第二章 发动机电控系统
第一节 发动机电控系统概述
一、发动机电脑
发动机电子控制系统由发动机电脑、传感器和执行器三个部分组成(见图2-1)。发动机电脑由硬件和软件两部分组成。硬件是中央处理器CPU、存储器、输入、输出接口;软件是电脑运行所需的各种程序以及基本数据等。发动机电控系统的电路图如图2-2和图2-3所示。
发动机电脑接收来自发动机各种传感器的信息,经过电脑内部的输入接口电路的处理,将模拟信号转变成CPU能够接受的数字信号后,输入CPU,CPU就按照预先设定的工作程序,把各种信号进行分析、比较、运算后,再输出执行指令,再经过电脑内部输出电路,将数字化的指令转变成各个执行元件能够接受的控制信号,控制发动机的各个执行器协调工作,综合控制发动机的冷起动、暖机、怠速、部分负荷、大负荷等各种工况,在每个工况中,精确地控制喷油器的脉宽和点火提前角。
图2-1 发动机电控系统框图
在发动机的运行中,监测电控系统各种输入、输出信号的状态,当信号不符合规定的标准状态时,就被视为故障状态,并把故障的信息存储在故障存储器中。对于发生故障的某些传感器,还可以使用替代值,并且启用备用程序,使发动机运行在应急状态。
在进行自诊断检查时,发动机电脑能够读取故障码、清除故障码、读取数据流、执行元件动作测试、重新编程电脑功能。车载自诊断检查是任何发动机故障检修的起点,车载自诊断系统检查是一种条理清晰的检查方法,可以识别发动机电子控制系统的电气故障。在进行自诊断检查时,发动机电脑可以输出存储的故障码,输出运行时的各种信号的数据,为检修故障提供信息和依据。
图2-2 1.6L发动机电控系统电路图(1/2)
图2-3 1.6L发动机电控系统电路图(2/2)
二、基本设定、偏差学习和重新编程
每当断开或更换蓄电池、拆下发动机电脑或发动机熔丝时,都必须按规定步骤执行怠速学习诊断程序,参见怠速阀的有关内容。
当断开、初始化或更换发动机电脑和更换飞轮驱动盘时,要按规定程序重新学习曲轴位置(CKP)系统偏差,见曲轴位置传感器的有关内容。
很多车型的发动机电脑采用了电可擦可编程只读存储器(EEPROM)。更换发动机电脑后,必须参考最新程序,对发动机电脑重新编程。
三、发动机故障指示灯
1.发动机故障指示灯的工作原理
系统正常时,电脑没有存储故障码。当打开点火开关时,故障指示灯(MIL)点亮(见图2-4),在发动机运行后熄灭。若电脑检测发动机的电控系统出现故障时,将点亮故障指示
灯,提醒驾驶人员,对发动机进行检修。
图2-4 发动机故障指示灯
故障指示灯亮时的电流走向:
熔丝F21→仪表板(A19、B15→故障指示灯泡→B6)→发动机电脑(K64→输出模块→内搭铁)。
2.故障指示灯不亮检查要领
1)打开点火开关,不起动发动机,将测试灯一端搭铁,另一端探测电脑的K64端,模拟电脑的控制效果,故障指示灯应能够亮。
如果故障指示灯仍不亮,证明故障指示灯工作的电流走向有故障,应按照电路图检查指示灯电路,排除断路、灯泡损坏等故障。
2)连接诊断仪,对发动机系统进行自诊断检查,读取故障码、数据流,根据故障码和数据流分析判断故障性质。
3)若发动机能够正常运行,故障指示灯线路也没有故障,而故障指示灯不能受电脑控制而工作,证明电脑内部的故障指示灯控制电路有故障,应更换发动机电脑。
3.故障指示灯不熄灭检查要领
1)如果发动机在起动并运行后,故障指示灯不能熄灭,证明发动机电控系统存在故障。
2)在关闭点火开关时,拔下电脑插头后,再打开点火开关,故障指示灯应熄灭。若不熄灭,证明故障指示灯线路有对地短路故障。应按照电路图,检查故障指示灯走向的线路,排除对搭铁短路故障。
3)连接诊断仪,对发动机系统进行自诊断检查,读取故障码、数据流,根据故障码和数据流分析判断故障性质。
4)通过诊断仪,清除发动机电脑中存储的故障码。指令故障指示灯启亮和熄灭。若不能实现对故障指示灯的控制,证明发动机电脑故障,应更换。
四、诊断插头
