任务二  发动机控制单元检修

任务引入

汽修厂接收了一辆待维修的别克威朗车辆，因电控单元ECU不工作导致发动机不能启动。需要对该车ECU的控制电路进行分析，对相关元件、线路进行检修。针对该故障，请你结合相关知识完成本项检修任务。

一、ECU故障类型及故障机理

（一）电源电路故障

电源电路故障的原因有调节器脏污、受潮，导致充电电压过高；电源极性接反；在充电的同时接通启动机；发动机在运转过程中，蓄电池接头松脱致使发电机直接向ECU供电；工作过程中的油污、水、灰尘引起电源线路连接部位漏电搭铁等。

（二）输入/输出电路故障

输入/输出电路常见的故障是放大电路元件烧坏，有时也会伴有电路板上覆钢线条烧断等情况。这类故障极易发生在工程机械长时间大负荷工作、发动机散热不良、表面烤漆和焊接维修作业、电路发生过电流和过电压等情况下。其机理有两个方面：一是温度过高导致零件材料和绝缘的破损；二是过电流和过电压引起元件烧蚀。所以ECU的工作温度不能超过85 ℃，较高温度作业时要注意散热冷却，待温度正常后才能启动发动机，并在运行过程中不得切断ECU的任何连接线路。

（三）存储器故障

常用的存储器有4种，对于可消除可编程存储器（EPROM或EEPROM）出现故障，大多数情况下可通过复制处理。方法是将具有良好程序内容的存储器芯片，通过烧录器读出程序，写入已备的空白芯片，便可复制出新的芯片，再将新的芯片装入ECU使用。MOTOROLA等ECU最多只能复制3～7次。少数ECU被加密，芯片不能被复制。对于BOSCH ECU不仅可用空白芯片复制，也可用原厂仪器1551或元征公司研制的1553仪器对电脑进行程序更换。

（四）特殊故障

对于工程车辆，由于特殊的工作环境，如水、雨、雪、泥、灰尘、油污等的侵蚀，大负荷工作时间长和工作时剧烈的冲击振动，会造成ECU变形、开裂、元件引脚断路、短路、粘连或元件损坏等故障。

二、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。下面是几种常见的故障诊断方法。

（一）直观检查法

直观检查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。通过仔细观察，能了解ECU的基本信息（型号、引脚、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。该方法简单、方便，但收效低，在使用时应和其他检查方法紧密结合。

（二）接触检查法

接触检查法是ECU在工作状态下，检查人员通过直接接触去寻找故障点。在检查元件的过程中，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，但必须有丰富的检查经验，才能获得准确的检查结果。为了避免引发新的故障，在检查过程中，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。

（三）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，就需要采取一些必要的措施，来模拟故障显现的环境。结合汽车和工程机械的使用条件，通常采用以下四种方法。

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

用水浇淋风挡玻璃或发动机罩，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。这个操作要注意，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，故障重现后及时诊断排除故障。

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

（四）参照检查法

参照检查法是一种利用比较手段来寻找故障部位的检查方法。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。实物参照即需要用两辆同型号的车辆，对这两块ECU进行性能和检测参数的对比；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。

当通过参照检查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的或相近的，这样就可以参考典型电路来指导维修。

（五）替代检查法

替代检查法的基本思路是用一个性能可靠的元器件去替代一个待查的元器件（或电路），如果替代后工作正常，说明待查元器件故障。如果替代后故障现象不变，则可排除待查元器件的故障可能性，进一步缩小故障范围。替代检查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。在运用替代法检查的过程中，还应注意以下几点。

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件则故障现象仍然不变，必须同时替代两个或多个待查元件直到故障现象消除，然后逐一尝试替换为原元件，结合伴随的现象来判断故障部位。

替代检查法对仅有一两个元件存在故障的情况较为实用，通常是在其他方法诊断出具体的方向和范围之后采用。盲目替换往往会对线路板、元器件造成二次损坏。

对于集成电路这样的多引脚元件，采用替代检查法更要慎重，通常是在有明确的结论后才进行替代检查。同时，在替代操作过程中，若要焊接作业，则必须在断电的情况下进行。

1．电压检查法

电压检查法主要是对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等。电路中的数字电路、微处理器等基本上都工作在5V或更低的工作电压下，12V的蓄电池电压是无法直接加到这些元件的电源引脚上，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还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。

对于这些关键电路的电源电压，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启动的状态下进行。使用数字万用表对ECU的集成电路的电压进行检测，就能掌握各电路及元器件的工作状况。

2．电阻检查法

电阻检测法是利用万用表，通过检测线路的通断、阻值的大小以及对元器件的检测，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。

