電噴汽車的自診斷功能分析

張利民

【摘要】自1979年美國通用汽車公司在汽油發動機噴射系統中首次使用自診斷技術以后，汽車上幾乎所有采用微機的控制系統都增設了故障自診斷功能。本文主要介紹了在故障運行、故障代碼的讀取與清除方法等幾個方面利用自診斷功能進行電控汽車故障診斷的方法。

【關鍵詞】自診斷；故障運行；ECU；故障代碼；代碼清除

汽車自診斷功能的出現，使電控汽車的維修變得比以前更為簡單。由于自診斷技術能使車輛在發生故障后自動將發生的故障以代碼的形式直接顯示出來，用戶和維修人員通過查詢故障碼就可以判斷出發生故障的范圍，可以大大提高維修效率和準確性，因而深受用戶的歡迎。

一、自診斷的原理與故障運行保險功能

汽車電控技術的設計人員，在進行電子控制系統設計的同時，會增設系統故障自診斷功能和故障運行功能。自診斷功能就是利用ECU監視電子控制系統各組成部分的工作情況，發現故障部位后自動啟動故障運行程序，不僅可以保證發動機在有故障的情況下可以繼續行駛，而且還向駕駛和維修人員提供故障信息，便于駕駛員和維修工及時發現和排除故障。

在電控發動機中，各種信號的采集與執行機構的執行信號都是電信號，汽車在正常運行時，電子控制系統ECU輸入、輸出信號的電壓值都有一定的變化范圍。當某一信號的電壓值超出了這一范圍，并且這一現象在一定時間內不消失，ECU便記下此故障，并以故障碼的形式存入內部隨機存儲器，同時點亮發動機檢查警告指示燈，這就是故障自診斷的基本原理。當某電路產生了故障后，其信號就不能作為發動機的控制參數使用，這時，為了維持發動機的轉運，ECU便從其程序存儲器中，調出某一固定數值，作為發動機的應急參數，以保證發動機可以繼續運轉。當ECU自己出現故障時，ECU自動啟動備用控制回路對發動機進行簡單控制，使汽車可以開回家或是開到附近的修理廠，這就是電控發動機的后備功能。此外，當ECU檢測到某一執行器出現故障時，為了安全起見，采用一些安全措施，這就是電控發動機的故障保險功能。

1、傳感器的故障自診斷與故障運行

傳感器的作用主要是把非電信號轉換成電信號，因此，對傳感器的故障診斷只需要在軟件中，編制傳感器輸入信號識別程序即可實現對傳感器的故障診斷。當ECU檢測到的信號電壓超出此范圍時，如果是偶爾一次，ECU的診斷程序不認為是故障，如果一段時間此信號不正常，則ECU的診斷程序判定此冷卻水溫度傳感器或其電路存在故障。ECU將此情況以代碼（各種發動機此代碼不一定相同）的形式存入隨機存儲器中，同時，故障報警燈亮，通知駕駛員或維修人員發動機出現故障，通過提取故障碼，可以知道冷卻水溫度傳感器或其電路存在故障。

2、電子控制系統（ECU）的故障自診斷與后備回路

如果電控發動機ECU發生故障，控制程序就不可能正常運行，ECU就處于異常工作狀態，這樣便會使汽車因發動機控制系統故障而無法行駛。為了保證ECU出現故障時，汽車仍能繼續運行，在控制系統中設計有后備回路，其相當于一個簡單的ECU，具有發動機運行的最基本功能。監視計數器溢出時，其輸出端的電平由低電平變為高電平。計數器輸出端電平的這一變化，將直接觸發后備回路，后備回路只按照啟動信號和和怠速觸點閉合狀態，分別設定恒定的噴油持續時間和點火提前角對噴油器和點火器進行控制。

二、汽車電子控制系統故障代碼的顯示與讀取

汽車電控系統中，故障是以故障碼的形式存儲于存儲器中。比如當ECU檢測到發動機的某一部件有故障時，就以一定的代碼（如數字）存入存儲器，然后用故障報警燈來提醒駕駛員或維修人員：“汽車出現故障”要得到汽車的的具體故障，需要對故障進行讀取，然后才能進行分析、判斷。

1、自診斷模式的分類

在自診式系統中對于系統故障的診斷存在著兩種不同的診斷模式：一種是靜態診斷，簡稱KONO模式，即：點火開關“開”，發動機“關”（KeyON，EngineOFF）。在進行這種模式的診斷時，點火開關打開，不啟動發動機，主要是在發動機靜態時，將微機系統中所存儲的故障代碼讀取出來，利用已有的故障代碼進行診斷。第二種診斷模式是動態診斷模式，簡稱KOER模式，即：點火開關“開”，發動機運轉（KeyON EngineRun）。在這種模式的診斷中，主要是在發動機運行狀態下，測取故障代碼或進行混合成分的監測。目前，在汽車電控裝置上主要采用這兩種診斷模式。

2、故障碼的顯示方法

不同生產廠家的汽車，不但其故障碼的含義不同，其故障碼的顯示方法也不一樣。通常故障碼的顯示有以下幾種方法：

a、發光二極管（LED）顯示法；

b、用指針式電壓表顯示故障碼；

c、利用車上的數字式儀表進行數字顯示。

前兩種方法在早期的電噴車上使用的較多，近年來生產的電噴技術汽車基本采用數字式顯示方法。

三、故障代碼的內容與故障代碼表

故障代碼對于不同制造廠家、不同車型、甚至于同車型而不同出廠年代，都有不同的含義，它們是分別由各廠家程序設計人員在進行ECU控制單元的程序設計時就預先設定好的，每一個故障代碼表示某一具體的含義。當ECU控制單元及其控制程序一旦完成，其故障代碼及其含義也就被確定下來。

故障代碼表是由各制造廠家提供，把故障代碼與其所代表的故障含義以表格的形式加以解釋和描述，以便汽車工程技術人員進行維護和修理時參考。要了解各種故障代碼的內容，必須查閱各種車型的維修手冊或有關技術資料。

四、故障碼的清除

當電控發動機有故障時，ECU會把相應的故障碼存儲在存儲器中，當發動機故障排除后，存儲在控制單元中的故障代碼必須加以清除，以便在今后工作中記錄和存儲新的故障代碼。如果不清除舊的故障代碼，當發動機再次出現故障時，ECU會把新舊故障代碼一并輸出，這樣就會使故障碼顯示混亂，使得使用和維修人員不知道哪些是發動機真正存在的故障，哪些是以前已經排除的故障。

如果清除故障代碼后，一切正常，故障報警指示燈也不亮，證明故障排除得徹底。如果清除代碼后，將ECU系統電源重新接通，故障報警指示燈仍然點亮，說明故障排除不徹底，或發動機還存在有其他故障，要重新進行故障碼的讀取和排除。

總之，汽車故障自診斷技術的出現和運用，克服了傳統維修時的單憑維修經驗、通過看、摸、聽的傳統方法的費時費力的弊端，極大提高了維修效率，加快了維修速度，提高維修質量。降低了維修工人的勞動強度。但同時也對維修工人的文化素質和技能培養也提出了更高的要求。同時，自診斷技術也和其他的現代汽車檢測技術一樣，并不是萬能的，也不可能完全替代依靠人工經驗的傳統維修方法，而是在實際維修工作中，取長補短，以提高診斷效率和診斷效果。

【參考文獻】

[1] 仇雅莉， 主編. 汽車檢測技術專門化[M]. 北京人民交通出版社， 2003.

[2] 楊海泉， 主編. 汽車故障診斷與檢測技術[M]. 人民交通出版社， 2004.