诊断插头DLC安装在仪表板左下(见图2-5),用于连接故障诊断仪,并为诊断仪提供电源(16端)和搭铁(4、5端)。诊断插头上的Keyword 2000串行数据电路(7端),可以让发动机电脑与诊断仪进行通信。只有当诊断仪向发动机电脑请求信息并将信息发出时,Ⅱ级串行数据电路上才会有电压。这一点与通用异步收发器UART串行数据电路不同。
通用异步收发器UART串行数据线路(12、13端)用来与其他模块进行通信,包括防抱死制动电脑EBCM(12端)、组合仪表、安全气囊SRS系统(13端)。
五、发动机电控系统故障码
P0106——进气歧管绝对压力不合理。
P0107——进气歧管绝对压力传感器电压过低。
P0108——进气歧管绝对压力传感器电压过高。
P0112——进气温度传感器信号电压过低。
P0113——进气温度传感器信号电压过高。
P0115——发动机冷却液温度传感器卡滞。
P0117——发动机冷却液温度传感器信号电压过低。
P0118——发动机冷却液温度传感器信号电压过高。
P0121——节气门位置传感器信号电压过低。
P0122——节气门位置传感器信号电压过高。
P0131——前加热型氧传感器电压过低。
P0132——前加热型氧传感器信号电压过高。
P0133——前加热型氧传感器响应过慢。
P0134——前加热型氧传感器活性不足或开路。
图2-5 诊断插头
P0135——前加热型氧传感器加热器电路不工作。
P0137——后加热型氧传感器信号电压过低。
P0138——后加热型氧传感器信号电压过高。
P0140——后加热型氧传感器活性不足或开路。
P0141——后加热型氧传感器HO2S2加热器电路不工作。
P0171——燃油微调过稀。
P0172——燃油微调过浓。
P0201——喷油器1电路故障。
P0202——喷油器2电路故障。
P0203——喷油器3电路故障。
P0204——喷油器4电路故障。
P0217——发动机冷却液温度超出规定值。
P0300——检测多缸缺火。
P0325——爆燃传感器内部故障。
P0327——爆燃传感器电路故障。
P0336——58X曲轴位置传感器脉冲信号不良。
P0337——58X曲轴位置传感器无脉冲信号。
P0341——凸轮轴位置传感器不合理。
P0342——凸轮轴位置传感器无信号。
P0351——点火线圈的A控制电路有故障(1缸和4缸)。
P0352——点火线圈的B控制电路有故障(2缸和3缸)。
P0401——废气再循环阀(EGR)流量不足。
P0402——废气再循环阀(EGR)流量过大。
P0404——废气再循环阀开度错误。
P0405——废气再循环阀位置信号电压过低。
P0406——废气再循环阀位置信号电压过高。
P0420——三元催化转化器效率过低。
P0443——活性炭罐电磁阀控制线路故障。
P0461——燃油液面传感器机构卡滞(故障指示灯不亮)。
P0462——燃油液面传感器信号电压过低(故障指示灯不亮)。
P0463——燃油液面传感器信号电压过高(故障指示灯不亮)。
P0464——燃油液面传感器信号电压间歇性干扰(故障指示灯不亮)。
P0502——车速传感器无信号。
P0506——怠速转速低于理想怠速值。
P0507——怠速转速高于理想怠速值。
P0532——空调压力传感器信号电压过低(故障指示灯不亮)。
P0533——空调压力传感器信号电压过高(故障指示灯不亮)。
P0562——发动机系统电压过低(故障指示灯不亮)。
P0563——发动机系统电压过高(故障指示灯不亮)。
P0602——发动机控制模块重新编程错误(故障指示灯不亮)。
P0607——功率过低计数器错误。
P0645——空调离合器输出电路故障(故障指示灯不亮)。
P0700——变速驱动桥控制模块故障(仅1.8L)。
P1106——进气歧管绝对压力信号电压间断性过高(故障灯不亮)。
P1107——进气歧管绝对压力信号电压间断性过低(故障灯不亮)。
P1111——进气温度传感器信号电压间断性过高(故障灯不亮)。
P1112——进气温度传感器信号电压间断性过低(故障灯不亮)。
P1114——发动机冷却液温度传感器间断性电压过低(故障灯不亮)。
P1115——发动机冷却液温度传感器间断性信号电压过高(故障灯不亮)。
