丰田皇冠3.0高速行驶无力故障的检修
摘要:文中针对丰田皇冠3.0款轿车发生的高速行驶时无力这一故障进行检修。检修主要从点火系统、燃油控制系统,以及电控单元三项检查入手,最后确定故障所在进行排除,叙述对故障检修一般步骤及方法。
关键词:皇冠3.0;高速行驶无力;故障诊断
电喷发动机故障的诊断与检修是一个维修难点,由于影响因素较多,故障成因复杂。只有弄清基本原理,掌握故障规律,才能快速、准确地发现并排除故障。
1 故障现象
一辆96款丰田汽车公司生产的皇冠(CROWN)3.0轿车,采用2JZ-GE型电喷发动机。该车在车速低于80 km/h时正常,但当行驶速度达到100 km/h以上时,发动机工作无力,车速难以再提高,并且在急加速的时候,发动机转速及汽车速度提高缓慢,排气管内可以听到较清晰的放炮声。接通自诊断插座的TE1-E1,故障警告灯有规律地闪烁,即没故障码显示。
2 故障诊断与排除
发动机低、中速时运转正常,而当高速运转时发动机无力。根据经验分析,引起该故障的原因很可能是发动机高速运转时进入汽缸的可燃混合气过稀或火花过弱使混合气有时不能被点燃,甚至在几个工作循环之后出现集燃现象,引起发动机工作无力,转速不稳定。
在急加速的时候,发动机转速及汽车速度提高缓慢,排气管内可以听到较清晰的放炮声。能够听到放炮声很可能因为混合气过稀或点火过迟所造成,而该车发动机系统为电子控制燃油喷射系统,是由ECU精确控制喷油量及点火时刻,发生急加速放炮现象是很不正常的,针对问题对该车做了如下故障的诊断检修。
2.1 点火系统检查
皇冠3.0发动机的点火系统为微机控制式,它由点火线圈、点火控制器、分电器、火花塞以及曲轴转速和凸轮轴位置传感器等组成。其工作受ECU的点火信号控制,ECU内贮存有常规稳定工况下的最佳点火提前角和最佳点火。
由该故障现象怀疑是否因点火过迟而引起的,所以先对该车点火正时进行了检查。用正时灯检查怠速状态下的点火正时值。曲轴皮带轮上的标记与气缸体上的10°标记相对应。用跨接线把自诊断插座的TE1-E1连接,这时怠速为760 r/min,然后用正时灯检查怠速状态下的点火正时值亦为10°。符合标准值。
拔下中央高压线和拆下火花塞,把中央高压线套在火花塞上作搭铁做跳火试验,火花较强;检查各高压分缸线,阻值在25 kΩ也正常;拆下各缸火花塞检查,间隙没有发现异常现象。
上述检查这故障并非由发动机的点火系统故障造成,于是怀疑故障是由于混合气过稀引起。
2.2 燃油控制系统检查
该发动机燃料供给系统:燃油泵安装于燃油箱内,通电后将燃油加压到0.5 MPa左右再送至输油管,燃油压力调节器将燃油压力调节到比进气歧管压力高284 kPa的恒定压力,再通过输油总管分配到各喷油器,多余的燃油便经回油管流回燃油箱。根据ECU的指令,喷油器的电磁阀打开,燃油便持续地由喷嘴喷出,与空气混合进入气缸。燃油压力脉动衰减器的作用是消除由于喷油器的喷油而产生的燃油压力波动,使空燃比的控制更为精确。
燃料供给系统又设置了燃油泵ECU,后者对燃油泵进行了高、低转速二级控制,使燃油泵转速可变,以便满足发动机不同工况下所需的供油量,以利于延长燃油泵的寿命。另一方面,当点火开关接通而未起动发动机时,燃油泵先被通电5 s以建立起动油压,随后若不起动发动机,油泵是不工作的,唯有起动发动机并且进气管内的空气具有一定的流速后才开始工作,其目的是避免燃油泵长期空转而产生磨损.也有利于节省电能。
造成高速时混合气过稀的原因可能是:泵油压力低,油道不畅或发动机电子控制系统失常,于是进行下面检查:
(1)故障代码检查。之前利用发动机故障自诊断系统提取故障代码,系统输出正常代码,这说明发动机电子控制系统正常。
(2)汽油滤清器检查。拆下汽油滤清器检查,非常干净,无堵塞现象。
(3)燃油系统压力检查。拆下蓄电池搭铁线,断开点火开关;将油压表接在主油道上,用导线短接发动机故障诊断插座中的+B及FP两端子(即接通电动汽油泵的工作电路,如图1所示),装上蓄电池搭铁线,接通点火开关,这时油压表上的压力读数为290 kPa,符合标准(标准值:265~304 kPa),这说明电动汽油泵的供油压力正常。
2.3 电控单元检查
