汽车维修技能与技巧点拨
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第三节 丰田车系

一、2014款丰田RAV4无法加速行驶

故障现象 一辆2014款丰田RAV4,配备自动变速器,行驶里程:15000km,驾驶人反映,踩下加速踏板无任何反应,无法加速行驶。

故障诊断 接车后首先验证故障现象,踩下加速踏板没反应,打开发动机舱盖,发现电子节气门也无任何反应,但发动机起动、怠速均正常,发动机故障灯也未点亮。

连接故障诊断仪,经检测无任何故障码存储。由于所在汽修厂规模较大,恰好有同款车型,为尽快解决故障,随即调换了加速踏板,但故障依旧。紧接着,又调换了电子节气门,仍无法解决问题。

在准备更换发动机控制单元(ECU)之前,测量了一下加速踏板位置传感器工作电压,为4.5V,紧接着又拔下电子节气门插接器,测量了一下节气门位置传感器工作电压,也为4.5V。而节气门和加速踏板内置传感器工作电压均来自ECU,正常情况下,这个供电电压是5V。察觉到问题所在以后,取出变压器连接到本车蓄电池,把变压器输出电压调整到5V。然后把5V直流电压直接输送到节气门和加速踏板位置传感器的工作电源线上,重新起动车辆,发现车辆加速恢复正常。

故障排除 最后顺着电子节气门线束查到,变速器输出轴转速传感器电源线与车身搭铁处于半短路状态,把ECU所提供的给传感器的5V工作电压“拉低”成了4.5V,以至于相关传感器无法正常工作。于是重新包扎整理破损线束,并撤掉变压器,重新起动车辆,发现一切正常。

技巧点拨 一般加速踏板位置传感器、节气门位置传感器、曲轴位置传感器和变速器输出轴转速传感器皆是霍尔式,其工作电压一般为5V。

本车由于变速器输出轴转速传感器工作电源线破损短路,致使5V工作电压被拉低成4.5V,进而使加速踏板位置传感器不能正常工作,所以出现无法加速现象。

尽管电压被拉低至4.5V,出现稍许偏差,但发动机和变速器控制单元均未存储相关故障码。

二、2014年雷凌ABS ECU和BCM损坏导致多个故障灯常亮

故障现象 一辆2014年雷凌,VIN:LVGBV87E7GG××××××,行驶里程:23116km。维修人员修复事故车辆后,测试发现ABS、气囊系统、电子转向助力系统故障灯常亮、仪表部分信号无输入(例如发动机转速等),如图2-38所示。

图2-38 仪表显示

故障诊断 维修人员检查车辆,连接GTS,发现显示无法通信。发动机可以正常起动、运转,仪表无发动机转速信号,故障再现。根据现象分析可能故障原因:①GTS诊断仪故障;②DLC3插接器相关电源、接地或通信故障;③CAN线路断路或短路;④CAN总线或支线对电源或接地短路;⑤组合仪表或ECM内部故障;⑥ABS ECU、空调放大器、EPS ECU、SRS ECU、BCM车身ECU等CAN支线控制器内部相关电路故障。

检查分析可能的故障原因,测量DLC3的4号和16号端子间电压为12.37V(标准值为蓄电池电压),正常;连接GTS检查DLC3,检查发现CAN-H和CAN-L显示“红色”标识,说明CAN网络通信异常;测量DLC3的E18-6(CAN-H)和E18-14(CAN-L)间电阻为1.3Ω(标准值:54~69Ω),分别测量E18-6(CAN-H)和E18-14(CAN-L)与电源、接地间无短路现象;查看维修手册,参考CAN拓扑结构图,测量ECM以及车身ECU终端电阻均约为120Ω;在CAN总线中依次断开支线上的相关ECU,同时将万用表连接至DLC3的E18-6(CAN-H)和E18-14(CAN-L)测量其电阻,发现当断开ABS ECU后的电阻值为2.0Ω(标准值:54~69Ω),说明ABS ECU内部故障或其插接器存在短路现象;ABS插接器复位,断开车身ECU的DLC3的CAN-H和CAN-L间电阻值为2.9Ω(标准值:54~69Ω),说明车身ECU同样也存在短路现象;于是同时断开ABS ECU以及车身ECU后,DLC3的CAN-H和CAN-L间电阻值为61.7Ω(标准值:54~69Ω);GTS诊断仪可以同车辆进行通信,仪表发动机转速恢复正常状态。

