《电控发动机维修》项目4 电控汽油发动机ECU与诊断（1）（讲义） 河南省汽修类 考点讲练测

编写说明：河南省《汽车运用与维修类考点讲练测》专辑，是依据河南省中等职业学校毕业生对口升学考纲（汽车运用与维修类）的考试范围与要求编写的。紧密围绕汽车运用与维修类专业考纲所涉及的四门课程的 25 个项目的要求，精心编撰了52套讲练测。每套讲练测的内容均涵盖考点解读、思维导图、知识梳理、师生互动、概念强化、高考真题或高考模拟、课堂练习、课堂小结以及课后自测九个环节。 本讲属于河南省《汽车运用与维修类考点讲练测》的第49套，包含讲义、课件以及课后自测这三个教学文件，且与之配套使用的还有河南省《汽修类考纲百套卷》。欢迎各位老师下载使用，并敬请给予宝贵建议。 河南省《汽车运用与维修类考点讲练测》 【电控发动机维修】 项目4 电控汽油发动机ECU与诊断（1）讲义 [考纲要求] 1.掌握自诊断系统的组成及分类； 2.了解自诊断系统的工作原理； 3.掌握常见车型的自诊断系统的测试； 4.熟练掌握OBD-Ⅱ自诊断系统的特点及备用功能。 [思维导图] [知识梳理] 任务1 ECU 一、ECU的作用和基本功能 ECU 是电控发动机的控制核心，是一种电子综合控制装置。它的作用是根据其储存的程序对发动机传感器输入的各种信号进行运算、处理、判断，并输出指令，控制有关执行器的动作，达到快速、准确、自动控制发动机的目的。 ECU有以下基本功能。 (1) 接收传感器或其他装置输入的信号，给传感器提供参考(基准) 电压；将输入的信息转变为微型计算机所能够接收的信号。 (2) 储存、计算、分析处理信息； 计算输出值所用的程序； 储存该车型的特点参数；储存运算中的数据和故障信息。 (3) 根据信息参数求出执行指令数值； 将输出的信息与标准值比较，查出故障。 (4) 输出执行指令； 把弱信号变成强的执行指令； 输出故障信息。 (5) 自我修正功能(自适应功能)。在发动机控制系统中，ECU 不仅用来控制电控汽油喷射系统，还具有点火提前角控制、怠速控制、排放控制、进气控制、增压控制、 自诊断、失效保护和备用控制等多项控制功能。 二、ECU的组成 ECU 主要由输入回路、A/D 转换器(模/数转换器)、微型计算机(微机) 和输出回路四部分组成。 1. 输入回路 输入回路的作用是将传感器输入的信号去除杂波，先把正弦波转换为矩形波，再将矩形波转换为输入电平。 2. A/D转换器(模/数转换器) 传感器输入给 ECU 的模拟信号，微型计算机不能直接处理，要先用 A/D 转换器将模拟信号转换为数字信号后再输入微型计算机。 3. 微型计算机(微机) 微型计算机的作用是根据发动机工作的需要，把各种传感器(经输入回路及A/D 转换器) 送来的信号用内存中的程序进行运算处理，并把处理结果(如汽油喷射控制信号、点火控制信号等)送往输出回路。微型计算机由中央处理器(CPU)、存储器、输入/输出装置和总线等组成。 4. 输出回路 微型计算机输出的是低压数字信号，不能直接驱动执行元件。输出回路的作用就是将微型计算机输出的数字信号转换为可以驱动执行元件的输出信号。输出回路多采用大功率晶体管，由微型计算机输出的信号控制其导通和截止，从而控制执行元件的搭铁回路。 三、ECU的电源电路 由蓄电池向 ECU 供电的电路称为 ECU 的电源电路，该电路主要由点火开关和主继电器组成。 任务2 电控汽油发动机自诊断系统 一、自诊断系统 自诊断系统可以监测、诊断发动机控制系统的工作情况及工作中出现的故障。当检测到来自传感器和执行器的故障信息时，立即将“CHECK ENGINE”(检查发动机) 警告灯点亮，同时将故障信息以故障码的形式存入ECU的存储器中。 维修人员对车辆进行检修时，可通过一定的程序将存储器中的故障码读出，以协助其判断故障的类别和范围，以便及时进行维修。简而言之，自诊断系统的功能就是向驾驶员或维修人员提供故障码。故障码的读取方法因汽车型号的不同而有所差异。 二、自诊断系统的组成及分类 自诊断系统的组成基本相同，主要由 ECU、“CHECK ENGINE”警告灯、触发和显示元件等组成。