豐田卡羅拉怠速游車故障診斷與分析

李旺發(fā)

摘 要：隨著汽油發(fā)動(dòng)機(jī)控制技術(shù)的不斷提高，人們對(duì)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的工作要求也日益提高。為了達(dá)到汽車燃油經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用了非常多的智能控制系統(tǒng)。其中的怠速控制系統(tǒng)就是為了維持發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，保證汽車工作的穩(wěn)定性和燃油經(jīng)濟(jì)性。其控制原理較復(fù)雜，實(shí)際工作中也是比較常見的故障現(xiàn)象。該文聯(lián)系實(shí)際故障，結(jié)合對(duì)怠速控制原理進(jìn)行系統(tǒng)分析，提出了對(duì)怠速控制故障診斷的有效方法。在一定程度上提高了維修效率。

關(guān)鍵詞：汽油發(fā)動(dòng)機(jī) 怠速控制 反饋控制 怠速

中圖分類號(hào)：U472.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）08（b）-0078-02

1 故障分析

在實(shí)際中有一臺(tái)1.6豐田卡羅拉1ZR發(fā)動(dòng)機(jī)，其怠轉(zhuǎn)速在規(guī)定轉(zhuǎn)速上限900～1 100 r/min之間游車，加速后發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速?zèng)]能超過3000 r/min，放松加速踏板轉(zhuǎn)速回落較慢。

針對(duì)以上故障，工作人員按照常規(guī)的診斷程序進(jìn)行了檢查。具體是：故障現(xiàn)象確認(rèn)→目視檢查→基本檢查→調(diào)取故障碼→用故障碼確定故障部位→查明故障原因（進(jìn)行原件、線路、示波的測量）→驗(yàn)證故障是否消除。起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)待其升至正常溫度，觀察儀表，p/s燈亮，故障燈亮，怠速情況下發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在900～1 100 r/min之間游車，踩加速踏板發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速?zèng)]能超過3 000 r/min，放松油門踏板后轉(zhuǎn)速回落慢。

2 豐田卡羅拉怠速游車故障診斷

根據(jù)此車型的特點(diǎn)，筆者進(jìn)行了初步判斷。p/s燈亮證明CAN線路有故障。發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈亮證明發(fā)動(dòng)機(jī)存在故障。踩加速踏板發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速?zèng)]能超過3000 r/min一般是腳踏板位置傳感器故障。發(fā)動(dòng)機(jī)在900～1100 r/min之間游車可能是其他傳感器故障引起。

經(jīng)過初步診斷，可能原因已基本鎖定，接下來筆者進(jìn)行了目視檢查，首先檢查了各真空管連接和密封情況正常，各傳感器連接線路特別是腳踏板位置傳感器連接線路無異常。關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，檢查冷卻水正常，機(jī)油正常，蓄電池電壓正常。目視和基本檢查沒問題。

下一步，用KT600讀相關(guān)數(shù)據(jù)流和調(diào)取故障碼，發(fā)現(xiàn)儀器無法進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)電腦，因?yàn)閜/s燈亮證明CAN線路有故障（也可以用儀器掃描其他系統(tǒng)，如果缺失系統(tǒng)則可以判斷CAN線路故障）。通過檢查發(fā)現(xiàn)CANL-7對(duì)地短接（人為故障——該車為競賽用車可以人為設(shè)置故障），排除故障，儀器可進(jìn)入電腦，p/s燈不亮。

讀取了相關(guān)數(shù)據(jù)流沒發(fā)現(xiàn)異常，第一次讀取故障碼為腳踏板位置傳感器故障。清除故障碼，重新加速后，第二次讀取故障碼仍為腳踏板位置傳感器故障，此時(shí)可以確認(rèn)故障。對(duì)腳踏板位置傳感器進(jìn)行元件檢查，發(fā)現(xiàn)元件第五針腳損壞，線路檢查正常。更換元件，故障排除，發(fā)動(dòng)機(jī)加速正常。

但游車現(xiàn)象依然存在，從而使筆者對(duì)故障排除的全過程進(jìn)行了反思，但仍然未發(fā)現(xiàn)問題。這時(shí)筆者決定對(duì)這款車的怠速控制原理進(jìn)一步研究希望能找到故障原因。

怠速控制包括：起動(dòng)控制、暖機(jī)控制、怠速抬速控制（包括：空調(diào)、自動(dòng)變速器、電力負(fù)荷等）其具體的控制原理和控制過程如下。

