，而不能保证发动机按正常性能运行。 当自诊断系统判定发生某些故障而车辆无法行驶时，在

10、点亮“故障指示灯”搭铁回路的同时，将自动起动应急备用系统。,只要发生下列条件之一，将启动应急备用系统,（1）ECU中的中央处理器、输入/输出接口和存储器发生故障； （2）曲轴位置传感器或其电路发生故障，ECU接收不到G1和G2信号； （3）在D型电控燃油喷射系统中，进气压力传感器或其电路发生故障。,应急备用系统的工作原理,当起动备用系统工作时，备用IC根据控制所需的几个传感器信号，按照固定的程序对执行元件进行简单的控制。 应急备用系统工作时，只能根据起动开关（STA）信号和怠速IDL触点信号将发动机的工况简单地分为起动、怠速、非怠速三种，并按照预先设定的固定数值输出喷油控制信号和点火控制信号。

11、 因此，后备系统只能简易控制，维持车辆能继续行驶，而不能保持正常运转时的最佳性能，不宜长期在此状态下行驶，应尽快对汽车进行检修。,7.3 故障自诊断系统,一、 故障自诊断系统 二、 故障自诊断系统的工作原理 三、 故障报警系统 四、 故障代码,一、 故障自诊断系统的功能,现代汽车的电子控制系统中，都设有故障自诊断系统。 电控发动机故障自诊断系统可监测和诊断发动机控制系统的工作情况和工作中出现的故障。 故障自诊断系统主要由ECU内的控制软件和“故障指示灯”组成。,（1）通过自诊断测试并判断电控系统有无故障。 当出现故障时，点亮故障指示灯发出报警信号，将诊断结果以代码的形式存储。 但自诊断系统并非

12、对所有系统都能进行检测，如对机械装置、真空装置的故障还应采取传统的检测诊断方法。,（2）在维修时，通过一定的操作程序可将故障码调出，以便迅速、准确地确定故障的性质和部位，有针对性地检查有关元件、线路，排除故障。 故障排除后，还应将存储的故障码清除，以便自诊断系统进行新的自诊断测试； 如不将旧的故障码清除掉，可能会给下一次维修带来不必要的麻烦。,（3）当传感器或其电路发生故障时，自动起动失效保护功能，以保证发动机能继续运转，或强制中断燃油喷射，使发动机停止运转。 （4）当发生故障导致车辆无法行驶时，自动启用应急备用系统，以保证汽车可以继续行驶。,二、 故障自诊断系统的工作原理,电控系统工作时，E

13、CU不断地收到各种传感器输入的信号，也不断向执行机构输出指令信号，自诊断系统根据这些信号来判断有无故障。,三、故障报警系统,在自诊断系统检测到故障时，仪表盘上的故障指示灯“CHECK ENGINE”闪亮，以警告驾驶员或维修人员。 此时，可通过解码器或发动机故障测试仪调出故障代码或读出数据流，帮助分析与排除故障。,四、 故障代码,在汽车技术发展的历程中，由于世界各大汽车制造公司的技术特点各不相同，缺乏统一的标准，导致各种汽车自诊断系统的故障诊断形式和位置、读取与清除故障码的方法各异，这给汽车用户和维修人员带来了很大不便。 20世纪70年代，汽车电控系统中开始采用了第一代随车诊断系统； 1994年

14、以后，美国、日本和欧洲的主要汽车制造厂家生产的电控汽车逐步开始采用第二代随车诊断系统（OBD-）。,诊断座,故障码的组成,7.4 电子控制系统专用检测设备,一、解码器 二、示波器,一、解码器,汽车在行驶过程中，一旦电控系统出现故障，ECU可利用自身的自诊断功能，将故障检测出来，并以故障码的形式储存在ECU的存储器中。 解码器的作用就是将故障代码从ECU中读出，为检修人员提供参考。,解码器可分通用型和专用型两种。 专用型解码器只能检测指定的车型，它是各汽车制造厂商为自己生产的各种车型设计的专用解码器。例如德国大众公司的专用解码器VAG155、VAG1552、VAG5501，美国通用公司的TECH

15、-2，奔驰公司的STAR-2000，宝马公司的MODIS-3等。它们虽然适用车型单一，但就所测的车型来讲，其功能要强于通用型解码器，所以各车型的特约维修站均配置该车型的专用解码器。,通用型解码器的适用车型广，基本上涵盖了美、欧、亚及国产车系，其功能也与专用型解码器相近，能够满足用户的基本需要。 如金德K81、修车王HY-222B、电眼睛431ME等，以及美国的OTC诊断仪、Scanner诊断仪(俗称红盒子)，德国的Bosch FS560诊断仪，瑞典的Multi-Test Plus诊断仪和OBD-欧洲车辆解码器等。,丰田解码器,有正常模式DTC检查 检查模式DTC检查 正常模式传感器输入信号检查

16、 检查模式传感器输入信号检查 数据读取（动态数据流和静态定格数据） 主动测试,各种专用解码器的使用方法基本相同。,丰田故障自诊断系统的主要功能,1故障码DTC检查,以电控燃油喷射系统为例介绍智能故障诊断仪的使用方法，其它系统类推。 （1）将故障诊断仪连接到DLC3上。 （2）将点火开关置于ON位置，并接通故障诊断仪电源开关。 （3）选择以下菜单项：Powertrain/Engine and ECT/DTC Current。 （4）确认DTC和定格数据后将其记录下来。 （5）确认DTC的详细内容。,2故障码DTC清除,（1）将故障诊断仪连接到DLC3上。 （2）将点火开关置于ON位置，并接通故障

17、诊断仪电源开关。 （3）选择以下菜单项：Powertrain/Engine and ECT/DTC/Clear。 （4）按照检测仪屏幕上的提示清除DTC。,3读取数据表,使用故障诊断仪读取数据表，可以读取开关、传感器、执行器及其他数值或状态，而无需拆下任何零件。 这种非侵入式检查非常有用，因为可在扰动零件或配线之前发现间歇性故障或信号。在故障排除时，尽早读取数据表信息是节省诊断时间的方法之一。 （1）将故障诊断仪连接到DLC3。 （2）将点火开关置于ON位置，并接通故障诊断仪。 （3）选择以下菜单项：Powertrain/Engine and ECT/Data List。 （4）根据检测仪屏幕

18、上的提示读取数据表。,4执行主动测试,使用故障诊断仪进行主动测试，无需拆下任何零件就可以进行继电器、VSV、执行器和其他项目的测试。 这种非侵入式功能检查非常有用，因为可在扰动零件或配线之前发现间歇性故障。 排除故障时，尽早进行主动测试可以缩短诊断时间。执行主动测试时，能显示数据表信息。,主动测试步骤,（1）将故障诊断仪连接到DLC3。 （2）将点火开关置于ON位置，并接通故障诊断仪。 （3）选择以下菜单项：Powertrain/Engine and ECT/Active Test。 （4）根据检测仪上的提示进行主动测试。,5检查模式,和正常模式相比，检查模式检测故障的能力更强。而且，正常模式下检测到的项目在检查模式下同样能够检测到。 （1）确保满足相应工作条件。进行发