摘要：主动测试功能是电控发动机ECU系统中的智能诊断系统。分别介绍排气制动功能、能、高压测试功能、加速转速功能、断缸测试的主动测试功能和流程图。以加速转速测试为例启动功能、压缩功分析其在商用车电控系统中的应用。

    随着国家排放法规的陆续实施，2015年商用车已全面进入国N时代，中国目前主要是采用高压共轨电喷系统＋SCR后处理系统的技术路线来实现国IV排放。随着发动机电控系统的市场占有率越来越高，针对电控系统的故障诊断功能的要求也日益突出。因为电控系统的故障诊断与之前的机械泵系统有较大区别，从而提高了国IV系统的故障维修难度，所以在电控系统中的故障诊断及其故障处理方面就需要有更有效的系统功能设计。
    高压共轨电子控制系统主要由信号输入、控制单元和输出三部分组成。输入部分包括各种传感器和输入开关。传感器主要包括曲轴位置传感器、凸轮轴信号传感器、油门踏板位移传感器、共轨压力传感器、冷却水温度传感器、燃油温度传感器、进气温度和压力传感器、车速传感器等；输入开关主要包括制动踏板开关、排气制动开关、离合器开关、巡驶控制开关、空档开关、诊断开关等。输出部分有高压油泵和喷油器电磁阀的控制，喷油器电磁阀主要是对喷油量和喷油正时的控制；高压油泵电磁阀主要是对共轨压力的控制。另外，控制器还有一些辅助功能输出信号，如进气预热继电器、启动继电器、排气制动继电器等的输出控制。
    针对高压共轨电子控制系统的输入和输出信号，常规的诊断功能可以满足传感器故障诊断及其失效处理、执行器故障诊断及其失效处理、相应系统合理性诊断等功能要求，例如通过测量相应的电路电压信号来判断是否存在短路或断路的情况等。目前车载诊断系统主要具有如下功能：故障灯及闪码功能，即通过故障灯点亮和故障灯闪码功能提示故障名称，为驾驶员报警和提示故障的功能；存储并显示故障代码和故障状态信息的功能，即通过EOL诊断工具可以读出以上存储的故障代码和故障状态信息或可通过仪表显示；信号监控功能，即通过EOL诊断工具可以监控系统信号参数（包括发动机转速、喷油量、轨压、提前角等参数），检测人员根据对比相应工况的实时数据和实际工作经验来判别系统故障。另外，在故障发生后通过控制策略使车辆不丧失基本行使能力的功能，即具有跤行回家功能。
    但是针对很多实际故障问题通过常规方法却无法进行有效的诊断，例如该类故障并不能通过上述车载诊断系统直接对故障进行诊断，这就需要通过合理的系统功能设计来满足这些故障的诊断要求，而主动测试正是行之有效的解决方案。
    主动测试是通过EOL诊断工具等方式对电控系统进行主动控制，并对在特定工作条件下的运行结果进行分析，得出最终的测试结论，从而完成相应的诊断功能。结合实际发动机电控系统的设计开发，从以下的主动测试功能进行介绍和分析。

    1 排气制动功能的主动测试
    排气制动功能是商用车的标准配置。一般情况下，排气制动功能的使用条件包括必须在挂档（非空挡）状态、发动机转速在标定转速之上、油门踏板必须完全松开等所有条件都满足的情况下，该功能才会有效，从而ECU输出控制排气制动继电器动作，使排气制动蝶阀关闭。在实际的维修过程中，一般在测试排气制动阀输出线路或蝶阀状态时，由于该功能上述使用条件的限制，无法在原地进行检测，增加了维修成本和难度。故开发该排气制动输出继电器控制的主动测试功能，以便在原地静止情况下进行维修检查。排气制动功能主动测试流程简图见图1。