在上述检查均正常的情况下,判断故障很有可能是因为汽油泵ECU或发动机ECU对油泵ECU控制失常所造成。因而,进行如下检查:
(1)直接驱动电动汽油泵工作首先拔下电动汽油泵ECU上的线束插接线(5线),用一根导线短接发动机故障诊断插座中+B及FP两端子(也可以短接电动汽油泵ECU接头的+B及FP两端子),直接接通电动汽油泵的工作,然后进行道路试车,结果发动机动力足,加速有力。这说明故障确实是因为电动汽油泵ECU或发动机ECU工作失常而造成的。
(2)发动机ECU检查
拔下电动汽油泵ECU的插接器,用导线短接发动机故障诊断插座中的+B及FB两端子,用数字式万用表检查发动机ECU上的FPC端子的输出电压,如图2所示。当发动机以750 r/min的转速怠速运转时,发动机ECU上FPC端子的输出电压为2.5 V,符合标准(标准值:2.5~3.0 V);然后将发动机转速提高到6 000~6 500 r/min时,FPC端子的输出电压为6.0 V,符合标准(标准值:4~6.0 V),这说明发动机ECU无故障。
(3)电动汽油泵ECU检查
从发动机故障诊断插座上拆除短接线,插上电动汽油泵ECU的插接器,用数字式万用表检查电动汽油泵ECU上FP端子的输出电压,结果如表1所示。
在急加速时FP只有8.8~9.5 V,这说明电动汽油泵ECU工作不正常,在高速时输出的电压低。
如果发动机高速运转时输送线电动汽油泵的电压较低,就会使电动汽油泵的转速较低,因而造成汽油泵供油不足,混合气过稀,使汽车高速行驶时动力不足,在急加速时排气管听到放炮声。
2.4 故障排除
更换电动汽油泵ECU后试车,急加速时发动机转速及汽车速度提升很快,排气管内的放炮声音也完全消失,故障得到排除。
3 结论
对于这种综合性故障,要快速准确地诊断故障部位,除掌握电控发动机控制原理外,还要一套行之有效的方法。能有仪器协助诊断是一个不错的选择,这可省下不少的诊断时间,避免很多可能重复或错误的诊断过程。在对部件检修时应先对系统油压、真空度进行检测,这可了解到发动机系统的工作环境,对故障诊断有莫大的帮助。对部件检查时要有先后次序,应先对系统有重大影响的部件、传感器进行检测,如喷油器、水温传感器、节气门传感器、进气量传感器(压力式、流量式)、点火正时等系统级元件,之后才对其余元件进行检测。另外检查点火高压是否正常、蓄电池电压是否过低、排气控制是否正常(EGR、氧传感器等)。再一点就是不能对发动机本身机械性能掉以轻心,也即就是气缸压力是否正常。最后还可用故障征兆模拟方法进行诊断,如轻摇轻摆连接电路、轻拍电子元件来检查是否有接触不良;对受热才有故障出现,可用电吹风进行加热试验;对仅发生在雨天时的故障可用淋水方法模拟雨天环境等等。
所以在故障诊断过程中,要掌握系统的工作原理和检测方法,在检测中做到胆大心细,这样才不致在面对发动机故障时束手无策。
一汽丰田皇冠智能进入和启动系统
一、说明
●仅中国车型新近采用智能进入和启动系统,它是Royal saIoon G,Royal saloon和RoyaI E级车型的标准配置
●这种新车型的智能进入和启动系统有两个主要功能:
一个是按钮启动功能,另一个是无线门锁遥控功能。
二、按钮启动功能
1.简述
●在旧车型上.驾驶员将点火钥匙插入钥匙孔(包括点火开关)来打开车辆电源并启动车辆。而在新皇冠上已经更换为按钮型发动机开关,驾驶员将钥匙插入钥匙孔后可打开开关,这种高度创新的方法增加了实用性
●该系统主要包括电源控制Ecu、发动机开关、钥匙孔、钥匙、ACC继电器、IGl继电器、IG2继电器、收发器钥匙Ecu和转向锁Ecu。电源控制Ecu可控制该系统功能,系统图如图1所示
●按钮启动功能与停机系统和转向锁系统一起工作
●由于采用按钮启动功能,增加了发动机的启动保持功能
●制动踏板踩下或松开的操作状况决定发动机开关的工作情况,表1给出了由此而产生的电源模式的转换情况
2. 主要差别
按钮启动功能和传统点火钥匙的主要差别如表2所示。
3.主要部件位置图(如图2所示)
4.主要部件功能(如表3所示)
5.结构和工作原理
(1)钥匙(如图3所示)