拆下ABS ECU以及车身ECU检查,未发现有进水等导致内部短路的现象;检查其插接器无腐蚀、针脚变形等迹象;如图2-39所示,此处大部分车身接地线路被撞断,而其他部分线路无任何异常,且此车未加装任何精品部件。由以上推测,应该是由于相关接地线路断路,使得ABS ECU以及车身ECU内部电路受异常电源输入所致。

故障排除 更换ABS ECU以及车身ECU(图2-40),装车,测试,车辆系统恢复正常,故障排除。

图2-39 车身接地线路被撞断

图2-40 ABS ECU以及车身ECU

技巧点拨 通过以上故障说明对于车载网络系统工作原理充分理解,有利于快速进行故障诊断,在日常维修作业时,特别对于电气电路相关的拆解,特别是接地点的拆除,尽量事先断开蓄电池负极,防止异常电路回路引起电气元件特别是控制单元损坏。

三、2013款丰田卡罗拉发动机故障灯常亮

故障现象 一辆2013年丰田卡罗拉,型号:CA7160GL,自动档,行驶里程:4万km。在事故修复后,出现动力不足、怠速抖动且故障灯常亮的故障现象。

故障诊断 接车后试车验证故障,接通点火开关,起动发动机,发动机能起动着车,但发动机怠速明显抖动、加速无力且故障灯常亮。

关闭点火开关,连接金奔腾彩圣故障诊断仪后,点火开关至ON位置,读取发动机电控系统的故障码,有代号为P0353的故障码一个且无法清除,P0353——点火线圈“C”初级或次级电路(注:C表示第三缸)。故障码与故障现象相吻合,首先检查第三缸点火线圈及其相关线路。

关闭点火开关,拔下第三缸点火线圈插头,检查插头连接情况,正常。拆下第三缸点火线圈的固定螺钉,取出点火线圈,拆下第三缸火花塞,火花塞未见异常,将火花塞插入到点火线圈上,并将火花塞搭铁。起动发动机怠速运转,观察到该火花塞能正常跳火。

发动机怠速运转,用诊断仪做“执行元件”测试,选择“1号气缸喷油器燃油切断”,选择“开”,按“确认”键,观察发动机转速变化,用同样的方法检测第二至第四缸,最终确认第三缸不工作,其他缸工作正常。

第三缸火花塞跳火正常,但该缸不工作,继续检查第三缸喷油器的线路。关闭点火开关,拔下第三缸喷油器插头,将试灯的两端分别与喷油器线束侧插头的两个端子连接,起动发动机怠速运转,发现试灯先闪烁3s左右后始终不亮。上述检查说明第三缸喷油器在发动机工作时,先喷油3s左右,然后停止了喷油,从而造成该缸不工作,这也从另一个侧面说明第三缸喷油器电路应无故障。

该车安装的型号为1ZR-FE发动机的点火线圈与发动机控制模块(ECM)的电路连接如图2-41所示。每个点火线圈有四个接线端子,1号端子为供电(+B,ON电源)、4号端子为搭铁(GND)、3号端子为初级线圈的搭铁控制(IGT)、2号端子(IGF)给ECM提供点火确认信号(图2-42中的黄色线)。每个点火线圈的点火确认线通过一个公共点连接后通过一根线再与ECM的B31插头81号端子连接。

图2-41 点火线圈与ECM的电路连接图

上述第三缸火花塞跳火正常,说明第三缸点火线圈及其供电、搭铁及搭铁控制均正常。综合上述检查及分析,推断故障应源于第三缸点火线圈给ECM提供的点火确认信号(2号端子至ECM的B31插头的81号端子之间的线路)或ECM自身。

故障排除 拆下蓄电池负极,拔下ECM的B31插头,用万用表的电阻档测量第三缸点火线圈线束侧插头2号端子与ECM线束侧B31插头81号端子之间的电阻值,测量值为无穷大,说明第三缸点火线圈的点火确认信号线与ECM之间存在断路故障。将第三缸与第四缸之间的发动机线束剖开,发现第三缸点火线圈(图2-42)的点火确认信号线已从公共的连接点处断开(图2-43)。重新连接后,消除故障码,起动发动机着车后检查,发动机怠速稳定、加速性能良好,故障灯熄灭,故障排除。

