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五十鈴（6HK1）歐Ⅲ電控發(fā)動(dòng)機(jī)的一例故障檢修

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本文主要講述五十鈴（6HK1）歐Ⅲ電控發(fā)動(dòng)機(jī)的一例故障檢修，針對(duì)因發(fā)動(dòng)機(jī)線束斷路，造成怠速不能平滑調(diào)整，發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈長(zhǎng)亮，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU記錄一個(gè)故障碼31（即發(fā)動(dòng)機(jī)怠速選擋傳感器故障）。文章著重介紹該故障的診斷、分析和排除過程，并作技術(shù)性探討與相關(guān)交流。

電控發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 地線 數(shù)字地 模擬地。

前言：隨著現(xiàn)代汽車工業(yè)的飛躍發(fā)展，對(duì)車輛節(jié)能、環(huán)保等各方面的要求不斷提高，車輛排放標(biāo)準(zhǔn)也在不斷提高。發(fā)動(dòng)機(jī)從傳統(tǒng)的直列式高壓油泵到現(xiàn)在的燃油共軌技術(shù)，由機(jī)械控制到電子控制，技術(shù)在不斷更新和進(jìn)步。汽車維修業(yè)不可避免地面對(duì)汽車電控技術(shù)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，不跨越現(xiàn)代汽車電控技術(shù)這道門檻，就難以在當(dāng)今汽修行業(yè)中立足。汽車電子技術(shù)無(wú)情地把住了現(xiàn)代汽車維修行業(yè)的大門，因此盡快掌握汽車電控技術(shù)，是擺在汽車維修業(yè)面前的緊迫任務(wù)。本文講述的這一故障是關(guān)于五十鈴（6HK1）歐Ⅲ電控發(fā)動(dòng)機(jī)的一例故障。

一、故障現(xiàn)象

一輛由車廠出廠送到客戶手上還沒有正式投入營(yíng)運(yùn)的宇通ZK6930H客車，駕駛員反映發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈長(zhǎng)亮，但是動(dòng)力沒有變化，只是怠速不能平滑線性調(diào)整，只能在500轉(zhuǎn)/分鐘或1000轉(zhuǎn)/分鐘兩種工況狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)，而中間沒有過渡過程。

二、柴油電控發(fā)動(dòng)機(jī)ECU的基本工作原理

各種輸入信號(hào)通過傳感器及其他信息輸入ECU中，電控發(fā)動(dòng)機(jī)ECU連續(xù)監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)各傳感器傳送過來的信號(hào)。在系統(tǒng)存儲(chǔ)器中，存有發(fā)動(dòng)機(jī)的各種有關(guān)調(diào)控參數(shù)或狀態(tài)的目標(biāo)數(shù)據(jù)或參數(shù)圖譜（稱為MAP圖），這些數(shù)據(jù)是柴油機(jī)的各種不同參數(shù)和最優(yōu)運(yùn)行結(jié)果的綜合，一般通過統(tǒng)計(jì)或?qū)崪y(cè)得到。當(dāng)由傳感器檢測(cè)到的發(fā)動(dòng)機(jī)的某一實(shí)際參數(shù)輸入ECU后，首先與存儲(chǔ)器中的相應(yīng)參數(shù)和最優(yōu)運(yùn)行結(jié)果比較，如果兩者相同，則電控系統(tǒng)保持原狀態(tài)，發(fā)動(dòng)機(jī)繼續(xù)按當(dāng)前狀態(tài)運(yùn)行；當(dāng)實(shí)際參數(shù)偏離目標(biāo)參數(shù)時(shí)，ECU將根據(jù)偏離值的大小和方向按一定的控制對(duì)策進(jìn)行有關(guān)信息的處理。對(duì)數(shù)字信號(hào)的處理方法有兩種：一種是根據(jù)預(yù)定控制規(guī)律的控制算法對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行直接運(yùn)算和處理，然后輸出控制指令；另一種是對(duì)輸入的數(shù)字進(jìn)行特征抽取，即對(duì)輸入信號(hào)的處理并非為了得到直接控制決策，經(jīng)過運(yùn)算處理后通過I/O接口輸出控制命令，經(jīng)輸出回路放大后控制噴油量（齒條位置或電磁閥關(guān)閉持續(xù)時(shí)間）和噴油正時(shí)（正時(shí)控制閥開閉和電磁閥關(guān)閉始點(diǎn)），使發(fā)動(dòng)機(jī)相應(yīng)參數(shù)或狀態(tài)向目標(biāo)逼近，接近程度也可由相應(yīng)傳感器來檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果反饋給ECU，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，使柴油機(jī)按最佳狀態(tài)運(yùn)行。

三、故障分析

首先用閃碼的方法讀取故障碼，讀得故障碼為31（即發(fā)動(dòng)機(jī)怠速選檔傳感器故障）。這個(gè)傳感器是一個(gè)可調(diào)電阻器，正常時(shí)可調(diào)電阻順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)怠速會(huì)平滑升高至1000轉(zhuǎn)，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)怠速會(huì)平滑下降到500轉(zhuǎn)。而故障車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)怠速選擋傳感器的旋轉(zhuǎn)方向剛好與正常時(shí)相反，順時(shí)針時(shí)旋鈕旋至限位位置怠速馬上降到500轉(zhuǎn)，故障燈亮，不可以清除故障碼，逆時(shí)針時(shí)旋鈕旋至限位位置，怠速馬上升到1000轉(zhuǎn)，可以清除故障碼，在整過旋轉(zhuǎn)過程中怠速?zèng)]有平滑線性升高或降低的過程。

