油泵ECU上FP端子的输出电压

皇冠3.0轿车微机控制无分电器点火系统原理分析
一、基本组成和工作原理
1.基本组成
皇冠3.0轿车微机控制无分电器点火系统主要由传感器、电子控制单元(ECU)、点火模块、点火线圈、火花塞等组成(如图1所示,图中只标出了曲轴位置传感器,它用于产生点火基准信号)。
2.工作原理
在发动机工作过程中,ECU不断地检测各传感器的信号,用于判断发动机工况,并产生与发动机工况相对应的最佳点火时刻,向点火模块发出控制指令,使点火模块控制点火线圈的初级电路。点火控制包括点火提前角控制(ESA)、通电时间控制(EST)和爆震控制(KNK)三个方面。
1)点火提前角控制(ESA)
①点火提前角的确定
ECU根据有关传感器送来的信号,计算出最佳的点火时刻,输出点火信号(IGt),控制点火器点火。
②点火提前角的计算
发动机工作时,ECU根据进气量和发动机转速信号,从存储器储存的数据中找到相应的基本点火提前角,再根据有关传感器信号加以修正,得出实际点火提前角,如图2所示。实际点火提前角=初始点火提前角+基本点火提前角+修正点火提前角
③点火提前角的控制
初始点火提前角由ECU根据压缩行程上止点位置信号确定,此时的控制信号主要是发动机转速(Ne)信号和起动开关(STA)信号,基本点火提前角由ECU根据进气量和发动机转速信号确定,点火提前角修正包括暖机修正、过热修正、怠速稳定性修正和爆震修正等。
2)点火线圈通电时间控制
当点火线圈的初级电路被接通后,初级电流是按指数规律增长的。
发动机转速和电源电压发生变化对点火线圈初级断开电流的大小产生影响,因此必须对点火线圈的通电时间进行控制。
3)爆震控制
微机控制无分电器点火系统将点火时刻控制在爆震的临界点或有轻微的爆震,此时发动机的热效率最高,动力性和经济性最好。一旦产生爆震,则采用推迟点火的方法防止爆震。在不发生爆震的情况下,ECU对点火采用开环控制;当发生爆震时,ECU检测到爆震传感器的爆震信号,对点火进行闭环控制。

二、原理分析
微机控制无分电器点火系统原理如图3所示。
1.高压配电方式
丰田皇冠3.0轿车(6缸发动机)的无分电器点火系统采用双缸同时点火方式(即1、6缸为一组,2、5缸为一组,3、4缸为一组),点火线圈每次产生高压使成对的两缸火花塞跳火,但其中只有一个缸是有效点火,而另一个缸是无效点火。点火线圈组件中有3个独立的点火线圈,每个点火线圈向成对的两缸火花塞同时供给高压电。在点火线圈次级接有一个高压二极管,此二极管的作用是防止初级绕组通电时次级绕组产生的电压加在火花塞上产生误点火。

2.点火时间和点火顺序的确定
点火基准信号由曲轴位置传感器产生。曲轴位置传感器主要由G1、G2、Ne信号线圈和转子组成,产生上止点、转角、转速三种信号,其功用是确定曲轴的初始位置,检测曲轴转角和转速,判别发动机气缸顺序。其中,G1、G2为曲轴位置传感器信号(G1是判定第6缸压缩行程上止点的信号,G2是判定第1缸压缩行程上止点的信号);Ne是转速信号,同时也用于确定基本点火时间。
G1、G2信号和Ne信号的电压波形及其对应关系如图4所示。G1或G2信号之后的第一个Ne信号为第6缸或第1缸的点火信号。Ne信号在G1或G2信号之后分三次给出点火信号,即Ne每4个波确定为—个点火信号(由计算机计数确定)。Ne确定的点火时间为基本点火时间,发动机工作时的点火时刻由微机控制点火系统根据发动机的工况进行调整。
ECU接收曲轴位置传感器的G1、G2和Ne信号后,向点火模块发出气缸鉴别信号IGdA、IGdB和点火定时信号IGt。气缸鉴别信号IGdA、IGdB有两种状态,“1”代表高电位“,0”代表低电位(如图5所示)。不同的组合状态表示某个需要点火的气缸:如
“0、1”表示1、6缸需要点火;
“0、0”表示2、5缸需要点火;
“1、0”表示3、4缸需要点火
(见表1)。

