AE300发动机ECU自检和Wizard软件故障诊断

摘要：AE300系列发动机是一款煤油压燃式活塞发动机，具有电子发动机控制组件（EECU），ECU自检则是对整个EECU系统的逻辑进行自动控制，检测其功能是否正常。本文通过分析ECU自检的流程，同时让机务维护人员掌握如何使用软件对发动机信息和数据进行分析。

关键词：AE300;自检;软件;分析

0  引言

EECU属于AE300发动机的核心部件，该部件直接决定发动机的进气、燃油、螺旋桨转速的正常控制。为了确保发动机能够正常的进行工作，无论是飞行前试车检查还是航线维修、定检维护工作后的地面试车，均要对ECU进行自检测试。本文以DA42NG飞机为例，分析ECU自检原理并使用软件对故障进行分析。

1  ECU自检分析

1.1 ECU自检

ECU自检是对整个发动机系统控制的检查，分别检查两个ECU通道是否有故障，切换ECU通道时检查燃油泵能够切换并且正常运作，同时模拟测试调速器功能，对螺旋桨的变距功能进行检查。

DA42NG飞机仪表面板左上角有两个“ECU TEST”按钮，分别控制对左、右发动机的ECU自检，可以单台发动机自检，也可以两台发动机同时自检。ECU自检应满足以下条件：

①飞机处于地面状态（空地电门接触）。

②齿轮箱滑油温度>35℃（绿区）。

③螺旋桨转速=慢车转速（DA42NG飞机为710±30RPM）。

④功率=慢车（功率杆处于慢车位置）。

⑤无错误警告。

⑥ECU开关处于“AUTO”位。

自检时通过按压按钮并保持至测试结束。在此程序运行过程中，PFD上会显示ECU A FAIL和ECU B FAIL的黄色警告，ECU自动从ECU A切换至ECU B或从ECU B切换至ECU A，以系统选择的当前ECU通道为准。ECU自动监控螺旋桨转速。当ECU通道切换时，可能会出现发动机轻微振动，最终ECU切换还原初始通道。完成测试后两个黄色警示熄灭且发动机正常运行无变化。

出现以下状况ECU自检中断。

①测试按钮被松开。

②空地电门释放超过1秒。

③功率桿移动超过5%功率的位置。

④EECU检测到一个系统错误。

假如出现系统错误导致ECU自检中断，测试的当前状态会作为故障代码储存在故障代码内存（FCM）中，以帮助诊断为什么会终止测试。

1.2 ECU自检时的注意事项

①如果L/R ECU A/B FAIL指示在测试过程中没有点亮或在自检中出现任何错误，说明发动机控制系统出现故障，终止飞行。

②在测试过程中可能出现发动机抖动，这是因为ECU通道切换时低压泵也跟着切换，属于正常现象。

1.3 ECU自检循环流程

ECU自检的整个流程如图1所示，显示了所期望的事件、检查和结果的顺序，无状态1。

2  Wizard软件的使用和自检故障诊断

2.1 Wizard软件简介

AE300发动机为了监控发动机数据，同时需要对发动机故障进行诊断，采用了AE 300 Wizard数据分析软件，该软件功能比较全面，适用于AE300系列发动机故障诊断，软件的功能让维护人员能够更迅速的找出发动机存在的问题，在进行排故工作和工程调查工作时能够起到关键的作用。

目前Wizard 诊断工具拥有的功能包含：故障代码记录（DTC 代码）、发动机统计数据、事件记录器、数据日志、实时视图、喷嘴数量及更改IQA 编码和ECU 软件升级。为了更好地实现诊断功能，可以在离线模式、维护模式和授权维护模式三种模式中任选一种进行操作，ECU自检信息和数据的分析都基于以上的功能。

2.2 故障代码信息分析

ECU已知有三种故障类型：锁存警告指示的故障（40种）;非锁存警告指示的故障（112种）;无指示的故障（8种）。当出现锁存警告时，必需进行排故和维修。如果ECU A或ECU B其中之一出现“real time clock failure”（DTC 1d06）故障，并伴随故障类型提示“NPL： RTC-oscillator has stopped， time/date 00：00：00 2000-01-01 substituted”，则需在故障发现后的12个月内更换该ECU组件。如果ECU A和ECU B都出现了“real time clock failure”（DTC 1d06）故障，且其中之一伴随故障类型提示“NPL： RTC-oscillator has stopped， time/date 00：00：00 2000-01-01 substituted”，则需立即更换该ECU。

