基于信號模擬的發動機ECU動態檢測方式

隨著社會經濟的不斷發展及人們生活水平的不斷提高，人們出行方式呈現多樣化趨勢，汽車需求量不斷增多。而發動機ECU作為汽車的大腦，在汽車行駛穩定性、安全性及排放性等方面發揮著不可替代的作用。汽車在行駛過程中，難免會出現發動機CEU故障現象，但傳統故障檢測方式存在一定的缺陷，一些故障無法及時發現和維修，給安全行駛埋下安全隱患。而基于信號模擬的發動機ECU動態檢測方式可大大彌補傳統檢測方式存在的不足，有效排除故障，從而保障汽車的穩定、安全、可靠行駛。本文主要對發動機ECU工作原理及其功能進行分析，探討發動機ECU傳統故障檢測方法與模擬信號輸入的ECU動態檢測方式的特點。

ECU（Electronic Control Unit），即電子控制單元，又稱“車載電腦”“行車電腦”等，與普通電腦一樣，發動機ECU由多個大規模集成電路組成。作為汽車發動機電子控制系統的核心部件，ECU軟硬件質量及可靠性直接影響發動機運行的穩定性、排放性和汽車行駛的安全性[1]。發動機ECU生產過程中，為保障質量，通常經過專用的ECU檢測儀進行檢測。但由于ECU檢測儀成本較高，且針對性較強，因而不適用于行駛中的汽車發動機ECU故障檢測。從目前形勢上看，專用的發動機ECU故障診斷儀并未在我國汽車服務領域得到應用，依然以間接的診斷方法為主對汽車發動機ECU進行故障診斷，故障診斷的準確性及其效率得不到保障。因而，不斷研發新技術，積極探索適用于汽車電子控制系統故障診斷的汽車發動機ECU檢測儀，具有非常重要的現實意義。

1.傳統發動機ECU故障檢測方法及特點

發動機ECU故障檢測方法中的排除法。排除法是汽車發動機ECU故障檢測中的常用方法之一。排除法診斷ECU故障的具體步驟是： 對引起發動機的故障現象的原因進行分析； 對發動機電子控制系統各個可能的故障部件和線路進行檢查； 將可能產生故障的原因一一排除； 若發動機故障依然存在，則可進一步判斷為ECU故障。這種檢測方法需要逐個對相關部件和線路進行逐個檢查，相關部件故障排除完后，才能對ECU故障做出定論，既費時，又費力，且準確性不高。

發動機ECU故障檢測方法中的替換法。較之于排除法，發動機ECU故障檢測法中的替換法更加有針對性，可節省了較多的時間和精力。發動機ECU故障檢測方法中的替換法，主要是將性能良好的發動機ECU代替檢測中的ECU，若代替之后發動機故障消失，運行正常，則可判斷為原ECU故障。但這種方法也存在不足之處，如性能良好的發動機ECU在獲得上有一定的條件限制，為發動機ECU故障檢測帶來一定的障礙。除此之外，若將原ECU替代之后，故障并未消失，則可判斷發動機其他部分存在故障，但這并不意味著原ECU就是正常的。為確保ECU是否存在故障，還需采取其他檢測方法對其進行檢測，確認是否正常。

發動機ECU故障檢測方法中的電壓檢測法。除排除法、替換法之外，電壓檢測法也是發動機ECU故障檢測中的常用方法。電壓檢測法主要對ECU相關傳感器電源端子的電壓進行一一檢測，根據端子電壓情況或測得的電壓是否在正常的范圍之內來判斷ECU是否存在故障[2]。若檢測中端子無電壓或電壓不正常，且ECU的電源正常，則可斷定ECU存在故障。但是，電壓檢測法還存在不足之處，即當檢測結果顯示各端子的電壓正常，則還需交叉使用替換法進一步檢測，才能確定ECU是否存在故障。