由圖1可知，發(fā)動(dòng)機(jī)怠速選檔傳感器兩端電壓為5V，與油門踏板位置傳感器1共用一組電源。拆下油門踏板位置傳感器插頭測(cè)量，兩個(gè)傳感器都有5V電壓。

圖1

可能造成此故障的各種原因：

（1）怠速選擋傳感器損壞

該傳感器是一個(gè)可調(diào)電阻，在旋轉(zhuǎn)過程中阻值會(huì)不斷變化（升高或降低），變化過程平滑呈線性變化。如果可調(diào)電阻中間有斷點(diǎn)的話，電阻在旋轉(zhuǎn)過程中電壓就不會(huì)發(fā)生變化，由圖2可知，V66就不會(huì)有電壓輸出。此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)ECU會(huì)檢測(cè)到少了一個(gè)信號(hào)輸入，即點(diǎn)亮發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈，提醒駕駛員車輛有故障。

圖2

（2）線束短路

車輛在生產(chǎn)組裝和使用過程中，由于人為或使用不當(dāng)?shù)仍?，有可能造成車身線束的絕緣損壞，隨著使用時(shí)間的推移致使絕緣損壞部分有可能發(fā)生相互觸碰的情況，而造成線路短路。由于發(fā)動(dòng)機(jī)ECU有過流、過壓保護(hù)功能，所以ECU會(huì)自動(dòng)保護(hù)自身，同時(shí)點(diǎn)亮發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈以提醒駕駛員。

（3）ECU內(nèi)部損壞，沒有5V電壓輸出

由發(fā)動(dòng)機(jī)ECU線路圖可以看到，ECU有多組5V電壓輸出。ECU是電子產(chǎn)品，如果在使用過程中由于人為或意外的原因造成ECU內(nèi)部損壞，從而使ECU內(nèi)部出現(xiàn)故障，導(dǎo)致減少或完全沒有電壓輸出，同時(shí)點(diǎn)亮發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈，車輛會(huì)出現(xiàn)熄火或進(jìn)入跛行回家方式。

（4）線束斷路

由于車輛線束長(zhǎng)度在設(shè)計(jì)時(shí)基本已經(jīng)固定，當(dāng)應(yīng)用到實(shí)際車型出現(xiàn)線束過長(zhǎng)時(shí)，一般會(huì)人為把線束盤起縮短，而線束過短時(shí)就會(huì)通過接駁來加長(zhǎng)線束的長(zhǎng)度（本人在實(shí)際操作過程中曾經(jīng)多次發(fā)現(xiàn)這種情況，就此車型來說，其空氣流量傳感器和進(jìn)氣溫度傳感器由于線束長(zhǎng)度不夠長(zhǎng)而車廠人為加長(zhǎng)了線束）。在實(shí)際組裝車輛過程，因?yàn)檐噺S每一個(gè)工人的操作方法不盡相同，有可能在人為接駁加長(zhǎng)線束長(zhǎng)度時(shí)出現(xiàn)接駁處不牢固的現(xiàn)象，當(dāng)使用一段時(shí)間后就會(huì)發(fā)生接駁口斷開，造成線束斷路，ECU檢測(cè)到少了一個(gè)信號(hào)就會(huì)立即點(diǎn)亮發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈，提示故障發(fā)生。

4．故障的診斷與排除

由于該故障車輛是屬于新車，實(shí)際行駛里程還沒有2000公里。上述分析中的原因①怠速選擋傳感器損壞：經(jīng)拆下該傳感器測(cè)量電阻，在整個(gè)旋轉(zhuǎn)過程中阻值呈平滑變化、阻值正常，可以排除。原因②線束短路：由圖1可知，該傳感器與油門踏板位置傳感器1共用一組5V電源，而測(cè)量油門踏板位置傳感器兩傳感器都有5V電壓，因此不存在線束短路。原因③發(fā)動(dòng)機(jī)ECU內(nèi)部損壞：根據(jù)該車駕駛員反映，車輛動(dòng)力正常，沒有熄火或進(jìn)入跛行回家工作方式，所以ECU內(nèi)部損壞也可以排除。原因④線束斷路：由圖1和表1可知，實(shí)際測(cè)量怠速選檔傳感器時(shí)，與正常車輛對(duì)比得知，證實(shí)為線束斷路，并確定是V41腳斷路。

表1

從圖1可知，V41是ECU內(nèi)部輸出其中一組5V電壓的負(fù)極，通過測(cè)量正常車輛發(fā)現(xiàn)V41與車輛接地線的電阻只有1～2Ω的范圍，初步判斷是只要把V41與車輛接地線相連就可以排除故障。但是將故障車輛的V41與車身搭鐵相連后并沒有排除此故障。經(jīng)過深思后我回想起電子技術(shù)專業(yè)里的模擬電子電路和數(shù)字電路中曾經(jīng)提及過有負(fù)極（地線）、模擬地、數(shù)字地這幾個(gè)術(shù)語(yǔ)。