“CHECK ENGINE”警告灯的功能主要包括：检查功能，当接通点火开关时，“CHECK ENGINE”警告灯应点亮, 起动发动机转速高于 500r/min时,“CHECK ENGINE”警告灯应熄灭，此时说明指示灯显示正常，发动机工作无故障； 警告显示功能，当ECU 的任何一个输入、输出信号出现故障时，“CHECK ENGINE”警告灯点亮，告知驾驶员电控系统出现故障，只有当故障排除后，发动机恢复正常工作时，“CHECK ENGINE”警告灯才会熄灭； 闪烁显出故障码，在一些电控汽油发动机上，储存在 ECU存储器中的故障码，可通过一定的读取程序输出，并由“CHECK ENGINE”警告灯以闪烁的形式显示出来。 自诊断系统按照触发方式和显示方式的不同可进行如下分类。 1. 按照触发方式的不同分类 (1) 跨接“诊断插座”触发。 (2) 按压“诊断按钮”或拧动“诊断开关”触发。 (3) 点火开关“通-断”触发。 (4) 空调控制面板触发。 2. 按照显示方式的不同分类 (1) 灯光闪烁显示式。 (2)数字显示式。 (3) 电压脉冲显示式。 三、自诊断系统的工作原理 电控系统工作时，正常的输入、输出信号都是在规定范围内变化。当某一电路出现异常值或输入 ECU 不能识别的信号时，ECU 就会判定为该电路中的传感器或执行器发生故障。当发动机水温传感器正常工作时，冷却液温度工作范围设定在-30~120℃，其输出电压值在0.3~4.7V；当发动机水温传感器发生故障(断路或短路)时，发动机水温传感器向ECU 输出的电压信号就会小于 0.3V 或大于 4.7V。ECU 检测到电压信号超出规定范围时，即判定发动机水温传感器信号电路有断路或短路故障，并以代码的形式将此故障储存在存储器中。 1. 普通方式读取故障码 (1) 将点火开关置于 ON挡，不起动发动机。 (2) 用自诊断连接线(SST) 短接诊断插座中的TE1 端子和 El端子。 (3) 根据“CHECK ENGING”警告灯的闪烁特征读取故障码。 (4) 完成检查后，拆卸自诊断连接线。 2. 试验方式读取故障码 试验方式检测故障的能力和灵敏度较高。它还能检测起动信号、气门怠速触点信号、空调开关信号和空挡开头信号等。而且普通方式中可以检测到的项目，在试验方式中同样可以检测到。 (1) 操作程序。 ① 关闭点火开关后，用自诊断连接线跨接诊断插座中的TE1 端子和 El端子。 ② 将点火开关置于 ON 挡,此时“CHECK ENGINE”警告灯将快速闪烁(灯光闪烁间隔时间为0.13s)。 ③ 起动发动机，以驾驶员所描述的故障状态行驶，车速不低于 10km/h。 ④ 路试之后，用自诊断连接线跨接诊断插座中的TE1端子和E1端子，即 TE1 端子、TE2端子和El端子相互短接。 ⑤ 根据“CHECK ENGINE”警告灯的闪烁特征读取故障码。若在 ECU 中记录多个故障码，则不管故障发生的先后次序如何，输出的故障码都是数字小的在前，数字大的在后。若电控系统中未出现故障，触发自诊断系统后，“CHECK ENGINE”警告灯将一直闪烁，灯光闪烁间隔时间为0.25s。 ⑥ 完成检查后，拆卸自诊断连接线。 (2) 注意事项。 ① 如果在点火开关接通的情况下，将 TE2 端子和 E1 端子短接，那么试验方式的测试将不能开始。 ② 路试时，如果车速低于 5km/h，那么读取故障码“42”(车速信号)属于正常现象。 ③当发动机未起动时，读取故障码“43”(起动信号) 也属于正常现象。 3. 故障码的清除方法 关闭点火开关，从配电中心拔下“EFI”熔断器 10s 以上，或拆下蓄电池负极搭铁线均可将 ECU 存储器中的故障码清除。但后一种方法会使时钟和音响等装置中储存的信息丢失。 4. 故障码的含义 丰田汽车发动机故障说明及故障码所表示的信号范围见相关技术资料。 四、OBD-Ⅱ自诊断系统 OBD-Ⅱ自诊断系统使电控汽油发动机自诊断系统逐步走向统一。