对于元器件的检测，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。对于集成电路来讲，如引脚功能结构相同、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，而元件外部连线结构形式相同的集成电路来说，是一种有效的测量方法。

铜箔线路经常发生开裂和断路故障。开裂的原因主要是车辆的冲击、振动造成的，而ECU进水受潮是造成铜箔腐蚀短路的主要原因。很多车辆的ECU/ECM/PCM安装于驾驶室地板下或侧面踢脚板的旁边，在雨天、洗车和潮湿的条件下，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，故障的可能性就越来越大。在实际操作时，必须查清铜箔线路走向，这可通过线路两端电阻检测来判别。

3．波形检查法

波形检查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的相关引脚波形进行测量，从而判断ECU是否正常。

4．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的高低来判断故障范围。采用该方法应对电路结构原理有全面的认识，对相应的波形要有所了解，并需要专门的仪器设备，且操作麻烦，但对于解决疑难故障来说，是一个行之有效的方法。

三、万用表检测ECU的注意事项

在用万用表检测ECU端子的电压和电阻时应注意以下几点。

第一点：检测前，应先检查发动机微机控制系统及其他微机控制系统和电气系统各熔断器、熔丝及有关导线连接器是否良好。

第二点：点火开关处于“ON”位置时，蓄电池电压应不低于11 V，电压过低会影响测量结果。

第三点：必须使用高阻抗的万用表（阻抗应大于10M Ω/V，低阻抗的万用表会损坏ECU。最好使用汽车专用万用表进行检测。

第四点：必须在ECU和导线连接器处于连接的状态下测量ECU各端子的电压。

第五点：不可在脱开ECU的导线连接器的状态下，直接测量ECU的各端子电阻，否则会损坏ECU。

第六点：若要脱开ECU的导线连接器测量各控制线路，则应先拆下蓄电池负极搭铁线。不可在蓄电池连接完好的状态下脱开ECU导线连接器，否则可能损坏ECU。

四、任务实施

（一）实施方案

1．作业准备

使用万用表时，不要将红黑表笔接反。

设备器材：别克威朗车L3G型实训车一辆、常用工具（一套）、万用表、故障诊断仪。

耗材：干净抹布。

2．学生分组

以6～8人为一组，选出组长并进行任务分配，填入表6-3中。

表6-3 小组概况及分工情况表

（二）操作步骤

下面以别克威朗车L3G型为例，介绍ECU、检测和组装的方法。

1．ECU分解后的检测

（1）检测蓄电池电压

用万用表检测蓄电池正、负极端子之间的电压，电压值应在11.8 V和12.8 V之间。若不符，应对蓄电池进行充电或更换蓄电池。如图6-4所示。

请将检测结果与对故障的判断填入表6-4中。

表6-4 实测数据与故障判断表

图6-4  蓄电池电压检测

（2）检测ECU电源电路的线路

①检测搭铁线路。拆下ECU，用万用表分别检测ECU线束插头上端子1、端子2与车身搭铁之间的电阻，所测电阻值均应小于2 Ω。若不符，则说明ECU电源电路的搭铁线路存在故障，应进行更换。

②检测蓄电池供电线路。拔下发动机舱熔断器盒中的主继电器J271，用导线短接主继电器开关的输入端子和输出端子，用万用表分别检测ECU线束插头上端子5、端子6、端子86与蓄电池正极端子之间的电阻，所测电阻值均应小于2 Ω。若不符，则说明蓄电池向ECU供电的线路存在故障，应进行检修或更换线束。

③检测车载电网控制模块的供电线路。接通蓄电池的线束端子后，打开点火开关，用万用表检测ECU线束插头端子50与车身搭铁之间的电压，所测电压值应与蓄电池的电压值一致。若不符，则说明车载电网控制模块的供电线路存在故障，应进行检修。如图6-5、图6-6所示。

请将检测结果与对故障的判断填入表6-5中。

表6-5 实测数据与故障判断表

图6-5  ECU搭铁电阻检测

图6-6  车载电网控制模块电压检测

2．组装ECU

ECU的安装大体与拆下的顺序相反，安装时要注意将ECU正确地卡入支架。

第一步：将内部集成电路板安装倒ECU盒子中。

第二步：将ECU盒子装入支架。

第三步：如果更换了ECU，ECU安装完成后必须进行匹配，否则发动机将无法启动。

第四步：连接专用汽车故障诊断仪。

第五步：打开点火开关，进入汽车故障诊断仪软件系统，依次选取“发动机电控系统”“引导功能”和“更换ECU”选项，即可完成ECU的匹配。

（三）任务评价（每组一份）

将小组成员评价分数填入表6-6中。

表6-6　任务评价表