汽车电控系统各种应急保护功能详细介绍

电控汽车的“应急保护功能”(又称安全保护控制)，是指当电控汽车的某些控制系统出现故障，而且该故障能够对电控汽车构成较大威胁时，为了保护电控汽车不受进一步损害而自动启用的若干保护措施。

    众所周知，电子元器件(传感器、中央处理器C P U等)出现严重故障或者错误操作等难以避免，为了汽车不至于半路抛锚，电控单元(E C U)在存储故障代码的同时将自动进入失效保护状态，不采用故障装置的信号，而采用固定的数值取代故障传感器的信号，即按照预先设定的程序或方式进行控制，使汽车保留最基本的行驶性能，以便行驶回家或者到达修理厂，因此这种功能又称为跛行功能、备用功能、回家功能。在这种状态下，汽车的动力性能会受到明显影响。
    因此，维修人员有时需要甄别汽车是否进入了失效保护状态，这种运行模式有哪些特点，以便有针对性地采取维修措施。
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1．发动机的应急保护功能

    当正时带错齿以后，发动机的配气相位将严重错乱，曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器和霍尔传感器等3个传感器就不能发出同步信号，此时发动机EC U停止发出供油指令及点火指令，使发动机无法启动，汽车进入失效保护状态。因此，在诊断发动机无法启动的故障时，需要甄别是否由上述传感器信号不同步所引起。曲轴位置传感器失效与凸轮轴位置传感器失效的区别在于，若在发动机运转时曲轴位置传感器突然失效，发动机会随即熄火，熄火后发动机不能再启动；若在发动机运转时凸轮轴位置传感器突然失效，发动机不会随即熄火，但熄火后发动机不能再启动。若空气流量传感器损坏或其线路断路，ECU接收不到正常的空气流量信号，EC U会根据节气门位置传感器和曲轴位置传感器的信号自动生成一个替代信号，并限制发动机的转速在2500r/min左右。由于上述信号不能精确地反映发动机的实际进气量，所以汽车往往加速不良，此时ECU处于故障应急保护模式。
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    若电子节气门(ETC)指示灯点亮，这是告知电子节气门系统存在故障，此时电子节气门将打开8°左右，发动机转速为3000r/min以下，为“跛行回家”状态。
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    若冷却液温度传感器损坏，E C U将按预先设定的温度—启动时20℃以及运行时80℃冷却液温度—进行燃油控制和点火控制。一辆金杯海狮S Y6480A B-E H汽车，热机启动困难，怠速时容易熄火，加速时发动机喘振，排气管冒黑烟，耗油量增大。产生这种故障的原因往往是进气歧管绝对压力(M A P)传感器的真空管路堵塞。该车型M A P真空管的接头位于节气门体的下部，由于汽车的行驶里程较长，加上燃油品质不良，造成真空管口被堵住。由于真空管口堵塞，MA P感受不到进气歧管内压力的变化，也就无法输出相应的电信号，发动机ECU接收不到空气流量信号，只得进入应急保护程序，所以发动机出现诸多运转失常的现象。
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" e6 y  ?( n% a一般来说，发动机进入应急保护功能具有如下几种表现。
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(1)发动机容易熄火，启动困难。有的发动机电控单元(E C U)内部设置了自动熄火继电器回路，当E C U接收不到曲轴位置信号或者接收到错误的曲轴位置信号时，发动机电控单元会锁死供油和点火。一辆B J2021E型乘用车，发动机冷机时工作正常，行驶一段时间后出现加速不良，偶尔还有行驶发冲的现象。经过反复检查，发现曲轴位置传感器的连接线中有一根导线的外皮被磨破，其内的铜线与进气歧管不定期搭铁，于是有时产生错误的曲轴位置信号，发动机E C U据此断续地中断点火和喷油，所以导致汽车行驶发冲现象。

. L3 R8 i- w$ c4 q( f(2)对于V形排列发动机，读取数据流，若发现“缺缸”发生在同一侧，这种“整列缺缸”现象可能是发动机的一种自动保护功能。
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    (3)对于原装进口汽车(如欧规奔驰C200轿车，采用W20 3底盘)，如果发动机故障指示灯偶尔亮起，并伴随有不确定的某缸缺火的故障代码，发动机可能进入了“缺缸保护”状态，这是因为进口奔驰轿车发动机控制模块中相关混合汽控制参数不适应中国燃油品质引起的。(4)当发动机E C U启用应急保护功能时，有的车型还自动切断空调、音响等附属装置的工作，以减少发动机的负荷，预防事故的进一步扩大。

