汽車發動機電控系統故障診斷與維修思路分析

【摘? 要】本文通過對汽車發動機電控系統自診斷的操作誤區進行概述，并結合實際案例中的故障現象，從檢修方法、檢修流程、維修思路方法等方面入手，確定最佳的維修方案，希望通過對實際案例故障的分析和說明，能讓汽車維修工得到啟發，以便能更快提高自己的故障診斷和維修技術水平。

【關鍵詞】汽車發動機；電控系統；診斷；維修

中圖分類號：U463.6? ? 文獻標志碼：B? ? 文章編號：1003-8639（ 2023 ）08-0089-02

Fault Diagnosis and Maintenance Technology of Automotive Engine Electronic Control System

LI Chao

（Department of Vehicle Engineering，Chongqing Creation Vocational College，Chongqing 402160，China）

【Abstract】This article provides an overview of the operational errors in self diagnosis of automotive engine electronic control systems，and combines the fault phenomena in actual cases to determine the best maintenance plan from the aspects of maintenance methods，maintenance processes，maintenance ideas and methods. It is hoped that through the analysis and explanation of actual case faults，automotive maintenance workers can be inspired to improve their fault diagnosis and maintenance skills more quickly.

【Key words】automobile engine；electric control system；diagnosis；repair

1? 汽車發動機電控故障診斷系統發展

從20世紀70年代末期到20世紀90年代中期，為解決汽車安全、節能和環保3大主題，汽車電控技術應用更加廣泛及完善，如1967年德國博世公司研制的電控汽油噴射系統，1970年美國福特及德國博世公司研制的ABS，1976年美國克萊斯勒公司首先裝用的電控點火系統等事件均歸屬于這一階段。20世紀90年代以后，電子技術應用擴展到汽車底盤、汽車車身、柴油機等多個領域，汽車電控系統日趨完善，汽車發動機電控故障診斷系統由發動機控制電腦（ECU）中識別故障和控制故障運行軟件系統、故障檢測電路和運行電路等構成。不同品牌的汽車故障代碼存儲樣式和顯示方式也千變萬化。故障代碼存儲于RAM中，RAM系統直接與蓄電池連接，因此，汽車電控系統故障代碼可以一直儲存。

2? 汽車發動機電控系統自診斷操作3大誤區

目前中國基本采用3種方式獲取汽車故障代碼：①依靠汽車儀表盤上故障指示燈間隔閃爍頻率來獲取；②借助于汽車解碼儀讀取故障碼；③依靠中國汽車生產廠商生產故障代碼分析儀，以漢字顯示的方式讀取故障碼文字說明。對比這3種獲取故障碼方式，因為前面的2種方式還要查詢文字資料，才能知曉含義，因此最后1種方式讀取汽車故障代碼的故障含義是最受歡迎的。無論采用何種方式讀取汽車故障代碼，若汽車電控系統的ECU出現記錄和儲存錯誤代碼，將對汽車電控系統帶來很多難題和認識誤區。下面3種情況是操作的3大誤區。

2.1? 汽車運行有故障，傳感器有故障而自診斷系統沒有檢測到參數

汽車ECU在檢測傳感器信號時，只接收傳感器在標準范圍內的正常信號，用來判斷傳感器性能并記錄故障代碼。在維修過程中，一旦對故障代碼進行了說明，就要檢查故障代碼中涉及的導線接頭、導線本身和傳感器，以發現并排除線路本身故障。如果傳感器靈敏度降低，傳感器響應慢，傳感器輸出數據偏移，自動自診斷程序就無法進行正常檢測。

汽車發動機存在故障，但汽車自診斷系統沒有故障代碼輸出，那么就應該基于發動機故障的科學分析，對汽車傳感器參數數據進行檢測，以發現和排除汽車傳感器故障。例如，汽車啟動時翼板空氣流量計殼體開裂漏氣，空氣流量計數據就會不準確，使汽車發動機出現故障，而ECU的自診斷系統因無法檢測到故障現象，因此沒有故障代碼輸出。