三、结论
当发动机工作时,ECU根据曲轴位置传感器的G1、G2和Ne信号,产生气缸鉴别信号IGdA、IGdB和点火定时信号IGt,并输出到点火模块的气缸鉴别电路,气缸鉴别电路根据这些信号判别需要点火的气缸,将IGt信号送给相应的大功率三极管,使大功率三极管及时地控制对应的点火线圈工作。另外,在点火系统完成正常点火的同时,点火模块还向ECU发回点火确认信号IGf,使ECU能够继续向点火模块发出点火信号,如果ECU连续3～5次未接到确认信号IGf,则判断点火系统出现故障,从而停止继续点火和喷油,以防止气缸内的燃油过多,造成起动困难并增大三元催化转化器的负担。

2004款一汽丰田皇冠智能进入及启动功能失效
故降现象:事故车修复后，智能进入及启动功能失效，但遥控器开启或锁止车辆正常，将钥匙插人插槽内启动车辆也正常。
故障诊断:新款丰田皇冠3.0L装备智能进入及启动系统，该系统的特点是，驾驶员在携带智能钥匙的情况下，只要将手靠在任一车门的车门拉手内侧(如图1所示)，中央门锁系统便会立即自动开启车门锁。然后驾驶员只要踩下制动踏板，按下组合仪表右下方的“ENGINE START/STOP”按钮(如图2所示)，即可方便的启动车辆。
智能钥匙进入及启动系统的工作原理如图3所示。智能钥匙开启车「1的工作流程如图4所示。例如，当开启右前车门时，智能钥匙首先从右前车门振荡器接收“请求”信号，并发送ID码给室内无线门锁接收器。无线门锁接收器将接收到的信号送给智能ECU，完成ID码校验。
此时，驾驶员将手触碰右前车门拉手时，右前车门拉手内的触摸传感器将该信号送给右前车门振荡器(如图5所示)，智能EC D接收到车门振荡器传送来的车门开启信号后，作出开启右前车门的准备，于是向右前车门ECU发出开启车门的指令，使右前车门锁电机工作。

根据该车故障现象，首先检查位于制动踏板上方的智能钥匙进入及启动系统设置按钮(如图6中1）。检查中发现该按钮已处于取消状态，重新设置好此按钮后，便开始逐一测试每个车门智能钥匙开启及锁止车门的功能。左前门、右前门、左后门的智能开启车门及锁止车门的功能正常，智能启动发动机的功能也正常，但是右后门仅锁止车门的功能正常，而开启车门的功能失效。
由于右后门可以智能锁止车门，但不能开启车门，经过分析，可能的故障原因如下:
(1)右后门外侧把手的触摸传感器不良或线路不良。
(2)右后门的车门振荡传感器不良或线路不良。
该车右后车门的外拉手因事故原因造成损坏，便进行了更换，但故障依旧。拆下右后车门饰板，检查车门的线束无明显的破损，初步怀疑右后车门的配件质量有问题。通过仔细观察，发现4个车门的振荡器和外拉手触摸传感器的原理相同，并且可彼此对换。于是拆下右前车门的外饰板，首先将前后车门振荡器对换，进行智能钥匙开启车门和锁止车门的测试，右前车门工作正常，而右后车门仍然只能锁止车门，不能开启车门。说明右后车门的振荡器性能良好。
为了减小工作量，维修人员仅拆下右前车门的外拉手，将该外拉手的插头直接装在右后车门上，而没有将右后车门的外拉手拆下来装在右前车门上，此时右后车门智能开启车门和锁止车门的功能均失效，而另外两扇门工作正常。反复试验，结果均如此。为什么会出现这种情况呢?通过分析，发现只有将右前车门的触摸传感器插头或振荡器插头拔下，右后门就不能工作。由此说明，只有在右前车门正常工作的前提下，右后车门才能正常工作。因此，需要将右后车门外拉手拆下，装在右车门上，而将右前车门的外拉手装在右后车门上。这样，出现的结果是，右前车门智能开启和锁止车门的功能正常，而右后车门仅能锁止车辆，不能开启车辆。这次前后互换车门外拉手结果说明，前后外拉手的触摸传感器是良好的。现在剩下的故障点只有触摸传感器的线路及振荡传感器的线路了。
考虑该车发生过事故，很可能右前车门内部线束及车门处的插头接触不良。于是拆下右侧B柱的内饰板，拔下并检查右后车门线束插头，发现该插头的针脚已严重生锈(如图7所示)。处理好该插头后，再次测试右后车门的智能开启车门和关闭车门的功能时，故障依旧。用万用表测量插头到右后车门ECU的线束，发现其中有一根黄色的线断路。重新接好该线路后，故障排除。

