為什麼發動機自己會知道故障在哪裡?全靠上、下拉電阻!

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二、故障碼產生的原理1、控制單元的監測原理

當故障產生時，如果需要產生故障碼，那麼必要的條件就是控制單元具備自檢功能，自檢功能的作用是在輸出與輸入信號交換時，進行監測，通過控制單元本身的程序來判斷輸入輸出信號是否正常，進而判斷傳感器執行器的狀態是否符合要求。這樣在故障產生時，信號就會產生變化，控制單元檢測到變化的信號，跟之前預留的信息進行對比，然後把對比結果轉換成需要存儲的故障代碼，此代碼存儲在RAM中，斷電即可清除。

完成信號的監測，不僅僅需要強大的控制單元控制程序，同樣需要完善的周圍電氣硬體支持。

多數情況下，控制單元會對輸入輸出信號的電壓進行連續監控（部分信號也會監控電流），在內部存儲器ROM中，存儲有所有需要監控的信號的正常及故障標準，控制單元就是根據這些標準進行部件的控制和監控的。如果信號符合某一故障的標準，那麼控制單元就會對此故障進行保存故障代碼，同時必要情況下通知其他相關控制單元進行提示或功能切斷。

2、故障碼生成原理

在分析控制單元監控原理的同時，介紹部分故障生成的原理。

下面簡單介紹幾種控制單元的內部監控硬體電路簡圖。

開關信號

1、30源的開關信號監控電路

從圖中可以看出，電壓源為12V30#正電，中間介入了一個大小在1千歐姆的上拉電阻，上拉電阻用於在開關接通時限制流過的電流，防止電路流過過大的電流燒壞控制單元，同時減少了開關觸點閉合時的燒蝕，延長使用壽命。

當開關斷開時，監控點電位與電壓源一致，為12V，當開關閉合時，監控點電位與搭鐵一致，為0V，由此可以分析，此信號最多可以有三種狀態。

A:12V B:0V C:12》M》0V

AB是電路正常工作產生的電位變化，C則是當監控點到搭鐵之間出現電阻分壓時的情況，可以理解為虛接現象。所以此時控制單元會報出故障碼：XXX開關信號，電路電氣故障，靜態。當然也有時會報出：XXX開關信號，不可信信號，靜態。

搭鐵信號

2，有源的搭鐵監控電路

從圖中可以看出電壓源是12V，監控器件是一個滑動變阻器，監控點下端與搭鐵相連的是一個下拉電阻，阻值在10K歐姆，滑變器阻值為220歐姆。下拉電阻在電路中的作用，一方面是減小監控電路的電流，防止燒壞控制單元，另一方面是為了提供一個可靠的信號電位，沒有下拉電阻，控制單元監控點電位將始終處於0電位，如果直接接入電位計帶來的電流是控制單元所無法接受的，一般，控制單元晶片承受的最大電流在70mA左右。

簡圖

上圖中，對電路進行了簡單的簡化，在極限情況下，R3=220歐姆，I1=I2+I3，U2=U3，U1=0.那麼I2=1.19mA，I3=54.56mA，1mA的電流對電路影響可以忽略，另一種極限條件下，R1=220歐姆，U2=U3，相當於R2被短路了，此時流過的電流幾乎為零，電位等同於接地電勢。這兩種情況在電位計中不可能存在，因為電位計在兩端有閾值電阻，防止短路。於是可以猜測此電路有以下幾種信號情況。

A:12V B：0V C：0~12V

C狀態為正常的信號電位，當出現12V時，可以判斷滑變器對搭鐵斷路或者檢測點電路對正極短路，此時會報故障碼：XXX斷路/對正極短路，靜態。當0V出現時，可以判斷滑變器對正極斷路或檢測點電路對地短路，此時會報故障碼：XXX短路/對正極斷路。

可變電阻

3，5V基準電壓可變電阻監控電路

上拉電阻為1K歐姆，一般可變電阻電阻值在200歐姆（型號不同，阻值不同，此處為示例）隨水溫上升電阻值會逐漸減小。常溫在100歐姆左右。上拉電阻功能：限流，分壓。兩個電阻串聯，當溫控電阻變化時，兩電阻的分壓也會相應變化，上拉電阻阻值較大，所以溫控電阻對電路電流影響不明顯，信號監控點的電位，完全取決於兩電阻的比值。

由此可以分析，監控點的電位有以下幾種情況：

A：5V，B：12V，C：0V，D：0~5V，E：固定某一值不變。

此電路只有在D狀態才是正常電位信號，當為A時，明顯溫控電阻電路斷路，於是報碼;XXX傳感器斷路，靜態。當為B時，電路中某一點對正極短路，於是報碼：XXX傳感器對正極短路，靜態。當為C時，溫控電阻被短路或檢測點對地短路，於是報碼：XXX傳感器對地短路。當為E時，傳感器損壞，報碼：XXX傳感器未檢測到活動或XXX傳感器損壞。

方波信號

4，12V方波信號開關電路

圖例為升降器開關電路控制簡圖

此類電路在車輛中應用越來越多，因為相對於直流信號，方波信號可以容納更大的信息量，對於控制單元的自診斷有更好的支持。使得控制單元可以更清楚的了解周圍部件的真實狀態。同時更加節能。當然，此類電路信號更接近於控制單元的輸出信號，所以，一般此類信號電路都具備作動器診斷功能，即可以由控制單元直接控制執行器動作。該類電路的特點是，方波佔空比不變，但是振幅變化傳遞信號。由此分析電路可能有以下幾種電位。

A：12V恆壓，B：12V方波，C：0~12V方波，D：0V。

CDE都可以認為是控制單元的正常信號，當為A時，說明檢測端對正極短路，報碼：XXX對正極短路，此處不會再出現之前的斷路故障，因為斷路的話就會收到12方波信號。

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