2021 年产雷克萨斯ES200 为何偶尔无法起动

文：仵宗次、李超

关键词：空燃比传感器、故障屏蔽、发动机停机器、识别码盒

故障现象：一辆2021 年产雷克萨斯ES200 轿车，搭载2.0 L 发动机和无级变速器（CVT），行驶里程1.5 万km。该车因发动机故障灯、预碰撞系统故障灯和制动防抱死系统（ABS）故障灯点亮而进店维修。

检查分析：维修人员接车后与用户沟通得知，该车因发生事故在其他修理厂更换过前保险杠、散热格栅以及左前照灯总成等。事故维修完成后该车仪表板出现多个故障灯点亮，且发动机无法起动。修理厂更换了发动机控制单元后发动机可以起动，但是随后仪表板上发动机故障灯常亮，ABS/VSC 系统、大灯自动变光系统以及预碰撞系统等多个故障灯点亮，发动机也再次无法起动。

维修人员用故障诊断仪对车辆进行健康检查，发现多个故障码，其中发动机控制单元中存有：P22AB17——A/F（氧）传感器正电流控制（气缸列1 传感器2）；P22B212——A/F（氧）传感器负电流控制（气缸列1 列传感器2）；B279A12——发动机停机器系统（图1）。清除故障码后重新检测得到2 个故障码：P22AB17 和P22B212，此时仪表板上的故障灯没有变化，因此这2 个故障码应与该车的故障相关。

图1 初次诊断出的故障码

该车发动机为国六排放标准，三元催化器的前后都采用空燃比传感器，而2 个故障码都指向了2 号空燃比传感器（S2）。查看资料得知，故障码P22AB17的设置条件为：A/F（氧）传感器正电流控制（B1 S2）电路电压高于阈值，端子A1B+和A1B-之间的电压差高于1.72 V且持续5 s 或更长时间（双程检测逻辑）；故障码P22B212 的设置条件为：A/F（氧）传感器负电流控制（B1 S2）电路对蓄电池短路，A1B-电压高于4.59 V 且持续5 s或更长时间（双程检测逻辑）。

查看空燃比传感器（S2）控制电路图得知（图2），发动机控制单元的C113-118（A1B+）端子输出2.70 ～3.20 V 电压，C113-117（A1B-）端子输出2.20 ～2.70 V电压。空燃比传感器自身根据废气中氧含量的不同产生电动势，与端子电压叠加，系统可以通过检测两端电压差的变化判断混合气是浓还是稀。当点火开关处于ON位置时，空燃比传感器（S2）的C74-3 和C74-4 端子电压应该为2.20 ～3.20 V，但使用万用表测量为0 V，异常，说明发动机控制单元并没有电压输出。直接测量C113-117 和C113-118 端子间电压，同样为0 V。维修人员判断发动机控制单元有故障。

图2 2 号空燃比传感器控制电路图

检查发动机控制单元却发现，车上安装的并非原装零部件，而是国五排放的发动机控制单元（图3）。将此问题告诉用户，用户与之前的修理厂沟通得知，该车出事故后长时间停放，导致发动机控制单元、蓄电池等多个零部件丢失，所以那家修理厂使用了二手的发动机控制单元，但没有解决问题。在了解了之前的维修经历后，维修人员建议用户重新更换正确的发动机控制单元。

图3 错误安装了国五发动机控制单元

更换发动机控制单元后需要注册VIN。维修人员使用专用故障诊断仪进行VIN 注册（只能做一次注册且不能修改）。连接诊断仪进入车辆选择界面，此时诊断仪界面上却显示出了车辆的VIN 信息，而新发动机控制单元不应该有VIN 码。维修人员核对诊断仪显示的VIN 序列号，和车辆铭牌一致，这让维修人员产生疑惑。

维修人员将VIN信息写入诊断仪界面，点击确定，诊断仪提示VIN 已存在，接着就显示注册失败，并提示故障码“P0630——VIN 未编程或者不匹配，请输入VIN”（图4）。这里明显存在矛盾，写入的时候提示VIN 已存在，诊断仪显示界面也能读出VIN，并且与车辆VIN一致。但是注册失败的提示同样有VIN未注册的自检结果，而且在发动机控制单元中读取故障码，之前显示的故障码P0630 不存在。再次写入VIN 信息，依然存在相同的提示，注册失败。

图4 更换发动机控制单元后无法输入VIN 信息

维修人员对此分析，该车初来时的发动机控制单元并不是原车的，而且该车为了避免不同车辆之间相互替换发动机控制单元，只允许输入1 次VIN 信息，不可再更改。维修人员开始用故障诊断仪检测，并没有读出该车所包含VIN 相关的故障码，于是怀疑之前的修理厂采用一些技术方法将该故障码屏蔽了。

维修人员仔细检查车辆，最终在该车OBD 插接器处找到了一个“外挂”芯片（图5）。通过查询得知，该芯片是基于CAN 总线开发的外挂单片机，主要用于VIN 的修改、故障屏蔽以及不通信故障维修等。维修人员拆除该芯片后重新进行VIN 注册，注册成功。