总结这次维修过程，可以得出以下关于智能钥匙进入及启动系统的一些特点，这些特点对于该系统的检测维修是很有帮助的。
(1)智能钥匙进入及启动系统的功能可以通过制动踏板上方的设置开关来取消或启用.
(2)为了维修的需要，4个车门振荡器可以互换，以判断车门振荡器性能的好坏。
(3)4个车门外拉手的触摸传感器的原理及插头相同，也可以互换。
(4)若左前(右前)车门外拉手的触摸传感器、振荡器或线路不良时，则相应的左后(右后)车门的智能钥匙开启、锁止车门的功能将会失效。

图2启动-熄火按钮

图3智能钥匙进入及启动系统工作原理

图4智能钥匙开启车门

图5车门振荡器

图6设置按钮

图7右后车门线束插头(位于右侧B柱内)

皇冠3.0轿车燃油泵控制电路故障排除
在对现代车辆进行故障诊断的过程中,借助于ECU的自诊断功能,可以方便快捷地确定故障部位,从而避免多走弯路。但是,自诊断系统的功能是有限的,因为它只能认定超出范围值之外的信号和无信号为故障,而对没有超出信号值范围的情况,自诊断系统就无能为力了。所以说,自诊断系统只能提供某部分故障的依据。
在车辆故障检修过程中,最困难的情形是有故障,但没有明显的故障征兆。无论维修人员的经验如何丰富,也无论其技术如何熟练,如果对故障征兆不经验证就进行诊断,则会在修理工作中忽略一些重要的东西,或者在有些方面会猜错。在这种情况下,必须进行彻底的故障分析,然后模拟与用户车辆出现故障时相同或相似的条件和环境。只有认真检查和分析,才能发现“隐性”故障,从而将故障彻底排除。
故障现象:一辆日本丰田皇冠3.0轿车,配备2JZ-GE型发动机,A340E型自动变速器。据驾驶员反映,该车在低速、中速区域(<80km/h)行驶极为正常,但当车速达到100km/h以上时,就会出现严重的“惰车”现象,并且在急加速的时候,发动机的响应性极差,同时可以听到排气管内有较为清晰的“放炮”声。
故障检查:先进行常规检查。发动机舱整齐清洁,各管路、连线排列有序,连接可靠;空气滤清器和机油滤清器都很干净,绝无堵塞的可能。读取发动机故障码。跨接检查插接器中的TE1和E1端子,打开点火开关,仪表盘上的“CHECK”警示灯显示正常码,表明发动机控制系统正常。
由于该车低速、中速时运行正常,故进一步的检测重点应当放在供油和点火正时的控制上。必须认真细致、有序地对相关系统进行详细检测。
从燃油箱中拆出电动燃油泵,发现其吸油滤网很干净,无阻塞的可能。用数字式万用表查得油泵线圈的电阻为0.24Ω,正常(标准值为0.2～0.3Ω)。
按规范要求装复电动燃油泵,接好油管后,在主油道中接上压力表检查供油系统压力。跨接故障检查插接器的+B和FP端子,打开点火开关,油泵工作后压力表的读数为275kPa(正常值为265～304kPa),表明电动燃油泵供油及系统压力均正常。
检查点火系统中的分电器、火花塞无烧蚀或击穿现象,点火线圈初级绕组、次级绕组的阻值符合要求。用点火正时灯检查发动机点火正时,正时皮带轮上的正时标记(凹槽)与正时皮带罩上的10°刻度线对准,点火正时符合要求。用火花塞做跳火试验,火花强烈。以上检查表明发动机点火系统工作正常。
