汽車發動機電控系統故障診斷分析

韓小潮

江蘇省常熟職業教育中心校 江蘇省蘇州市 215500

1 引言

在汽車電控技術不斷發展的過程中，汽車電氣化水平逐漸提升，整車控制的復雜性日漸增長。汽車發動機電控系統故障成因復雜，隱蔽性較強，故障診斷有很高的難度。維修汽車發動機時，需要快速找到測量點，還需要用到專門的檢測儀器，通過快速有效的診斷，及時采取維修措施，保證汽車發動機的正常功能。

2 汽車發動機電控系統簡述

汽車的發動機電控系統主要是用于接收和執行計算機控制指令的系統，其中傳感器、執行器等屬于系統主要構成部分。如傳感器的作用，主要是對發動機的運行狀況展開控制，通過收集相應的信號參數，通過將其轉化為電信號傳輸至電子控制單元。電控系統中采用的不同傳感器在工作原理和信息輸送方式上存在差異，包括熱敏電阻類傳感器、脈沖式傳感器等類型。電子控制單元可以看作電控系統的“大腦”，主要通過對各類輸入信號進行分析、處理，為傳感器提供參考電壓，并向執行器發出控制信號，驅動執行器工作。執行器屬于電子控制單元的主要控制對象，其作用是接收和處理各種信號，面向傳感器提供參考電壓，執行器接收的控制信號也由電子控制單元實現。電控系統中在運行時，主要在傳感器的作用下對發動機狀態進行實時監控，并將監控得到的信息傳入控制電腦，包括水溫、油溫等，并由執行器對控制電腦下達指令并具體執行。

3 汽車發動機電控系統的常見故障

3.1 線路故障

線路問題是導致發動機電控系統發生故障的直接誘因，由于在電控系統內部存在許多高精密的零部件，是一個由諸多單元構成的復雜系統結構，其中存在許多連接各零部件和功能單元的線路，維持著電控系統的正常運行，且控制電腦在向各零部件、單元部件下達指令時，主要是通過線路傳遞信號，通過對信號的識別作出相應的指令動作[1]。倘若連接各部件或單元部件的線路發生故障，會直接引發整個電控系統的故障，導致電控系統無法正常工作，不利于汽車的正常使用。如發動機溫度、濕度變化較大，可能發生電路短路的情況，導致發動機內部的電控信號無法正常傳遞，給汽車的正常運行帶來不良影響。

3.2 元件老化

汽車發動機電控系統中存在許多電路裝置和電子元件，電子元件是否正常運行直接決定了汽車行駛的安全性，屬于保證汽車安全、平穩行駛的關鍵。汽車在經過長時間使用后，系統內的電子元件可能因長時間使用而老化，引發相關零部件損壞或者失效；或者汽車發動機在經過長時間使用后，會吸收大量灰塵顆粒，發動機內部灰塵顆粒積累達到一定閾值時，會直接給相關零部件、電子元件的性能造成影響，并減速零部件、電子元件老化的速度，引發電控系統的故障。

3.3 電控單元故障

在電控系統中，通常會設置一個小的計算機系統，該系統內部結構十分復雜，其中囊括了眾多電子控制部件，屬于控制電控系統運行的核心部位。任何一個部件出現損壞或發生復雜，都會給電控系統正常運行造成干擾，影響汽車行駛的安全性。并且，電控系統中各類元件很容易損壞，對溫度、濕度等環境因素有較強敏感性，一旦電子元件出現故障，會給汽車的整體性能帶來不良的影響。

3.4 元件擊穿

發動機電控系統中的電控元件眾多，如ECU、執行器等，這些電控元件在系統內發揮著重要作用，發生故障的概率較高，任何一個元件出現故障都會給系統正常運行帶來不良影響。并且電控元件本身比較脆弱，可能因汽車振動出現損壞，從而引發故障。也可能和汽車的長時間運行有關，發動機散發的熱量較高，其超過了本身散熱的極限值，可能導致電控元件擊穿的故障，從而引發線路短路，導致汽車無法正常啟動，甚至會有線路燃燒的風險。

4 汽車發動機電控系統故障診斷的基本原則

4.1 先外后內

針對汽車發動機電控系統的股診斷，一般要從發動機的外部著手，通過觀察的方式查看發動機是否有損壞，結合故障表現分析系統外部可能出現故障的位置，方便快速找到故障點。一般在發動機出現故障之后，會對儀表盤上的故障知識點進行觀察，結合指示燈圖形、閃爍情況初步判斷故障類型、位置，倘若故障指示燈閃爍或常亮，則可以通過閃碼判斷故障位置，有針對性開展故障診斷工作[2]。

4.2 先簡后繁

汽車發動機電控系統出現的多數故障，都屬于比較簡單的故障，在故障診斷中可以首先對電控系統展開初步檢查，如針對線路連接情況的檢查，查看各條件線路是否連接完好；查看線路是否有磨損和破壞的情況，或者通過肉眼觀察查看傳感器、執行器是否存在明顯破損。電控系統故障診斷遵循先簡后繁的原則，能夠節省大量故障診斷時間，如通過前期檢查仍未找到故障，則需要采用專門的儀器、儀表進行檢查，同樣也需要首先開展比較容易的檢查項目，再對其他復雜故障進行檢查。

