一辆行驶里程约13.5万km,发动机型号是5S-EF的丰田佳美轿车。车主反映:该车在高速行驶时突然熄火,再也无法启动。接车以后,经过检查发现蓄电池电力充足,启动机能带动发动机转动且运转顺畅,发动机故障灯没有点亮,但发动机没有启动迹象。
故障诊断:根据发动机的工作原理及故障现象分析,造成发动机不能启动的原因可能有以下的几方面:
1。点火系统或其低压电路出现故障;
2.燃油泵或其控制电路出现故障;
3.传感器或其线路出现故障;
4.控制单元出现故障。
根据上述分析,我进行如下检查:
1.首先将点火开关转至ON位置,发动机的故障灯不亮,显示正常;油量表显示油量处于中间位置,表明油箱内有足够的汽油,并且刚打开点火开关时能听到油泵运转的声音,用手捏住油管感觉到明显的压力,说明该车燃油供给系统基本正常,发动机无法启动故障由燃油系统引起的可能性较小。
2.接下来进行跳火试验,拔出发动机分电器上的中央高压线,使其尾端离搭铁约12mm,启动发动机,发现无高压电火花产生;检查点火线圈,测量其初级绕组电阻值为0.5Ω(标准值为0.45~0.65Ω),次级绕组电阻值为13.60kΩ(标准值为11.40~18.10kΩ)均在正常范围;于是拆下点火模块的导线连接器,观察其接线端子(如表1所示),将点火开关转至ON位置,用万用表测量连接器1号和5号端子之间电压为4.9V(正常值为4.5~5.0V ),3号和5号端子之间电压为12.3V,均正常;启动发动机,经测量无IGT脉冲电压信号传送至点火器;检查点火器至ECU连接器线路,没有短路和断路现象;通过上述检查,可以推断造成发动机无法启动的原因可能是IGT信号缺失所致。
3.接下来检查发动机转速传感器及曲轴位置传感器信号是否正常。依据端子的信号线布置(如表2所示),用万用表测量2号端子和4号端子间电阻为170Ω(标准值160~235Ω) , 3号端子和4号端子之间的电阻为190Ω(标准值为160~235Ω),1号端子和4号端子之间的电阻为225Ω(标准值为190~290Ω);拆下分电器后,转动分电器轴时,分别测量1号端子和4号端子,2号端子和4号端子,以及3号端子和4号端子之间的电压,发现均有在0~1.3V之间的变化的电压,由此可知发动机转速传感器及曲轴位置传感器信号正常。继续检查发动机转速传感器和曲轴位置传感器至发动机控制单元连接器之间的线路,没有发现短路或断路现象,均正常。根据上面的检测结果,可确定故障发生在发动机控制单元(ECU)方面。
电子控制单元的结构原理:5S -FE发动机电脑采用26P +16P+12P的端子结构,其内部电路原理如图1所示。
它主要由7个专用集成芯片和输入、输出电路组成。集成电路芯片IC、为稳压电源控制器;IC2为衡数囚D)转换器系统;IC3为电压比较器;IC4为数字输入缓冲器;IC5为大功率驱动电路;IC6为怠速阀驱动器;IC7为电脑的CPU和存储器部分,并带有驱动器,直接驱动5个输出信号。
其中IC5为大功率驱动电路,为怠速信号和转速信号的输入电路,此输入电路向电脑提供怠速信号和转速信号,完成2方面的辅助功能:①在CPU正常工作情况下,提供怠速信号和发动机转速与目标转速的比较值,与其它芯片一起实现怠速控制功能;②在CPU失效情况下,给备用芯片(IC5S)提供怠速信号和转速信号,保证电脑的备用功能正常。
故障排除:拆下发动机控制单元进行检查,发现端口有大量的灰尘和部分锈蚀,从灰尘和锈蚀的程度来看,有可能会导致控制单元工作不良,在清理完接线端子的灰尘和锈迹后,拆开控制单元,沿着IGT信号端子进行检测,发现功率三极管至IC,印刷电路有烧断的迹象。为了将电路恢复连接同时又要避免对电脑板的其它电路产生影响,决定在电路板的背面用电线进行了跨接,按照图2所示的弧线跨接,实际焊接位置如图3所示。焊接完成后,将发动机控制单元装复,试车,发动机能顺利启动,但发动机的故障灯点亮,显示有故障。找到发动机的诊断接头,用跨线短接诊断接口的TE1和E1端子,读取发动机的电控系统故障码,结果发现1个故障码:“14—点火系统IGT或IGF信号不良”,该故障码和之前诊断的故障点相同,所以估计应为原故障码,拔下EF1保险丝30s后装复,再启动发动机观察,发现故障码已经清除;在不同负荷下试车1h后,再检查跨接线无发热现象,发动机工作正常,故障彻底排除。