故障分析:根据以上检查结果分析,既然发动机点火系统、点火正时和燃油泵、供油压力都正常,为车辆中、低速正常运行提供了可靠依据,为何高速运行时会出现不良呢?在发动机急加速时测量油泵,将测量结果与标准值进行比较,证明供油系统存在故障。因油泵正常,所以怀疑压力调节器和供油ECU存在故障。我的思路是先排除压力调节器存在的故障,然后重点检查供油线路故障。油泵已证实外接电路时工作正常,可见汽车高速行驶时出现的“惰车”现象,可能是由电动燃油泵控制系统故障造成的。于是,按照电动燃油泵的控制电路(如图1所示),对相应的系统及元件进行认真检查与测试。
先拆除电动燃油泵ECU上的线束接头,跨接发动机故障检查插接器的+B和FP端子(当然,也可以跨接电动燃油泵ECU线束插头上的+B和FP端子),目的是使电动燃油泵ECU不工作。然后进行路试,由于电动燃油泵不受ECU控制,始终只能以高速旋转工作,因此在车速已达到120km/h时,尚未出现“惰车”现象,且急加速时发动机的响应性极好。这足已说明故障极有可能是燃油泵的控制失效,高速时供油不足造成的。
燃油泵受燃油泵ECU的控制,而燃油泵ECU又受发电机ECU信号的控制,故障究竟出在哪一个“控制”,必须进一步查明。
1)检查蓄电池电压,为12.5V;用数字式万用表检查故障检查插接器+B端子对地的电压为12.5V,证明为电动燃油泵提供的电源、电压、线路连接均正常可靠。
2)拔下电动燃油泵控制ECU的线束插头,跨接发动机检查插接器的+B和FP端子。用数字式万用表检查发电机控制ECU上FPC端子的输出电压:起动发动机,当发动机以700r/min怠速运转时,发动机控制ECU上FPC端子的输出电压为3.0V(正常值为2.5～3.0V);突然加速至6000r/min时,FPC端子的输出电压为6.0～6.5V(正常值为4.0～6.0V或更高),说明发动机控制ECU上FPC端子的电压正常。
3)从发动机故障检查插接器上拆下跨接线,并插上电动燃油泵控制ECU的线束插头。用数字式万用表检查电动燃油泵控制ECU上FP端子的输出电压:起动发动机,当发动机以700r/min怠速运转时,FP端子的输出电压为8.9V(正常值为8～10V);突然加速到6000r/min时(可感觉到响应性极差,转速上升缓慢),FP端子的输出电压为8.9～9.5V(正常值为12～14V),并且波动较大,电压不稳定(如表1所示)。很明显,当汽车高速行驶时,燃油泵控制ECU上FP端子的输出电压太低,电动燃油泵只能维持较低的转速,造成燃油供应不足,压力波动大,使汽车在高速行驶时出现“惰车”现象。
故障判断:根据上述检查和试验结果,可以判定该车高速时出现“惰车”和排气管“放炮”的故障现象是由燃油泵控制ECU失效造成的,发动机在高速时供油不足,使混合气过稀,从而出现上述现象。
故障排除:更换燃油泵控制ECU后,重新测量FP端子的输出电压为:发动机转速为700r/min时为8.8～9V;6000r/min时为13.6～14.3V,完全符合技术要求。经重复模拟高速试车,未发现故障现象,并且急加速响应性极好,排气管“放炮”现象也完全消失,故障彻底排除。
总结:此故障属于控制系统故障类别。为何发动机自诊断系统未能发现并记载呢?因为自检系统只能认定超出范围值之外的信号和无信号为故障,而油泵控制ECU上FP端子的电压并没有超出信号范围值,而只是不能随发动机转速的升高而增大电压信号,故发动机ECU的自诊断系统也就无能为力了。

