【汽車電控系統(tǒng)故障的診斷和檢修-以豐田ZR系列為例6100字（論文）】

PAGE11``PAGE11汽車電控系統(tǒng)故障的診斷和檢修—以豐田ZR系列為例目錄971引言 165512豐田ZR系列發(fā)動機電控系統(tǒng)故障檢修 1103142.1發(fā)動機控制單元(ECU)的檢查 1324152.2傳感器的檢測 342.3發(fā)動機執(zhí)行元件的檢測 629723豐田ZR系列發(fā)動機電控系統(tǒng)故障案例分析 788733.1發(fā)動機過熱易熄火且很難啟動 7134233.2動力太小無法加速 8115284結(jié)語 1024946參考文獻 111引言現(xiàn)在的汽車技術越來越發(fā)達了，傳統(tǒng)的汽車維修辦法已經(jīng)逐漸得到了完善。而且現(xiàn)在的現(xiàn)代化維修技術越來越好，汽車性能在很大程度上得到了優(yōu)化，也使功能和結(jié)構的自動控制系統(tǒng)變得越來越復雜?，F(xiàn)在我們要解決的問題就是環(huán)境問題、交通問題和資源問題。如果電控系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，維修起來是很麻煩的。這就需要維修人員具有比較好的技術了，現(xiàn)在世界上有很多汽車制造企業(yè)為了能夠在短時間找到電控系統(tǒng)出現(xiàn)故障的部位和原因，投入了很多的資金來研究汽車的電控系統(tǒng)，而且，中國的汽車工業(yè)發(fā)展得很晚，汽車電子業(yè)的整體水平落后于發(fā)達國家。因此，研究汽車故障診斷的方法是非常重要的。豐田ZR發(fā)動機電子控制系統(tǒng)，采用VVT-i技術上增加了對排氣正時的控制，即雙正時可變氣門控制，主要突出的優(yōu)點在于，加速相應速度快，輸出動力快。主要包括進氣裝置、燃油噴射控制裝置、燃油供應裝置、發(fā)動機排放控制裝置和發(fā)動機自診斷裝置，如圖2.1所示。圖2.1豐田發(fā)動機安裝位置2豐田ZR系列發(fā)動機電控系統(tǒng)故障檢修2.1發(fā)動機控制單元(ECU)的檢查對于發(fā)動機ECU的檢查不可以直接檢測，需要考慮到電源，電路之間的具體情況，要使用萬用表檢測兩端的電壓是否符合標準。發(fā)動機ECU端子如圖3.1所示。各端子標準電壓值如表3.1所示。圖3.1端子表3.1發(fā)動機控制單元(ECU)各端護的參數(shù)符號(端子號碼)導線顏色條件標準電壓/VBATT(E4-12)—E1(E6-14)+B(B4-12)—E1(E6-14)VC(E5-1)—E2(E5-9)B/YB/RY/R任何情況點火開關置于ON位置點火開關置于ON位置9～149～144.5～5.5VTA(E5-11)—E2(E5-9)Y/R點火開關置于ON位置節(jié)氣門全開節(jié)氣門全關0.3～1.02.7～5.2THA(E5-E)—E2(E5-9)THW(E5-4)—E2(E5-9)STA(E4-11)—E1(E6-14)Y/RW/BB怠速,進氣溫度20℃怠速,發(fā)動機溫度80℃，起動0.5～3.40.2～1.0小于6.0#10(E6-21)—E01(E6-13)#10(E6-11)—E01(E6-13)WY怠速9～14#10(E6-25)—E01(E6-13)#10(E6-24)—E01(E6-13)B/WL怠速產(chǎn)生脈沖IGT(E6-21)—E1(E6-14)Y/G怠速產(chǎn)生脈沖IGF(E6-3)—E1(E6-14)L/Y點火開關置于ON位置怠速4.5～5.5產(chǎn)生脈沖G2(E5-12)—NE-(E5-13)NE+(E5-5)—NE-(E5-13)FC(E4-14)—E1(E6-14)QX1A(E5-6)—E1(E6-14)BOGW怠速怠速點火開關置于ON位置預熱后使發(fā)動機轉(zhuǎn)速保持在