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! I* M6 E- D# y& h: K. n2．自动变速器的应急保护功能
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. F+ s$ G5 A( C8 ~' r3 f6 |: v    当自动变速器电控单元(A/T ECU)检测到传感器或执行器发生异常时，自动变速器将进入应急保护状态—R挡正常，D挡也能行驶，但是无论发动机转速多高都不能达到最高车速，即所谓“锁挡”。这一模式的实质是A/ T E C U对所有换挡电磁阀断电，主油路的油压达到最高，液力变矩器锁止离合器处于分离状态(即解除锁止)，此时自动变速器锁定在第3挡(01V型变速器锁定在第 4挡)，不能升至最高挡。由此可见，“锁挡”并非简单的电路问题。

    上海别克等轿车采用数据总线传递信息，动力系统控制模块(P CM)不仅控制发动机运转，还控制自动变速器的工作。
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1 s: }( O) ]5 _( b- Q. z% H    当PCM本身发生故障或者PCM检测到自动变速器严重失常时，PCM会使自动变速器内各电磁阀断电，这一组合正好相当于自动变速器的3挡状态，也就是说，上海别克轿车自动变速器的应急保护状态是锁定在3挡运行，而且不能升降挡。01M型自动变速器E C U实行模糊逻辑控制，控制着自动变速器所有的电气和液压功能。如果自动变速器E C U出现故障，将进入应急保护状态—1挡液压、2挡液压及倒挡仍然有效，这几个挡位可以通过操纵换挡杆换挡；若换挡杆置于D位，则通过液压系统以3挡运行。
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    自动变速器设置应急运行模式的目的有两个，一是保证驾驶人通过操纵换挡杆和手控阀，驾驶汽车能够继续行驶到维修站。二是保护自动变速器不至于发生更大损坏，因为此时主油路的油压比较高，会弥补系统中一部分泄漏量，可以避免烧坏摩擦片。
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% n1 Y# T! w0 v' u/ M5 m(1)在下列情况下，自动变速器启用应急运行模式。
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' O4 g8 J4 s9 ]9 x①自动变速器ECU发生故障；
7 o: Y& _( m  Q9 j+ k  \1 ]) }②车速传感器、换挡电磁阀及其电路出现故障；
9 F# P4 B* G3 S③拔下了自动变速器电磁阀的插头；
# v- D; l* L0 X% A0 n④自动变速器油的温度过高，如超过135℃；
⑤自动变速器油(AT F)的型号不对。

    例如奔驰汽车，若错加了别的厂家的自动变速器油，自动变速器将进入失效保护状态，在“D”位只能以2挡行驶。

(2)自动变速器进入失效保护状态时的主要特征。


①不能进入超速挡。

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# ^+ f- y& H0 F$ P②在一定的速度区间能够听到“嗡嗡”的异常响声。对于锁止工况为2挡的自动变速器，当车速在60~80km/h时能听到；对于锁止工况为3挡的自动变速器，车速在70~90k m/h时能听到；离开这个速度区间，则没有这种“嗡嗡”的异常响声。这种异常响声来自于变矩器锁止离合器打滑的声音。
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0 x0 U" j( G  Z1 M, F+ r- t' O; d/ w③仪表盘上的挡位显示功能失效，同时“HOLD”(保持)指示灯闪烁。

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④换挡杆不能从P位移出。一辆本田雅阁2.4L轿车，行驶里程2.6万k m，发动机启动后换挡杆不能从P位移出。产生此类故障的原因，除了锁止机构本身、制动灯开关及其线路失常外，也有可能是因为节气门位置传感器损坏、怠速信号电压过高或者怠速控制阀脏污而卡滞在开度大的位置，造成ECU启用了变速器的保护模式，将换挡杆锁住了。清洗节气门及怠速马达，并且对电控单元进行自适应学习后，此类故障一般可以排除。

3．转向助力系统的应急保护功能一辆日产F U G A轿车，进行8万k m保养，运转了发动机，更换了助力转向机的油液，完成保养后，发现转向助力功能消失。初步判断是在更换转向油液时，触发了转向助力系统的失效保护模式而导致转向助力功能消失。查阅该车的维修资料得知：在车辆停驶10s内，如果发动机的转速超过1500r/mi n，将自动进入转向助力失效保护状态，使转向助力功能消失。此后若将点火开关重新“关闭”—“打开”，或者有车速(超过2k m/h)信号输入ECU，转向助力失效保护模式将被中止4．全自动空调系统的应急保护功能对于压缩机不运转的故障，除了从空调系统本身查找原因外，也可能是因为发动机不正常引起空调系统的应急保护功能被激活，ECU切断了压缩机的电路。全自动空调系统进入应急保护状态后，电控单元将切断压缩机电磁阀的搭铁回路，以保护空调系统(主要是压缩机)，并且减少发动机的部分负荷，从而保证发动机的基本动力输出。因此，在诊断空调系统故障时，要注意分辨是全自动空调系统进入了应急保护状态，还是压缩机等部件确实已经损坏。
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9 o1 C% E" N1 ^6 e2 z在下列情况下，全自动空调系统进入应急保护状态。