表1标准电压值与实测值比较

皇冠3.0轿车点火系故障巧检修
发动机熄火故障给驾驶员造成了很大困难,甚至耽误了重要的事情,所以掌握熄火故障的诊断和分析十分重要,而点火系故障是发动机经常性熄火故障之一。引起发动机熄火,通常是电路和油路故障,电路就是汽车的点火系统,油路是汽车的燃油供给系统。但发动机熄火故障最大的可能性是点火系统,因此,必须对点火系引起足够的重视。
作为一名汽车维修人员在进行汽车电路检修前,必须熟读汽车电路图和使用说明书,掌握电路及了解其工作原理,并选择合适的检测工具,才能收到事半功倍的效果。汽车出现故障时,一般先向用户仔细了解出现故障时症状以及伴随出现的现象,如在何时熄火;熄火时的情况如何,是怠速熄火还是行驶熄火;行驶条件如何,是常速、加速、减速、高速,是直线行驶还是转弯行驶;是突然熄火还是缓慢熄火;是冒黑烟还是大负荷行驶熄火;发生的频率如何,是首次还是多次熄火,然后判明故障所在的局部电路,再对该局部电路进行检验,查明故障所在部位,予以排除。
电路故障的产生原因是多种多样的,如元件老化、自然磨损、调整不当、腐蚀、机械摩擦引起线路短路或断路等。当电路出现故障时,诊断思路要清晰明了,先对故障可能的发生范围进行初步的诊断。切忌在情况不明或不加思考分析而盲目拆卸,乱接瞎碰。否则,不仅会延误检修,而且还会造成不必要的损坏,甚至导致产生新的故障,要善于根据故障前的异常征兆和故障特征,结合整车电路进行分析,尽可能地缩小故障诊断范围。而在检修故障时,应根据故障发生范围,先检查故障率较高且容易检查的部件,然后检查故障较低的、不易检查的部件,只有当某部件的故障已经确诊,须打开进行修理时,方可进行拆卸。要尽量做到不拆或少拆零件,以减少不必要的麻烦。检修故障还要采用正确的检查方法、测试手段和检测工具,以提高检修故障的速度。电路出现故障,一般先对电路进行检查和测试,判断故障发生在哪个部件上,然后再对故障发生部位的外部性能及内部参数进行测试或检查,找出故障发生点,予以排除。在检修故障的同时,还应注意对有关部件及电路进行保养,使之恢复较好的状态。若电气设备损坏无法修复,则应予以更换,部件的更换应与原部件的规格、型号相一致,导线的更换应尽量与原来的线径和颜色一致,若用其他颜色导线代替,应与相邻导线有所区别,以利于以后的检修。
目前,轿车基本上大量采用了高新科技了,如电子燃油喷射发动机,ABS、安全气囊、定速巡航、自动悬架等电子控制系统,当这些电子装置的某一部分出了故障,仅从外表是看不出来的,因此对现代汽车故障进行诊断的过程中,许多汽车修理人员在面对现代汽车各种各样的故障有时会显得不知所措,不知从哪儿下手,不知使用何种检测工具,甚至以为使用越高级的检测工具越好,其实不然。相反有些故障只需要使用身边简单工具便可以判断故障的所在部位,并不需要很复杂的仪器。比如,在检测发动机点火系统时就可以使用一小节干电池,便可以迅速地诊断出故障所在的部位。
可是1.5V的干电池在多数人的眼里,它只能作为某些小型电器的电源。若你能充分运用它恒定电压小、不易损害电子元件的特性,还可以将其作为检测工具使用。
笔者在教学和多年的维修工作中发现,用它来检测点火系故障,方法直观、便捷而且安全。在此,以皇冠3.0轿车为例来说明具体的检测方法,如图1所示。

该车型的点火器上有6根线,1号端为点火器的工作电源,2号端与点火线圈初级绕组的负极相连,3号端到转速表,4号端为发动机ECU发出的脉冲点火正时信号IGT,5号端为点火确认信号IGF,6号端为点火器接地端。假如该点火系出现无高压火的故障,可以用一节1.5V的干电池作为模拟点火正时信号IGT进行诊断。首先,从点火器连接插头上找到IGT这根点火正时IGT的信号线,把干电池负极搭铁,找一根带有探针的导线,导线的一端接干电池的正极。接下来,拔出中央高压线进行试火,接通点火开关,用带有探针的导线一端接触IGT点火信号线,然后快速提离,注意触接IGT信号线的时间每次不宜超过3秒。
这个过程等于模拟ECU向点火器输出点火正时信号IGT,假如此时点火线圈有高压火输出,则说明点火线圈及晶体管点火器工作良好,故障应在发动机ECU、分电器中的G1、G2和Ne线圈或其控制线路中。若此时无高压火,则说明点火线圈、晶体管点火器或其控制线路有故障。这就把复杂的点火系电路分成两大块,一块为发动机ECU、Gl、G2和Ne信号线圈;另一块为点火线圈、点火器等执行元件,这种检测方法大大缩小了故障范围。
因此,在故障诊断的过程中,没有统一方法,应遵循故障诊断的多样化、简单化。