2.2? 汽車發動機ECU檢測錯誤，自診斷系統可能顯示錯誤代碼

電控汽車排氣系統裝有三元催化器（TWC），一旦使用含鉛汽油，這種故障特征有時特別明顯，在汽車維修過程中，會有汽車故障代碼顯示“汽車水溫傳感器開路或短路”，而發動機故障癥狀為：汽車發動機無論在冷車還是熱車都不易啟動，還伴有怠速不穩定和回火現象，發動機轉速一直無法提高。通過判斷該故障和水溫傳感器沒有什么關系，檢測水溫傳感器后并沒發現任何故障。當從排氣系統中取下TWC并分解后就會發現是TWC內部嚴重堵塞，導致不能有效排放汽車尾氣。由此可以判斷該發動機故障是因為TWC內部堵塞引起。

2.3? 汽車電控系統維修過程中會引發錯誤代碼

汽車電控系統進行修理過程中，由于操作不規范等，會導致汽車自診斷系統輸出錯誤的故障代碼。比如：在汽車發動機運轉過程中，把發動機任意傳感器插頭取下，每取下一個傳感器線束插頭，汽車自診斷系統會記錄本次故障碼。此外，如果在上次汽車發動機修理過程中，由于操作不當而沒完全清除故障碼，則ECU會將原有舊故障代碼進行保存，所以在對汽車電控系統進行修理過程中應注意：不應該人為操作而出現故障代碼，給修理過程帶來代碼混亂和很多困難，因此，當汽車維修結束，應該清除汽車里面全部的故障代碼。

3? 故障案例

3.1? 故障現象

一輛寶馬320i汽車，汽車行駛6年，里程78300km，車主反饋最近汽車怠速不穩，加大油門，加速也無力。該汽車的技術特點為：該汽車采用6缸缸內直噴式DOHC發動機，發動機采用DOUBLE-VANOS雙凸輪軸可變氣門正時技術，采用M50汽車發動機，獨立點火系統。查詢該車資料，發現該ECU是采用西門子系統MS40.1發動機電控系統。

3.2? 系統波形檢測與參數分析

用寶馬專用解碼儀讀取故障代碼，顯示故障為第2缸點火控制線路控制不良。該故障碼儲存的是當點火時間高于或者低于規定時間，可能是根本沒有點火情況產生。因為該汽車采用獨立點火系統，并且點火控制單元集成在ECU內部，所以無法查看點火指示信號電壓波形，不容易查看點火二次波形，只能用專用解碼儀進行點火1次信號電壓波形檢測。通過用解碼儀測試，發現除去第2缸以外的氣缸都能顯示正常的點火1次信號電壓波形，如圖1所示，而第2缸幾乎沒有任何波形顯示。

3.3? 故障原因分析

1）該故障可能的故障原因：汽車發動機點火線圈工作不良；火花塞本身性能不良；火花塞間隙不符合標準數值。

2）該故障可能無火花的原因：點火系統初級線圈有斷路故障；點火系統初級線路或者次級線路有電源短路故障；點火線圈的次級線路與點火監控電阻的搭鐵有斷路故障；如果代碼有多缸的存在，發動機轉速小于620r/min，則在ECU與點火監控電阻間的電路可能有斷路故障。

3.4? 故障維修思路與流程

用寶馬汽車專用解碼儀讀取第2氣缸故障，具體故障診斷與維修思路如下。

3.4.1? 檢查發動機火花塞和點火線圈

用專用工具拆下點火線圈和火花塞，用塞尺檢測火花塞的間隙為0.9mm，屬于正常標準范圍，火花塞電極外觀正常，沒有黑色積碳，火花塞裙部無裂紋，對火花塞裙部進行清潔操作。測量點火線圈1次側電阻，第2缸電阻為無窮大，而正常值為0.6～6.5Ω，由此判斷點火線圈斷路，該點火線圈的二次電阻無法測量。