由于标准的统一，因此只需要通过一台仪器和同一接口即可对各种车辆进行检修，从而提高了故障诊断的准确性和车辆的检修速度及检修质量。 OBD-Ⅱ自诊断系统的主要特点如下。 (1) 采用统一形式的16端子诊断插座，并统一将诊断插座安装在驾驶区仪表板的下方。 (2) 具有数据通信传输和分析(Data Link Connector, DLC) 功能。OBD-Ⅱ自诊断系统配有两种标准形式的资料传输线：ISO—欧洲统一标准，用“7”“15”端子； SAE—美国统一标准，用“2”“10”端子。利用 OBD-Ⅱ自诊断系统的DLC 功能，能够了解该车型各种控制系统的有关资料，方便维修时资料的查找。 (3)具有行车记录功能。维修人员从车辆上读取故障码，只能告知故障的性质和范围。利用 OBD-Ⅱ自诊断系统的行车记录功能，在提供故障码的同时，还能获得故障车辆行驶过程中的有关数据资料，通过与基本数据资料的对比，维修人员便可快速分析出故障原因。 (4) 具有利用仪器读取和清除故障码的功能。 (5) 具有记忆和重新显示故障码的功能。 五、备用功能 备用功能又称备用系统。当 ECU 内的微处理器控制程序出现故障时，ECU 把燃油喷射和点火提前角控制在预定水平上，作为一种备用功能强制发动机工作，使车辆继续行驶。但备用功能只能维持车辆的基本功能，而不能保持其正常的运行功能。 [师生互动] 1.ECU的作用和基本功能是什么？ 【答案】ECU是电控发动机的控制核心，其作用是根据储存的程序对发动机传感器输入的各种信号进行运算、处理、判断，并输出指令，控制有关执行器的动作，达到快速、准确、自动控制发动机的目的。其基本功能包括接收传感器信号并处理、储存计算分析处理信息、求出执行指令数值并查故障、输出执行指令和故障信息、具有自我修正功能。 2.自诊断系统的功能是什么？ 【答案】自诊断系统可以监测、诊断发动机控制系统的工作情况及工作中出现的故障。当检测到来自传感器和执行器的故障信息时，立即将“CHECK ENGINE”警告灯点亮，同时将故障信息以故障码的形式存入ECU的存储器中，向驾驶员或维修人员提供故障码，以协助判断故障的类别和范围，以便及时进行维修。 3.OBD-Ⅱ自诊断系统的主要特点有哪些？ 【答案】OBD-Ⅱ自诊断系统的主要特点有采用统一形式的16端子诊断插座并安装在驾驶区仪表板下方；具有数据通信传输和分析功能，配有两种标准形式的资料传输线；具有行车记录功能，能获得故障车辆行驶过程中的有关数据资料帮助分析故障原因；具有利用仪器读取和清除故障码的功能；具有记忆和重新显示故障码的功能。 4.备用功能是什么？ 【答案】备用功能又称备用系统。当ECU内的微处理器控制程序出现故障时，ECU把燃油喷射和点火提前角控制在预定水平上，作为一种备用功能强制发动机工作，使车辆继续行驶。但备用功能只能维持车辆的基本功能，而不能保持其正常的运行功能。 [概念强化] 1.（单项选择题）ECU的核心组成部分是（ ）。 A.输入回路 B.A/D转换器 C.微型计算机 D.输出回路 【答案】C 2.（单项选择题）自诊断系统中，“CHECK ENGINE”警告灯在什么情况下应熄灭？（ ） A.接通点火开关时 B.发动机转速高于500r/min时 C.检测到故障时 D.任何时候都不熄灭 【答案】B 3.（单项选择题）OBD-Ⅱ自诊断系统采用的统一诊断插座有多少个端子？（ ） A.16个 B.14个 C.12个 D.10个 【答案】A 4.（单项选择题）当ECU内微处理器控制程序出现故障时，启动的是（ ）。 A.自诊断系统 B.备用功能 C.正常功能 D.无任何反应 【答案】B 5.（判断题）ECU只能控制电控汽油喷射系统。（ ） 【答案】× 6.（判断题）“CHECK ENGINE”警告灯在接通点火开关时应点亮。（ ） 【答案】√ 7.（判断题）OBD-Ⅱ自诊断系统没有统一的诊断插座。（ ） 【答案】× 8.（判断题）备用功能能使车辆保持正常的运行功能。（ ） 【答案】× [高考模拟] 1.（单项选择题）ECU的输入回路主要作用是（ ）。 A.放大输入信号 B.