丰田皇冠3.0发动机行车熄火故障诊断
　　汽车发动机点火系统工作性能的好坏直接影响到汽车的动力性、经济性、噪声和废气排放。随着汽车技术的进步,汽车正向电子化方向发展,尤其是计算机技术的发展,为汽车电子化带来了根本性的变革。因此,现代汽车的维修不只是单纯的机械维修,而是机电一体化的维修。
1　故障现象
一辆丰田皇冠3.0汽车经常出现行车熄火故障,该车有时启动难,有时在行车过程中熄火,且仪表上发动机的故障指示灯长亮。为了迅速地找到故障源,首先必须了解故障出现的情形、条件、如何发生及是否已经检修过等与故障有关的情况和信息。为此在故障诊断前,认真地了解了故障现象:①该车在不平路面行驶,在颠簸得较厉害时较易出现行车熄火;②该车在冷车或热车时都有启动难的现象。
2　故障诊断
2.1　基本检查
该车采用电控发动机,其故障一定产生于燃油供给系统、压缩系统、点火系统及电子控制系统这4个系统中,为此对这几个系统进行检查,以确定故障发生的范围。
2.1.1　燃油系统的检查
首先检查燃油压力。打开点火开关后汽油泵便开始工作,2 s后油压表指示值上升到290 kPa,且保压15 min后油压表的指示值为288 kPa,下降幅度在允许的范围内;观察发动机怠速时的油压值为295 kPa,将油压调节器的真空管拔掉后,油压便上升至320 kPa,符合油压值为284～325 kPa的范围[1]。因为燃油系统在各工况下的压力值正常,所以基本可以排除燃油系统存在故障的可能性。
2.1.2　压缩系统的检查
利用气缸压力表测量了该车发动机各缸的压缩压力后发现,各缸的压缩压力均在980.66～1 225.83 kPa范围内且各缸压力差均小于98.07 kPa[1],这就表明气缸活塞组的工作情况正常,密封性较好,基本上可以排除压缩系统存在故障的可能性。
2.1.3　电脑控制点火系统的检查
发动机启动后,发现组合仪表上的发动机故障指示灯长亮,这一现象初步说明发动机电子控制系统可能存在故障。利用人工读取故障码的方法来看看是否存在故障码,首先打开发动机盖,找到发动机电控系统故障诊断插座(17插孔的方形诊断插座);然后断开点火开关OFF,使发动机熄火;用跨接线跨接诊断插座中的TE1和E1端子连接,使发动机进入故障自诊断状态[2],从发动机故障指示灯的闪烁情况依次读取故障码12,14,读码后断开点火开关,拆下跨接线。
查丰田皇冠3.0轿车维修手册故障码表了解故障码所表示的含义。
故障码12的内容是:启动机启动2 s以上仍无曲轴转速信号Ne和凸轮轴判缸信号G输送给发动机ECU。
故障码14的内容是:点火器连接6次没有点火确认信号IGF反馈输送到发动机ECU。
2.2　故障初步诊断
根据上述分析,可以初步判定是发动机电控点火系统的故障。为了证实故障码12,14的真实性,先清除故障码,断开点火开关,拆下EFI保险丝10 s以上,目的是切断由电源直接给RAM的专用电源后备电路,而后备电源被切断后,储存在RAM内的数据信息(故障码)就会消失[2]。再用故障征兆模拟法使故障重新出现,因为点火系统中有许多地方,若接触不良,也会使车辆在行驶中出现有时行车熄火或有时难启动的现象。另外,在车辆行驶时,点火系统中零部件的温度就会升高,若点火器或电脑中的集成电路块里的功率三极管(图1中Tr1,Tr2)因使用时间长,而使其热稳定性下降。当温度升高后,三极管的穿透电流便急剧增加从而造成该三极管出现“软击穿”,在不应导通的时候导通,当导通时间超过预定的时间时,防闭锁电路便投入工作,强制切断电流(以保护三极管)从而使高压电断电,这也会造成车辆行驶中有时出现行车过程中熄火的现象[3]。所以用振动法和加热法使隐性故障出现,有利于找出故障并排除故障。
启动发动机并让其怠速运转,用振动法逐步检查分火器连接及线路、点火器和点火线圈及线路,发动机都没熄火。再用振动法兼加热法检查点火线圈和点火控制器,故障现象仍没有出现。再拆下仪表板右侧的手套盒检查发动机ECU,用电吹风加热ECU并轻轻振动ECU及其连接器,又轻轻摆动ECU连接器的连线,在这个过程中,故障现象出现了,且故障指示灯也亮了,同时发动机熄火,再启动发动机时,不能启动。再次用人工读码法读取故障码,依然是故障码12,14。
于是可以初步判定是电控点火系统的电子控制系统部分出现故障。
3　故障排除
根据上面对故障产生原因的初步分析,结合丰田皇冠3.0轿车发动机电控点火系统(见图1)的工作原理[1],以及故障码12,14所提供的故障范围,进行发动机的故障排除。
3.1　检查(N e,G1,G2)信号线路断开点火开关,拨出分电器线束连接器和ECU的线束连接器查看是否含有脏、氧化及可能造成接触不良或松动的地方,并用万能表电阻挡测量分电器到ECU之间的线路电阻,查维修手册后知,其测量值都在变化范围内,检测后把分电器及ECU的连接器分别插好。

