汽车发动机电子控制系统的检测与维修

1.进气歧管绝对压力传感器的检测

以丰田皇冠3.0 轿车2JZ－GE 发动机所采用的压阻效应式进气歧管绝对压力传感器为例。该传感器与ECU的连接电路如图6－98 所示。

1）电源电压的检测

将点火开关置于“OFF”位置，拔下进气歧管绝对压力传感器的线束连接器，然后将点火开关置于“ON”位置，不起动发动机，用万用表直流电压挡测量线束连接器中电源端VC和接地端E2间的电压，如图6－99 所示，其值应为5 V。如有异常，应检测进气歧管绝对压力传感器与ECU 之间的线路是否导通。若断路，则应更换或修理线束。

图6－98　进气歧管绝对压力传感器与ECU 的连接电路

图6－99　检测进气歧管绝对压力传感器的电源电压

2）输出信号电压的检测

将点火开关置于“ON”位置，但不起动发动机，拆下连接进气歧管绝对压力传感器与进气歧管的真空软管。在ECU 导线连接器侧用万用表电压挡测量进气歧管绝对压力传感器PIM 端子与E2端子间在大气压力状态下的输出电压，并记下这一电压值；然后用真空泵向进气歧管绝对压力传感器内施加真空，从13.3 kPa（100 mmHg）起，每次递增13.3 kPa（100 mmHg），一直增加到66.5 kPa（500 mmHg）为止，然后测量在不同真空度下进气歧管压力传感器PIM 端子与E2端子间的输出电压，如图6－100 所示。该电压应能随真空度的增大而不断下降。将不同真空度下的输出电压下降量与表6－1 所示的标准值比较，如不符，应更换进气歧管绝对压力传感器。

图6－100　检测进气歧管绝对压力传感器的输出信号电压

（a）拆下传感器真空软管；（b）检测传感器输出信号

表6－1　进气歧管绝对压力传感器输出信号电压标准（皇冠3.0 轿车2JZ－GE 发动机）

2.空气流量计的检测

以大众系列车型发动机所采用的热膜式空气流量计为例，插头端子与连接电路如图6－101 所示。

图6－101　大众系列车型发动机热膜式空气流量计插头端子与连接电路

（a）空气流量计插头端子；（b）空气流量计与ECU 连接电路1—空端子；2—＋12 V 电源；3—负信号线；4—＋5 V 电源；5—正信号线

（1）检测外观。检查空气流量计的防护网、热膜有无异常，若有，则应更换空气流量计。

（2）检测空气流量计供电。将万用表调到20 V 的电压挡，将万用表红表笔接触线束端2 号插脚，黑表笔搭铁，起动发动机或打开点火开关（3 s），万用表显示电压值应为蓄电池电压。如果未在规定值范围内，则应检查供电导线和燃油泵继电器。

（3）检测5 V 电源。将万用表调到20 V 电压挡；将万用表红表笔接触线束端4 号插脚，黑表笔搭铁，打开点火开关，万用表显示电压值应为计算机供电电压（5 V）；如果没有电压，则检测4 号插脚到计算机ECU 端间的线路是否导通。

（4）检测端子3 接地。打开点火开关（3 s），2号与3 号插脚之间的电压应为蓄电池电压；或检测3号插脚到计算机间的线路是否导通。

（5）检测空气流量计信号线。用万用表的20 Ω电阻挡检测线束端5 号插脚与计算机之间的电阻，阻值应小于1.5 Ω，否则应更换或维修线束。

3.节气门体位置传感器的检测

1）触点开关式节气门体位置传感器的检测

以丰田1G－EU 发动机为例，触点开关式节气门体位置传感器与ECU 的连接线路如图6－102 所示。

触点开关式节气门体位置传感器的检测步骤：将点火开关置于“OFF”位置，拔下节气门体位置传感器连接器，在节气门体限位螺钉和限位杆之间插入规定厚度为0.5 mm 或0.9 mm 的塞尺；如图6－103 所示，用万用表欧姆挡在节气门体位置传感器连接器上测量怠速触点和全负荷触点的导通情况。

当节气门体全闭时，怠速触点IDL 应导通；当节气门体全开或接近全开时，全负荷触点PSW 应导通；在其他开度下，两触点均应不导通。具体情况如表6－2 所示；否则，应调整或更换节气门体位置传感器。