图5 OBD 插接器旁边的屏蔽器

维修人员起动车辆，发动机顺利起动，而且仪表板上所有故障灯熄灭。用诊断仪检测，未发现任何故障码，一切正常。正准备交车，用户反映该车之前还有起动困难的问题。维修人员这时想起最初诊断时，除了2 号空燃比传感器相关故障码外，还存在1 个“B279A12——发动机停机器系统”的故障码，有可能是造成起动困难的原因。

由于此时发动机起动顺利，为了确认故障，维修人员建议将车继续留在店内检查。通过几天的试车，难以起动故障终于再现，其主要的故障信息如下：①故障在早晨第一次起动时出现的频率高；②中午停车后0.5 ～2.0 h 也都出现过；③故障出现时，起动时起动机运转，只是不点火；④有时候需要起动10 多次才能起动发动机；⑤起动完成后，车辆可以正常行驶；⑥仪表显示正常。

例如某次停车2.0 h 之后起动发动机，起动机工作，可听到发动机已经可以自行运转，但在1 ～2 s 后突然熄火，再次起动时却无法着车起动。连续起动8 次，发动机终于起动，并且运转平稳，仪表无异常显示。使用故障诊断仪检测，存在故障码B279A12，也验证了之前的推测。通过对该故障的确认，可知发动机第1 次起动时有“初始燃烧”现象，然后突然熄火。其主要原因是发动机控制单元认为停机反馈信号异常，所以主动停机，并报“发动机停机器系统”故障码。

故障码B279A12 的生成条件是：发动机和识别码盒之间的通信线路（IMIEFIO）持续高输出（单程检测逻辑）。通过故障机理进行分析，发动机控制单元输出12 V 电信号，识别码盒进行搭铁控制，搭铁频率根据自身存储的“停机信息”进行（图6）。发动机控制单元停机器根据电压的变化，进行信息对比，发现异常就会停止发动机点火和喷油。而该故障码的生成条件是电压持续高输出，说明识别码盒并没有通讯。由此维修人员判断故障原因可能为：识别码盒故障；发动机控制单元故障；发动机控制单元与识别码盒之间的线束或插接器存在断路。

图6 发动机控制单元与识别码盒之间的通信

发动机控制单元为新更换零件，出现问题的可能性不大，因此检查的重点是识别码盒相关线束和插接器。由于识别码盒的拆卸比较繁杂，所以维修人员先进行外围检查。故障再现时，分别检查发动机控制单元A28-25 端子和A28-26 端子与AG3-3 端子和AG3-13 间的电阻（图7），都为0.2 Ω（小于1.0 Ω 即正常）。使用12 V 试灯测试ECU-B1（5 A）熔丝，试灯能正常点亮，说明熔丝正常。采用“垫线”的方法，分别在各个插接器端子插入细小的铜丝，保障插接器连接牢固，结果发动机能够正常起动。发动机熄火并放置2.0 h 后再次试车正常，本以为故障消失，但是第2 天发动机难以起动现象再次出现，检测依然存有故障码B279A12。

图7 识别码盒相关电路图

识别码盒的作用是存储G 码、S 码等ID 代码，属于重要的防盗装置。发动机控制单元已经更换过，线束接触不良的问题也已排除，只剩下识别码盒及其插接器G52。仔细检查该车之前的事故维修，只是更换了前保险杠、散热格栅、发动机舱盖和左前照灯总成，驾驶室内的用电器、发动机线束、发动机舱接线盒以及仪表台线束都没有拆卸的痕迹。而识别码盒同样属于不易损坏的零件，所以其引发故障的可能性较小。

再次梳理诊断思路，并仔细分析故障现象，结果发现该车故障有3 个显著特点：①和“温度”以及停放时间有关系；②行驶中并没有发生停机故障；③只有第一次起动有“初始燃烧”。根据维修经验，这些特征与以往一些“热胀冷缩”类故障相符，可能在之前检测过的电路中，因为这一特征而恰好导通。

为此，维修人员再次用试灯检查ECU-B1 熔丝，试灯依然能点亮。取下该熔丝，使用万用表测量其阻值约为1.2 Ω，大于标准值（0.1 Ω）。仔细检查该熔丝，发现其内部有轻微的烧蚀点。轻轻晃动熔丝两端，晃动中再次使用万用表测量其阻值，为无穷大，说明该熔丝内部存在“疲劳断裂”的故障（图8）。

图8 ECU-B1 熔丝存在疲劳断裂

故障排除：更换ECU-B1 熔丝后多次试车，发动机难以起动的故障现象都不再出现。交车后7 天回访客户，反馈车辆使用正常，故障彻底排除。

回顾总结：该车因为事故存放停车场后被拆走了发动机控制单元，维修过程中更换了错误的拆车发动机控制单元，并使用信号屏蔽器屏蔽故障码，使用“终端设备”进行通信作业。一系列不符合规范的维修导致电流过大，使得ECU-B 1熔丝疲劳断裂。当首次起动时，ECU-B 1熔丝呈断裂状态，就会出现“初始燃烧”后立刻熄火现象。多次起动后熔丝因电流发热，断裂部位接合导通，车辆可以顺利起动。在此建议广大维修人员，维修要规范操作，不能因为维修条件不充分而采用非常规的手段。这有可能暂时解决问题，但有可能导致更复杂的故障甚至产生安全隐患。