2021 年產(chǎn)雷克薩斯ES200 為何偶爾無法起動(dòng)

文：仵宗次、李超

關(guān)鍵詞：空燃比傳感器、故障屏蔽、發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)器、識(shí)別碼盒

故障現(xiàn)象：一輛2021 年產(chǎn)雷克薩斯ES200 轎車，搭載2.0 L 發(fā)動(dòng)機(jī)和無級(jí)變速器（CVT），行駛里程1.5 萬km。該車因發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈、預(yù)碰撞系統(tǒng)故障燈和制動(dòng)防抱死系統(tǒng)（ABS）故障燈點(diǎn)亮而進(jìn)店維修。

檢查分析：維修人員接車后與用戶溝通得知，該車因發(fā)生事故在其他修理廠更換過前保險(xiǎn)杠、散熱格柵以及左前照燈總成等。事故維修完成后該車儀表板出現(xiàn)多個(gè)故障燈點(diǎn)亮，且發(fā)動(dòng)機(jī)無法起動(dòng)。修理廠更換了發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元后發(fā)動(dòng)機(jī)可以起動(dòng)，但是隨后儀表板上發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈常亮，ABS/VSC 系統(tǒng)、大燈自動(dòng)變光系統(tǒng)以及預(yù)碰撞系統(tǒng)等多個(gè)故障燈點(diǎn)亮，發(fā)動(dòng)機(jī)也再次無法起動(dòng)。

維修人員用故障診斷儀對(duì)車輛進(jìn)行健康檢查，發(fā)現(xiàn)多個(gè)故障碼，其中發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元中存有：P22AB17——A/F（氧）傳感器正電流控制（氣缸列1 傳感器2）；P22B212——A/F（氧）傳感器負(fù)電流控制（氣缸列1 列傳感器2）；B279A12——發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)器系統(tǒng)（圖1）。清除故障碼后重新檢測(cè)得到2 個(gè)故障碼：P22AB17 和P22B212，此時(shí)儀表板上的故障燈沒有變化，因此這2 個(gè)故障碼應(yīng)與該車的故障相關(guān)。

圖1 初次診斷出的故障碼

該車發(fā)動(dòng)機(jī)為國六排放標(biāo)準(zhǔn)，三元催化器的前后都采用空燃比傳感器，而2 個(gè)故障碼都指向了2 號(hào)空燃比傳感器（S2）。查看資料得知，故障碼P22AB17的設(shè)置條件為：A/F（氧）傳感器正電流控制（B1 S2）電路電壓高于閾值，端子A1B+和A1B-之間的電壓差高于1.72 V且持續(xù)5 s 或更長時(shí)間（雙程檢測(cè)邏輯）；故障碼P22B212 的設(shè)置條件為：A/F（氧）傳感器負(fù)電流控制（B1 S2）電路對(duì)蓄電池短路，A1B-電壓高于4.59 V 且持續(xù)5 s或更長時(shí)間（雙程檢測(cè)邏輯）。

查看空燃比傳感器（S2）控制電路圖得知（圖2），發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的C113-118（A1B+）端子輸出2.70 ～3.20 V 電壓，C113-117（A1B-）端子輸出2.20 ～2.70 V電壓?？杖急葌鞲衅髯陨砀鶕?jù)廢氣中氧含量的不同產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，與端子電壓疊加，系統(tǒng)可以通過檢測(cè)兩端電壓差的變化判斷混合氣是濃還是稀。當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)處于ON位置時(shí)，空燃比傳感器（S2）的C74-3 和C74-4 端子電壓應(yīng)該為2.20 ～3.20 V，但使用萬用表測(cè)量為0 V，異常，說明發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元并沒有電壓輸出。直接測(cè)量C113-117 和C113-118 端子間電壓，同樣為0 V。維修人員判斷發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元有故障。

圖2 2 號(hào)空燃比傳感器控制電路圖

檢查發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元卻發(fā)現(xiàn)，車上安裝的并非原裝零部件，而是國五排放的發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元（圖3）。將此問題告訴用戶，用戶與之前的修理廠溝通得知，該車出事故后長時(shí)間停放，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元、蓄電池等多個(gè)零部件丟失，所以那家修理廠使用了二手的發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元，但沒有解決問題。在了解了之前的維修經(jīng)歷后，維修人員建議用戶重新更換正確的發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元。

圖3 錯(cuò)誤安裝了國五發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元

更換發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元后需要注冊(cè)VIN。維修人員使用專用故障診斷儀進(jìn)行VIN 注冊(cè)（只能做一次注冊(cè)且不能修改）。連接診斷儀進(jìn)入車輛選擇界面，此時(shí)診斷儀界面上卻顯示出了車輛的VIN 信息，而新發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元不應(yīng)該有VIN 碼。維修人員核對(duì)診斷儀顯示的VIN 序列號(hào)，和車輛銘牌一致，這讓維修人員產(chǎn)生疑惑。

