2.5　　電控單元(ECU)的故障檢修

柴油機電控單元(ECU)本身及線路不良,都會造成柴油機啟動困難或不能啟動、怠速不穩甚至熄火、加速不良、排氣管冒黑煙等故障。其主要原因是電控單元(ECU)線路接觸不良、接頭氧化或脫落、外來水分進入電控單元內部等造成電控單元損壞或維修時操作不當而燒壞電控單元等。

電控單元及其控制線路的故障,可用該車型的電控單元檢測儀或通用于各車型的汽車電控單元解碼器來檢查。如果沒有這些檢測設備,也可利用萬用表測量電控單元一側插座上各端子的電壓或電阻,以判斷電控單元及其控制線路有無故障。用這種方法檢測電控單元及控制線路的故障必須以被測車型的詳細資料為依據。

這些資料包括:該柴油機的ECU接線圖或電路圖(如圖2?21和圖2?22所示);電控單元線束插頭中各接插端口(見表2?15~表2?17)與控制系統中的哪些傳感器、執行器相連接;各接插端口在柴油機不同工作狀態下的標準電壓值。檢測時如發現異常則表明有故障:與執行器連接部分異常,則表明電控單元有故障;與傳感器連接部分異常,則可能是傳感器線路故障。

(1)故障檢測診斷方法

對于ECU檢修作業的關鍵在于判斷ECU故障原因和ECU故障部位的診斷,至于維修作業,主要是通過更換和電路焊接來處理。下面給出九種故障檢測診斷方法,使用者可以根據自己的實際情況做相應的選擇。

1)直觀檢查法

直觀檢查法是通過視覺去觀察電路、元器件等的工作狀態,從中發現異常,直接查找故障的部位和原因。這是所有檢查法的基礎步驟。通過仔細觀察,了解ECU的基本信息(如型號、引腳、應用車型等),并掌握故障可能的外部表現跡象,如密封不良、進水、外部斷路、外部短路、嚴重燒蝕等。該方法的特點是簡單、快捷且方便,但收效相對低,在使用時應和其他檢查方法緊密結合。

2)接觸檢查法

接觸檢查法是ECU在工作狀態下,檢查人員通過直接接觸去尋找故障點。在與待查電控元件接觸的過程中通過觸覺感知溫度,通過嗅覺感知氣味,確認是否有異常表征。該方法方便、簡單、實用、針對性強,能夠直接發現故障部位,但必須要有豐富的檢查經驗,才能獲得準確的檢查結果。為了避免引發新的故障,在檢查過程中,ECU要放置平穩,注意電路板或電子元件與其他部分尤其是車身底盤部分保持安全距離,以免線路搭鐵,造成不可修復的故障。

3)故障再生法

故障再生法是有意識地讓故障重復發生,并力圖使故障的發生、發展、轉化過程變得比較緩慢,以便提供充足的觀察機會、次數、時間和過程,在觀察過程中發現影響故障的因素,從而查出故障部位和原因。對于ECU來說,間歇性故障幾乎都是在一些特定的環境下出現的,因此,為了讓故障再現,就需要采取一些必要的措施,模擬故障顯現環境。結合汽車和工程機械的使用條件,通常采用的方法有四種:

① 振動法。通過輕輕地振動、拍打、敲擊ECU,拉動ECU連接線束,再現振動條件下發生的間歇性故障。

② 水淋法。用水澆淋風窗玻璃或發動機罩,再現ECU因受潮而發生的間歇性故障。注意絕對不能將水直接澆到ECU上。

③ 加熱法。可以用電吹風或熱風槍對 ECU 或分析部位進行加熱,再現因溫度過高而發生的間歇性故障。這個操作要注意,溫度不能超過85℃風口,與ECU電路板要保持20cm以上的安全距離。

④ 電器全接通法。將ECU從車上拆下,接通汽車全部用電設備,再現ECU因電路電流過大而發生的間歇性故障,故障重現后及時診斷排除故障。此方法主要適用于間歇出現的故障,即ECU時好時壞的情況,對于一直處于不良狀態的情況,則不宜采用。

4)參照檢查法

參照檢查法是一種利用比較手段來尋找故障部位的檢查方法。通常用一個性能良好的 ECU,?測量其關鍵部位的參數,包括電壓、電阻等。運用移植、比較、借鑒、引申、參照等手段,查出不同之處,以便診斷故障部位和原因。大部分故障都可以采用此方法檢測出來,因為有一個ECU作為參照物對比檢測,就能發現故障ECU的不同之處,從而查明故障部位和原因。

參照分為實物參照和圖紙參照兩種。實物參照需要用兩輛同型號的車輛,對其兩塊ECU 進行性能和檢測參數對比。圖紙參照操作起來比較容易,但大部分ECU的電路圖查找起來比較困難。當通過參照檢查法已經將故障范圍縮小到局部的集成電路時,可按ECU的型號查找技術資料,了解其余電路、各引腳功能等。通常各種型號ECU的主要應用電路是相同的或相近的,這樣就可以參考典型電路來指導維修。

