豐田5A-FE發動機ECU故障診斷與排除

王景智

（廣東輕工職業技術學院汽車系，廣東 廣州 510300）

隨著汽車電子控制技術的發展，汽車發動機噴油、點火、怠速控制、排放控制等均由發動機ECU完成。各傳感器采集信號傳給汽車發動機ECU，發動機ECU通過對信號進行處理、分析、運算，形成控制指令，控制相應的執行元件動作，完成控制功能。汽車發動機ECU是發動機的核心部件，汽車維修中診斷發動機ECU故障時，目前通常是更換發動機ECU進行修復，然而對于價值不菲的發動機ECU，如能進行檢測修復，必能產生較好的經濟效益。

1 故障現象

一輛2003年款天津一汽豐田威馳1.5L自動檔轎車，2003年8月生產，配置豐田5A-FE發動機，已行駛14萬km。發動機在正常運轉時突然熄火，重新起動發動機無法著車，發動機故障報警指示燈點亮。利用汽車解碼器連接車輛診斷座DLC3，讀取發動機故障碼。故障碼為:P0105／31——進氣歧管絕對壓力傳感故障，P0120／41——節氣門位置傳感器故障。

2 故障分析

2.1 傳感器電路

發動機的進氣歧管絕對壓力傳感器為外置三線式，安裝于進氣總管下方，通過真空軟管與進氣歧管連接，用于檢測進氣歧管的壓力，從而獲取發動機進氣量信號。發動機ECU根據該信號確定基本噴油量。進氣歧管壓力傳感器電路如圖1所示。正常情況下，進氣壓力傳感器的VC端子由發動機ECU提供一個5 V左右的電壓，并通過發動機ECU的E2端子搭鐵。進氣壓力傳感器的壓敏電阻元件將進氣歧管的壓力信號轉化為一個電壓信號，通過PIM端子傳給發動機ECU。點火開關ON檔，不起動發動機，PIM端子的信號電壓為3.4～3.8 V，進氣總管真空度為26.7kPa時，PIM端子的信號電壓為2.6～3.0V。

5A-FE發動機節氣門位置傳感器安裝于節氣門體內，用于檢測節氣門的開度和開度變化率信號。節氣門位置傳感器電路如圖2所示。節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線（圖3中未畫出）。點火開關ON檔，節氣門全關時，發動機ECU的VTA端子電壓約為0.7 V，隨著節氣門開度的增大，電壓也隨之增大。節氣門全開時，VTA端子的電壓為3.5～5.0 V。發動機ECU根據VTA端子的信號判別發動機的工作狀況，如怠速、部分負荷、大負荷等，并根據發動機不同工作狀況控制噴油時間。

2.2 傳感器檢測與分析

根據電路圖分別對發動機進氣歧管壓力傳感器和節氣門位置傳感器進行檢測。點火開關置于ON檔，檢測進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。檢測節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。可見2個傳感器均無工作電壓，傳感器不工作。由于2個傳感器均由發動機ECU的VC端子提供5V的工作電壓，進一步檢測發動機ECU連接器端子VC與E2電壓仍為0 V。檢測發動機ECU供電BATT、+B、搭鐵正常，由此判斷發動機ECU損壞導致VC端子不供電。

3 故障檢查與排除

豐田5A-FE發動機ECU采用26P+16P+12P的端子結構，主要由8塊集成芯片和輸入、輸出電路組成。其中IC101為13針的穩壓電源控制芯片，IC101穩壓電源電路如圖3所示。

ECU穩壓電源電路主要是在點火開關斷開的情況下，給RAM提供電源以保持故障信息；在點火開關接通情況下，為ECU內部各芯片和部分傳感器提供穩定的工作電壓。進氣壓力傳感器和節氣門位置傳感器5V工作電壓正是由IC101穩壓電源電路通過VC腳提供。

穩壓電源電路IC101具有DC／DC變換器功能，過流、過壓、過熱保護、欠電壓檢測功能及上電復位延時功能。穩壓電源電路中的電容器主要用于濾除來自ECU外部和ECU各系統中的干擾信號，提高汽車發動機ECU的抗干擾能力和系統工作的可靠性。IC101的13腳為常供電輸入腳；11腳、12腳為點火開關電源輸入腳；8腳為標準的5V穩壓電源輸出腳；2腳為IC101的RAM電源；5腳、6腳為啟動脈沖和電壓保護腳；7腳為搭鐵腳。

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

4 故障總結

在汽車使用的過程中，由于駕駛員操作不當、線路故障或維修工操作不當，均可能造成汽車發動機ECU故障。汽車發動機ECU故障大部分出現在常規電路部分。其中常規電路中的電源、大功率輸出電路是故障的多發點。汽車發動機ECU常規電路大多采用通用的電子元件，是可以修復的，對汽車發動機ECU進行修復具有較高的經濟效益。在對汽車發動機ECU進行檢修時通常要遵循以下的原則。

1）首先要診斷汽車發動機ECU控制的外圍電路，確定為汽車發動機ECU故障，方可對汽車發動機ECU進行檢修，避免盲目對汽車發動機ECU進行檢修造成損壞。

2）廠家通常不提供汽車發動機ECU內部電路圖。檢修時應根據故障點對應的ECU端子，沿著ECU的印刷電路查找常規電路，常規電路故障點較多出現在電容器、二極管、大功率三極管等電子元件。

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