本文主要是關于ECU的相關介紹,并著重對汽車ECU維修進行了詳盡的闡述。
ECU
ECU(Electronic Control Unit)電子控制單元,又稱“行車電腦”、“車載電腦”等。從用途上講則是汽車專用微機控制器。
功能
它和普通的電腦一樣,由微處理器(CPU)、存儲器(ROM、RAM)、輸入/輸出接口(I/O)、模數轉換器(A/D)以及整形、驅動等大規模集成電路組成。用一句簡單的話來形容就是“ECU就是汽車的大腦”。
ECU的電壓工作范圍一般在6.5-16V(內部關鍵處有穩壓裝置)、工作電流在0.015-0.1A、工作溫度在-40℃~80℃。能承受1000Hz以下的振動,因此ECU損壞的概率非常小,在ECU中CPU是核心部分,它具有運算與控制的功能,發動機在運行時,它采集各傳感器的信號,進行運算,并將運算的結果轉變為控制信號,控制被控對象的工作。它還實行對存儲器(ROM/FLASH/EEPROM、RAM)、輸入/輸出接口(I/O)和其它外部電路的控制;存儲器ROM中存放的程序是經過精確計算和大量實驗取得的數據為基礎編寫出來的,這個固有程序在發動機工作時,不斷地與采集來的各傳感器的信號進行比較和計算。把比較和計算的結果用來對發動機的點火、空燃比、怠速、廢氣再循環等多項參數的控制。
自診斷功能
ECU一般都具備故障自診斷和保護功能,當系統產生故障時,它還能在RAM中自動記錄故障代碼并采用保護措施從上述的固有程序中讀取替代程序來維持發動機的運轉。同時這些故障信息會顯示在儀表盤上并保持不滅,可以使車主及時發現問題并將汽車能開到修理廠。
自適應功能
正常情況下,RAM也會不停地記錄你行駛中的數據,是成為ECU的學習程序,為適應你的駕駛習慣提供最佳的控制狀態,這個程序也叫自適應程序。
網絡系統
在一些中高級轎車上,不但在發動機上應用ECU,在其它許多地方都可發現ECU的蹤影。例如防抱死制動系統、四輪驅動系統、電控自動變速器、主動懸架系統、安全氣囊系統、多向可調電控座椅等都配置有各自的ECU。隨著轎車電子化自動化的提高,ECU將會日益增多,線路會日益復雜。為了簡化電路和降低成本,汽車上多個ECU之間的信息傳遞就要采用一種稱為多路復用通信網絡技術,將整車的ECU形成一個網絡系統,也就是CAN數據總線。
ECU改裝
改裝ECU,就是通過改變處理問題的方法(原先設定好的ECU程序),來達到改變發動機運行的目的。所謂的“ECU程序”,其實就是一套運算法則,它存放在儲存器內,對從輸入設備經控制器轉化而來的信號,處理生成對應的指令信號,從輸出設備傳輸出去。于是,我們對于ECU參數的修改,實際上就是在修改運算法則。
汽車ECU維修你了解多少
ECU是電子控制單元的英文縮寫,汽車用ECU的可靠性非常高,99%以上的故障都不是ECU。而且從維修的角度,廠家不允許維修(4S店也一樣),更不會提供技術支持,所以現有些維修ECU的人基本上是憑著對基本電路的熟悉,在摸索著、試探性的維修。另外還有一種刷ECU增大發動機功率、改變換擋時機,使車輛動力更好,起步更快這樣的一群人,他們刷機的行為有些是有廠家在后臺運作,使汽車售出后仍產生附加利潤。
如果單純從電路說,ECU內部并不是十分復雜,通常有一塊CPU(單片機ⅠC)有A/D,D/A變換電路,有供電系統電路,有執行器的驅動電路,有記憶存儲ⅠC,所用零件均是工業級要求,有部分甚至接近軍用級要求,這是ECU高可靠性的保證,因此個人建議不要去搞ECU維修,這個市場非常小。