    通过原地停机测试，可以确认排气制动输出的相应电气线路是否正常，并可确认排气蝶阀是否能正常开闭等问题。

    2 启动功能的主动测试
    发动机不能正常启动是日常遇到比较突出的问题之一，同时也是不易判断处理的车辆故障之一。引起发动机不能启动的原因较多，比如电气方面的故障，包括启动控制线路损坏、启动继电器故障、曲轴和凸轮轴转速信号故障、蓄电池电压过低；燃油系统方面的故障，包括低压油路供油不畅等。由于存在有多种启动失败的原因，这就要求技术人员和售后维修人员有一定的工作经验，才能进行综合的正确判断，避免造成误判。
    为能够通过软件实现启动故障的判别，需要开发发动机ECU和EOL工具对于启动故障的诊断功能。该诊断原理是ECU通过启动过程中的各传感器信号状态，包括水温、轨压、提前角、曲轴和凸轮轴转速信号、启动输入开关、启动继电器输出、蓄电池电压等信号，在启动失败后综合判断并返回系统故障原因的状态字。启动功能主动测试流程简图见图2。

    通过这种主动测试功能，使一般技术人员和售后维修人员面对启动这种问题的综合处理能力得到提高，可以通过该主动测试反馈的启动失败原因对症下药，快速判别和处理启动故障。

    3 压缩功能的主动测试
    由于气缸机械方面的故障，如活塞环磨损、气缸漏气等，会造成发动机怠速抖动或动力不足等故障，而这类故障使用常规诊断方法是不易实现的。压缩测试功能正是通过比较各缸相对压缩性能（非绝对压缩压力）并用来评估发动机各缸气密性问题的有效方法。
    具体的主动测试方法是：在确保发动机曲轴信号正常的前提下，禁止各缸喷油，然后由启动机带动发动机转动，ECU软件自动测量每缸在上止点之前和之后某一角度区间运行所需时间，通过比较各缸相同角度区间的转速偏差来间接评估各缸的机械特性。压缩功能主动测试流程简图见图3。

    压缩功能的原理是在禁止喷油而只用启动机拖动发动机的情况下，相当于启动机拖动和压缩排气共同推动活塞运动；如果漏气，相应的活塞运动速度会有差异。即比较各缸活塞在上止点之前和之后的运行速度，如存在漏气，上止点之前活塞运动速度较快；上止点之后活塞运动速度较慢。在实际对目前量产机型的测试中，以上止点之后作为测试区间，其试验效果更为明显。
    通过完成EOL软件和ECU软件的相应功能开发，实现上述禁止喷油的启动工况来进行压缩测试，在对多例相同机型的试验验证后，得出正常机器的参考转速值，这样EOL软件在完成压缩测试后将每缸活塞的转速偏差结果与参考值进行比较，并得出所测试发动机的测试结论和参考意见，从而为技术人员和售后维修人员提供比较客观的数据。
    压缩功能主动测试的结果是确定曲轴角度区间的各缸转动时间，通过简单的换算可以得出各缸的相应转速，从而提供给测试人员比较直观的转速数据对比结果。

    4 高压测试功能的主动测试
    高压测试是通过检测高压共轨系统的建压速率和停机后油路压力下降时间，来辅助判断共轨系统的低压油路是否存在堵塞、高压油路是否存在泄漏，并检测高压建立效率。
    高压主动测试功能的原理是：设定在几个不同转速下升高和降低轨压值，测定轨压上升和下降阶段所需时间；测试最后阶段在稳定工况下自动关闭发动机，检测高压系统的泄漏情况。将测试的轨压上升和下降时间与正常系统相应参考值进行比较，并得出参考结论。这样，技术人员和售后维修人员通过该主动测试方法来快速检测或排查喷油系统故障，例如低压油路的堵塞、喷油器故障引起的燃油泄漏等实际问题。如果在关闭发动机工况下的系统降压时间过快，就可以从侧面反映高压系统可能出现泄漏情况。
    关于主动测试中由于测试条件不满足而退出测试，主要是为了保护发动机和安全的考虑。例如，在该高压测试过程中，如果出现系统故障、水温过低、车速大于0、不在空档等条件下，就会立即退出测试。在实际的软件设计中，必须加入这种安全考虑，以保证主动测试功能的合理性。
    高压测试功能的主动测试流程简图见图4。

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