在ECU自检中出现最多的故障为“螺旋桨自检超时”，代码分析以该故障为例，此故障为非锁存故障，代码1C01，但是维护人员因不清楚软件中给出的信息，以至于在排故的过程中存在困难。连接ECU并打开Wizard软件后，点击故障代码后可选择故障详情，可以获得故障发生时的要参数，通过维护手册或软件指南可以代码分析。

重要参数如下：

①第一次和最后一次发生的时间，可以精确到日、时、分、秒。

根据此项可以推断故障发生的时间，同时读取发动机ECU事件（EVENT）记录可以了解本次为第一次发生还是以往已经出现过多次故障。

②发生时的螺旋桨转速和螺旋桨自检内部状态（00-07）。

根据预期结果和螺旋桨转速可以判断螺旋桨转速是否达到了目标值，根据每个状态下的所要达到的目标转速为准。

③超时错误标记。

超时错误标记的排列为0-7的8位数字代码，从右向左依次为0-7数位。0、1、2数位的可以变为“1”，3-7数位只能为0，不能进行变化，根据超时错误标记“1”的显示数位可以看出超时的原因。表1为0、1、2数位变为“1”的代码描述。

④自检测试状态。自检测试状态标记的排列也是0-7的8位数字代码，从右向左依次为0-7数位。ECU自检会在位数0已经设置到“1”时开始，位数2-7会将显示单独的测试条件，详见ECU自检循环流程，从中可以看出测试条件是否完全满足要求。表2为0-7数位变化的代码描述。

2.3 数据曲线分析

如果故障代码信息分析没有成功得出结论，可以使用Data Log进行数据分析。Data Log可以记录最近约90个飞行小时的数据，记录的发动机参数有11项，分别为进气压力、外界空气压力、螺旋桨转速、发动机滑油压力、共轨压力、功率杆位置、冷却液温度、进气温度、主电瓶电压、燃油压力、齿轮箱滑油温度、螺旋桨调速器作动循环、发动机状态、发动机滑油量、发动机功率。

ECU自检曲线的查找现可以通过查看在螺旋桨转速、功率杆位置和发动机状态来分辨，螺旋桨转速曲线会存在两个特征 “峰值”，同时功率杆位置在慢车位“0%”，“发动机状态”会在两个“峰值”之间进行一次切换。

图2所示是一个正常的ECU自检的螺旋桨曲线，首先发动机起动至慢车状态，开始ECU自检后，转速上升至超过1850RPM，此时调速器变距使螺旋桨转速降低70RPM，然后转速再次上升超過180RPM，Z转速逐渐下降，由另一个ECU通道接管，开始再次测试，完成测试回到慢车转速。每一个波峰代表一个ECU通道的测试情况，总体走势应无较大差异。

图3所示为一起典型的ECU自检测试的不正常现象，故障1的曲线和正常曲线对比没有变大桨距降低转速的过程（状态3）和减小桨距增加转速的过程（状态4），当前测试的ECU通道没有出现变距的现象;故障2的曲线为切换ECU通道后再次测试，减小桨距增加转速的过程（状态4），当前ECU通道，没有实现转速上升的目标，仅维持当前转速后等待然后转速继续下降，最终导致自检出现警告。

ECU两个通道都出现测试异常，但是所有故障出现在状态3和状态4的调速器变距阶段，发动机其它参数、发动机运作均处于正常状态，得出结论为调速器出现了故障，导致螺旋桨变距不正常。

3  结语

EECU控制的航煤活塞发动机的故障诊断对于通航的维修人员还处于一个经验的积累阶段，采用软件对故障进行的分析的能力比较欠缺，仍停留在理论分析故障的状态。本文通过对AE300发动机的ECU自检进行流程分析，并结合Wizard软件对自检时出现的故障代码和故障数据进行分析，使机务维护人员对ECU自检故障的排故有了新的认识，可以提高人员的排故能力，迅速找出原因，提高发动机维护质量，保障飞机的安全。

参考文献：

[1]Austro Engine Maintenance Manual E4 Series.Doc.No.E4.08.04.（R27）.

[2]Austro Engine Operation Manual E4.Doc.No.E4.01.01.（R20）.

[3]DA42 NG AIRPLANE FLIGHT MANUAL. Doc. No.70116e.（R4）.

[4]AE300-Wizard User Guide E4.08.09.（R12）.

[5]陈霄阳.基于Wizard 软件的AE300 发动机EECU 诊断浅析[J].内燃机与配件，2019（16）：088.

基金项目：中国民航飞行学院科研基金面上项目（J2019-017）

作者简介：张宇庆（1987-），重庆人，工程师，主要从事通用航空器维修理论与维修技术。