怎么判斷汽車ECU出現故障
1 ECU檢修要點
在ECU檢修之前,必須注意幾個要點:
(1)認真檢查外電路,排除外電路故障,確認外電路正常之后方可對ECU進行檢修;
(2)檢查ECU外部是否有損傷痕跡,固定是否牢固,焊錫(膠粘)是否密封可靠;
(3)檢查線插接通情況,特別是電源線和搭鐵是否正常。
(4)確認系統采用的ECU型號。
2、ECU故障類型及故障機理
(1)電源電路故障
其故障的原因是調節器臟污、受潮,導致充電電壓過高;電源極性接反;在充電的同時接通起動機;發動機在運轉過程中,蓄電池接頭松脫致使發電機直接向ECU供電;工作過程中的油污、水、灰塵引起電源線路連接部位漏電搭鐵等。
(2)輸入/輸出電路故障
常見的故障是放大電路元件燒壞,有時也會伴隨著電路板上覆鋼線條燒斷等情況發生。這類故障極易發生在工程機械長時間大負荷工作、發動機散熱不良、表面烤漆和焊接維修作業、電路發生過電流和過電壓等條件。其機理有兩方面:一是溫度過高導致零件材料和絕緣的破損;二是過電流和過電壓引起元件燒蝕。所以ECU的工作溫度不能超過85℃,較高溫度作業時要注意散熱冷卻,溫度正常后才能起動發動機,并在運行過程中不得切斷ECU的任何連接線路。
(3)存儲器故障
常用的存儲器有4種,對于可消除可編程存儲器(EPROM或EEPROM)出現故障,可通過復制處理。方法為:將良好的具有程序內容的存儲器芯片,通過燒錄器讀出程序,寫入到已備的空白芯片,便可復制出新的芯片,再將新的芯片裝入ECU使用。MOTOROLA等ECU最多只能復制3—7次。少數ECU被加密,芯片不能被復制。對于BOSCH ECU不僅可用空白芯片復制,也可用原廠儀器1551或元征公司研制的1553儀器對電腦進行程序更換。
(4)特殊故障
對于工程車輛,由于特殊的工作環境,水、雨、雪、泥、灰塵、油污等的浸蝕、大負荷工作時間長和工作時劇烈的沖擊振動,會造成ECU變形、開裂、元件引腳斷路、短路、粘連或元件損壞等故障。
3、ECU的檢測方法
ECU檢修作業的關鍵,在于故障原因和故障部位的診斷,至于維修作業,主要是通過更換和電路焊接來處理。下面探討幾種故障診斷方法。
(1)直觀檢查法
直觀檢查法是通過視覺去觀察電路、元器件等的工作狀態,從中發現異常,直接查找故障的部位和原因。這是所有檢查法的基礎步驟。通過仔細觀察,了解ECU的基本信息(型號、引腳、應用車型等),并掌握故障可能的外部表現跡象,如:密封不良、進水、外部斷路、外部短路、嚴重燒蝕等。該方法的特點是簡單、方便,但收效低,在使用時應和其他檢查方法緊密結合。
(2)接觸檢查法
接觸檢查法是ECU在工作狀態下,檢查人員通過直接接觸去尋找故障點。在對待查元件接觸的過程中,通過觸覺感知溫度,通過嗅覺感知氣味,確認是否有異常表征。該方法方便、簡單、實用、針對性強,能夠直接發現故障部位,但必須要有豐富的檢查經驗,才能獲得準確的檢查結果。為了避免引發新的故障,在檢查過程中,ECU要放置平穩,注意線路板或電子元件與其他部分(尤其是車身底盤部分)保持安全距離,以免線路搭鐵,造成不可修復的故障。
(3)故障再生法
故障再生法是有意識地讓故障重復發生,并力圖使故障的發生、發展、轉化過程變得比較緩慢,以便提供充足的觀察機會、次數、時間和過程,在觀察過程中發現影響故障的因素,從而查出故障部位和原因。
對于ECU來說,間歇性故障幾乎都是在一些特定的環境下出現的,因此,為了讓故障再現,就需要采取一些必要的措施,模擬故障顯現環境。結合汽車和工程機械的使用條件,通常采用的方法有四種:
一是振動法,通過輕輕地振動、拍打、敲擊ECU,拉動ECU連接線束,再現振動條件下發生的間歇性故障;
二是水淋法,用水澆淋風擋玻璃或發動機罩,再現ECU因受潮而發生的間歇故障。注意絕對不能將水直接澆到ECU上;
三是加熱法,可以用電吹風或熱風槍對ECU或分析部位進行加熱,再現因溫度過高而發生的間歇故障。這個操作要注意,溫度不能超過85℃,風口與ECU電路板要保持20cm以上的安全距離;
四是電器全接通法,不要將ECU從車上拆下,接通汽車全部用電設備,再現ECU因電路電流過大而發生的間歇故障,故障重現后及時診斷排除故障。
此方法主要適用于間歇出現的故障,即ECU時好時壞的情況,對于一直處于不良狀態的情況,則不宜采用。
(4)參照檢查法
參照檢查法是一種利用比較手段來尋找故障部位的檢查方法。通常用一個性能良好的ECU,測量其關鍵部位的參數,包括電壓、電阻等。運用移植、比較、借鑒、引申、參照等手段,查出不同之處,以便診斷故障部位和原因。大部分故障都可以采用此方法檢測出來,因為有一個ECU作為參照物對比檢測,就能發現故障ECU的不同之處,從而查明故障部位和原因。
參照分為實物參照和圖紙參照兩種。實物參照即需要用兩輛同型號的車輛,對其兩塊ECU進行性能和檢測參數對比;圖紙參照操作起來比較容易,但大部分ECU的電路圖查找起來比較困難。
當通過參照檢查法已經將故障范圍縮小到局部的集成電路時,可按ECU的型號查找技術資料,了解其主要電路、各引腳功能等。通常各種型號ECU的主要應用電路是相同的或相近的,這樣就可以參考典型電路來指導維修。
(5)替代檢查法
替代檢查法的基本思路是用一個性能可靠的元器件去替代一個待查的元器件(或電路),如果替代后工作正常,說明待查元器件出現故障。如果替代后故障現象不變,則可排除待查元器件的故障可能性,進一步縮小故障范圍。替代檢查法適用于各種故障診斷,但在采用時要有針對性,這樣會節省診斷時間,提高診斷的成功率。在運用替代法檢查的過程中,還應注意以下幾點:
a.在特殊情況下,一個故障是由兩個或以上故障點造成的,此時若只替代了其中一個元件則故障現象仍然不變,必須同時替代兩個或多個待查元件直到故障現象消除,然后逐一嘗試替換為原元件,結合伴隨的現象來判斷故障部位。
b.替代檢查法對僅有一、二個元件存在故障的情況較為實用,通常是在其他方法診斷出具體的方向和范圍之后采用。盲目的替換往往會對線路板、元器件造成二次損壞。
c.對于集成電路這樣的多引腳元件,采用替代檢查法更要慎重,通常是在有明確的結論后才進行替代檢查。同時,在替代操作過程中,若要焊接作業,必須在斷電的情況下進行。
(6)電壓檢查法
電壓檢查法主要是對ECU內關鍵點的電壓進行實時測量,以找出故障部位。這些關鍵點主要是各集成電路的供電電源、線路中連接蓄電池的主電源、受點火開關或電源開關控制的電源、內部經過集成穩壓器或調整三極管輸出的穩壓電源。電路中的數字電路、微處理器等基本上都工作在5V或更低的工作電壓下,12V的蓄電池電壓是無法直接加到這些元件的電源引腳上,必須由穩壓電路為其提供合適的工作電壓。穩壓電路在降低電壓的同時可濾掉脈沖類干擾信號,以避免對數字電路的工作帶來影響。
對于這些關鍵電路的電源電壓,工作期間是固定不變的,但為了提高測量的可靠性,測量應確定在點火開關或電源開關接通而發動機不起動的狀態下進行。采用數字萬用表對ECU的集成電路的電壓進行檢測,能掌握各電路及元器件的工作狀況。