将模拟信号转换为数字信号 C.去除传感器输入信号的杂波 D.输出执行指令 【答案】C 2.（单项选择题）在自诊断系统中，故障码通常存储在（ ）。 A.传感器中 B.执行器中 C.ECU的存储器中 D.警告灯中 【答案】C 3.（单项选择题）OBD-Ⅱ自诊断系统中，资料传输线采用的欧洲统一标准是利用（ ）端子。 A.“2”“10” B.“7”“15” C.“5”“12” D.“4”“9” 【答案】B 4.（单项选择题）当ECU检测到某一电路出现异常值时，会判定为该电路中的（ ）发生故障。 A.ECU B.输入回路 C.传感器或执行器 D.输出回路 【答案】C 5.（单项选择题）备用功能启动时，车辆的运行状态是（ ）。 A.正常运行 B.停止运行 C.基本功能维持，不能正常运行 D.性能提升 【答案】C 6.（判断题）ECU不需要给传感器提供参考电压。（ ） 【答案】× 7.（判断题）“CHECK ENGINE”警告灯只有在出现故障时才会点亮。（ ） 【答案】× 8.（判断题）OBD-Ⅱ自诊断系统不能记忆和重新显示故障码。（ ） 【答案】× 9.（判断题）备用功能可以让车辆保持和正常状态完全一样的性能。（ ） 【答案】× 10.（判断题）ECU的输出回路可以直接驱动执行元件。（ ） 【答案】× 11.（名词解释题）自诊断系统 【答案】可以监测、诊断发动机控制系统的工作情况及工作中出现的故障。当检测到来自传感器和执行器的故障信息时，立即将“CHECK ENGINE”警告灯点亮，同时将故障信息以故障码的形式存入ECU的存储器中，向驾驶员或维修人员提供故障码，以协助判断故障的类别和范围，以便及时进行维修。 12.（名词解释题）备用功能（备用系统） 【答案】当ECU内的微处理器控制程序出现故障时，ECU把燃油喷射和点火提前角控制在预定水平上，作为一种备用功能强制发动机工作，使车辆继续行驶。但备用功能只能维持车辆的基本功能，而不能保持其正常的运行功能。 [课堂练习] 一、名词解释题 1.输入回路 【答案】ECU的组成部分之一，作用是将传感器输入的信号去除杂波，先把正弦波转换为矩形波，再将矩形波转换为输入电平。 2.行车记录功能 【答案】OBD-Ⅱ自诊断系统的功能之一，在提供故障码的同时，还能获得故障车辆行驶过程中的有关数据资料，通过与基本数据资料的对比，维修人员便可快速分析出故障原因。 3.数据通信传输和分析功能 【答案】OBD-Ⅱ自诊断系统的功能之一，配有两种标准形式的资料传输线，能够了解该车型各种控制系统的有关资料，方便维修时资料的查找。 二、单项选择题 4.ECU的A/D转换器的作用是（ ）。 A.去除信号杂波 B.将数字信号转换为模拟信号 C.将模拟信号转换为数字信号 D.输出执行指令 【答案】C 5.在自诊断系统中，用自诊断连接线短接诊断插座中的TE1端子和E1端子是为了（ ）。 A.触发自诊断系统 B.关闭自诊断系统 C.清除故障码 D.检查警告灯 【答案】A 6.OBD-Ⅱ自诊断系统的统一诊断插座安装在（ ）。 A.发动机舱 B.驾驶区仪表板下方 C.后备箱 D.车辆底部 【答案】B 7.当ECU判定某传感器发生故障后，会以（ ）的形式将此故障存储在存储器中。 A.文字描述 B.图形 C.代码 D.声音 【答案】C 8.备用功能启动后，对车辆的燃油喷射和点火提前角控制在（ ）水平。 A.最佳 B.随机 C.预定 D.不变 【答案】C 三、判断题 9.ECU的输入回路只接收数字信号。（ ） 【答案】× 10.“CHECK ENGINE”警告灯在发动机任何故障下都闪烁显示故障码。（ ） 【答案】× 11.OBD-Ⅱ自诊断系统的资料传输线只有一种标准。（ ） 【答案】× 12.备用功能可以让车辆长时间正常行驶。（ ） 【答案】× 13.ECU的输出回路输出的都是强信号。（ ） 【答案】× [课堂小结] 1. ECU的作用和组成 2. 自诊断系统的组成及分类。 3. 自诊断系统的工作原理。 4. OBD-Ⅱ自诊断系统及备用功能。 学科网（北京）股份有限公司 $$