图6－102　丰田1G－EU 发动机触点式节气门体位置传感器与ECU 的连接线路

图6－103　就车检测触点式节气门体位置传感器

表6－2　丰田1G－EU 发动机触点式节气门体位置传感器就车检测标准

2）线性电位计式节气门体位置传感器的检测

线性电位计式节气门体位置传感器和ECU 的连接电路如图6－104 所示。

图6－104　线性电位计式节气门体位置传感器和ECU 的连接电路

线性电位计式节气门体位置传感器的检测步骤如下：

（1）电阻测量。

①将点火开关置于“OFF”位置，拆开线束插接器。用万用表欧姆挡在传感器线束端测量插脚C 和A 之间的电阻，以及节气门体全关和全开时插脚A 和B 之间的电阻。

②检测完以后，插好插接器，并将万用表置于“OFF”位置。

（2）电压测量。

①将点火开关置于“OFF”位置，拆开线束插接器，然后将点火开关置于“ON”位置（不起动发动机），用万用表测量线束端插孔C（电源端子）和插孔A（搭铁端子）之间的电压，正常应为5 V。

②接好插接器，将点火开关置于“ON”位置（不起动发动机），在ECU 端用万用表测量信号端子B 和搭铁端子A 之间的电压。标准：节气门体全关（怠速位置）时，信号电压大于0.2 V（约0.5 V）；随着节气门体的开度增大，信号电压逐渐升高；节气门体全开时，信号电压小于4.8 V（约4.5 V）。

3）综合式节气门体位置传感器的检测

以丰田皇冠3.0 轿车发动机为例，综合式节气门体位置传感器与ECU 的连接电路如图6－105 所示。其检测步骤如下：

（1）怠速触点导通性检测。将点火开关置于“OFF”位置，拆下节气门体位置传感器的导线连接器，用万用表欧姆挡在节气门体位置传感器连接器上测量怠速触点IDL 的导通情况。当节气门体全闭时，IDL－E2端子间应导通（电阻为0）；当节气门体打开时，IDL－E2端子间应不导通（电阻为）；否则，应更换节气门体位置传感器。

（2）测量电位计的电阻。将点火开关置于“OFF”位置，拆下节气门体位置传感器的导线连接器，用万用表欧姆挡测量线性电位计的电阻，如图6－106 中E2和VTA之间的电阻，该电阻应能随节气门体的开度增大而线性增大。

图6－105　丰田皇冠3.0 轿车发动机综合式节气门体位置传感器与ECU 的连接电路

图6－106　测量线性电位计的电阻

（3）电压检查。插好节气门体位置传感器的导线连接器，当点火开关置于“ON”位置时，发动机ECU 连接器上IDL、VC、VTA3 个端子处应有电压；用万用表电压挡检测IDL－E2、VC－E2、VTA－E2间的电压值应符合表6－3 所示。

表6－3　丰田皇冠3.0 轿车发动机综合式节气门体位置传感器各端子电压

4.油门踏板位置传感器的检测

以大众朗逸车型油门踏板位置传感器为例，接触式油门踏板位置传感器与ECU 的连接电路如图6－107 所示。

1）电阻值的检测。

拆下油门踏板位置传感器的6 芯插头，如图6－108 所示。通过电阻测量检测油门踏板位置传感器本身的性能。

图6－107　大众朗逸车型接触式油门踏板位置传感器与ECU 的连接电路

图6－108　油门踏板位置传感器的6 芯插头

检测内容及相应标准如表6－4 所示。

表6－4　大众朗逸车型油门踏板位置传感器各端子间的电阻值

2）电压值的检测

油门踏板位置传感器最终还是要靠电压来传递信息的，所以对其相关电压值进行检测是必不可少的，电压值的检测一般应在工作状态下进行。检测内容及相应标准如表6－5 所示。

表6－5　大众朗逸车型油门踏板位置传感器各端子间的电压值

3）数据流的读取

油门踏板位置传感器的数据也可利用诊断工具在发动机数据块062 组中读出，但数据块中油门踏板位置传感器的信息是以百分数的形式出现的：0%对应电压为0 V，7%对应电压约为0.35 V，45%对应电压约为2.25 V，90%对应电压约为4.5 V，100%对应电压为5 V。G79 的正常范围为12%～97%，G185 的正常范围为4%～49%。

5.温度传感器的检测

1）进气温度传感器的检测

图6－109 所示为进气温度传感器与ECU 的连接电路。进气温度传感器本身或其线路故障将导致发动机起动困难、怠速不稳、废气污染物排放量增加等故障现象。

进气温度传感器的检测步骤如下：

（1）检测传感器的电阻。关闭点火开关，拆下进气温度传感器的线束插接器，并将传感器拆下；用电热吹风器、红外线灯或热水加热进气温度传感器；用万用表欧姆挡测量不同温度下两端子间的电阻值，将测得的电阻值与维修手册所提供的标准数值进行比较。如果与标准值不符，则应更换。