3.4.2? 檢查發動機電控單元ECU與點火電路通斷情況

查詢寶馬320i汽車整車電路圖，按照電路圖檢查發動機ECU與點火線圈線路導通情況，參數在標準范圍內，也沒有任何短路和搭鐵現象。

3.4.3? 檢查發動機點火系統監控電阻

1）采用靜態檢測法：斷開汽車點火開關于OFF擋，拆開該ECU線束接頭，測量線束15#引腳（M331）或者62#引腳（MS40.1）與搭鐵之間的電阻值為302Ω。接回線束接頭，點火開關打在ON擋位，進入ECU接頭端進行測量，15#引腳（M331）與62#引腳（MS40.1）的電壓為0V。

2）采用動態測試法：起動汽車發動機，怠速運轉，測量發動機電控單元ECU的15#腳（M331）與ECU搭鐵端電壓值為0.91V，62#引腳（MS40.1）與ECU搭鐵端電壓值為0.68～0.92V。

3.4.4? 檢查汽車發動機點火系統電壓和波形

讓點火開關開在ON擋時，測量點火線圈線束側的電壓值為12.09V，電源供電正常。為進一步確定故障原因，把第1缸和第2缸點火線圈進行交換，交換后發現發動機振動更強烈，更加速無力。用專用解碼儀讀取故障碼，顯示2個故障代碼分別為：第1缸點火線路控制不良，第2缸點火線路控制不良。用汽車專用解碼儀再次進行點火1次信號電壓波形檢測，結果發現第1缸沒有任何波形，第2缸點火波形如圖2所示。

3.4.5? 互換點火線圈

與圖2點火電壓波形對比，互換點火線圈，第1、2缸均不點火，第1缸無波形是因為點火線圈1次側斷路，而第2缸波形幾乎為一條直線，幾乎無任何變化，是因為點火線圈1次側正常沒有斷線，而無正常波形出現是因為ECU系統不良，不為1次側提供有效搭鐵。通過該故障診斷，判斷出是ECU和點火線圈的故障，更換這兩部件，故障徹底排除，汽車功能恢復全部正常。

4? 發動機電控系統故障診斷與維修注意事項

1）接通點火開關時，不允許拆開任何12V汽車電器設備，防止電器設備中的線圈自感作用產生的瞬時電壓損壞ECU或傳感器。

2）汽車發動機發生故障時，忌盲目拆檢。應先對機械部分排除故障后，再檢查電控系統。

3）故障診斷時，先根據“故障指示燈”工作情況進行相應檢查。

4）注意檢查線束連接器是否清潔，連線是否可靠。

5）對汽車電控燃油系統檢修前，應拆開蓄電池負極，以免損壞電控系統元件。

6）診斷與維修中，注意各車型線束連接器的鎖扣型式，不可盲目用力硬拉。安裝時，要插接到位，鎖扣鎖住。

7）對電控系統電路或元件進行檢查時，必須使用高阻抗數字萬用表檢查電壓、電阻或電流。

8）加裝電器設備應遠離ECU，防止干擾或加裝防干擾屏蔽設施。

9）汽車發動機熄火后，汽車電控燃油供給系統殘余壓力仍較高，對該系統進行拆檢維修前，必須釋放電控燃油系統的殘余壓力。

5? 分析與總結

汽車發動機電控系統故障診斷與維修中，要高度重視發動機電控系統自診斷的操作誤區，并結合汽車發生的故障現象，確定最佳維修方案，達到最佳效果。汽車發動機電控系統故障維修結束時，要用專用解碼儀進行電控系統掃描操作，如果有故障代碼，要確保全部清除，汽車更換系統部件后，應該進行各系統基本設定或者是自適應學習過程。希望汽車維修工通過嚴謹、科學的操作行為，提高自己故障診斷和維修技術水平，以便能早日成為現代汽車的維修大師。

參考文獻：

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[2] 蔡水山，郭勇. 汽車電控發動機系統故障診斷與維修技術分析[J]． 農機使用與維修，2022（6）：126-128.

[3] 王彬彬. 發動機電控系統中常見的傳感器故障與檢修方法[J]． 現代制造技術與裝備，2017（6）：98-99.

（編輯? 凌? 波）

作者簡介

李超（1983—），男，副教授，高級實驗師，汽車維修工高級技師，主要從事汽車檢測與維修技術專業方面教學和科研工作。