图2-42 点火线圈

图2-43 第三缸点火线圈的IGF1线断路

技巧点拨 该车故障源于第三缸点火线圈的点火确认信号线断路,ECM无法接收到第三缸点火线圈的点火确认信号,ECM控制发动机故障灯常亮。同时,每次起动后ECM控制喷油器先喷油3s左右,然后切断喷油器的喷油,使该缸不工作,从而造成发动机怠速不稳、加速无力。

图2-44 IGT3与IGF1波形图

当ECM输出IGT信号控制点火线圈内的控制器使点火线圈内的初级线圈通电然后再切断电流的瞬间,点火线圈内的控制器会产生一个点火确认信号IGF1(方波信号)并反馈至ECM(图2-44)。发动机工作时,若ECM无法接收到上述第三缸点火线圈反馈的点火确认信号(其他正常),ECM仍然控制第三缸点火线圈正常点火,但会控制第三缸喷油器先喷油3s左右,然后停止喷油;若第三缸点火线圈的供电、搭铁及搭铁控制电路出现故障,则第三缸点火电线圈无法正常工作,第三缸的火花塞不可能跳火,同时点火线圈内的控制器也无法产生点火确认信号反馈给ECM,基于减少HC排放以及防止三元催化转换器因温度过高而损坏,ECM也会控制第三缸喷油器先喷油3s左右,然后停止喷油。

具有点火确认信号功能的点火线圈,在部分乘用车发动机上已得到应用,在维修中应注意控制策略的不同,以避免维修中走弯路。

四、2012款丰田凯美瑞车发动机无法起动

故障现象 一辆2012款丰田凯美瑞车,搭载5AR-FE发动机,配备智能进入和起动系统,行驶里程:6万km。驾驶人反映,将车辆停放在地下车库一个晚上,第二天早上起动发动机,发动机无法起动,于是要求将车辆拖至4S店进一步检修。

故障诊断 接车后首先试车验证故障现象。踩下制动踏板,按下起动按钮,起动机不运转,故障现象确实如驾驶人所述。对发动机舱和驾驶室进行初步检查,未发现任何异常;用万用表测量蓄电池电压,为12.6V,正常。将起动按钮切换到ON位置,转动转向盘,发现转向盘仍然处于锁止状态。连接故障检测仪读取故障码,读得的故障码为“B2781——转向锁ECU断路/短路,当前故障”“B2786——转向锁ECU没有响应,历史故障”(图2-45)。根据故障码提示,认为造成故障的可能原因有:转向锁ECU故障;认证ECU故障;相关线路故障。

图2-45 读得的故障码

查阅相关电路(图2-46),维修人员首先拔下发动机舱熔丝盒内的熔丝ECU-IG2 NO. 3和熔丝STRG LOCK,检查2个熔丝均未熔断。接着,拆下转向盘和转向柱饰板,检查转向锁执行器总成外观(图2-47),正常;检查转向锁ECU导线插接器,连接牢靠。用万用表测量转向锁ECU导线插接器端子7的电压,为12.6V,正常;将起动按钮切换到ON位置,测量端子6的电压,为12.5V,正常;测量端子1与车身搭铁之间的电阻,为0.4Ω,正常,说明转向锁ECU供电和搭铁正常。拆下手套箱,断开认证ECU导线插接器I78,测量转向锁电动机工作指令信号线(认证ECU导线插接器I78端子29与转向锁ECU导线插接器端子3之间线路)的导通情况,导通良好;测量锁止杆位置信号线(认证ECU导线插接器I78端子26与转向锁ECU导线插接器端子4之间线路)的导通情况,导通良好;测量LIN通信线(认证ECU导线插接器I78端子17与转向锁ECU导线插接器端子5之间线路)的导通情况,导通良好,排除信号传输线和LIN通信线出现故障的可能性。