●在传统的系统中,钥匙执行点火钥匙的功能。除非智能进入和启动系统Ecu能够识别钥匙的ID代码.否则通过运用发动机开关来实现电源模式的转换、发动机的启动或转向锁的开锁等操作都不能被执行
●当把钥匙插入钥匙孔后,钥匙就把自身的lD代码发送给收发器钥匙Ecu
●当驾驶员持有钥匙并操作电源开关时,钥匙就把自身的ID代码发送给智能进入和启动系统Ecu
●系统还提供了机械钥匙以应对无线门锁遥控系统失效等紧急情况(例如,由于蓄电池电量耗尽),当无线门锁遥控系统不起作用时,可以采用机械钥匙打开驾驶员的车门锁
(2)钥匙孔(如图4所示)
①简述
●钥匙孔由收发器钥匙线圈、收发器钥匙放大器、钥匙孔照明LED灯、半程开关、全程开关和钥匙互锁电磁阀组成
●系统采用半程开关来检测钥匙的插入状态它通过导线与收发器钥匙ECU和车身ECU相连接。而收发器钥匙ECU和车身ECU利用半程开关传来的信号检查钥匙的ID代码控制车身电气系统
●和半程开关作用相似,系统也采用全程开关来检测钥匙的插入状态。它与电源控制ECU相连。电源控制ECU根据开关的信号控制按钮启动系统如图5、图6所示。
②钥匙互锁电磁阀
●电源控制ECU根据电源模式和换挡模式(换挡杆是否在P挡或其他挡)操动钥匙互锁电磁阀使钥匙锁在钥匙孔内以防止被拔出,钥匙互锁电磁阀背部截面图,如图7所示。
●钥匙互锁电磁阀的开动使得与钥匙侧锁孔相啮合的销锁止,从而使钥匙被锁在孔中如图8所示。
(3)发动机开关(如图9所示)
●发动机开关是瞬间型开关
●每一次发动机开关被按下时,电源模式都经历三个阶段(OFF—Acc—IG—ON—OFF)。换挡杆在P或N挡位时,无论以前是何种模式,如果驾驶员踏下制动踏板(导致制动灯开关打开)同时按下发动机开关。则电源模式转换为发动机启动状态
●发动机开关装有指示灯。因此,驾驶员可以根据指示灯亮起的状态来检查当前的电源模式及发动机是否能启动
(4)电源控制Ecu
●电源控制Ecu根据从发动机开关和Ecu接收的信号控制按钮启动功能
●电源控制Ecu通过BEAN(车身电气局域网)与收发器钥匙Ecu及智能进入和启动系统Ecu保持通信。此外,还有一条专门串行通信线独立地与收发器钥匙Ecu及转向锁Ecu保持通信
●当JGl和JG2继电器激活电路出现故障时,电源控制Ecu提供一条保持电路以维持IGl和IG2的启动。该电路防止了车辆行驶过程中由于IGl和JG2继电器激活电路出现故障而导致电源被切断,如图10所示。
维修提示:
电源控制Ecu在存储器中不断地存储当前的电源模式。因此,如果由于拆下蓄电池而导致电源控制Ecu电源的中断,则在蓄电池重新连接之后重设电源控制Ecu的电源模式。由于这个原因,如果当发动机开关模式不在oFF状态下拆下蓄电池,则电源将会在电源控制Ecu中复位的同时在车辆中复位(通过蓄电池的重新连接)。因此,在拆下蓄电池之前,应确保发动机开关处于0FF状态,并将钥匙从钥匙孔中取出。
(5)转向锁总成(集成的转向锁Ecu)
①简述
随同按钮启动功能的采用,转向锁系统也一起被采用,它采用锁止电机以电力锁止和开锁转向柱。当驾驶员将钥匙插入钥匙孔后按下发动机开关或通过持有钥匙进入车辆后,该系统打开转向柱。在电源模式为OFF或Acc时,驾驶员将钥匙从钥匙孔中拔出后系统锁止转向柱,同样的,在换挡杆处于P挡时.一个车门处于打开状态和发动机停止状态下系统锁止转向柱。
●转向锁Ecu集成在转向锁总成中,通过控制锁止电机来控制转向锁总成中的锁条
●转向锁Ecu检测锁条的位置(锁止/开锁),并将信息发送给电源控制Ecu、收发器钥匙Ecu和其他EcU
●如图11所示,转向锁Ecu和电源控制Ecu、收发器钥匙Ecu相连接。当收到两者Ecu的批准信号后开动锁止电机。转向锁Ecu也将开锁信号发送给电源控制ECU和收发器钥匙Ecu。收到信号后,电源控制Ecu允许发动机Ecu启动发动机,收发器钥匙Ecu使停机系统无效
维修提示:
仅更换转向锁总成中的转向锁Ecu是不可能的。因此,如果Ecu发生故障,整个的转向锁总成都必须更换。
②结构和工作原理
转向锁Ecu和执行器内置于转向锁总成中。执行器由一个提供动力的电机、传送动力的多个齿轮,一个锁止转向柱的锁条和检测锁条位置的多个检测开关组成,如图12所示。