（2）检测传感器的电压。

①检测电源电压。拔下传感器插头，打开点火开关，用万用表电压挡检测传感器插头上的两根线（信号线和搭铁线），如图6－110 所示，电压应为4.7～5.0 V。若无电压或电压很低，则检查电路和ECU 信号端是否正常。

②检测不同温度条件下传感器的输出电压。将传感器安装在发动机上，在传感器的两个接线端之间连接一只电压表，对于不同温度条件，进气温度传感器都应有确定的电压降，如大众桑塔纳AFE 发动机所采用的进气温度传感器所测得的电压应为0.5～3 V 且随进气温度的变化而呈反比变化。

2）冷却液温度传感器的检测。

冷却液温度传感器与ECU 的连接电路如图6－111 所示。其检测步骤如下：

图6－109　进气温度传感器与ECU 的连接电路

图6－110　检测电源电压

（1）检测电源电压。拆开冷却液温度传感器的插头，打开点火开关，用电压表测量线束插接器上两端子之间的电压（即传感器的电源电压）。在正常情况下，该电压值应为4.7～5.0 V。若电压值不正常，则应检测相关的线路。

（2）检测信号电压。连接好冷却液温度传感器的插接器，打开点火开关，用电压表测量线束插接器上两端子之间的电压。当水温为80 ℃时，该电压值应为0.2～1.0 V。

（3）检测工作特性。首先拆下冷却液温度传感器，然后按图6－112 所示方法对水进行加热，用万用表欧姆挡测量不同水温下冷却液温度传感器的电阻值，并将其与标准值对比，即可判定冷却液温度传感器是否正常。

图6－111　冷却液温度传感器与ECU 的连接电路

图6－112　冷却液温度传感器电阻的动态检测

6.凸轮轴／曲轴位置传感器的检测

1）电磁式凸轮轴／曲轴位置传感器的检测

以大众捷达AHP 发动机电磁式曲轴位置传感器为例，其与ECU 的连接电路如图6－113所示。

其检测步骤如下：

（1）检测传感器电阻。

①拔下发动机转速传感器G28 的3 芯插头，如图6－114 所示。

图6－113　电磁式曲轴位置传感器与ECU 的连接电路

图6－114　传感器插头示意

②将万用表调到2 kΩ 的电阻挡，将万用表二表笔分别接触传感器端插头1 和2 插脚，读出检测电阻值（应为480～1 000 Ω）。如果未在规定值范围内，则应更换发动机转速传感器。

（2）检查传感器导线与屏蔽线。

①将万用表调到大电阻挡（如20 kΩ），用二表笔接到端子1 和3（屏蔽）间，其电阻值应为（开路）。

②将万用表二表笔接到端子2 和3（屏蔽）之间，其电阻值应为（开路）。

（3）检查传感器信号线。

①用万用表20 Ω 电阻挡，检查传感器线束端插头1 号端子到计算机是否导通。

②检查传感器线束端插头2 号端子到计算机是否导通（阻值不超过1.5 Ω）。

2）霍尔式凸轮轴／曲轴位置传感器的检测

以大众捷达AHP 发动机霍尔式凸轮轴位置传感器为例，其与ECU 的连接电路如图6－115 所示。

其检测步骤如下：

（1）检查传感器供电。将万用表调到20 V 的电压挡，将万用表红表笔接触线束端插头1 号端子，黑表笔搭铁，电压值应为5 V。如果未在规定值范围内，则应检查1 号端子到计算机的ECU 端是否导通。