2.基于信號模擬的發動機ECU動態檢測方式

模擬信號輸入的ECU動態檢測法。發動機ECU與普通的電腦一樣，由微處理器、存儲器、輸入/輸出接口、模數轉換器以及整形、驅動等大規模集成電路組成[3]。該文原載于中國社會科學院文獻信息中心主辦的《環球市場信息導報》雜志http：//www.ems86.com總第522期2013年第39期-----轉載須注名來源動態檢測步驟具體為： 信號發生器、電位器等對發動機電子控制系統各傳感器信號進行模擬，并輸入ECU； 對ECU各輸出端子的電壓值和電壓波形進行檢測，利用示波器、電壓表等來完成； 對檢測結果與正常值進行分析比較，并對ECU是否正常做出判斷。也可以計算機對單片機中通過數據采集卡輸入的ECU各輸出端子數據進行分析比較，將ECU故障與否的診斷結果在顯示器上直接顯示出來。

基于信號模擬的發動機ECU動態檢測法的特點。較之于傳統的發動機ECU故障檢測方法，基于信號模擬的發動機ECU動態檢測法優勢突出。動態檢測法不僅能夠將各傳感器的模擬信號輸入ECU，使ECU處在模擬的工作環境下正常運行，進而高效排除ECU以外的故障可能因素，提高診斷的真確性，而且還能對相關故障進行直接診斷，使故障診斷的效率大大提高。

3.發動機ECU故障檢測儀的技術控制

不同車輛的傳感器、ECU的接口端子等都各不相同。因而，基于信號模擬的發動機ECU故障檢測儀必須具有一定的通用性，才能對不同車型的汽車發動機ECU故障進行有效檢測。可通過以下方式實現檢測儀的通用性： 對不同脈沖電壓信號進行模擬電路設計，以實現模擬出發動機控制系統全部傳感器的輸出信號的目的。根據具體的ECU型號選擇相應的電壓脈沖形式，并由多功能信號發生器提供脈沖信號；將與發動機ECU相關傳感器輸出的電壓信號分為脈沖式、開關式和緩變式等；通過調節電位計中的滑動變阻器，實現傳感器在工作時的電壓信號變化。 設計制作出各種發動機ECU專用的連接器與線束，使不同型號ECU的連接器與線束進行合理匹配，并針對不同車型ECU的端子數量和各端子的功能情況，設計與制作專用的連接器線束[4]。只需使用專用連接器與線束連接ECU檢測儀，檢測儀各傳感器模擬信號就能夠迅速進行相應配置連接，進而完成診斷。 硬件與軟件配套，采用微型計算機對檢測結果做出處理，需增設數據輸入接口卡，檢測端子的模擬電壓信號和脈沖電壓信號經預處理后，轉換數字信號輸入微型計算機，分析結果將在顯示器上直接顯示出來。

4.小結

汽車發動機ECU的主要功能包括燃油噴射控制（EFI）、點火控制（ESA）、怠速控制（ISC）、排放控制及自診與報警等等。作為汽車發動機控制系統的核心，ECU可根據發動機的不同情況，向發動機提供最佳空燃比的混合氣和最佳點火時間，使發動機始終處在最佳工作狀態，保障發動機動力性、排放性及經濟性等性能達到最佳。而基于信號模擬的發動機ECU動態檢測方式，能夠迅速、準確地對ECU故障進行檢測，從而使得汽車電子控制系統的故障檢修技術水平和工作效率切實得到提高。對ECU輸出端的控制信號進行直接檢測，能夠有效、準確判斷ECU的故障情況，較之于傳統檢測方法，基于信號模擬的發動機ECU動態檢測方式更為科學、可靠。因此，通過選擇模擬信號方式，對不同的連接器與線束進行更換，提高發動機ECU故障檢測儀的通用性，具有非常重要的現實意義。不僅能夠提高檢測儀器的使用率，提高發動機ECU故障檢測效率，還有效具有節約了ECU檢測的成本。

（作者單位：惠州市技師學院）