浅谈丰田凯美瑞轿车点火系统的故障维修

关向文

摘 要：本文针对凯美瑞轿车发动机熄火后不能正常启动的故障现象，根据汽车发动机电脑控制点火系统的工作原理，利用汽车电子解码器或利用发动机自我诊断系统对该系统故障进行故障诊断，深入浅出丑，逐步分析阐述发动机不能正常启动对点火系统电路的检测，查明故障的真正原因。

关键词：汽油发电机；点火系统；故障现象

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.05.242

1 故障的现象

有一台凯美瑞轿车采用1AZ-FE发动机，行驶里程约9万公里。该车在行驶中会突然出现发动机熄火现象。有时熄火后能重新起动，并且起动后发动机工作正常；有时熄火后不能起动。该车曾维修过并更换过四个点火线圈，但故障仍存在。

2 故障的分析与诊断

汽油发动机能够正常启动的要素为：正常的点火正时以及点火能量，合适的可燃混合气，足够的气缸压缩力，正常的配气正時，足够的起动转速。如果其中一个要素工作失常将会引起发动机工作性能变差，甚至造成发动机不能正常起动。

根据发动机正常起动的要素以及该车故障综合分析：由于是行驶中突然出现发动机熄火，有时可以起动且起动后工作正常，所以排除发动机气缸压力以及配气正时不正常的现象引起的，故障应该出现在混合气不正常或点火系统不正常这两方面，根据修车经验，采取由简单到复杂的方法，决定先从点火系着手检查。首先拔下该车的一缸火花塞对缸体进行跳火试验，起动发动机进行跳火试验，结果发动机的中央高压线无火花出现。（注：1、检查时确保将火花塞接地。2、为防止在进行跳火试验时有太多的燃油从喷油器喷出，试验的时间不应过长，或在试验时断开喷油器的工作电源。）经初步检查发现该发动机的点火系统存在故障。

2.1 丰田凯美瑞发动机点火系统简介

丰田凯美瑞轿车1AZ-FE发动机点火系统采用ECU提前控制系统，该点火系统主要是由发动机ECU、点火线圈、火花塞以及曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器和爆震传感器等组成。

1AZ-FE发动机点火系统电路原理如图1所示。其中点火工作原理如下：当发动机转动时，凸轮轴位置传感器产生的判缸信号G检测第一缸压缩上止点位置，曲轴位置传感器生产的脉冲信号Ne用于检测发动机转速和曲轴转角基准位置。发动机ECU根据G、Ne信号以及爆震传感器等各种修正信号确定点火提前角和点火时间，使发动机点火始终处于最佳时刻。

当发动机ECU确定点火时间时，在点火正时的某一预定角，通过IGT端子输出高电位，接通点火线圈，形成点火线圈的初级电流，在达到点火正时角时，则通过IGT端子输低电位，使切断点火线圈的初级电路，此时将在线圈中产生高压电，通过电器使相应的气缸火花塞跳火，点燃混合气。

当点火线圈初级电流被切断时，点火线圈中的IGF端子将向发动机ECU输出反馈点火确认信号。如果点火系统发生故障时，ECU将接收不到点火确认信号IGF时，若此时喷油器仍继续喷油而火花塞不跳火，将导致未燃烧的混合气进入排气管中，而导致三元催化转换器损坏。为了避免这种现象的发生，在电脑内部预先设置的程序中有安全保护功能。在点火系统出现故障，发动机ECU在连续2-4次没有接收到点火反馈信号EGF时，即发出指令使喷油器停止喷油。

2.2 运用智能测试仪进行诊断

在汽车电子控制系统中，如果设备允许的条件下，一般会优先选用智能测试仪来读取故障码，因为这样可以减少查阅该车维修资料的麻烦。采用智能测试仪器对丰田凯美瑞轿车发动机故障码的读取方法如下：