該車怠速控制系統(tǒng)，是智能電子節(jié)氣門控制方式的怠速控制系統(tǒng)（見圖1）。

該系統(tǒng)特點(diǎn)是常規(guī)的節(jié)氣門開啟與關(guān)閉是由加速踏板到節(jié)氣門的一根油門拉索來控制，但這個(gè)系統(tǒng)里面油門拉索已被廢除，其是根據(jù)油門踏板踩壓量的大小，發(fā)動(dòng)機(jī)電腦使用節(jié)氣門控制馬達(dá)來控制節(jié)氣門的開啟角度以達(dá)到最佳角度值。此外，加速踏板的踩壓量由加速踏板位置傳感器所檢測，節(jié)氣門開啟角度由節(jié)氣門位置傳感器所檢測。同時(shí)為確保使用過程的安全可靠性，腳踏板傳感器和節(jié)氣門位置傳感器都包含有主系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)兩個(gè)系統(tǒng)的傳感器電路。如果其中一個(gè)出現(xiàn)故障，發(fā)動(dòng)機(jī)電腦能檢查到由于兩個(gè)傳感器電路之間的信號(hào)出現(xiàn)差別而產(chǎn)生反常的電壓，發(fā)動(dòng)機(jī)則自動(dòng)轉(zhuǎn)換到故障慢行模式，同時(shí)點(diǎn)亮故障燈。

怠速電機(jī)安裝在節(jié)氣門上，由怠速控制電機(jī)來控制節(jié)氣門的開度從而準(zhǔn)確控制空氣吸入量，怠速控制電機(jī)利用發(fā)動(dòng)機(jī)電腦發(fā)出的信號(hào)，始終將發(fā)動(dòng)機(jī)控制在最佳工作狀態(tài)。該系統(tǒng)由怠速控制電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)電腦、多個(gè)傳感器及開關(guān)組成。

起動(dòng)控制如圖2所示，發(fā)動(dòng)機(jī)電腦通過接收到的起動(dòng)信號(hào)，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和冷卻水溫度來改善發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能。

發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱控制如圖3所示，起動(dòng)后如果發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的溫度較低，電腦教會(huì)提高發(fā)動(dòng)機(jī)怠速的轉(zhuǎn)速，以便發(fā)動(dòng)機(jī)平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，（快速怠速）在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻溫度升溫后，則怠速轉(zhuǎn)速會(huì)降低。

反饋控制系統(tǒng)，當(dāng)使用空調(diào)、前大燈、自動(dòng)變速器等而引起發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷增加或者變化時(shí)，則怠速速度也將升高或者使其避免變化。

3 故障排除

通過對(duì)該系統(tǒng)控制原理的理順，筆者認(rèn)為傳感器出現(xiàn)故障的可能性不大，因?yàn)槿绻麄鞲衅鞒霈F(xiàn)了故障，那么就應(yīng)該有故障碼的出現(xiàn)。細(xì)細(xì)分析故障，發(fā)動(dòng)機(jī)在900～1 100 r/min之間游車，屬于高怠速游車，那么可能出現(xiàn)故障的地方有兩種可能：一是其他負(fù)載開關(guān)接觸不良，導(dǎo)致高怠速游車；二是可能有漏氣的存在。

根據(jù)以上分析，筆者做了如下檢查：（1）驗(yàn)證是否為其他負(fù)載接觸不良引起；（2）逐個(gè)開啟各負(fù)載確認(rèn)負(fù)載正常運(yùn)行，看游車是否消失，結(jié)果沒能發(fā)現(xiàn)異常。由此看來故障原因應(yīng)該就是漏氣了，筆者又認(rèn)真地檢查了一遍各管連接處，果然發(fā)現(xiàn)節(jié)氣門體和鄒紋管連接處插了根小的吸管，拔出吸管重新連接故障排除。

4 結(jié)語

整個(gè)故障排除過程耗時(shí)兩個(gè)多小時(shí)，故障為人為設(shè)置（此過程為全國競賽訓(xùn)練，故障由學(xué)生設(shè)置，筆者之前并不知道故障），可能與實(shí)際故障有一定的區(qū)別。但從整個(gè)故障排除過程來看，檢查過程的細(xì)致和充分理解汽車控制原理對(duì)汽車故障的排除非常重要。

參考文獻(xiàn)

[1] 那日松.轎車電噴發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷與分析[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.