淺談汽車ECU的檢修

東莞市技師學(xué)院 周健燊

汽車ECU就是電路板和一些電子元件的組合，從理論上說，只要保證電路板上的每個(gè)電子元件都是好的，那么可以認(rèn)為該ECU也是正常的（排除調(diào)試及軟件的因素）。在維修ECU時(shí)，需要逐個(gè)確認(rèn)電子元件的好壞，直到找到損壞的電子元件，然后對(duì)損壞的電子元件進(jìn)行更換，基本就可以修好該ECU。因此，能測(cè)試并確認(rèn)每個(gè)電子元件的好壞，是汽車ECU維修的重要能力。

1 汽車ECU的工作原理

1.1 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)工作原理

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)是由傳感器、執(zhí)行器、ECU、連接線路等4大部分組成。ECU接收來自加速踏板位置傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、冷卻液溫度傳感器、空氣流量傳感器、氧傳感器、爆震傳感器、曲軸位置傳感器等傳感器的信號(hào)，通過ECU運(yùn)算和處理后，向執(zhí)行器發(fā)出相對(duì)應(yīng)的控制指令。執(zhí)行器主要包括點(diǎn)火線圈、噴油器、節(jié)氣門電機(jī)等。

1.2 汽車ECU內(nèi)部工作原理

汽車ECU的主要工作是按照設(shè)定的程序?qū)鞲衅鞯妮斎胄盘?hào)進(jìn)行處理，并且形成相對(duì)應(yīng)的控制指令向執(zhí)行器輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)。汽車ECU內(nèi)部工作原理如圖1所示。

圖1 汽車ECU的工作原理

ECU的主要工作由中央處理器（CPU）通過讀取內(nèi)部系統(tǒng)指令進(jìn)行執(zhí)行。只讀存儲(chǔ)器（ROM）也叫做程序存儲(chǔ)器，即在使用時(shí)只能讀出而不能寫入數(shù)據(jù)，斷電后ROM的信息不會(huì)丟失，一般用來存放一些固定程序和數(shù)據(jù)。隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）也叫數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它不僅能讀取存放在存儲(chǔ)單元中的數(shù)據(jù)，還能隨時(shí)寫入新的數(shù)據(jù)，斷電后RAM的信息全部丟失，通常用于存放經(jīng)常要改變的程序或中間計(jì)算結(jié)果等。I/O接口是CPU與輸入/輸出設(shè)備的連接口，是CPU與外設(shè)之間交換數(shù)據(jù)的通道和橋梁，用于匹配傳輸速度、信號(hào)形式和電平。汽車ECU內(nèi)部實(shí)物結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 汽車ECU內(nèi)部實(shí)物結(jié)構(gòu)

2 汽車ECU的維修步驟

對(duì)ECU進(jìn)行維修時(shí)，應(yīng)有清晰的維修順序和步驟，不能急于動(dòng)手、盲目亂拆，這樣容易導(dǎo)致故障擴(kuò)大，浪費(fèi)時(shí)間和精力。應(yīng)盡可能地了解故障發(fā)生時(shí)的情況，了解故障是突然發(fā)生的還是逐漸出現(xiàn)的、是否在特定情況下發(fā)生、故障發(fā)生時(shí)出現(xiàn)什么樣的故障代碼等，這樣才能有針對(duì)性地去排除故障。

2.1 目測(cè)檢查ECU

很多ECU的故障都可以直接目測(cè)檢查出來，這類故障既簡(jiǎn)單又明顯，再與反映的故障現(xiàn)象進(jìn)行對(duì)照，就很容易找到故障點(diǎn)。以寶馬740i車ECU的檢修前目測(cè)檢查為例進(jìn)行說明。

（1）查看ECU的型號(hào)、生產(chǎn)年份。ECU的外殼上貼有標(biāo)簽紙，上面會(huì)注明ECU的型號(hào)、生產(chǎn)年份、生產(chǎn)廠家等信息。通過生產(chǎn)年份可以預(yù)估ECU的故障形式，如果ECU使用8年以上，電子元件老化導(dǎo)致故障的可能性較大；如果ECU只使用了3年～4年，則故障多屬于工作環(huán)境惡劣或人為操作不當(dāng)造成。

（2）查看ECU是否拆修過。由于接修的ECU很多情況都是他人維修過的，由于拆修可能會(huì)造成二次故障，所以再次維修存在一定的難度，要格外小心。可以通過觀察ECU上方是否有拆過的痕跡或拆開后看密封處的絕緣密封膠來判斷是否拆修過。

（3）查看電子元件和線路是否受損。主要查看ECU上的電子元件有無明顯的燒焦、端子是否銹蝕、電容等電子元件有無漏液、線路銅箔走線有無腐蝕、有無受到機(jī)械損傷、貼片引腳有無開路等。為了看清細(xì)微之處，可借助燈光和放大鏡進(jìn)行仔細(xì)觀察。

2.2 分析內(nèi)部結(jié)構(gòu)，明確基本電路原理

拆開ECU后，首先應(yīng)根據(jù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)仔細(xì)分析電路走向，明確基本電路原理，為接下來的故障查找提供指引。看不出明顯故障時(shí)，需借助萬用表、示波器等進(jìn)行檢測(cè)。