4.3 代碼優先

汽車發動機的電控該系統具有一定的自我診斷功能，在系統發生故障后，一般能通過自我診斷識別故障并通過故障指示燈進行提醒，同時以代碼的方式對該故障信息進行存儲。在故障診斷時，需要打開發動機的檢查開關，讓指示燈作出適當的反應，結合汽車使用手冊上的內容，查看指示燈閃爍對應的是哪種故障，明確故障類型、成因后進行處理。

4.4 綜合檢測

在一系列初步診斷后倘若仍無法找出問題的，需要采用專門的儀器對發動機電控系統進行全面檢測，確保及時掌握發動機電控系統的故障問題。

5 汽車發動機電控系統故障診斷方法

5.1 人工診斷

人工診斷主要通過具備較強專業知識、工作經驗和技術水平的人員，結合故障特點以及自身工作經驗對發動機故障進行判斷，根據自身決策對電控系統進行檢查，及時找到故障。如汽車發生閃回故障后，維修人員在故障診斷中，需要及時確定導致閃回的原因，分析導致可燃氣體混合氣燃燒延遲的原因，可能是因為發動機溫度過低、混合氣比例不合格、點火延遲等問題導致，通過對故障原因展開深入分析，爭取在最短時間內找到具體故障點。維修人員根據自身經驗判斷在排查故障后，倘若故障仍然存在，還需要對故障原因進行深入分析，必要時借助專門的儀器設備，快速且準確找到故障點，明確故障成因[3]。人工診斷的方式，對于維修人員的工作經驗、知識和技術水平的要求較高，適用范圍較廣，一般作為系統性診斷的開端工作，幾乎所有維修人員在電控系統設備前，都需要進行人工診斷。

5.2 微電子技術

現代科技的進步，使得微電子技術在汽車領域得到廣泛應用，汽車電控系統故障診斷中，微電子技術發揮出了強大的應用優勢，將其作為診斷電控系統故障的技術手段，能全面且準確診斷出故障，掌握電控系統內各部件的運行情況，提高電控系統故障修復的質量及效率，并且也能有效彌補傳統人工診斷的缺陷。具體診斷發動機電控系統故障時，可以通過應用微電子技術呈現的數據信息，掌握故障的具體位置，了解故障發生的原因，及時處理故障或更換故障零件，盡快恢復電控系統功能。

5.3 系統自我診斷

目前投入使用的大多數汽車，其發動機電控系統都具有自診斷功能，維修人員可通過電控系統的自診斷系統，實現對故障的診斷和維修，如線路老化、系統運行狀況等都可以通過自診斷系統，實現對故障信息的自動顯示，大幅提高電控系統故障診斷效率。在電控系統運行時，自診斷系統通過對電控系統各種輸入與輸出信號的監控，運用程序進行推理、判斷，將自診斷結果反饋至主控系統，改變控制狀態，并結合自身診斷結果控制指示故障燈閃爍、常亮，常用語對各創拿起信號是否對正極、對地斷路或者短路；對正極信號線電壓進行監測。

5.4 儀器設備診斷

采用專門的儀器設備對電控系統的故障進行診斷，屬于一種有效且常用的故障診斷方法，相比于人工診斷的優勢在于，不需要對發動機進行拆卸，主要根據發動機性能、參數、缺陷波形和曲線等對電控系統的故障進行判斷[4]。如使用跨接線進行故障診斷，其主要針對電控系統的內部故障問題展開診斷，主要針對線路故障問題進行診斷，通過線路兩側的不同表現形式，作為線路區分點，實現對不同電路位置間的跨接連接，跨接線檢查電控系統內部電路是否存在故障，確定故障的類型。采用數字萬用表對電控系統進行故障診斷，主要通過檢查系統的電阻、電壓、電流等關鍵參數，通過分析明確故障及成因。數字萬用表對檢測環境的要求不高，受外部干擾的作用較小，應用范圍較廣，能得出比較準確的測量數據，可對多數電控系統故障進行診斷，及時找出系統故障的原因，便于采取有針對性的解決方案。

6 汽車發動機電控系統的診斷和維修策略

6.1 診斷和維修前的準備工作

在對電控系統進行診斷和維修前，需要準備好診斷所需的導線，導線的兩端的接頭位置一般設置有相應的標志，通過對發動機內各區域的跨接實現對故障的診斷，目前這種跨接導線的使用頻率較高，在診斷的前期準備中需要配備這種導線。其次，要準備故障測試燈，其主要用于對電控系統內部不同電路進行檢測，在電壓檢測中有著很高使用頻率。故障檢測中使用測試燈，主要根據燈光的亮度推測系統內電路電壓的大概數值范圍，將實際電壓和理論電壓進行對比，分析二者存在的差異，為后續工作開展提供準確的數據信息[5]。具體診斷前，還需要準備手動真空泵、數字萬用表、燃油壓力表等儀器設備，為實際故障診斷工作的開展做好鋪墊，方便在具體診斷時，使用相應的儀器設備快速找到故障點，明確故障原因，采取有針對性的維修措施。

