王景智

（廣東輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車系，廣東 廣州 510300）

隨著汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)噴油、點(diǎn)火、怠速控制、排放控制等均由發(fā)動(dòng)機(jī)ECU完成。各傳感器采集信號(hào)傳給汽車發(fā)動(dòng)機(jī)ECU，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU通過對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理、分析、運(yùn)算，形成控制指令，控制相應(yīng)的執(zhí)行元件動(dòng)作，完成控制功能。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)ECU是發(fā)動(dòng)機(jī)的核心部件，汽車維修中診斷發(fā)動(dòng)機(jī)ECU故障時(shí)，目前通常是更換發(fā)動(dòng)機(jī)ECU進(jìn)行修復(fù)，然而對(duì)于價(jià)值不菲的發(fā)動(dòng)機(jī)ECU，如能進(jìn)行檢測(cè)修復(fù)，必能產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)效益。

1 故障現(xiàn)象

一輛2003年款天津一汽豐田威馳1.5L自動(dòng)檔轎車，2003年8月生產(chǎn)，配置豐田5A-FE發(fā)動(dòng)機(jī)，已行駛14萬km。發(fā)動(dòng)機(jī)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)突然熄火，重新起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)無法著車，發(fā)動(dòng)機(jī)故障報(bào)警指示燈點(diǎn)亮。利用汽車解碼器連接車輛診斷座DLC3，讀取發(fā)動(dòng)機(jī)故障碼。故障碼為:P0105／31——進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感故障，P0120／41——節(jié)氣門位置傳感器故障。

2 故障分析

2.1 傳感器電路

發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器為外置三線式，安裝于進(jìn)氣總管下方，通過真空軟管與進(jìn)氣歧管連接，用于檢測(cè)進(jìn)氣歧管的壓力，從而獲取發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量信號(hào)。發(fā)動(dòng)機(jī)ECU根據(jù)該信號(hào)確定基本噴油量。進(jìn)氣歧管壓力傳感器電路如圖1所示。正常情況下，進(jìn)氣壓力傳感器的VC端子由發(fā)動(dòng)機(jī)ECU提供一個(gè)5 V左右的電壓，并通過發(fā)動(dòng)機(jī)ECU的E2端子搭鐵。進(jìn)氣壓力傳感器的壓敏電阻元件將進(jìn)氣歧管的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)化為一個(gè)電壓信號(hào)，通過PIM端子傳給發(fā)動(dòng)機(jī)ECU。點(diǎn)火開關(guān)ON檔，不起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，PIM端子的信號(hào)電壓為3.4～3.8 V，進(jìn)氣總管真空度為26.7kPa時(shí)，PIM端子的信號(hào)電壓為2.6～3.0V。

5A-FE發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門位置傳感器安裝于節(jié)氣門體內(nèi)，用于檢測(cè)節(jié)氣門的開度和開度變化率信號(hào)。節(jié)氣門位置傳感器電路如圖2所示。節(jié)氣門位置傳感器為綜合式，共有4根線，其中一根為怠速信號(hào)線（圖3中未畫出）。點(diǎn)火開關(guān)ON檔，節(jié)氣門全關(guān)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU的VTA端子電壓約為0.7 V，隨著節(jié)氣門開度的增大，電壓也隨之增大。節(jié)氣門全開時(shí)，VTA端子的電壓為3.5～5.0 V。發(fā)動(dòng)機(jī)ECU根據(jù)VTA端子的信號(hào)判別發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況，如怠速、部分負(fù)荷、大負(fù)荷等，并根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)不同工作狀況控制噴油時(shí)間。

2.2 傳感器檢測(cè)與分析

根據(jù)電路圖分別對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管壓力傳感器和節(jié)氣門位置傳感器進(jìn)行檢測(cè)。點(diǎn)火開關(guān)置于ON檔，檢測(cè)進(jìn)氣歧管壓力傳感器連接器VC與E2端子之間的電壓為0 V，PIM與E2端子電壓為0 V。檢測(cè)節(jié)氣門位置傳感器連接器端子VC與E2為0 V，VTA與E2端子電壓為0 V?？梢?個(gè)傳感器均無工作電壓，傳感器不工作。由于2個(gè)傳感器均由發(fā)動(dòng)機(jī)ECU的VC端子提供5V的工作電壓，進(jìn)一步檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)ECU連接器端子VC與E2電壓仍為0 V。檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)ECU供電BATT、+B、搭鐵正常，由此判斷發(fā)動(dòng)機(jī)ECU損壞導(dǎo)致VC端子不供電。