(7)電阻檢查法
電阻檢測法是利用萬用表,通過檢測線路的通斷、阻值的大小以及元器件的檢測,來判別故障原因和故障部位。此種方法主要適用于元器件和銅箔線路的檢測。
a.對于元器件的檢測,除了常規的電阻、二極管、三極管外,一些集成電路也可以采用此種方法進行檢測。對于集成電路來講,如引腳功能結構相同、外電路結構相似,其對地電阻應十分接近,因此可以采用萬用表對其進行正反向的測量,然后比較測量值,找出故障點。這種測量方法對于找不到芯片資料, 而元件外部連線結構形式相同的集成電路來說,是一種有效的測量方法。
b.銅箔線路經常發生開裂和斷路故障。開裂的原因主要是因車輛的沖擊、振動而造成的;而ECU進水受潮是造成銅箔腐蝕斷路的主要原因。很多車輛的ECU/ECM/PCM安裝于駕駛室地板下或側面踢腳板的旁邊,在雨天、洗車和潮濕的條件下,ECU/ECM/PCM很容易進水,如不及時處理,銅箔在水汽的作用下漸漸腐蝕,故障的可能性就越來越大。在實際操作時,必須查清銅箔線路走向,這可通過線路兩端電阻檢測來判別。
(8)波形檢查法
波形檢查法是采用專用或通用示波器,對ECU關鍵點的波形進行測量,對微處理器MCU的相關引腳波形進行測量,從而判斷ECU是否正常。如對于89C51微處理器來說,石英晶體振蕩器輸入端正常狀態為標準正弦波,其ALE端為1/6時鐘頻率的脈沖波。其他微處理器也有類似的功能引線。
對于外圍元件也可以采用此種方法進行測量。比如一個點火線圈不工作,在排除外部相關元件及連接線路的可能性后,可用示波器直接測量驅動電路開關TLE4226G的信號輸入端(IN1-IN4)。因正常狀態下,四個信號波形是相同的,僅時間軸略有差異。通過對輸入信號波形的測量比較,就可判斷故障是來自MCU還是TLE4226G。不僅如此,波形檢測法也可對傳感器的輸入信號、經輸入電路后送給MCU或A/D轉換器的信號、輸出信號及各種驅動器的輸入/輸出信號進行檢測分析。
(9)信號注入檢測法
信號注入檢測法是采用信號發生器給電路輸入相同或相近信號,在輸出端觀察執行器的動作情況,或在輸出端連接示波器或萬用表,根據指示波形或顯示信號高低來判斷故障范圍。采用該方法應對電路結構原理有全面的認識,對相應的波形要有所了解,并需要專門的儀器設備,且操作麻煩,但對于解決疑難故障來說,是一個行之有效的方法。
汽車ECU損壞原因
開ECU鋁合金外殼,你會看到一張PCB(多層布線的環氧樹脂板),板上焊有各種IC(集成電路或俗稱芯片)、芝麻粒大小的電阻電容、緊貼鋁外殼的功率MOS管(場效應管)和功率二極管三極管,還有接線束的連接器、……等。ECU電腦盒是純電子產品,和家用電子產品比,它工作的環境要惡劣很多(高溫-震動-天氣);和工業控制電子產品比,卻沒有電網帶來干擾的煩惱。
電阻電容以外的芯片、二三極管、場效應管等都是半導體器件,可能損壞的原因有:
1、元器件出廠時就有問題,在暫短使用時間里就可能體現出來,但就目前半導體元器件的制作水平看,這個概率相當小,我們可以認為沒有;
2、元器件壽終正寢。有個常識大家應該知道,電子元器件即使在正常允許的工作范圍內,溫度升高,其使用壽命明顯減少。而超出正常正常工作溫度范圍時,有些器件比如MOS管的內阻會變大,反過來使溫升更高,形成惡性循環。
熱損壞是致命的,電子工程師在設計時都在這方面下很多功夫。而對于我們維修者來說,可以通過異常發熱的器件來追蹤線路板的故障。異常就是和正常的不一樣,那么我們就要注意檢測線路板整體或某個器件的工作溫度,才能在遇到問題是判斷出什么是正常什么是異常,比如ECU殼體的溫度,對于有油冷的ECU要考慮到油冷的影響。