6.2 選擇合適的工具

對于發動機電控系統的診斷和維修，需要選擇合適的診斷和維修工具，包括解碼器、示波器等工具，通過對系統運行的數據進行獨具，有效控制好診斷故障的難度，找到故障的具體部位以及引發故障的原因。如數據流主要通過傳感器監測到的各類數據和執行器等電控單元間的數據交互，利用ECU 手機多種信號，并采用解碼器分別顯現數據組合；波形主要是ECU 和傳感器、ECU 和執行器間的電壓隨著時間變化出現波動的數據信號，通過示波器對實際波形進行讀取，并將其與汽車維修手冊中的正常波形進行對比，實現故障的準確診斷，并查明故障成因。比如別克威朗1.5L 發動機氣門位置設置傳感器，如果發動機出現轉速升高、抖動，怠速不穩定的情況，可以使用解碼器對數據流進行讀取，發現節氣門開度信號異常，最小和最大測試值均偏離正常開度0～5 度，并且開度信號變化和正常變化相比更慢，可以確定故障點，重點檢查節氣門位置的傳感器是否松動，在修復完成后恢復轉速[6]。如果法案動機出現急速困難的故障，可以通過解碼器對數據流進行讀取，如果發現氧傳感器正常信號電壓低于0.1v 或者高于0.5v，且呈現不規則跳動，確定氧創拿起數值跳變緩慢，可確定氧傳感器故障。

6.3 規范故障診斷維修程序

電動機電控系統故障成因具有多樣性，能采用的診斷和維修方法眾多，任何診斷維修方法，都需要嚴格且規范的工作程序。在汽車行業快速發展的過程中，汽車診斷維修工作已基本形成科學的故障處理程序，可以根據相應的程度對電控系統的故障進行處理，提高電控系統故障診斷和維修的效率，便于維修人員快速找到故障并明確成因，及時對故障進行修復。在具體診斷時，維修人員需要通過與車主的溝通，大致了解故障表現、故障類型、故障出現時間等，只有全面了解汽車的整體狀況，才能有序開展故障診斷和維修工作，重點檢查汽車的維修記錄，判斷是否因為過去的維修不當導致，通過與車主的溝通進一步縮小診斷和維修的范圍，減少工作量。如果故障屬于發動機外部故障，則需要通過對電控系統外部的檢查，迅速識別、定位故障并采取適當的處理措施，如線路老化、客體損壞、線頭松動等都可以通過肉眼觀察的方式發現，不過在實際檢查中維修人員要重視對細節的掌握，不能漏過任何一個環節。在找到故障位置后，需要及時調取對應的故障碼，及時對故障碼進行讀取，對系統內的故障進行準確提示，方便維修人員快速掌握有關系統故障的信息。如果在掃描故障碼時，并沒有發現相應的故障問題，且汽車仍然處于無法正常啟動的狀態，則需要結合波形以及數據流展開故障的診斷[7]。由于不同汽車的發動機在性能、配置上存在差異，因此在實際診斷和維修的時候，還需要維修人員對不同各類的發動機有足夠的了解，對于一些智能化程度較高的汽車或帶有自診斷系統的汽車，可以在自診斷系統的幫助下快速定位故障，并迅速處理故障問題。例如，某汽車發動機點火后啟冷機運轉時存在怠速不穩定的情況，通過人工檢查對怠速螺釘進行調整后故障仍未得到處理，經檢查發生該發動機配置有自診斷裝置，可以采用該裝置進行故障診斷；在打開發動機蓋后，找到診斷小盒，將盒子中的TE1 和E1 插孔通過一根導線進行連接，點火后開關置于ON 檔啟動自診斷模式，在不啟動發動機和不踩油門踏板的情況下觀察儀表盤上觀察規章等上閃爍次數，結合故障代碼判斷故障位置，如果發現故障是因為節氣門位置的傳感器導致，因傳感器斷路或斷路導致的發動機怠速不穩，在連接線路進行檢查時如未發生斷脫，不過在檢查對接插件時發現老化、生銹，則需要及時更換或除銹，維修后檢查電路是否恢復正常，重新啟動發動機并對怠速螺釘進行調整，觀察發動機轉速是否處于正常水平，直到電腦記憶消除后對電腦故障顯示碼進行復查。

7 結語

綜上所述，汽車電控系統的故障成因多樣，許多故障能通過肉眼觀察、經驗判斷得出，不過還有許多復雜的故障，需要通過專用的儀器設備進行檢查。在具體診斷電控系統的故障時，需要結合故障的表現情況，采取不同診斷方法、儀器設備，啟動各項故障診斷程序，確保能準確、快速定位故障，在明確故障成因后采取有效的應對措施。