丰田5A-FE发动机ECU故障诊断与排除

王景智

（广东轻工职业技术学院汽车系，广东 广州 510300）

随着汽车电子控制技术的发展，汽车发动机喷油、点火、怠速控制、排放控制等均由发动机ECU完成。各传感器采集信号传给汽车发动机ECU，发动机ECU通过对信号进行处理、分析、运算，形成控制指令，控制相应的执行元件动作，完成控制功能。汽车发动机ECU是发动机的核心部件，汽车维修中诊断发动机ECU故障时，目前通常是更换发动机ECU进行修复，然而对于价值不菲的发动机ECU，如能进行检测修复，必能产生较好的经济效益。

1 故障现象

一辆2003年款天津一汽丰田威驰1.5L自动档轿车，2003年8月生产，配置丰田5A-FE发动机，已行驶14万km。发动机在正常运转时突然熄火，重新起动发动机无法着车，发动机故障报警指示灯点亮。利用汽车解码器连接车辆诊断座DLC3，读取发动机故障码。故障码为:P0105／31——进气歧管绝对压力传感故障，P0120／41——节气门位置传感器故障。

2 故障分析

2.1 传感器电路

发动机的进气歧管绝对压力传感器为外置三线式，安装于进气总管下方，通过真空软管与进气歧管连接，用于检测进气歧管的压力，从而获取发动机进气量信号。发动机ECU根据该信号确定基本喷油量。进气歧管压力传感器电路如图1所示。正常情况下，进气压力传感器的VC端子由发动机ECU提供一个5 V左右的电压，并通过发动机ECU的E2端子搭铁。进气压力传感器的压敏电阻元件将进气歧管的压力信号转化为一个电压信号，通过PIM端子传给发动机ECU。点火开关ON档，不起动发动机，PIM端子的信号电压为3.4～3.8 V，进气总管真空度为26.7kPa时，PIM端子的信号电压为2.6～3.0V。

5A-FE发动机节气门位置传感器安装于节气门体内，用于检测节气门的开度和开度变化率信号。节气门位置传感器电路如图2所示。节气门位置传感器为综合式，共有4根线，其中一根为怠速信号线（图3中未画出）。点火开关ON档，节气门全关时，发动机ECU的VTA端子电压约为0.7 V，随着节气门开度的增大，电压也随之增大。节气门全开时，VTA端子的电压为3.5～5.0 V。发动机ECU根据VTA端子的信号判别发动机的工作状况，如怠速、部分负荷、大负荷等，并根据发动机不同工作状况控制喷油时间。

2.2 传感器检测与分析

根据电路图分别对发动机进气歧管压力传感器和节气门位置传感器进行检测。点火开关置于ON档，检测进气歧管压力传感器连接器VC与E2端子之间的电压为0 V，PIM与E2端子电压为0 V。检测节气门位置传感器连接器端子VC与E2为0 V，VTA与E2端子电压为0 V。可见2个传感器均无工作电压，传感器不工作。由于2个传感器均由发动机ECU的VC端子提供5V的工作电压，进一步检测发动机ECU连接器端子VC与E2电压仍为0 V。检测发动机ECU供电BATT、+B、搭铁正常，由此判断发动机ECU损坏导致VC端子不供电。

3 故障检查与排除

丰田5A-FE发动机ECU采用26P+16P+12P的端子结构，主要由8块集成芯片和输入、输出电路组成。其中IC101为13针的稳压电源控制芯片，IC101稳压电源电路如图3所示。

ECU稳压电源电路主要是在点火开关断开的情况下，给RAM提供电源以保持故障信息；在点火开关接通情况下，为ECU内部各芯片和部分传感器提供稳定的工作电压。进气压力传感器和节气门位置传感器5V工作电压正是由IC101稳压电源电路通过VC脚提供。

稳压电源电路IC101具有DC／DC变换器功能，过流、过压、过热保护、欠电压检测功能及上电复位延时功能。稳压电源电路中的电容器主要用于滤除来自ECU外部和ECU各系统中的干扰信号，提高汽车发动机ECU的抗干扰能力和系统工作的可靠性。IC101的13脚为常供电输入脚；11脚、12脚为点火开关电源输入脚；8脚为标准的5V稳压电源输出脚；2脚为IC101的RAM电源；5脚、6脚为启动脉冲和电压保护脚；7脚为搭铁脚。

通过外围电路检测，VC脚无5 V稳定电压，检测电压为0V。将5A-FE发动机ECU拆下，利用带电源的信号发生器给发动机ECU的BATT、+B脚供电，直接检测IC101的8脚输出电压，仍为0 V。用万用表测IC101的8脚，短路。根据电路图，分析可能的故障原因有:①IC101稳压电源芯片故障；②稳压二极管D301短路；③电容器C301短路。图4为ECU电路板实物，白圈所示为稳压二极管D301。将稳压二极管D301焊下，重新检测IC101的8脚输出电压，变成5V，检测D301短路，由此可见导致发动机ECU的VC脚无5 V稳定电压输出的故障为稳压二极管D301短路。更换稳压二极管D301，发动机ECU故障排除。

4 故障总结

在汽车使用的过程中，由于驾驶员操作不当、线路故障或维修工操作不当，均可能造成汽车发动机ECU故障。汽车发动机ECU故障大部分出现在常规电路部分。其中常规电路中的电源、大功率输出电路是故障的多发点。汽车发动机ECU常规电路大多采用通用的电子元件，是可以修复的，对汽车发动机ECU进行修复具有较高的经济效益。在对汽车发动机ECU进行检修时通常要遵循以下的原则。

1）首先要诊断汽车发动机ECU控制的外围电路，确定为汽车发动机ECU故障，方可对汽车发动机ECU进行检修，避免盲目对汽车发动机ECU进行检修造成损坏。

2）厂家通常不提供汽车发动机ECU内部电路图。检修时应根据故障点对应的ECU端子，沿着ECU的印刷电路查找常规电路，常规电路故障点较多出现在电容器、二极管、大功率三极管等电子元件。

［1］王庆坚.一汽丰田威驰发动机电脑故障的诊断与排除［J］.内江科技，2010 （6）:44-45.

［2］罗新闻，常保利.天津威驰轿车电控燃油喷射系统故障检修［J］. 汽车电器， 2008 （1）:44-55.

［3］胡年，阎青松.丰田4S-FE发动机电脑结构及故障分析［J］. 汽车维修， 2005 （12）:21-23.