5)替代檢查法

替代檢查法的基本思路是用一個性能可靠的元器件去替代一個待查的元器件或電路,如果替代后工作正常,說明待查元器件出現故障。如果替代后故障現象不變,則可排除待查元器件的故障可能性,進一步縮小故障范圍。替代檢查法適用于各種故障診斷,但在采用時要有針對性,這樣會節省診斷時間,提高診斷成功率。在運用替代法檢查的過程中,還應注意以下幾點:

① 在特殊情況下,一個故障是由兩個或兩個以上故障點造成的,此時若只替代了其中一個元件則故障現象仍然不變,必須同時替代兩個或多個待查元件直到故障現象消除,然后逐一嘗試替換為原元件,結合伴隨的現象來判斷故障部位。

② 替代檢查法對僅有一兩個元件存在故障的情況較為實用,通常是在其他方法診斷出具體的方向和范圍之后采用。盲目的替換往往會對電路板、元器件造成二次損壞。

③ 對于集成電路這樣的多引腳元器件,采用替代檢查法需要特別慎重,通常是在有明確的結論后才進行替代檢查。同時,在替代操作過程中,若要焊接作業,必須在斷電的情況下進行。

6)電壓檢查法

電壓檢查法主要是對ECU內關鍵點的電壓進行實時測量,以找出故障部位。這些關鍵點主要是各集成電路的供電電源、線路中連接蓄電池的主電源、受點火開關或電源開關控制的電源、內部經過集成穩壓器或調整三極管輸出的穩壓電源。電路中的數字電路、微處理器等基本上都工作在5V或更低的工作電壓下,12V的蓄電池電壓是無法直接加到這些元件的電源引腳上的,必須由穩壓電路為其提供合適的工作電壓。穩壓電路在降低電壓的同時可濾掉脈沖類干擾信號,以避免對數字電路的工作帶來影響。

對于這些關鍵電路的電源電壓,工作期間是固定不變的,但為了提高測量的可靠性,測量應確定在點火開關或電源開關接通而柴油機不啟動的狀態下進行。采用數字萬用表對ECU 的集成電路的電壓進行檢測,能掌握各電路及元器件的工作狀況。

7)電阻檢查法

電阻檢查法是利用萬用表,通過檢測線路的通斷、阻值的大小以及元器件的好壞,來判別故障原因和故障部位。此種方法主要適用于元器件和銅箔線路的檢測。

① 對于元器件的檢測,除了常規的電阻、二極管、三極管外,一些集成電路也可以采用此種方法進行檢測。對于集成電路來講,如引腳功能結構相同、外電路結構相似,其對地電阻應十分接近,因此可以采用萬用表對其進行正反向的測量,然后比較測量值,找出故障點。這種測量方法對于找不到芯片資料,而元件外部連線結構形式相同的集成電路來說,是一種有效的測檢方法。

② 銅箔線路經常發生開裂和斷路故障。開裂的原因主要是車輛的沖擊、振動。而ECU進水受潮是造成銅箔腐蝕斷路的主要原因。很多車輛的ECU/ECM/PCM安裝于駕駛室地板下或側面踢腳板的旁邊,在雨天和潮濕的條件下ECU/ECM/PCM很容易進水,如不及時處理,銅箔在水汽的作用下漸漸腐蝕故障的可能性就越來越大。在實際操作時,必須查清銅箔線路的走向,這可通過線路兩端電阻檢測來判別。

8)波形檢查法

波形檢查法是采用專用或通用示波器,對ECU關鍵點的波形進行測量和檢查,對微處理器MCU的相關引腳波形進行測量,從而判斷ECU是否正常。因正常狀態下,四個信號波形是相同的,僅時間軸略有差異。通過對輸入信號波形的測量比較,就可判斷故障是否來自ECU。不僅如此,波形檢查法也可對傳感器的輸入信號、經輸入電路后送給MCU或 A/D 轉換器的信號、輸出信號及各種驅動器的輸入/輸出信號進行檢測分析。

9)信號輸入檢測法

信號輸入檢測法是采用信號發生器給電路輸入相同或相近信號,在輸出端觀察執行器的動作情況,或在輸出端連接示波器或萬用表,根據指示波形或顯示信號高低來判斷故障范圍。采用該方法應對電路結構原理有全面的認識,對相應的波形要有所了解,并需要專門的儀器設備,且操作麻煩,但對于解決疑難故障來說,是一個行之有效的方法。

(2)ECU 維修注意事項

① 在對ECU檢修之前,必須認真檢查外電路,排除外電路故障,確認外電路正常之后方可對ECU進行檢修。

② ECU故障主要有電源電路故障、輸入/輸出電路故障、存儲器故障和一些偶然因素造成的特殊故障。

③ ECU的檢測診斷方法有直觀檢查法、接觸檢查法、故障再生法、參照檢查法、替代檢查法、電壓檢查法、電阻檢查法、波形檢查法、信號輸入檢測法等九種(如前所述)。

④ 各種檢測診斷方法都有一定的使用特點和范圍,同一故障可能交叉采用幾種方法,也可能幾種方法都能采用,選擇時應結合柴油機型號或車輛型號、ECU的特點和故障特征來選擇合理的方法,以便檢測診斷安全、快速、準確。