（2）检查传感器接地。打开点火开关，不起动发动机，线束端插头1 与3 端子之间的电压应为5 V；或检测3 号端子到计算机间的线路是否导通。

（3）检查信号线。用万用表20 Ω 电阻挡，检查传感器线束插头2 号端子到计算机的ECU 端是否导通，电阻值应小于1.5 Ω。

（4）如上述检查均正常，则应是传感器元件损坏或ECU 损坏。

7.氧传感器的检测

以大众捷达AHP 发动机氧化锆式氧传感器为例，其与ECU 的连接电路及传感器端插头如图6－116 所示。氧化锆式氧传感器的检测步骤如下：

图6－115　霍尔式凸轮轴位置传感器与ECU 的连接电路

图6－116　氧化锆式氧传感器与ECU 的连接电路及传感器端插头

（a）与ECU 的连接电路；（b）传感器端插头

（1）检测氧传感器加热电阻。

①将万用表调到200 Ω 电阻挡；

②将万用表二表笔分别接触传感器端插头1 和2，如图6－117 所示；

③读出检测电阻值（约为几欧到几十欧），如果电阻为就需更换氧传感器。

（2）检测氧传感器供电。

①将万用表调到20 V 电压挡；

②将万用表红表笔接触线束端插头1，黑表笔搭铁，起动发动机或打开点火开关（3 s），电压值应为蓄电池电压。

③如果未在规定值范围内，应检查供电导线和燃油泵继电器。

（3）检测氧传感器导线。

①用万用表检测线束端插头2 到计算机导线是否导通；

②用万用表检测线束端插头3 到计算机导线是否导通；

③用万用表检测线束端插头4 到计算机导线是否导通。

8.ECU 的检测

1）ECU 的检测要点

在检测ECU 之前，必须注意以下几个要点：

（1）认真检测外电路，排除外电路故障，确认外电路正常之后方可对ECU 进行检修；

（2）检测ECU 外部是否有损伤痕迹，固定是否牢固，焊锡（胶黏）是否密封可靠；

（3）检测线插接通情况，特别查看电源线和搭铁是否正常；

（4）确认系统采用的ECU 型号。

2）ECU 的检测方法

ECU 检修作业的关键，在于故障原因和故障部位的诊断，至于维修作业，主要是通过更换和电路焊接来处理。ECU 的检测方法有以下几种：

（1）直观检测法。直观检测法是通过视觉去观察电路、元器件等的工作状态，从中发现异常，直接查找故障的部位和原因。这是所有检测法的基础步骤。通过仔细观察，了解ECU 的基本信息（型号、管脚、应用车型等），并掌握故障可能的外部表现迹象，如密封不良、进水、外部断路、外部短路、严重烧蚀等。该方法的特点是简单、方便，但收效低，在使用时应和其他检测方法紧密结合。

（2）接触检测法。接触检测法是在ECU 工作状态下，通过直接接触去寻找故障点。在对待查元件接触的过程中，通过触觉感知温度，通过嗅觉感知气味，确认是否有异常表征。该方法方便、简单、实用、针对性强，能够直接发现故障部位，但必须有丰富的经验，才能获得准确的结果。为了避免引发新的故障，在检测过程中，ECU 要放置平稳，注意线路板或电子元件与其他部分（尤其是车身底盘部分）保持安全距离，以免线路搭铁，造成不可修复的故障。

（3）故障再生法。故障再生法是有意识地让故障重复发生，并力图使故障的发生、发展、转化过程变得比较缓慢，以便提供充足的观察机会、次数、时间和过程，在观察过程中发现影响故障的因素，从而查出故障部位和原因。

对于ECU 来说，间歇性故障几乎都是在一些特定的环境下出现的，因此，为了让故障再现，需要采取一些必要的措施，模拟故障显现环境。结合汽车和工程机械的使用条件，通常的方法有以下4 种：

图6－117　检测传感器端插头1 和2

①振动法。通过轻轻地振动、拍打、敲击ECU，拉动ECU 连接线束，再现振动条件下发生的间歇性故障。

②水淋法。用水浇淋风窗玻璃或发动机罩，再现ECU 因受潮而发生的间歇故障。注意：绝对不能将水直接浇到ECU 上。

③加热法。可以用电吹风或热风枪对ECU 或分析部位进行加热，再现因温度过高而发生的间歇故障。操作时要注意，温度不能超过85 ℃，风口与ECU 电路板要保持20 cm 以上的安全距离。

④电器全接通法。不要将ECU 从车上拆下，接通汽车全部用电设备，再现ECU 因电路电流过大而发生的间歇故障，故障重现后应及时诊断及排除故障。

此方法主要适用于间歇出现的故障，即ECU 时好时坏的情况，对于一直处于不良状态的情况则不宜采用。

（4）参照检测法。参照检测法是一种利用比较手段来寻找故障部位的检测方法。通常用一个性能良好的ECU，测量其关键部位的参数，包括电压、电阻等。运用移植、比较、借鉴、引申、参照等手段，查出不同之处，以便诊断故障部位和原因。大部分故障都可以采用此方法检测出来，因为有一个ECU 作为参照物对比检测，就能发现故障ECU 的不同之处，从而查明故障部位和原因。参照分为实物参照和图纸参照两种。实物参照需要用两辆同型号的车辆，对其两块ECU 进行性能和检测参数对比；图纸参照操作起来比较容易，但大部分ECU 的电路图查找起来比较困难。

当通过参照检测法已经将故障范围缩小到局部的集成电路时，可按ECU 的型号查找技术资料，了解其主要电路、各引脚功能等。通常各种型号ECU 的主要应用电路是相同或相近的，这样就可以参考典型电路来指导维修。