2500r/min,時間為1.5min產(chǎn)生脈沖產(chǎn)生脈沖9～14產(chǎn)生脈沖HT1A(E5-16)—E1(E6-14)B/O怠速點火開關置于ON位置小于3.09～14KNK1(E6-18)—E1(E6-14)TC(E4-6)—E1(E6-14)WP/B預熱后使發(fā)動機轉(zhuǎn)速保持在4000r/min點火開關置于ON位置產(chǎn)生脈沖9～14W(E4-5)—E1(E6-14)Y/G怠速點火開關置于ON位置9～14小于3.5EVP1(E6-7)—E1(E6-14)ROS(E6-15)—E1(E6-14)GB/R點火開關置于ON位置點火開關置于ON位置9～149～14ACT(E4-21)—E1(E6-14)B空調(diào)開關斷開空調(diào)開關接通7.5～14小于1.5ESL(E4-3)—E1(E6-14)G燈光開關斷開燈光開關接通小于3.09～14ESL2(E4-2)—E1(E6-14)B/W除霧器開關斷開除霧器開關接通小于3.09～14PIM(E5-2)—E2(E5-9)LG/R點火開關置于ON位置應用真空26.7kPa3.4～3.82.6～3.0AC1(E4-10)—E1(E6-14)B/WA/C開關(接通怠速)A/C開關斷開小于1.57.5～14TACH(E5-13)—E1(E6-14)SPD(E4-9)—E1(E6-14)BV/W怠速點火開關置于ON位置,慢慢轉(zhuǎn)動驅(qū)動輪產(chǎn)生脈沖產(chǎn)生脈沖PSW(E608)—E1(E6-14)L/G怠速,轉(zhuǎn)向盤在中間位置怠速,轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤9～14小于1.5FAN(E6-9)—E1(E6-14)W/L怠速,發(fā)動機溫度低于80℃怠速,發(fā)動機溫度超過93℃9～14小于1.5SIL(E4-17)—E1(E6-14)W變速器使用時產(chǎn)生脈沖NSW(E4-19)—E1(E6-14)B點火開關置于ON位置點(P,N檔位以外的其他檔位)(P,N檔位)9～140～3.02.2傳感器的檢測（1）曲軸位置傳感器的檢測①曲軸位置感應器電阻值的計算首先要把導線和插件進行連接，然后使用萬用表對感應器兩端的電壓和電流進行測量，通過電壓和電流計算出電阻，如果符合要求就不需要更換感應器，如果不符合就需要更換感應器。②曲軸位置感應器發(fā)出信號的檢查首先要把曲軸地方的感應器插頭拔下來，然后啟動發(fā)動機，當轉(zhuǎn)輪開始轉(zhuǎn)動的時候，Ｇ１－、Ｇ２－和Ｇ－之間就會有很強烈的信號出現(xiàn)。如果沒有發(fā)現(xiàn)信號，就可以更換新的感應器了。③傳感器線圈和信號之間的感應可以檢測信號轉(zhuǎn)子和感應器線圈之間的縫隙，如果之間的距離在0.2和0.4毫米之間就是符合要求的，如果超過這個距離，則需調(diào)整或更換。其電路如圖3.2所示。圖3.2控制電路（2）凸輪軸位置感應器的檢測在凸輪軸的地方有一個專門的電路作為基礎用來測量氣缸活塞位置。通過診斷儀對凸輪軸位置感應器進行檢測，若出現(xiàn)故障代碼P0340或閃碼14，則表明凸輪軸位置感應器出現(xiàn)故障，或線路開路，應及時進行線路檢測或更換。（3）節(jié)氣門位置感應器的檢測節(jié)氣門位置感應器是開度感應器也叫作可變電阻感應器，將點火開關旋至“關”位置，拔出節(jié)氣門位置傳感器接頭，在節(jié)氣門閥桿螺絲與限位桿之間插入適當厚度的厚度計；用萬用表測量怠速觸點和全負荷觸點是否導通。當節(jié)流閥完全關閉時，空轉(zhuǎn)觸點IDL應處于開啟狀態(tài)；當油門全開或接近全開時，應開啟滿載觸點PSW；在其他開啟度下，兩個觸點不應同時打開。若同時打開，則調(diào)整或更換節(jié)氣門位置感應器。