（1） 将智能测试仪连接到 DLC3 上。

（2）将点火开关转到 ON，打开测试仪。

（3） 清除 DTC。

（4）起动发动机。

（5）选择以下菜单项目：Powertrain （传动系）/ Engine and ECT （发动机和 ECT）/ DTC。

（6） 读取 DTC。

结果如表1：

从表1中可以初步确定为故障在点火线圈和 ECM 之间的 IGF1 或 IGT （1 至 4）电路中存在开路或短路。

3 故障排除

根据点火系统的原理以及智能测试仪的故障码分析，确定该车发动机点火线圈无高压产生，故障可能出现在点火线圈以及相关的电路。

（1）点火线圈工作电源的检查（图2）。脱开与点火线圈的连接器，接通点火开关，用数字万用表直流电压档测量点火线圈+B线1端子与搭铁4之间的电压，检查结果为12.8伏，正常电压为9-14V，表明点火线圈的工作电源正常。

（2）检查发动机ECU输出点火控制信号IGT。万用表红表笔接ECU输出点火控制信号IGT端子2，黑表笔接搭铁端子4，起动发动机，此时电压在1～1.2伏之间变化，正常电压为0.5-1.5V，说明发动机ECU工作正常，发动机ECU有点火控制信号输出至点火线圈的IGT端子。

（3）检查点火反馈线IGF。万用表红表笔接点火线圈点火反馈线IGF端子3，黑表笔接搭铁端子4，打开点火开关，此时，两端的电压为5伏，正常电压为4.5-5.5V，说明点火线圈与发动机ECU之间的IGF连接线工作正常。

（4）检查点火线圈端子4与车身搭铁之间的电阻。用万用表的电阻挡测点火线圈端子4与电瓶负极之间电阻，检查结果为0欧姆，说明点火线圈端子4搭铁良好。检查完后将连接器插回点火线圈。

综合上述的检修分析；对于点火线圈块而言，工作电源正常，发动机ECU又有点火控制信号输出，搭铁线路正常，如果点火线圈工作正常，此时应该是有高压电产生的，而现在却没有高压电产生，那么估计是点火线圈的问题。将新的点火线圈装到旧的点火线圈的连接插座上。起动发动机进行跳火试验，结果发动机中的高压线无高压产生，说明刚才判断点火线圈有故障是错误的；故障不在点火线圈，装好点火线圈连接器后，继续寻找故障点。

（5）测量凸轮轴位置传感器的电阻。测得电阻值为1400 ?，正常范围值为1060 至 1645 ?。凸轮轴位置传感器正常。

（6）测量曲轴位置传感器的电阻。测得电阻值为1600 ?，正常范围值为1260 至 18905 ? 曲轴位置传感器正常。

（7）ECM及其电路的检查。经过前面的分析，故障点基本在点火线圈与其相连的线路上，首先对ECM的工作电压进行检测，接通点火开关，万用表红表笔接ECM正极端子，黑表笔接车身搭铁。测量结果为12.8伏，说明ECM工作电源正常。接着检查点火线圈到ECM的连接线，用万用表直流电压档测ECU与点火线圈到各端子电压，测得结果发现IGF线与ECM的连接端子为0伏，也就是说明点火线圈IGF线到ECM的连接线路有发生断路或短路的可能。检查该连接线和连接器，发现点火线圈IGF线与ECM连接器的导线和连接器松动，线内的铜线已折断。修理后，重新启动发动机，经路试后正常，确定故障已排除。

4 消除故障码

故障被排除后，必须清除电子控制系统中的故障代码，如果不清除，它会保留在电子控制装置中。方法如下：（1）在驾驶室的左下角找到DLC3，将智能测试仪连接到 DLC3 上。（2）接通点火开关，并开启智能测试仪；（3）根据显示介面，找出相应的车型按确定键进入；（4）选择以下菜单项目：Powertrain （传动系）/Engine and ECT （发动机和 ECT）/ DTC / Clear（清除）。 （5）按下 “YES”（是）按钮。

5 故障诊断结果分析

综合分析该车发动机故障排除过程，表明造成该车发动机不能起动是由于点火系ECM统连接器的导线与插头松动而出现间歇性故障。当导线与插头接触良好时，发动机工作正常；当导线松动时点火线圈不能正常工作，出就无高压产生。同样也无反馈点火信号至发动机ECM，这样发动机将停止喷油工作。此时发动机既无高压电也不喷油，所以发动机不能正常起动。

参考文献：

[1]赵琢.汽车电控燃油喷射系统的运用与检修[J].人民交通出版社.

[2]广丰凯美瑞维修手册[K].