（5）替代检测法。替代检测法的基本思路是用一个性能可靠的元器件替代一个待查的元器件（或电路），如果替代后工作正常，就说明待查元器件出现故障。如果替代后故障现象不变，就可排除待查元器件的故障可能性，进一步缩小故障范围。替代检测法适用于各种故障诊断，但在采用时要有针对性，这样会节省诊断时间，提高诊断的成功率。在运用替代检测法的过程中，还应注意以下几点：

①在特殊情况下，一个故障是由两个或两个以上故障点造成的，此时若只替代了其中一个元器件，则故障现象仍然不变，必须同时替代两个或多个待查元器件直到故障现象消除，然后逐一尝试替换为原元器件，结合伴随的现象来判断故障部位。

②替代检测法对仅有1～2 个元器件存在故障的情况较为实用，通常在用其他方法诊断出具体的方向和范围之后采用。盲目地替换往往会对线路板、元器件造成二次损坏。

③对于集成电路这样的多管脚元件，采用替代检测法要慎重，通常在有明确的结论后才进行替代检测。同时，在替代操作过程中，若要进行焊接作业，必须在断电的情况下进行。

（6）电压检测法。电压检测法主要是对ECU 内关键点的电压进行实时测量，以找出故障部位。这些关键点主要是各集成电路的供电电源、线路中连接蓄电池的主电源、受点火开关或电源开关控制的电源、内部经过集成稳压器或调整三极管输出的稳压电源。电路中的数字电路、微处理器等基本上都工作在5 V 或更低的工作电压下，12 V 的蓄电池电压无法直接加到这些元件的电源管脚上，必须由稳压电路为其提供合适的工作电压。稳压电路在降低电压的同时可滤掉脉冲类干扰信号，以避免对数字电路的工作带来影响。

这些关键电路的电源电压在工作期间是固定不变的，但为了提高测量的可靠性，测量应确定在点火开关或电源开关接通而发动机不起动的状态下进行。采用数字万用表对ECU 的集成电路的电压进行检测，能掌握各电路及元器件的工作状况。

（7）电阻检测法。电阻检测法是利用万用表，通过检测线路的通断、阻值的大小以及元器件的工作状态，来判别故障原因和故障部位。此种方法主要适用于元器件和铜箔线路的检测。

①对于元器件，除了常规的电阻、二极管、三极管外，一些集成电路也可以采用此种方法进行检测。对于集成电路，如管脚功能结构相同、外电路结构相似，其对地电阻应十分接近，因此可以采用万用表对其进行正、反向的测量，然后比较测量值，找出故障点。这种测量方法对于找不到芯片资料，而元器件外部连线结构形式相同的集成电路来说是有效的。

②铜箔线路经常发生开裂和断路故障。开裂主要是车辆的冲击、振动造成的；而ECU进水受潮是造成铜箔腐蚀断路的主要原因。很多车辆的ECU／ECM／PCM 安装于驾驶室地板下或侧面踢脚板旁边，在潮湿的条件下，ECU／ECM／PCM 很容易进水，如不及时处理，铜箔在水汽的作用下渐渐腐蚀，故障的可能性越来越大。在实际操作时，必须查清铜箔线路走向，这可通过检测线路两端的电阻进行判别。

（8）波形检测法。波形检测法是采用专用或通用示波器，对ECU 关键点的波形进行测量，对微处理器MCU 的相关管脚波形进行测量，从而判断ECU 是否正常。如对于89C51 微处理器来说，石英晶体振荡器输入端的正常状态为标准正弦波，其ALE 端为1／6 时钟频率的脉冲波。其他微处理器也有类似的功能引线。

对于外围元件也可以采用此种方法进行检测。比如一个点火线圈不工作，在排除外部相关元器件及连接线路故障的可能性后，可用示波器直接测量驱动电路开关TLE4226G 的信号输入端（IN1－IN4）。在正常状态下，4 个信号波形是相同的，仅时间轴略有差异。通过对输入信号波形的测量比较，可判断故障是来自MCU 还是TLE4226G。不仅如此，波形检测法也可对传感器的输入信号、经输入电路后送给MCU 或A／D 转换器的信号、输出信号及各种驱动器的输入／输出信号进行检测分析。

（9）信号注入检测法。信号注入检测法是采用信号发生器给电路输入相同或相近的信号，在输出端观察执行器的动作情况，或在输出端连接示波器或万用表，根据指示波形或显示信号来判断故障范围。采用该方法应对电路结构原理有全面的认识，对相应的波形有所了解，并需要专门的仪器设备。该方法操作麻烦，但对于解决疑难故障来说是一个行之有效的方法。