圖3.3電路接情況（4）進氣溫度傳感器的檢測進氣溫度感應裝置安裝在過濾空氣的裝置內(nèi)部,作用就是對進氣溫度檢測。拔下感應器的插頭，啟動點火開關，測量插頭上3#端子與搭鐵之間的電壓應為5V，若無電壓，則應檢查ECU連接器之間的電壓。如果電壓是5V，就意味著ECU與傳感器之間線路發(fā)生了斷路；若無5V電壓，則證明ECU出現(xiàn)了問題。重新插入插頭，再次啟動發(fā)動機，測量感應器在不同溫度下的電壓數(shù)據(jù)，一般都是在0.5～4V之間變化（車型不同略有差異，但變化規(guī)律基本上是相同的）如果測量值與規(guī)定值不符，就意味著溫度感應器出現(xiàn)了問題，急需要更換新的部件。圖3.4控制電路（5）發(fā)動機冷卻液溫度傳感器的檢測發(fā)動機的溫度感應器可以將溫度變化的情況發(fā)送給ECU，ECU在對這些信息進行修正，然后對噴油器的噴油時間進行控制，發(fā)動機溫度感應器的內(nèi)部電阻是一個熱敏電阻，會隨著溫度的變化而發(fā)生變化，所以溫度感應器才用的連接方式和ECU的連接方式是一樣的，在檢查溫度感應器的時候，可以使用一個萬用表來檢查感應器兩端的電流和電壓。首先要把感應器的插頭拔下來，然后將萬用表連接在感應器的兩端，然后插上插頭，觀察萬用表的變化情況，如果電壓保持在5伏左右。然后再次將插頭插上去，點火啟動，這時萬用表的電壓應該在0.5到3伏之間浮動。而且感應器的電阻值和溫度是有關系的。當電壓不符合規(guī)定標準的時候，就說明感應器已經(jīng)損壞了，需要及時的進行更換。圖3.5就是本次檢測的具體電路圖。圖3.5冷卻液溫度傳感器控制電路（6）氧傳感器的檢測本次研究的汽車氧氣感應器型號是ZR-FE，這個感應器安裝在三元催化裝置的出口管上面。作用就是對排除氣體當中的氧離子含量進行檢測，然后計算出混合氣體當中的燃氣信息，然后把這些信息發(fā)送給發(fā)動機ECU。接著就會講這些信息進行整理和修改，完成對燃氣的控制。讓排出氣體的系數(shù)保持在合理的范圍之內(nèi)。使用高阻抗電壓表可以檢查氧氣感應器是否工作正常。再檢查的時候，需要將電壓表并連到一起，然后對氧氣傳感器兩邊的電壓進行測量，如果電壓在0到1伏之間浮動的時候，那么這個氧氣感應器就是正常的。如果電壓一點變化都沒有，這就說明氧氣感應器出現(xiàn)故障了。其電路如圖3.6所示。圖3.6氧傳感器控制電路（7）爆震傳感器(KS)的檢測使用示波器或用指針式萬用表測量傳感器的輸出電壓，爆震傳感器插頭有三個插針，其中一個是屏蔽層，在電路中接搭鐵，另外兩個插針是信號輸出，和汽車電腦進行對接。在檢測的時候使用萬用表連接在感應器的兩端，可以使用一個木棒進行敲擊，這個時候顯示器上就會出現(xiàn)一個波形圖，當插上萬用表的時候，萬用表的表針就會瞬間轉(zhuǎn)動，如果用木棒敲擊沒有任何變化，這就意味著感應器出現(xiàn)了故障。其控制電路如圖3.7所示。圖3.7爆斷開爆震2.3發(fā)動機執(zhí)行元件的檢測（1）噴油器的檢測在發(fā)動機啟動時，可以使用小錘敲擊噴油器，查看是否有噠噠噠噠的聲音，但是在診斷的時候很有可能會有其他的聲音進行干擾，導致我們的判斷不準確，所以需要降低這些噪音造成的影響，這就需要將噴油器的電源插頭先拔下來，然后再插上去來判斷噴油器的工作情況。當噴油器不工作的時候，可以用一個燈泡插在噴油器的插頭上面，再次啟動發(fā)動機。如果這個燈泡一閃一閃的，就說明電流和電壓是正常的，那么噴油器的監(jiān)控系統(tǒng)也是正常的，這就說明問題出在噴油器上。在檢查噴油器的工作狀態(tài)時，可以使用一個萬用表對噴油器內(nèi)部線圈的電流和電壓進行檢查。然后計算出電阻值，如果電阻值是正常的，這就說明是噴油器堵住了，而且這種情況是噴油器經(jīng)常發(fā)生的故障?？梢詫Π蓢娪推鞑鹣聛?，然后疏通內(nèi)部的導管，讓噴油器可以正常噴油，也可以更換一個新的噴油器。當電阻異常的時候，就不能用第一個辦法了。