●齿轮将电机的旋转运动转换为举升器的垂直运动。这就导致了集成于举升器的锁条沿着垂直方向运动。因此,锁条的顶端在转向柱中齿轮间的凹处实现啮合.从而有效地锁止转向柱
●检测开关检测决定转向柱是否锁止锁条位置。随后,将信息发送给转向锁Ecu
(6)系统工作原理
按钮启动功能的电气控制具有如下控制。
(7)发动机开关控制
①简述
●驾驶员将钥匙插入钥匙孔后,收发器钥匙Ecu识别钥匙的lD代码时,或者驾驶员持有钥匙进入车辆后按下发动机开关时,智能进入和启动系统Ecu识别钥匙的lD代码,电源控制Ecu批准发动机开关的操作。结果,电源转换为发动机开关选定的模式
●换挡杆在P挡时,每次按下发动机开关,电源模式都经历三个阶段(oFF—Acc—IG—oN—OFF)。无论以前是何种模式,如果驾驶员踏下制动踏板(导致制动灯开关打开)的同时按下发动机开关,则电源模式转换成发动机启动状态
●电源模式处于Acc大约1h后,电源控制Ecu将自动地关闭电源
●电源模式的转换如表4所示
表4电源模式的转换
注:一般来说,车辆行驶过程中发动机开关的操作是无效的。但是,如果车辆行驶过程中遇到紧急情况要求发动机必须停止时,驾驶员可以按下发动机开关持续3s或更长的时间,便于使发动机停止(发动机开关从发动机运转到Acc状态)。
②OFF—ACC
●驾驶员将钥匙插入钥匙孔,或者驾驶员持有钥匙进入车辆后按下发动机开关,收发器钥匙EcU或智能进入和启动系统Ecu检查钥匙的ID代码
●这种状态下,如果驾驶员不踏下制动踏板而按一次发动机开关.则电源控制ECu核实钥匙lD代码的检查结果和收发器钥匙Ecu提供的制动灯开关状态
●当检查结果表明钥匙的lD代码合法时.则电源控制Ecu打开Acc继电器,并启动Acc电源
●此时.电源控制Ecu使发动机开关上的黄色指示灯亮起,以通知驾驶员Acc电源模式
●收发器钥匙Ecu向转向锁输出开锁命令以使转向锁开锁,工作原理如图13所示
③ACC—lG—ON
●当电源模式处于Acc状态,驾驶员没有踏下制动踏板而按一次发动机开关时,电源控制Ecu将打开IGl和lG2继电器,以启动IG电源。此时.继电器Acc保持ON状态
●此时.电源控制Ecu保持发动机开关上的黄色指示灯亮起,工作原理如图14所示
这里收集的是近20年(1992-2011)来上百万辆皇冠车中才出现的一些故障,并不代表故障率高呀。实际上皇冠车的故障率是很低的,但“低”并不代表“没有”。飞机的安全性高并不是说飞机从不出事。“常见故障”只是说明这些故障出现多些而已。哈哈。
“看好皇冠”说明您比较务实,有眼光。世界上的好车和好人都很多。哈
致广大丰田车主
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(2)转向锁控制
转向锁的开锁与锁止操作受到以下条件影响:
①开锁操作
驾驶员将钥匙插入钥匙孔或者驾驶员持有钥匙进入汽车后收发器钥匙ECU或智能进入和启动系统ECU识别钥匙的旧代码。然后,驾驶员按下发动机开关使转向锁开锁。
操作条件(以下条件必须依次满足):
●完成ID代码识别
●按下发动机开关
②锁止操作
当发动机正在运行(车辆停止时置换挡杆于P挡按下发动机开关然后拔出钥匙或打开所有车门中的任何一个,这就使得转向锁锁止。
操作条件(以下条件必须依次满足):
●换挡杆位于P挡
●电源模式为关闭
●拔出钥匙或打开所有车门中的任何一个
(3)诊断
①电源控制ECU的诊断
●如果IG电路出现故障,则电源控制ECU将影响表5中列出的控制并记录故障码
表5 IG电路故障
●故障码可以用诊断仪检测
●下面的表6表明和本系统相关的故障码
表6智能进入和启动系统故障码表
②转向锁ECU诊断(如图15所示)
●因为转向锁ECU不和MPX(多路通信)相连所以转向锁ECU诊断结果经由收发器钥匙ECU输出。此外转向锁ECU并不存储过去发生的故障码。转向锁ECU仅输出正在检查时存在的故障码
●故障码可以用诊断仪检测故障码如表7所示
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