P1121——节气门位置传感器间断性信号电压过高(故障灯不亮)。
P1122——节气门位置传感器间断性信号电压过低(故障灯不亮)。
P1133——前加热型氧传感器过渡次数过少。
P1134——前加热型氧传感器过渡比失常。
P1167——前氧传感器在减速断油期间信号电压过高。
P1171——燃油调节系统在动力增强期间过稀。
P1336——58X曲轴位置传感器齿错误未学习。
P1396——防抱死制动系统车速传感器信号偏差过大(故障灯不亮)。
P1397——防抱死制动系统车速传感器无信号(故障灯不亮)。
P1404——废气再循环阀的阀芯关闭错误。
P1601——发动机电脑与变速器电脑之间的SPI通信故障。
P1607——功率过低计数器复位故障。
P1650——与安全气囊SIDM芯片的SPI通信错误。
P1655——与动力转向电脑PSVI芯片的SPI通信错误。
P2279——进气系统泄漏。
六、部分故障码的设置原理
1.故障码P0602——发动机电脑重新编程错误
电可擦可编程只读存储器用于存储程序信息和发动机、变速器和动力系诊断操作所需的校准值。发动机电脑利用被称为校验和的值,对软件进行检测。正常的校验和等于软件中的所有累加数。在重新编程后,发动机电脑改变校验和并累加软件中的所有值,如果该值不等于校验和值,则证明发动机电脑重新编程错误,设置故障码P0602。
2.故障码P0607——代表功率过低计数器错误故障
在接通点火开关、点火电压大于11V、发动机运行10s以上时,发动机电脑检查“功率过低计数器集成芯片(I/C)”和主中央处理器和功率过低计数器芯片之间的通信。若发现异常,设置故障码P0607。
3.故障码P1607——发动机电脑检测功率过低计数器I/C没有复位
在打开点火开关、不起动发动机时,发动机电脑监视电可擦可编程只读存储器复位特征位标记和功率过低计数器I/C溢出位。如果由于蓄电池断开或功率过低计数器I/C故障,发动机电脑检测功率过低计数器I/C没有复位,将设置故障码P1607。
4.故障码P1396、P1397
在车速大于10km/h时,发动机电脑通过串行数据线检测防抱死制动系统的轮速传感器。如果偏差大于18km/h,将设置故障码P1396。如果发动机电脑检测不到信息,将设置故障码P1397。
5.故障码P0700——代表自动变速器电脑故障
变速器电脑和发动机电脑通过串行数据链接电路进行连接。变速器电脑每100ms向发动机电脑发送一条Ⅱ级P代码状态信息,确认变速器功能正常。如果变速器电脑检测到变速器系统存在A或B类故障,变速器电脑将向发动机电脑发送一个P代码状态信息,点亮故障指示灯并设置故障码P0700。
6.故障码P1601——发动机电脑与变速器电脑之间的SPI通信故障
串行外围接口(SPI)通信供发动机控制模块内部使用,在发动机处理器之间发送信息。在两个处理器之间传送的信息是该信息的校验和。发动机处理器和自动变速驱动桥处理器将该校验和值与计算的校验和值进行比较。如果校验和值不相配,处理器将新数据视为已破坏的数据,并忽略此值。然后,处理器使用先前的信息。随后,接收处理器将向发送处理器发送一条信息,通知其最后一条信息已损坏。发动机控制模块定期监视变速器控制模块状态信息,如果发动机运行2s以上未收到信息,将设置故障码P1601。
7.故障码P1650—与安全气囊SIDM芯片的SPI通信错误
当发动机电脑检测到主中央处理器和输出驱动器I/C之间的通信被破坏时,将存储故障码P1650。
8.故障码P1655——与动力转向电脑PSVI芯片的SPI通信错误
当发动机电脑检测到主中央处理器和输出驱动器I/C之间的通信被破坏时,将存储故障码P1655。
9.故障码P0645——空调离合器输出回路故障
当空调开关打开,发动机电脑通过控制压缩机继电器动作,使压缩机开始工作。当压缩机的工作条件不满足时,发动机电脑将终止压缩机工作。在接通点火开关、点火电压大于11V、发动机运行时间大于10s时,如果压缩机继电器线圈的线路有故障,将设置故障码P0645。
其他故障码的设置原理,见后面相关元件的检修要领。