4 J; ]6 Z2 F, ^) u& R4 F4 f, M(1)发动机E C U接收到异常的节气门位置、进气量或发动机转速等信号，认为发动机的负荷过大。

" n+ \3 ]3 X2 b    一辆桑塔纳2000时代骄子轿车，开启空调制冷时吹出的风不凉。用空调歧管压力表检测，制冷剂的压力正常，判断是压缩机不工作，其原因可能是空调制冷系统本身有故障，也可能是发动机存在故障。经过检查发现，发动机电控单元(J220)至压缩机切断继电器(J26)的控制线无电压，更换J22 0试车，故障未能排除。用V.A .G1552故障诊断仪进入01-08-020读取数据流，发现怠速转速为1010r/m i n(偏高)，此时意外地发现当发动机转速增至2000 r/min，压缩机能够工作。再次读取数据流，发现节气门位置传感器信号不正常，清除故障码后做节气门基本设定，却无法进行。更换节气门位置传感器后，故障被排除。这是由于节气门位置传感器给J220输送了错误的发动机负荷过大信号，J220便切断了J26的供电，强行让压缩机停止工作。
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/ O" }* U. T) J! \. }7 ^' Q(2)冷却液温度超过110~115℃。

- O. [0 Q2 V! N. W(3)空调系统制冷剂的压力过高或过低(如压力低于0.07M Pa)，使压力开关断开，以保护空调压缩机。

5．电控空气悬架系统的应急保护功能

    一辆2002款宝马X5轿车，出现后空气悬架不能自动下降的故障。检查发现，该车的后空气悬架已经上升到最高位置，组合仪表显示自标高空气悬架有故障。用G T1故障诊断仪检测电控悬架系统控制模块，调得的故障代码为“右侧高度传感器故障”。读取系统数据流，发现右侧和左侧高度传感器的信号电压均为0(正常情况应该在0~5V之间变动)。为什么右侧高度传感器出现故障，左侧高度传感器的信号电压也为0呢？检查电控悬架控制模块的电源和搭铁情况，都正常；检查右侧和左侧高度传感器导线侧连接器，没有发现接触不良现象；测量右侧和左侧高度传感器到悬架控制模块之间的导线，没有发现短路和断路的现象。但是，只要右侧高度传感器不参与工作，对电控悬架控制模块短时断电后，能够恢复正常。更换右侧高度传感器，并进行后悬架高度匹配之后，故障彻底排除。原来是右侧高度传感器损坏后，电控悬架控制模块进入应急保护状态，使后空气悬架上升到最高位置，因此左侧高度传感器的信号电压也为0。此时虽然乘坐不够舒适，但是能够保证汽车继续行驶。
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6．汽车电源管理系统的应急保护功能


' K! k% {. w. V: r/ h* [  s; h( L    为了确保蓄电池具有足够的电量，满足发动机顺利启动和车辆正常运行的需要，许多高档汽车(如一汽大众速腾、迈腾、雷克萨斯430、宝马、奥迪A6L、通用林荫大道等)设置了电源管理系统(又称为用电负荷管理系统、电能管理系统)，车载电源控制单元根据蓄电池的电压、发动机的转速、发电机的输出电压等对蓄电池的电压进行评估。当蓄电池的电量低于一定值时，车载电源控制单元便提高发动机的怠速，以补偿供电系统的电压不足，并且适当关闭舒适性系统的某些功能，以防止蓄电池亏电。例如进口大众辉腾轿车设置了车载电网控制单元，用来监控蓄电池的充电状况，当监控到蓄电池的电压在一段时间内低于12.2V，则判定车载电网处于临界状态，将根据优先等级，由各自的电控单元关闭后窗玻璃加热器、座椅加热器等舒适性用电设备，或者降低空调系统的输出功率，从而避免蓄电池出现严重的亏电现象。总之，当汽车的某些性能出现明显失常时，维修人员不能只想到点火系统或者供油系统可能出了问题，对于电控汽车，还需要考虑是否其失效保护功能在起作用，有时甚至是需要首先加以排查的项目。汽车进入应急保护状态以后，需要采用重新调整、恢复归零或者进行匹配等方式加以修复。
    另外需注意：当失效保护功能被激活时，即使采用电脑故障诊断仪，也无法删除故障代码。
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