[汽车发动机ECU故障检测仪的研究与开发] 2018年汽车发动机排名
摘 要：分析了发动机ECU常用的故障检测方法的特点与不足之处，提出了用模拟信号输入的ECU动态检测方法，并说明了适用于动态检测的ECU故障检测仪技术开发要点。 关键词：ECU;故障检测;模拟信号;故障检测仪
1 概述
汽车发动机ECU是发动机电子控制系统的核心部件，ECU生产厂家通常采用专用的ECU检测仪对下线的发动机ECU进行检测，以确保产品的质量。由于专用ECU检测仪针对性强，且成本高，因此，不适于汽车使用过程中的发动机ECU故障检测。在汽车服务领域，通过检测ECU输出端子的控制信号来判断其有无故障，对信号本身的检测精确度要求并不高，但要求检测仪器的通用性要好，ECU检测过程要方便快捷，能根据所检测到的信号准确地判断ECU故障与否。目前，在汽车服务领域，还没有专用的发动机ECU故障诊断仪，汽车发动机ECU的故障诊断通常采用间接的诊断方法，其故障诊断的准确性及其效率都不高。在汽车发动机电子控制技术应用已普及的今天，研究与开发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，具有现实的意义。
2 发动机ECU故障检测方法特点分析
2.1 常用ECU故障检测方法优缺点分析
相比于电子控制系统其它部件和线路，汽车发动机ECU的故障概率较低，但其故障与否的确认则比较困难。在汽车电子控制系统故障检修过程中，通常采用排除法、电压检测法、替换法等间接的方法来诊断ECU是否有故障，但这些故障诊断方法都有其不足之处。
⒈排除法
用排除法诊断ECU故障，首先针对发动机的故障现象分析可能的故障原因，然后检查发动机电子控制系统各个可能的故障部件和线路，当除发动机ECU以外所有可能的故障原因均排除后，如果发动机的故障现象依然存在，就可判断为ECU有故障。
排除法是目前诊断发动机ECU故障较为常用的方法，其不足是需要逐个检测相关部件和线路，待相关的发动机电子控制系统部件及线路均确定为正常时，才能判断为ECU有故障，其检测过程需要耗费较多的时间和精力，且准确性也不是很高，通常还需要与电压检测法或替换法配合使用。
⒉电压检测法
电压检测法是通过检测ECU相关的传感器电源端子的电压，根据这些被检测端子有无电压，或测得的电压是否在正常的范围之内来判断ECU是否有故障。
在ECU的电源正常情况下，如果检测到ECU的传感器电源端子无电压或电压不正常，则可准确地判断为ECU有故障。但是，如果检测结果为各端子的电压均正常，则还不能确认ECU无故障，通常还需要用替换法来确认ECU是否有故障，这是电压检测法的最大不足。
⒊替换法
所谓替换法是用一个新的或确认是良好的发动机ECU来替代需要检测的ECU，如果故障现象消失了，则可判断为原ECU有故障。
替换法的优点是较为简便，但其不足也是显而易见的。该方法需要有新的或确认是良好的ECU，在有些情况下很难或无法获得这样的条件。此外，当替换后，如果故障现象没有消失，也不能就此确认被测发动机ECU就是正常的，通常还需要用其它方法来寻找发动机电子控制系统的故障所在。
2.2模拟信号输入的ECU动态检测法特点分析
⒈模拟信号输入的ECU动态检测法
用信号发生器、电位器等模拟发动机电子控制系统各传感器信号，并输入ECU，利用示波器、电压表等检测ECU各输出端子的电压值和电压波形，将测得的结果与正常值进行比较来判断ECU是否正常。也可以用数据采集卡将ECU各输出端子的数据输入单片机，由计算机进行分析比较后，通过显示器直接显示ECU故障与否的诊断结果。
⒉ECU动态检测法的特点
采用模拟信号输入的ECU动态检测法，由于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，这样，就将ECU以外的故障可能因素均排除在外，因此，根据ECU各输出端的动态信号来判断ECU是否有故障，具有极高的准确性。此外，模拟信号输入的ECU动态检测法是直接故障诊断，其故障诊断的效率高。如果是用计算机处理和显示故障诊断结果，则ECU故障检测可更加快捷。
3 发动机ECU故障检测仪的构成与技术关键
3.1 发动机ECU故障检测仪的构成
发动机ECU故障检测仪的基本构成如图1所示。
⒈传感器信号模拟器
传感器信号模拟器用于向被测发动机ECU提供各传感器的电信号，传感器的电压信号大致可分为脉冲式、开关式和缓变式。脉冲式电压信号由信号发生器产生，开关式和缓变式电压信号可由常值电阻和电位器产生，各信号模拟电路的电源由ECU内部的输入电路提供。
⒉连接器及线束
连接器及线束用于连接被测ECU和检测仪器，不同类型的ECU，其传感器、执行器的类型会有所不同，因而插接器端子的数量、端子的排列及各端子的功能也不同，因此，需要用专用的连接器及线束。
⒊检测端子或计算机
检测端子由模拟各执行器的电阻及电感线圈加检测插孔组成，示波器和电压表可通过各检测插孔检测ECU各输出端子的控制信号。如果采用计算机直接判断和显示检测结果，则需要用数据采集卡将ECU各输出端子的控制信号输入计算机。
3.2 发动机ECU故障检测仪的技术关键
为使检测仪具有通用性，就必须解决好如下问题。
⒈不同脉冲电压信号的模拟
发动机电子控制系统中，发动机转速与曲轴位置传感器、卡门涡旋式流量传感器等产生的是脉冲式电压信号。在不同型号的电控发动机上，传感器的类型不同，其产生的电压波形也不同，有矩形波、正弦波或不规则的三角波等，因而ECU中的输入电路也会有所不同。因此，提供脉冲信号的应该是多功能信号发生器，可根据具体的ECU型号选择所需的电压脉冲形式。
考虑到适用的范围更大，脉冲信号选择的方便性，采用单片机来构建多功能信号发生器，其组成如图2所示。