在大型集成電路中，集成IC要處理大量不同的信號(hào)，而輸入的信號(hào)由于其具體采集信號(hào)的傳感器的類型不同，采集的信號(hào)就有數(shù)字信號(hào)①和模擬信號(hào)②之分。因?yàn)閿?shù)字信號(hào)一般為矩形波，帶有大量的諧波，如果電路板中的數(shù)字地與模擬地沒有從接入點(diǎn)分開，數(shù)字信號(hào)中的諧波很容易會(huì)干擾到模擬信號(hào)的波形，當(dāng)模擬信號(hào)為高頻或強(qiáng)電信號(hào)時(shí)，也會(huì)影響到數(shù)字電路的正常工作。所以一般大型的集成IC都有模擬地線和數(shù)字地線，分別與其對(duì)應(yīng)的輸入信號(hào)相連接。（例如：曲軸傳感器、凸輪軸傳感器等采集的信號(hào)是數(shù)字信號(hào)，油門踏板位置傳感器、怠速選擋傳感器等采集的信號(hào)是模擬信號(hào)。）而ECU自身供電電源也有地線（即電池負(fù)極）。

分析現(xiàn)在這種車型，發(fā)動(dòng)機(jī)是電控發(fā)動(dòng)機(jī)，由ECU控制發(fā)動(dòng)機(jī)的各種工作狀況。而發(fā)動(dòng)機(jī)ECU是由很多電子零件組成的電子產(chǎn)品，在故障分析時(shí)必須應(yīng)用到電子技術(shù)中的模擬電路和數(shù)字電路的相關(guān)知識(shí)去分析。前面所說的怠速選擋傳感器輸入的信號(hào)是模擬信號(hào)，而上述分析和檢查時(shí)確定是V41斷路，V41是ECU輸出的5V電壓的模擬地線并不是車身地線，于是嘗試用一根導(dǎo)線把怠速選riv 傳感器V41腳與ECU的V41腳連接，此時(shí)故障碼即可以清除，旋轉(zhuǎn)旋鈕時(shí)怠速可以在500轉(zhuǎn)/分鐘到1000轉(zhuǎn)/分鐘的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)平滑線性變化，發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈也沒有再亮了。

由于這是一輛新車，線束綁扎得很美觀，而線路具體在什么地方斷路很難確定，剝開線束查線既費(fèi)時(shí)又難以恢復(fù)其美觀性，最后經(jīng)與發(fā)動(dòng)機(jī)售后工作人員取得聯(lián)系，得到對(duì)方同意后借用車輛還沒有使用的線束，把怠速選擋傳感器V41腳與ECU V41腳相連接，故障終徹底排除。（如圖3、圖4所示）。

五、結(jié)束語(yǔ)

通過上述分析和檢修，最終排除這一故障，從中得出結(jié)論：由于我們維修人員對(duì)歐Ⅲ電控發(fā)動(dòng)機(jī)接觸時(shí)間較短，特別是電路方面的故障許多都對(duì)我們來說還是很陌生，而對(duì)電控發(fā)動(dòng)機(jī)電路檢修的技術(shù)要求又比較高，因此不能只用傳統(tǒng)的檢修方法和常規(guī)的思維方式對(duì)歐Ⅲ電控發(fā)動(dòng)機(jī)的電路故障進(jìn)行分析與排查，而要綜合采用有關(guān)電子電路等專業(yè)知識(shí)，結(jié)合故障具體特征去分析和排除故障，這樣才會(huì)收到有事半功倍的效果，從而減少檢修時(shí)間，提高工作效率，確保維修質(zhì)量。

[1] 廖發(fā)良.主編.汽車電控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與檢修（第2版） 。北京.電子工業(yè)出版社.2009.6

[2] 楊素行主編.模擬電子電路. 北京：中央廣播電視大學(xué)出版社.1994.11

[3] 閻石主編.數(shù)字電子電路. 北京：中央廣播電視大學(xué)出版社.1995.2

[4] 深圳市汽車進(jìn)口有限公司 .《五十鈴（6HK1）歐Ⅲ電器原理圖》

①數(shù)字信號(hào)：數(shù)字電路的工作信號(hào)是二進(jìn)制的數(shù)字量“1”或“0”，信號(hào)的幅度只有高電平或低電平兩種狀態(tài)，它們?cè)跀?shù)值上是離散的，對(duì)數(shù)字電路的要求是在輸入與輸出的數(shù)字是信號(hào)之間實(shí)現(xiàn)一定的邏輯關(guān)系。

②模擬信號(hào)：模擬電路的工作信號(hào)通常是與某些物理量對(duì)應(yīng)的模擬量，它們?cè)跀?shù)值上是連續(xù)的，而對(duì)模擬電路的要求通常是實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)的放大、變換、產(chǎn)生等等。

姓名：黃智勇

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