2.3 檢查電源電路部分

ECU正常工作的條件之一是電源電路必須正常，當(dāng)ECU的電源電路出現(xiàn)故障時(shí)，有些可以目測(cè)檢查出來，有些卻不能觀察出來，還需外接負(fù)載和電路進(jìn)行檢查。汽車ECU的電源包括12 V、5 V、3.3 V、1.5 V等。

3 汽車ECU的維修方法

維修ECU的關(guān)鍵在于找到故障點(diǎn)或故障元件，找到故障后的處理工作就顯得相對(duì)簡(jiǎn)單。許多故障具有連帶的損壞關(guān)系，可能不止一處電子元件損壞，如果因短路損壞，那么與此電子元件串聯(lián)的其他電子元件也有可能損壞；如果電子元件因?yàn)殡妷哼^高而損壞，那么與此電子元件并聯(lián)的其他電子元件也有可能損壞，對(duì)于這些情況要進(jìn)行徹底排查。根據(jù)維修經(jīng)驗(yàn)，以下所列幾種方法較為有效。

（1）電阻法。電阻法是采用萬用表的電阻擋測(cè)試判斷ECU的部分電路或電子元件的方法，是ECU維修中最常用的方法。在電子元件或電路中短路和斷路是2種常見的故障形式，而這2種故障形式都可以通過電阻法找到故障點(diǎn)。此外，ECU上的貼片電阻、電感、電容等都可以通過電阻法判斷其好壞。

（2）電壓法。電壓法是給ECU外接模擬電源，通過測(cè)試和監(jiān)測(cè)特定節(jié)點(diǎn)的電壓判斷故障的方法，電壓法是最直接的故障查找方法。電壓法檢測(cè)的部位及標(biāo)準(zhǔn)電壓如圖3所示。

圖3 電壓法檢測(cè)的部位及標(biāo)準(zhǔn)電壓

（3）比較法。比較法適用于檢修某些疑難故障，電路板上的芯片本身損壞的幾率不大，很多情況下，故障是由斷路造成的，如果目測(cè)檢查不能發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)，可借助好的電路板或不同故障的壞電路板進(jìn)行對(duì)照，對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行電阻測(cè)試或波形測(cè)試，通過對(duì)比差異點(diǎn)確定檢修方向。

（4）替換法。對(duì)于無法測(cè)定好壞或測(cè)定比較困難的電子元件，可以找相同電子元件進(jìn)行替換，然后進(jìn)行測(cè)試，觀察故障是否消失。

4 汽車ECU內(nèi)部元件故障分析

根據(jù)維修經(jīng)驗(yàn)，由電子元件損壞引起的ECU故障中，損壞的電子元件主要有電解電容、電阻、瓷片電容、繼電器、穩(wěn)壓二極管、三極管、CPU及處理芯片等。

（1）電解電容。電解電容的內(nèi)部裝有液體電解質(zhì)，電解液的揮發(fā)是不可避免的，ECU上的電解電容一般在10年左右就可能出現(xiàn)損壞。檢查時(shí)用萬用表或電容表測(cè)試其容量值是否在標(biāo)稱的正常范圍內(nèi)。

（2）電阻。可以通過在線測(cè)試比較電阻是否超出標(biāo)稱電阻進(jìn)行判斷。

（3）瓷片電容。瓷片電容的損壞以短路和輕微漏電比較常見。判斷瓷片電容的好壞是比較困難的，一般可通過替換法來進(jìn)行驗(yàn)證。

（4）繼電器。繼電器在ECU上的作用是小電流控制大電流的執(zhí)行元件，一般在I/O接口的上方，它的損壞主要表現(xiàn)為觸點(diǎn)接觸不良或完全不能接觸，可以通過給繼電器線圈通電，測(cè)觸點(diǎn)的接觸電阻判斷繼電器的好壞。

（5）穩(wěn)壓二極管。穩(wěn)壓二極管是通過調(diào)節(jié)自身消耗的電流來穩(wěn)定電壓，當(dāng)通過電流較大時(shí)可能造成損壞。

（6）三極管。三極管有兩大作用，一是在模擬處理電路中的放大作用，將傳感器輸入的信號(hào)進(jìn)行放大后提供給解碼電路進(jìn)行處理，此類三極管多數(shù)做成貼片封裝形式；二是在數(shù)字電路中的開關(guān)作用，CPU提供控制信號(hào)給執(zhí)行器時(shí)，三極管在中間環(huán)節(jié)起到開關(guān)控制作用，用小電流控制大電流，一般應(yīng)用于點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)控制、噴油器驅(qū)動(dòng)控制、節(jié)氣門電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制。由于其工作頻率較高、工作電流較大，故很容易損壞。

（7）CPU及處理芯片等。一般情況下，這些芯片是很難損壞的，除非受到外部沖擊，所以檢查時(shí)不要過于糾結(jié)此類電子元件，只要檢查各端子是否對(duì)搭鐵短路即可。