當這個燈泡不亮的時候，就說明噴油器的控制系統(tǒng)的電路出現(xiàn)了問題。對于這種情況，首先要檢查電路的完整程度，如果外部的電路是完好的，那就說明是噴油器內(nèi)部電路出現(xiàn)了問題。（2）電動燃油泵在進行維修的時候應該判斷是哪里出的故障。然后將開關關閉。將燃油泵的地板拆開，將開關的插頭拔下來。然后再次進行點火，如果還是沒有點或成功的話，那么就可以使用萬用表來檢測燃油泵兩端的電流和電壓，如果電壓是12伏的話就證明燃油泵沒有問題出現(xiàn)，那問題就只能出在油泵了。所以在進行維修的時候首先就要判斷是燃油泵發(fā)生故障了還是油泵電路出現(xiàn)故障。3豐田ZR系列發(fā)動機電控系統(tǒng)故障案例分析3.1發(fā)動機過熱易熄火且很難啟動（1）故障現(xiàn)象當2018款的豐田卡羅拉汽車行駛6.8萬千米以后，頻繁發(fā)生發(fā)動機熄火的現(xiàn)象，而且很難再次啟動。（2）故障診斷首先，對該車進行了計算機測試，用vas5051檢測發(fā)動機電控系統(tǒng)無故障碼，發(fā)動機怠速正常。根據(jù)車主描述的熱車熄火容易、熄火后啟動困難的故障現(xiàn)象，懷疑問題出在發(fā)動機油路上，并存在兩種可能：一是汽油泵在車熱的時候工作不好；二是發(fā)動機混合氣在車熱的時候調(diào)節(jié)不好。1）汽油泵檢查根據(jù)這個想法，決定先檢查發(fā)動機的噴油量。發(fā)動機的基本燃油噴射量由空氣流量計G70和轉(zhuǎn)速傳感器G28計算和確定。檢查發(fā)動機空氣流量計的值和噴油嘴的噴油脈沖寬度。怠速時空氣流量計值為3.5g/s，噴油脈沖寬度為2.3ms，均符合標準?？紤]到故障的形式出現(xiàn)在車輛駕駛的過程中，準備換掉空氣流量計和4個噴油嘴，排除發(fā)動機噴油過多導致故障的可能性。更換后，試運行的故障現(xiàn)象仍然相同。故障現(xiàn)象出現(xiàn)在熱車狀態(tài)，不排除油泵的可能性。更換了汽車的汽油泵后，問題依然存在。2）傳感器檢查當在這里發(fā)現(xiàn)問題時，向下檢查需要正確的思考和仔細的觀察。利用Vas5051讀取發(fā)動機的數(shù)據(jù)流，水溫傳感器的參數(shù)對混合氣的影響在正常范圍內(nèi)，這個時候讀取發(fā)動機氧氣感應器的相關信息，因為這個值對混合器的描述最為完整。通過觀察33組數(shù)據(jù)流，發(fā)現(xiàn)氧傳感器的數(shù)據(jù)一直在0-25%（正常范圍-25-25%）的范圍內(nèi)上下起伏，即發(fā)動機混合氣過濃，氧傳感器一直在向稀方向調(diào)節(jié)。確定故障是由發(fā)動機混合氣過濃引起的?？赡苁茄鮽鞲衅鞅旧碚{(diào)節(jié)有問題，導致混合氣調(diào)節(jié)失調(diào)。然后更換并測試新的氧傳感器。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，故障依然存在。此時，問題的關鍵是找出發(fā)動機混合氣過濃的真正原因。3）電磁閥檢查在排除了發(fā)動機電控系統(tǒng)的傳感器故障以及燃油噴嘴和汽油泵的故障后，我想到了此時發(fā)動機的燃油蒸發(fā)系統(tǒng)，油箱中的汽油蒸汽也會使發(fā)動機的混合氣更加豐富。在檢查過程中，中端電控系統(tǒng)的電磁閥，然后檢查了電磁閥相應的狀態(tài)。如果發(fā)動機機工作但是電磁閥不工作，那么你就可以聽到有噠噠噠的響聲，也可以把自己的手放在電磁閥的進氣口，如果可以感受到吸力的話，那就證明電磁閥是出于一個工作狀態(tài)的，氣缸里面的燃油一直都在往氣道里面進。