3.2　检查传感器转子与磁头间的间隙
用专用的厚薄规检查曲轴位置传感器及凸轮轴位置传感器的信号转子凸起处与感应线圈铁芯的间隙。
若分电器轴与轴座磨损到一定程度,或分电器的径向间隙过大就会造成信号转子凸齿与磁头间的间隙时大时小,从而直接影响磁路的磁阻和感应线圈输出电压的高低,进而造成高压电的产生有时正常有时不正常,使发动机难以启动。
间隙测量结果如表1所示,经检查传感器转子与磁头间的间隙正常。
3.3　检测(N e,G1,G2)信号波形
用元征ADC2000汽车示波器的3个通道同时测量Ne,G1,G2 3个信号的波形,用1通道的传感器夹子夹住ECU连接器的G1脚的连线;用2通道的传感器夹子夹住ECU连接器的G2
脚的连线;用3通道的传感器夹子夹住ECU连接器的Ne脚的连线;再用接地电缆接电池负极。为便于观察波形,把波形放大倍数调至5倍,启动马达,测出的波形如图2所示,显然3个波形都很正常。
上述分析表明:曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器及线路都正常,而且Ne,G1,G2信号都己送到了发动机ECU中,那么ECU应能输出点火信号IGt给点火控制器,从而控制点火。
3.4　检测发动机ECU点火信号IG t波形用元征ADC2000示波器的1通道的传感器夹子夹牢ECU的IGt脚的连线,接地电缆线接电池负极,波形同样选择放大5倍。启动启动机,测出的点火信号波形如图3所示,从图3看出,点火信号IGt有严重的断点,其使点火器的大功率三极管Tr2(见图1)不能正常的导通和截止进而使高压火花严重断火,造成发动机工作异常。

图3　ECU点火信号IGt实测波形

表1　信号转子凸齿与磁头间的间隙

3.5　检查发动机ECU的电源电路
图4是丰田皇冠3.0发动机ECU的电源电路。为进一步判断ECU是否有故障,必须对ECU的电源电压进行检测。用数字万用表电压挡量得ECU上的BATT,IGSW,M2REL,+B(+B1)5个端子的电压均为正常(见表2),由此可以判定发动机ECU内部电路有故障。
3.6　发动机ECU内部电路的故障排除
首先用同一型号的发动机ECU换上,车辆顺利启动后发动机故障指示灯熄灭,路试无行车熄火和难启动的故障现象发生。
拆开ECU的盖子,顺着ECU的IGt脚往里查,在检查过程中,发现备用IC93C46的16脚脱焊(虚接)(IC的引脚排列有规律,从外壳顶部往下看,第一脚附近有标记,从第一脚起按逆时针来数,可读出其它脚数),用25W的圆尖头电铬铁,小心把它焊好,焊牢固后装车,顺利启动后发动机故障灯熄灭。为慎重起见,再用振动法和加热法检查ECU及连接器和线束,发动机没熄火;再去路试,也没有出现行车中熄火或难启动的现象,且故障码12,14亦不再出现。因而故障得以排除。
4　故障分析
为何备用IC的16脚脱焊会造成发动机有时难启动及行车过程中有时熄火呢?从图5中可清楚看出,不但在启动时由基准点火正时信号发生电路产生的点火信号IGt要经IC(启动初始点火提前角集成电路)的16脚输出给点火控制器,而且在启动后的行车过程中,由微处理器CPU控制产生的IGt点火信号,同样也要经IC的16脚输送给电子点火器。所以当备用集成电路IC的16脚己经脱焊时,在受到一定频率及振幅的振动时就会造成信号中断,无法点火,因此使发动机在行车过程中出现突然熄火的故障现象。