3、電壓擊穿。任何電子元器件都有一定的工作電壓范圍和耐受擊穿電壓,電壓高到一定程度時,器件內原來不導通的部位就變成導通。ECU內電路遭受高電壓都是來自外部,就是通過線束連接器進來的。一個設計完善的ECU內部都將這些可能的危害加以防范,設計有過壓保護電路,而沒有這些設計的電路幾乎是不能實用的。但任何產品的設計通常都要考慮成本,所以耐壓指標盡可能覆蓋絕大多數情況,而不是萬無一失。
導致ECU電壓擊穿的可能原因有:
電焊導致的浪涌和尖峰電壓;
起動困難時串聯過多電瓶導致電源電壓過高;
靜電,特別是維修中的人體靜電,來自我們維修者。干燥天氣時化纖衣服和人體摩擦生電,鞋子與大地又是干燥絕緣的,摩擦生成的電荷就積攢在我們身上,我們身體和大地之間形成一個可以走動的大電容,隨著電荷越來越多,人體與大地之間的電壓也越來越高,維修檢測電路時,如果ECU的地線和大地之間不絕緣,那么當我們用手直接觸及或通過儀表工具碰到線束或針腳時,這些接口引線就將幾千伏的高壓施加到ECU內部的元器件上。
為了避免這種危害,應該養成習慣,在接觸ECU電路之前拿個金屬工具碰一下機體或ECU地線,將身上的靜電釋放掉。
線束電線之間的短路,可能使工作電壓較低的針腳變得異常高,整個電路的正常工作的最高電壓不是電瓶電壓,而是想噴油器驅動輸出及計量閥那樣的脈沖電壓,看上去的和理論的波形電壓不是很高,但在開關開通和關斷瞬間由于分布電感引起的尖峰電壓可能超過一些針腳的耐受電壓。
4、電流燒毀。我們知道有電流有電阻就會發熱,功率是電流的平方乘以電阻,如果因某些原因電流異常變大,可能導致某些器件或電路嚴重發熱,最后被燒毀,包括PCB的敷銅層和靠接觸導電的針腳連接片。大電流燒毀的結果大多是原來導通的部位被燒熔斷路,可以通過這個現象區分電路是電壓擊穿還是電流燒毀,這不是嚴格的,只是概率比較大。導致電流燒毀的原因大多是線束電線之間的短路,或人為接錯線。
還有一種元件是電解電容,體積稍微大一些,電容容量也較大,目前還沒有其它器件代替,多用于電源濾波。這種元件內部有電解液,時間長了會變干,容量會下降也容易損壞,特別是長期工作在高溫環境下。用得時間長的電器電路這種概率很高,修家電的師傅都應該有感受。
結語
關于ECU的相關介紹就到這了,如有不足之處歡迎指正。
-
電解電容
+關注
關注
14文章
678瀏覽量
51106 -
ecu
+關注
關注
14文章
894瀏覽量
54840
發布評論請先 登錄
相關推薦
汽車電子控制單元ECU的設計
汽車ECU以及外圍線路
關于ECU的維修提問
想學習汽車ECU編程這一塊,有哪位比較了解的
汽車維修中的故障碼分析——汽車CAN總線仿真開發工具
汽車ECU控制碳罐電磁閥
一款基于FPGA的汽車ECU設計
ECU的原理是什么?
汽車中的ECU, VCU, MCU, HCU分別是什么
汽車ECU是什么?ECU是如何工作的
一文了解汽車電子控制單元ECU
![一文<b class='flag-5'>了解</b><b class='flag-5'>汽車</b>電子控制單元<b class='flag-5'>ECU</b>](https://file1.elecfans.com/web3/M00/05/6A/wKgZPGd_kc-AHMLvAADLfjKgDjY580.png)
評論