一般情況下，電控系統(tǒng)都會時不時的將電磁閥打開，如果發(fā)動機的控制單元將電磁閥打開以后，油箱里面的汽油就會進入到進氣口然后形成混合氣體，而且發(fā)動機會控制氣缸少噴一點汽油，保證給發(fā)動機提供的混合氣體適應，如果電磁閥是打開的，油箱里面的燃油氣體有很多的話，那么關閉進氣口就會導致會和氣體的濃度不斷上升，但是汽車的發(fā)動機控制器也不會發(fā)出警報，所以最后就會因為氣體的濃度過高，造成發(fā)動機熄滅，這就是電磁閥引起的汽車故障。（3）故障排除將電磁閥用一個新的電磁閥替代以后，那么氧感應器的數(shù)值也會恢復正常，再一次進行實驗，故障排除。如果出現(xiàn)了氣體濃度過高的問題，那么只需要用一個新的電磁閥來代替之前的電磁閥就可以了。這個故障當中最重要的就是要觀察氧氣感應器的信息，確定是否是氣體濃度升高引起的問題。另外，一定要掌握汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)的基本原則，如果發(fā)動機電控系統(tǒng)在操控電磁閥增加氣體濃度的時候，就需要降低燃油噴氣的濃度來降低混合氣體的濃度。3.2動力太小無法加速（1）故障現(xiàn)象2017款豐田卡羅拉總行駛路達到8.3萬千米，出現(xiàn)動力不足，加速差的問題。（2）故障診斷對這種現(xiàn)象發(fā)生的原因進行分析，可能是因為燃油機的壓力不夠、噴油機的噴油太少，點火時壓力比較高，點火的時機不對、感應器出現(xiàn)了故障、氣缸無法正常壓縮了。連接專用電腦，進行故障自診斷，發(fā)現(xiàn)無故障碼，說明傳感器是沒有問題的；檢查火花塞，發(fā)現(xiàn)火花塞沒有問題，不會影響點火性能；下面檢查一下節(jié)氣門、進氣門和空氣濾清器有沒有過臟或堵塞，發(fā)現(xiàn)都很干凈，說明進氣量是可以保證的；由于此車發(fā)動機設有廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，可以拔下廢氣再循環(huán)閥上的真空軟管，并將其塞住，然后再檢查發(fā)動機的加速性能，發(fā)現(xiàn)此時加速性不能恢復正常，說明廢氣再循環(huán)系統(tǒng)工作是正常的；接著用燃油壓力表進行油壓檢測，油壓表讀數(shù)在120kPa-125kPa上下擺動。正常情況下，發(fā)動機啟動或怠速時，其系統(tǒng)壓力應為252kPa-285kPa。發(fā)動機中速或高速時，系統(tǒng)壓力應在286kPa-310kPa以上。測得的燃油壓力明顯低于規(guī)定壓力值。說明故障為燃油泵的問題。下面是對故障診斷的流程，如圖4.1所示。（3）故障排除通過拆開燃油泵檢查，發(fā)現(xiàn)燃油泵進油管的濾網(wǎng)幾乎全部被封住，而油箱底也明顯堆積了一層銹渣。說明是由于燃油泵被堵才導致燃油壓力變低，燃油供應不上才導致的故障現(xiàn)象。于是清洗油箱及濾網(wǎng)后裝回試車。啟動發(fā)動機，加速正常。經(jīng)路試，動力恢復，故障排除。加速不良,動力不加速不良,動力不足讀取故障碼有故障碼，按故障碼排除故障檢查點火正時是否正常不正常，正時調(diào)整不當或控制系統(tǒng)故障正常，檢查進氣系統(tǒng)是否漏氣漏氣，檢修進氣系統(tǒng)漏氣故障不漏氣，檢查節(jié)氣門、空氣濾清器是否過臟是，清洗節(jié)氣門或更換空氣濾清器否，檢查火花塞是否正常不正常，檢修正常，檢查油壓是否正常不正常，燃油系統(tǒng)故障，檢修檢查噴油器噴油情況不正常，噴油器及電路故障正常，發(fā)動機ECU故障圖4.1診斷流程圖

4結(jié)語本文首先簡要介紹了豐田ZR轎車發(fā)動機電控系統(tǒng)，隨后介紹了豐田ZR轎車發(fā)動機電控系統(tǒng)的基本結(jié)構。在之后，本文介紹了豐田ZR汽車發(fā)動機常見的故障是發(fā)動機控制單元(ECU)的檢查、傳感器的檢測、執(zhí)行元件的檢測。研究不能停留在表面，是需要實踐才能完成研究，所以本文又分析了數(shù)起大眾豐田ZR發(fā)動機電控系統(tǒng)檢修實例。分別有熱車易熄火、在熄火