3 故障檢查與排除

豐田5A-FE發(fā)動(dòng)機(jī)ECU采用26P+16P+12P的端子結(jié)構(gòu)，主要由8塊集成芯片和輸入、輸出電路組成。其中IC101為13針的穩(wěn)壓電源控制芯片，IC101穩(wěn)壓電源電路如圖3所示。

ECU穩(wěn)壓電源電路主要是在點(diǎn)火開關(guān)斷開的情況下，給RAM提供電源以保持故障信息；在點(diǎn)火開關(guān)接通情況下，為ECU內(nèi)部各芯片和部分傳感器提供穩(wěn)定的工作電壓。進(jìn)氣壓力傳感器和節(jié)氣門位置傳感器5V工作電壓正是由IC101穩(wěn)壓電源電路通過VC腳提供。

穩(wěn)壓電源電路IC101具有DC／DC變換器功能，過流、過壓、過熱保護(hù)、欠電壓檢測(cè)功能及上電復(fù)位延時(shí)功能。穩(wěn)壓電源電路中的電容器主要用于濾除來自ECU外部和ECU各系統(tǒng)中的干擾信號(hào)，提高汽車發(fā)動(dòng)機(jī)ECU的抗干擾能力和系統(tǒng)工作的可靠性。IC101的13腳為常供電輸入腳；11腳、12腳為點(diǎn)火開關(guān)電源輸入腳；8腳為標(biāo)準(zhǔn)的5V穩(wěn)壓電源輸出腳；2腳為IC101的RAM電源；5腳、6腳為啟動(dòng)脈沖和電壓保護(hù)腳；7腳為搭鐵腳。

通過外圍電路檢測(cè)，VC腳無5 V穩(wěn)定電壓，檢測(cè)電壓為0V。將5A-FE發(fā)動(dòng)機(jī)ECU拆下，利用帶電源的信號(hào)發(fā)生器給發(fā)動(dòng)機(jī)ECU的BATT、+B腳供電，直接檢測(cè)IC101的8腳輸出電壓，仍為0 V。用萬用表測(cè)IC101的8腳，短路。根據(jù)電路圖，分析可能的故障原因有:①IC101穩(wěn)壓電源芯片故障；②穩(wěn)壓二極管D301短路；③電容器C301短路。圖4為ECU電路板實(shí)物，白圈所示為穩(wěn)壓二極管D301。將穩(wěn)壓二極管D301焊下，重新檢測(cè)IC101的8腳輸出電壓，變成5V，檢測(cè)D301短路，由此可見導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)ECU的VC腳無5 V穩(wěn)定電壓輸出的故障為穩(wěn)壓二極管D301短路。更換穩(wěn)壓二極管D301，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU故障排除。

4 故障總結(jié)

在汽車使用的過程中，由于駕駛員操作不當(dāng)、線路故障或維修工操作不當(dāng)，均可能造成汽車發(fā)動(dòng)機(jī)ECU故障。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)ECU故障大部分出現(xiàn)在常規(guī)電路部分。其中常規(guī)電路中的電源、大功率輸出電路是故障的多發(fā)點(diǎn)。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)ECU常規(guī)電路大多采用通用的電子元件，是可以修復(fù)的，對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)ECU進(jìn)行修復(fù)具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。在對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)ECU進(jìn)行檢修時(shí)通常要遵循以下的原則。

1）首先要診斷汽車發(fā)動(dòng)機(jī)ECU控制的外圍電路，確定為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)ECU故障，方可對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)ECU進(jìn)行檢修，避免盲目對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)ECU進(jìn)行檢修造成損壞。

2）廠家通常不提供汽車發(fā)動(dòng)機(jī)ECU內(nèi)部電路圖。檢修時(shí)應(yīng)根據(jù)故障點(diǎn)對(duì)應(yīng)的ECU端子，沿著ECU的印刷電路查找常規(guī)電路，常規(guī)電路故障點(diǎn)較多出現(xiàn)在電容器、二極管、大功率三極管等電子元件。

［1］王慶堅(jiān).一汽豐田威馳發(fā)動(dòng)機(jī)電腦故障的診斷與排除［J］.內(nèi)江科技，2010 （6）:44-45.

［2］羅新聞，常保利.天津威馳轎車電控燃油噴射系統(tǒng)故障檢修［J］. 汽車電器， 2008 （1）:44-55.

［3］胡年，閻青松.豐田4S-FE發(fā)動(dòng)機(jī)電腦結(jié)構(gòu)及故障分析［J］. 汽車維修， 2005 （12）:21-23.