图2-46 转向锁ECU控制电路

图2-47 转向锁执行器总成

连接故障检测仪读取进入和起动系统相关数据流(图2-48),发现SensorValue(转向锁执行器总成内位置传感器的故障记录)和Motor Driver Short(转向锁执行器总成内电动机激活电路的故障记录)值均显示为“OK”,说明转向锁执行器总成内位置传感器和电动机激活电路均没有故障;Unlock Request Receive(转向解锁请求信号)值显示为“NG”,说明认证ECU经过10s或以上接收不到转向解锁请求信号;Steering Lock(转向锁止)值显示为“Set”,Steering Unlock(转向解锁)值显示为“Unset”,说明转向柱处于锁止状态。读取电源控制系统相关数据流,发现Str Lock/Unlock Wait T-Out(转向锁止或解锁故障)值显示为“Yes”,说明转向锁止/解锁超时(锁止杆卡滞等)。难道是转向锁执行器总成内的锁止杆出现卡滞故障?带着这个疑问,又找来一名维修人员,2人相互配合,一边不停地按起动按钮和驾驶人侧车门控灯开关,一边用橡胶锤敲击转向锁执行器总成外壳,并且尝试转动转向盘,一段时间后,转向盘解锁,发动机能够顺利起动。为何锁止杆会出现卡滞故障?维修人员决定再次试验一次,将起动按钮切换到OFF位置,转动转向盘,转向盘处于锁止状态,将起动按钮切换到ON位置,故障现象再次出现,说明转向锁执行器总成内的锁止杆确出现了卡滞故障,即锁止杆不能正常复位,由此判定为转向锁执行器总成故障。

图2-48 读取进入和起动系统相关数据流

故障排除 更换转向锁执行器总成后试车,上述故障现象消失。至此,故障排除。

技巧点拨 此车故障主要原因是看似无关的故障竟然是息息相关的,所以在查找故障时一定要总体考虑,这更说明了自己对知识的系统掌握不够全面,以后还需多加努力!

五、2007款雷克萨斯LS460燃油表指示不准确

故障现象 一辆2007款雷克萨斯LS460,搭载V8 1UR-FE发动机,8档手自一体的智能电子控制自动变速器,后轮驱动,行驶里程:2.5万km。驾驶人反映,燃油表不准,燃油表指示大概还有1/3时就需要加注燃油,否则无法正常行驶。

故障诊断 根据驾驶人描述和故障现象,可以知道是燃油箱内的燃油和仪表所指示的燃油不相符,燃油表指示不准。该车采用钢制鞍状燃油箱,以使传动轴可以从燃油箱中间部分的下方穿过(传动轴位于燃油箱底部凸起中心下方),燃油箱总成如图2-49所示,燃油表的控制框图如图2-50所示。

图2-49 燃油箱总成

图2-49所示的燃油箱被分为A室和B室,为了更精确地测量燃油油位,A室和B室各有一个燃油传感器(图2-50),分别向仪表ECU输出两室的残油量,仪表ECU以这两个传感器的信号和来自发动机ECU的EFI控制信息为参数,计算出燃油的残油量,使燃油表工作指示当前燃油。当燃油油位较低时,该形状的燃油箱容易使燃油分散在A和B两个室内,B室内的燃油不能泵出。为了防止发生这种情况,采用引射泵将燃油从B室输送到A室。这个过程主要是通过引射泵利用燃油的流动来完成的,燃油通过文丘里管所产生的压差,可用于吸出B室的燃油并输送到A室。

图2-50 燃油表的控制框图

根据驾驶人所描述的故障现象,判断可能出现的故障部位有:燃油箱燃油传感器;引射泵(B室的燃油不能输送到A室);燃油传感器连接线束存在短路或搭铁等。把两侧燃油传感器拆下,没有发现传感器浮子有卡滞和脱落现象。滑动燃油传感器浮子,燃油表可以准确地指示燃油油位,说明燃油传感器和线束连接没有问题。

故障排除 拆下汽油滤芯,检查引射泵,发现引射泵上的一密封圈挤压变形(图2-51),更换新的密封圈,正确安装完成,起动车辆检测正常,后来几次电话回访驾驶人得知故障排除。看来此故障就是由于引射泵上的密封圈安装不到位而造成的故障。

图2-51 汽油滤芯上拆下的引射泵

技巧点拨 此种现象造成的原因是引射泵未能正常工作,从而使A室和B室两侧油位不一致,进而导致工作不正常的问题。