維修人員將VIN信息寫入診斷儀界面，點(diǎn)擊確定，診斷儀提示VIN 已存在，接著就顯示注冊(cè)失敗，并提示故障碼“P0630——VIN 未編程或者不匹配，請(qǐng)輸入VIN”（圖4）。這里明顯存在矛盾，寫入的時(shí)候提示VIN 已存在，診斷儀顯示界面也能讀出VIN，并且與車輛VIN一致。但是注冊(cè)失敗的提示同樣有VIN未注冊(cè)的自檢結(jié)果，而且在發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元中讀取故障碼，之前顯示的故障碼P0630 不存在。再次寫入VIN 信息，依然存在相同的提示，注冊(cè)失敗。

圖4 更換發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元后無法輸入VIN 信息

維修人員對(duì)此分析，該車初來時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元并不是原車的，而且該車為了避免不同車輛之間相互替換發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元，只允許輸入1 次VIN 信息，不可再更改。維修人員開始用故障診斷儀檢測(cè)，并沒有讀出該車所包含VIN 相關(guān)的故障碼，于是懷疑之前的修理廠采用一些技術(shù)方法將該故障碼屏蔽了。

維修人員仔細(xì)檢查車輛，最終在該車OBD 插接器處找到了一個(gè)“外掛”芯片（圖5）。通過查詢得知，該芯片是基于CAN 總線開發(fā)的外掛單片機(jī)，主要用于VIN 的修改、故障屏蔽以及不通信故障維修等。維修人員拆除該芯片后重新進(jìn)行VIN 注冊(cè)，注冊(cè)成功。

圖5 OBD 插接器旁邊的屏蔽器

維修人員起動(dòng)車輛，發(fā)動(dòng)機(jī)順利起動(dòng)，而且儀表板上所有故障燈熄滅。用診斷儀檢測(cè)，未發(fā)現(xiàn)任何故障碼，一切正常。正準(zhǔn)備交車，用戶反映該車之前還有起動(dòng)困難的問題。維修人員這時(shí)想起最初診斷時(shí)，除了2 號(hào)空燃比傳感器相關(guān)故障碼外，還存在1 個(gè)“B279A12——發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)器系統(tǒng)”的故障碼，有可能是造成起動(dòng)困難的原因。

由于此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)順利，為了確認(rèn)故障，維修人員建議將車?yán)^續(xù)留在店內(nèi)檢查。通過幾天的試車，難以起動(dòng)故障終于再現(xiàn)，其主要的故障信息如下：①故障在早晨第一次起動(dòng)時(shí)出現(xiàn)的頻率高；②中午停車后0.5 ～2.0 h 也都出現(xiàn)過；③故障出現(xiàn)時(shí)，起動(dòng)時(shí)起動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，只是不點(diǎn)火；④有時(shí)候需要起動(dòng)10 多次才能起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)；⑤起動(dòng)完成后，車輛可以正常行駛；⑥儀表顯示正常。

例如某次停車2.0 h 之后起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，起動(dòng)機(jī)工作，可聽到發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)可以自行運(yùn)轉(zhuǎn)，但在1 ～2 s 后突然熄火，再次起動(dòng)時(shí)卻無法著車起動(dòng)。連續(xù)起動(dòng)8 次，發(fā)動(dòng)機(jī)終于起動(dòng)，并且運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，儀表無異常顯示。使用故障診斷儀檢測(cè)，存在故障碼B279A12，也驗(yàn)證了之前的推測(cè)。通過對(duì)該故障的確認(rèn)，可知發(fā)動(dòng)機(jī)第1 次起動(dòng)時(shí)有“初始燃燒”現(xiàn)象，然后突然熄火。其主要原因是發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元認(rèn)為停機(jī)反饋信號(hào)異常，所以主動(dòng)停機(jī)，并報(bào)“發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)器系統(tǒng)”故障碼。

故障碼B279A12 的生成條件是：發(fā)動(dòng)機(jī)和識(shí)別碼盒之間的通信線路（IMIEFIO）持續(xù)高輸出（單程檢測(cè)邏輯）。通過故障機(jī)理進(jìn)行分析，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元輸出12 V 電信號(hào)，識(shí)別碼盒進(jìn)行搭鐵控制，搭鐵頻率根據(jù)自身存儲(chǔ)的“停機(jī)信息”進(jìn)行（圖6）。發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元停機(jī)器根據(jù)電壓的變化，進(jìn)行信息對(duì)比，發(fā)現(xiàn)異常就會(huì)停止發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火和噴油。而該故障碼的生成條件是電壓持續(xù)高輸出，說明識(shí)別碼盒并沒有通訊。由此維修人員判斷故障原因可能為：識(shí)別碼盒故障；發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元故障；發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元與識(shí)別碼盒之間的線束或插接器存在斷路。

