一辆配备智能进入和起动系统 (Smart entry and start system) 的皇冠3.0汽车出现偶尔不能起动的故障,通过读取故障码和数据流、 波形分析以及线路测量等方法, 对起动机、 P/N档位开关、 收发器钥匙ECU、 转向锁止ECU等进行诊断, 运用专业知识, 结合个人的维修经验, 最终找到并排除因转向锁止执行器 (带转向锁止ECU) 有时发卡, 智能进入和起动系统造成偶尔不能起动的故障。
A CROWN 3.0 with smart entry start system can not be started sometimes. Through fault codereading, data flow and waveform analysis and line measuring, the starter, P/N gear switch, ECUs of transceiver keyand steering-locking were analyzed so that the reason and resolution of no starting were found. The reason was thatthe steering-locking actuator stuck sometimes.
一辆来厂维修的一汽丰田皇冠3.0轿车(GRS182), 配3GR-FE发动机、 智能进入和起动系统, 已行驶1.2万多公里。 据车主反映: 按下起动按钮时偶尔起动机无任何反应, 无任何起动征兆, 但绝大多数情况下又能正常起动, 且起动后汽车无任何不良反应。 故障并不是经常有, 故障出现时按下点火开关, 起动机不运转, 仪表板故障灯点亮, 踩下制动踏板, 起动按钮指示灯亮起绿色, 同时安全指示灯 (security) 持续闪烁, 转向盘锁死。
2 故障初步分析
汽车起动无任何征兆, 而起动机不工作的可能原因有停机系统 (Immobiliser)、 起动机、 起动继电器、 P/N档位开关、 起动机相关控制电路等, 采用故障树的分析方法, 进行了初步分析。经实际检测, 熔断丝、 起动机、 P/N档位开关和起动继电器等均为正常, 故障只可能出现在停机系统及相关控制上。
3 智能进入和起动系统组成与工作原理
3.1 智能进入和起动系统的功能和组成
智能进入和起动系统主要具备发动机停机、 无线遥控、 按钮起动、 进入和起动以及转向锁止等五大功能。 其工作过程如下。
1) 当驾驶员携带钥匙进入车内 , 按下点火开关并踩下制动踏板时, 电源控制ECU (ElectronicControl Unit, 电子控制单元) 将识别出发动机起动操作并向认证ECU发送认证请求信号, 此时转向锁止ECU将会打开转向锁, 识别信号后, ECM (En-gine Control Module, 发动机控制模块) 才允许发动机起动。
2) 驾驶员携带钥匙进入检测范围内 , 信号将通过智能钥匙接收天线传送给门控接收器, 认证ECU识别信号后, 此时如果驾驶员触摸门把上的解锁或是锁止传感器, 就可以开门或锁门, 如图1所示。
3.2 皇冠3.0智能进入和起动系统的工作原理
3.2.1 将钥匙插入钥匙槽起动SFI系统
收发器钥匙ECU检测到半程开关接通时, ECU为收发器钥匙线圈提供电流, 并产生微弱电波。 钥匙中的收发器芯片接收电波。 一接收到电波, 收发器芯片就会输出钥匙ID (IDentity, 识别代码) 信号。 收发器钥匙线圈接收到信号后, 收发器钥匙放大器将信号放大, 然后将信号传输给收发器钥匙ECU。 收发器钥匙ECU将钥匙ID代码与在ECU预先登记的车辆ID代码相匹配, 如果匹配, 收发器钥匙ECU关闭安全指示灯。 然后按下点火开关时, 代码匹配结果通过收发器钥匙ECU发送给电源控制ECU,电源控制ECU授权转换点火开关电源模式。 ACC、IG1和IG2继电器打开, 为点火开关的两种电源模式(ACC和IG) 供电。 同时, 电源控制ECU将点火开关指示灯变成黄色, 以提示驾驶员电源模式为ON(IG)。 然后电源控制 ECU 把系统起动信号发送给
ECM, ECM确认钥匙ID代码是否已被验证。 ID代码已被验证时, ECM绕过停机系统并起动SFI系统。
3.2.2 在未把钥匙插入钥匙槽的情况下起动SFI系统
当钥匙在使用者身上时, 如果使用者操作点火开关, 将进入钥匙ECU向车内电子钥匙振荡器输出请求信号, 车内电子钥匙振荡器发散信号, 在车内形成钥匙检测区域。 然后钥匙通过门控接收器将ID代码信号传送给进入钥匙ECU, 进入钥匙ECU将钥匙ID代码与在收发器钥匙ECU预先登记的车辆ID代码相匹配。 匹配及起动过程同3.2.1节。
4 故障诊断与排除
结合工作原理和故障现象, 以及个人的工作经验, 进行了再次的检测诊断, 具体过程如下。
4.1 读取故障代码DTC
智能起动系统设有故障自诊断系统, 当系统运行中出现异常时, 位于仪表板上的故障指示灯点亮, 以警告驾驶员, 并将故障代码DTC (DiagnosticTrouble Code, 诊断故障码 ) 存入到ECM的存储器中。 由于故障车出现故障时无法起动, 故不能判断出故障灯是否点亮, 只能通过诊断仪进行检测。
1) 将IT-Ⅱ (丰田专用诊断仪) 与仪表板下的16芯数据传输连接器 (DLC3) 连接。
2) 将点火开关置于ON位置, 进入诊断仪主菜单, 选择DTC检测。
3) 该车读出的故障代码DTC为B2799, 内容为发动机停机系统, 可能的故障部位为线束、 收发器钥匙ECU、 发动机ECM。
4.2 读取数据流分析
进入智能起动系统, 读取数据列表显示如表1所示。
根据DTC故障码及表1数据流, 结合智能起动系统控制过程进行分析: B2799故障码指示的故障部位为线束、 收发器钥匙ECU和发动机ECM。 此车在未踩下制动踏板时按下点火开关, 电源模式可以从ACC ON→IG ON→OFF三个档位循环地改变,钥匙ID代码在车内可以被认证, 收发器钥匙ECU工作正常, 说明收发器钥匙ECU及相关的线路是正常的。 从表1的数据流可以看出故障部位可能是车身防盗系统, 而转向锁也属于车身防盗系统, 应对转向锁作重点检查。 但其中转向锁解锁 (Steering unlock)数据为Unset (未解锁), 正常值应该为Set (解锁),说明转向锁并未解锁, 电源控制ECU未得到转向锁解锁信号, 停机系统不允许发动机起动。