基于信号模拟的发动机ECU动态检测方式

　　随着社会经济的不断发展及人们生活水平的不断提高，人们出行方式呈现多样化趋势，汽车需求量不断增多。而发动机ECU作为汽车的大脑，在汽车行驶稳定性、安全性及排放性等方面发挥着不可替代的作用。汽车在行驶过程中，难免会出现发动机CEU故障现象，但传统故障检测方式存在一定的缺陷，一些故障无法及时发现和维修，给安全行驶埋下安全隐患。而基于信号模拟的发动机ECU动态检测方式可大大弥补传统检测方式存在的不足，有效排除故障，从而保障汽车的稳定、安全、可靠行驶。本文主要对发动机ECU工作原理及其功能进行分析，探讨发动机ECU传统故障检测方法与模拟信号输入的ECU动态检测方式的特点。

　　ECU（Electronic Control Unit），即电子控制单元，又称“车载电脑”“行车电脑”等，与普通电脑一样，发动机ECU由多个大规模集成电路组成。作为汽车发动机电子控制系统的核心部件，ECU软硬件质量及可靠性直接影响发动机运行的稳定性、排放性和汽车行驶的安全性。发动机ECU生产过程中，为保障质量，通常经过专用的ECU检测仪进行检测。但由于ECU检测仪成本较高，且针对性较强，因而不适用于行驶中的汽车发动机ECU故障检测。从目前形势上看，专用的发动机ECU故障诊断仪并未在我国汽车服务领域得到应用，依然以间接的诊断方法为主对汽车发动机ECU进行故障诊断，故障诊断的准确性及其效率得不到保障。因而，不断研发新技术，积极探索适用于汽车电子控制系统故障诊断的汽车发动机ECU检测仪，具有非常重要的现实意义。

　　传统发动机ECU故障检测方法及特点

　　发动机ECU故障检测方法中的排除法。排除法是汽车发动机ECU故障检测中的常用方法之一。排除法诊断ECU故障的具体步骤是：对引起发动机的故障现象的原因进行分析；对发动机电子控制系统各个可能的故障部件和线路进行检查；将可能产生故障的原因一一排除；若发动机故障依然存在，则可进一步判断为ECU故障。这种检测方法需要逐个对相关部件和线路进行逐个检查，相关部件故障排除完后，才能对ECU故障做出定论，既费时，又费力，且准确性不高。

　　发动机ECU故障检测方法中的替换法。较之于排除法，发动机ECU故障检测法中的替换法更加有针对性，可节省了较多的时间和精力。发动机ECU故障检测方法中的替换法，主要是将性能良好的发动机ECU代替检测中的ECU，若代替之后发动机故障消失，运行正常，则可判断为原ECU故障。但这种方法也存在不足之处，如性能良好的发动机ECU在获得上有一定的条件限制，为发动机ECU故障检测带来一定的障碍。除此之外，若将原ECU替代之后，故障并未消失，则可判断发动机其他部分存在故障，但这并不意味着原ECU就是正常的。为确保ECU是否存在故障，还需采取其他检测方法对其进行检测，确认是否正常。

　　发动机ECU故障检测方法中的电压检测法。除排除法、替换法之外，电压检测法也是发动机ECU故障检测中的常用方法。电压检测法主要对ECU相关传感器电源端子的电压进行一一检测，根据端子电压情况或测得的电压是否在正常的范围之内来判断ECU是否存在故障。若检测中端子无电压或电压不正常，且ECU的电源正常，则可断定ECU存在故障。但是，电压检测法还存在不足之处，即当检测结果显示各端子的电压正常，则还需交叉使用替换法进一步检测，才能确定ECU是否存在故障。

　　基于信号模拟的发动机ECU动态检测方式

　　模拟信号输入的ECU动态检测法。发动机ECU与普通的电脑一样，由微处理器、存储器、输入/输出接口、模数转换器以及整形、驱动等大规模集成电路组成。动态检测步骤具体为：信号发生器、电位器等对发动机电子控制系统各传感器信号进行模拟，并输入ECU；对ECU各输出端子的电压值和电压波形进行检测，利用示波器、电压表等来完成；对检测结果与正常值进行分析比较，并对ECU是否正常做出判断。也可以计算机对单片机中通过数据采集卡输入的ECU各输出端子数据进行分析比较，将ECU故障与否的诊断结果在显示器上直接显示出来。

　　基于信号模拟的发动机ECU动态检测法的特点。较之于传统的发动机ECU故障检测方法，基于信号模拟的发动机ECU动态检测法优势突出。动态检测法不仅能够将各传感器的模拟信号输入ECU，使ECU处在模拟的工作环境下正常运行，进而高效排除ECU以外的故障可能因素，提高诊断的真确性，而且还能对相关故障进行直接诊断，使故障诊断的效率大大提高。

　　发动机ECU故障检测仪的技术控制

　　不同车辆的传感器、ECU的接口端子等都各不相同。因而，基于信号模拟的发动机ECU故障检测仪必须具有一定的通用性，才能对不同车型的汽车发动机ECU故障进行有效检测。可通过以下方式实现检测仪的通用性：对不同脉冲电压信号进行模拟电路设计，以实现模拟出发动机控制系统全部传感器的输出信号的目的。根据具体的ECU型号选择相应的电压脉冲形式，并由多功能信号发生器提供脉冲信号；将与发动机ECU相关传感器输出的电压信号分为脉冲式、开关式和缓变式等；通过调节电位计中的滑动变阻器，实现传感器在工作时的电压信号变化。设计制作出各种发动机ECU专用的连接器与线束，使不同型号ECU的连接器与线束进行合理匹配，并针对不同车型ECU的端子数量和各端子的功能情况，设计与制作专用的连接器线束。只需使用专用连接器与线束连接ECU检测仪，检测仪各传感器模拟信号就能够迅速进行相应配置连接，进而完成诊断。硬件与软件配套，采用微型计算机对检测结果做出处理，需增设数据输入接口卡，检测端子的模拟电压信号和脉冲电压信号经预处理后，转换数字信号输入微型计算机，分析结果将在显示器上直接显示出来。

　　汽车发动机ECU的主要功能包括燃油喷射控制（EFI）、点火控制（ESA）、怠速控制（ISC）、排放控制及自诊与报警等等。作为汽车发动机控制系统的核心，ECU可根据发动机的不同情况，向发动机提供最佳空燃比的混合气和最佳点火时间，使发动机始终处在最佳工作状态，保障发动机动力性、排放性及经济性等性能达到最佳。而基于信号模拟的发动机ECU动态检测方式，能够迅速、准确地对ECU故障进行检测，从而使得汽车电子控制系统的故障检修技术水平和工作效率切实得到提高。对ECU输出端的控制信号进行直接检测，能够有效、准确判断ECU的故障情况，较之于传统检测方法，基于信号模拟的发动机ECU动态检测方式更为科学、可靠。因此，通过选择模拟信号方式，对不同的连接器与线束进行更换，提高发动机ECU故障检测仪的通用性，具有非常重要的现实意义。不仅能够提高检测仪器的使用率，提高发动机ECU故障检测效率，还有效具有节约了ECU检测的成本。

　　张国川（作者单位：惠州市技师学院）