圖6 發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元與識(shí)別碼盒之間的通信

發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元為新更換零件，出現(xiàn)問題的可能性不大，因此檢查的重點(diǎn)是識(shí)別碼盒相關(guān)線束和插接器。由于識(shí)別碼盒的拆卸比較繁雜，所以維修人員先進(jìn)行外圍檢查。故障再現(xiàn)時(shí)，分別檢查發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元A28-25 端子和A28-26 端子與AG3-3 端子和AG3-13 間的電阻（圖7），都為0.2 Ω（小于1.0 Ω 即正常）。使用12 V 試燈測(cè)試ECU-B1（5 A）熔絲，試燈能正常點(diǎn)亮，說明熔絲正常。采用“墊線”的方法，分別在各個(gè)插接器端子插入細(xì)小的銅絲，保障插接器連接牢固，結(jié)果發(fā)動(dòng)機(jī)能夠正常起動(dòng)。發(fā)動(dòng)機(jī)熄火并放置2.0 h 后再次試車正常，本以為故障消失，但是第2 天發(fā)動(dòng)機(jī)難以起動(dòng)現(xiàn)象再次出現(xiàn)，檢測(cè)依然存有故障碼B279A12。

圖7 識(shí)別碼盒相關(guān)電路圖

識(shí)別碼盒的作用是存儲(chǔ)G 碼、S 碼等ID 代碼，屬于重要的防盜裝置。發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元已經(jīng)更換過，線束接觸不良的問題也已排除，只剩下識(shí)別碼盒及其插接器G52。仔細(xì)檢查該車之前的事故維修，只是更換了前保險(xiǎn)杠、散熱格柵、發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋和左前照燈總成，駕駛室內(nèi)的用電器、發(fā)動(dòng)機(jī)線束、發(fā)動(dòng)機(jī)艙接線盒以及儀表臺(tái)線束都沒有拆卸的痕跡。而識(shí)別碼盒同樣屬于不易損壞的零件，所以其引發(fā)故障的可能性較小。

再次梳理診斷思路，并仔細(xì)分析故障現(xiàn)象，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該車故障有3 個(gè)顯著特點(diǎn)：①和“溫度”以及停放時(shí)間有關(guān)系；②行駛中并沒有發(fā)生停機(jī)故障；③只有第一次起動(dòng)有“初始燃燒”。根據(jù)維修經(jīng)驗(yàn)，這些特征與以往一些“熱脹冷縮”類故障相符，可能在之前檢測(cè)過的電路中，因?yàn)檫@一特征而恰好導(dǎo)通。

為此，維修人員再次用試燈檢查ECU-B1 熔絲，試燈依然能點(diǎn)亮。取下該熔絲，使用萬用表測(cè)量其阻值約為1.2 Ω，大于標(biāo)準(zhǔn)值（0.1 Ω）。仔細(xì)檢查該熔絲，發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部有輕微的燒蝕點(diǎn)。輕輕晃動(dòng)熔絲兩端，晃動(dòng)中再次使用萬用表測(cè)量其阻值，為無窮大，說明該熔絲內(nèi)部存在“疲勞斷裂”的故障（圖8）。

圖8 ECU-B1 熔絲存在疲勞斷裂

故障排除：更換ECU-B1 熔絲后多次試車，發(fā)動(dòng)機(jī)難以起動(dòng)的故障現(xiàn)象都不再出現(xiàn)。交車后7 天回訪客戶，反饋車輛使用正常，故障徹底排除。

回顧總結(jié)：該車因?yàn)槭鹿蚀娣磐＼噲?chǎng)后被拆走了發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元，維修過程中更換了錯(cuò)誤的拆車發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元，并使用信號(hào)屏蔽器屏蔽故障碼，使用“終端設(shè)備”進(jìn)行通信作業(yè)。一系列不符合規(guī)范的維修導(dǎo)致電流過大，使得ECU-B 1熔絲疲勞斷裂。當(dāng)首次起動(dòng)時(shí)，ECU-B 1熔絲呈斷裂狀態(tài)，就會(huì)出現(xiàn)“初始燃燒”后立刻熄火現(xiàn)象。多次起動(dòng)后熔絲因電流發(fā)熱，斷裂部位接合導(dǎo)通，車輛可以順利起動(dòng)。在此建議廣大維修人員，維修要規(guī)范操作，不能因?yàn)榫S修條件不充分而采用非常規(guī)的手段。這有可能暫時(shí)解決問題，但有可能導(dǎo)致更復(fù)雜的故障甚至產(chǎn)生安全隱患。