丰田轿车巡航执行器电气故障与检测

    目前,许多丰田轿车装备有汽车速度自动控制系统,即巡航控制系统。它主要由车速传感器、巡航执行器、控制电脑、巡航开关等组成。其中心部件为控制电脑,它根据巡航开关设定的汽车速度,通过巡航执行器自动增、减节气门开度,使车速保持一定。

    在使用中,丰田轿车巡航系统出现故障最多的是其巡航执行器,因巡航执行器内部故障造成车速设定无效或设定不准的故障现象时常发生。丰田巡航执行器及整个系统因车型不同而略有差异,但控制机理是一致的。现以92款丰田佳美轿车为例加以说明。

    1 执行器电气控制原理

    丰田佳美轿车的速度巡航执行器(其外型如图 1所示)安装在发动机室的右侧,安装高度与节气门体差不多,它与节气门控制阀之间有钢绳相连接。执行器与控制电脑间有7根导线相连,通过一个7端子的插接件实现可靠连接。巡航执行器内部主要有3套组件,即安全电磁离合器、位置传感器及调速伺服电动机,其电路如图 2所示。

    安全电磁离合器起锁住或释放节气门控制钢绳拉线的作用,使节气门稳定在一定的开度。通电时,将节气门控制钢绳与伺服电机轴联在一起,即锁住,反之则释放。它与控制电脑通过接线端子4和端子5相连接。

    位置传感器实际上是一个可变电阻器,随时检测伺服电机控制油门的位置,动态地反映节气门的开度情况,以给巡航控制电脑输送伺服电机动作的反馈信号。它通过接线端子1、端子2及端子3与控制电脑相连接。

    调速伺服电动机为永磁可逆式直流电动机,通过改变电机的通电极性,使其实现正转或逆转(对应于节气门的开大或关小)。其作用是保持车辆的动态恒速。汽车在行驶时都不可避免地遇到道路不平坦、上坡或下坡、转弯及各种阻力,造成因车速阻力变化的车速变化。为保证车速恒定,必须对节气门的开度进行小范围调整。调速伺服电动机根据控制电脑的指令正转或反转,随时调节气门的开度,达到汽车动态恒速的目的。除此之外,调速伺服电动机还用于汽车加速和降速的节气门调整。它与控制电脑的电气连接通过接线端子6和端子7来实现。

    2 执行器单体检测

    可通过测量导线连接端子有关数值对巡航执行器进行不解体检测,若检测结果有问题,再进行解体拆检。

    2.1安全电磁离合器的检测

    1)检测电阻。在关闭点火开关的前提下,拔下巡航执行器导线连接器,用万用表电阻挡测试执行器端的端子4与端子5间的电阻,正常值为38±1Ω,该值为电磁离合器的直流电阻值。若该值有偏差,问题可能出在电磁线圈本身或与电磁线圈相并联的续流二极管上,应酌情拆检,进行进一步检查。

    2)电磁离合器动作检查。如图 3所示,在未给执行器通电前,用手扳动离合器杆应能来回摆动。然后在导线插接器端子5上接蓄电池(12V)正极,端子4接蓄电池负极(或搭铁),离合器摇臂杆应转向伺服电机侧(锁止位,将伺服电机转轴与节气门拉索结合在一起),此时不能人为扳动离合器摇臂杆。

    2.2位置传感器的检测

    在关闭点火开关的状态下,拔下巡航执行器导线连接插件,测量端子1、端子3之间的电阻,正常值为2±0.1KΩ。再用手缓慢扳动离合器摇臂,测量端子2与端子3间的电阻,其值应平滑地由0.5KΩ逐渐向1.8KΩ增长,中间不能出现电阻突变现象。否则,说明该可变电阻器有接触不良故障。

    2.3伺服电动机的检测

    1)电机内部控制电路通断的检查在关闭点火开关的前提下,拔下巡航执行器上的导线连接器,用万用表测量端子6与端子7之间的电阻值,以检查电机控制电路的通断情况。①离合器摇臂杆处在最大关闭位置(见图 3,逆时针转到头)时,置万用表在电阻挡,用正表笔接端子7,负表笔接端子6,此时应是导通状态(低阻抗),即KR闭合、KA断开状态。若将万用表两表笔调头测试,应不导通(高阻抗)。②将离合器摇臂杆用手扳到最大打开位置(见图3,顺时针转到底)时,用万用表按上述方法检测,应为端子6到端子7通,而端子7到端子6断。③离合器摇臂杆在除上述①②外的任意位置,端子7到端子6间都应导通。

    2)通电检查电机的工作情况

    在关闭点火开关的情况下,拔下巡航执行器的导线连接器,在端子5和端子4上分别加蓄电池电压(12V),使电磁离合器吸合,节气门拉索与驱动电机相连接。①将蓄电池电压的正极、负极分别与端子7、端子6相接,观察离合器摇臂杆的摆动情况,应顺时针摆动,摆到锁止位时电动机应能自动停止转动,离合器臂也停止摆动。②将蓄电池电压的正极、负极调头再分别与端子6、端子7相连,离合器摇臂杆应能逆时针摆动,当摆到左侧极限位置时,电机自动停转,离合器摇臂也随之停摆D③在摇臂杆摆动时观察其摇动是否平稳,它说明电机转动后转轴通过钢索拉动节气门开度是否平稳。

    3 故障三例

    3.1电磁离合器故障

    汽车以40km/h以上速度行驶时,按下巡航设定按钮(SET),巡航系统不起作用。测试电磁离合器端子4与端子5,电阻为零。拆检发现与电磁线圈并联的二极管被击穿而短路,造成电磁离合器无法吸合,SET设置失败。更换新件后,故障得以排除。

    3.2位置传感器故障

    巡航行驶中按自动加速按钮(ACC),汽车不能平稳增速;按减速滑行按钮(COAST),汽车不能顺当减速。检查导线连接端子,端子1与端子3间的电阻值在离合器摇臂杆平稳转动(摆动)时偶有突变,并不平顺减少或增加。拆检发现电位器触片与滑片接触不良。更换新的位置传感器后,故障现象消失。

    3.3伺服电机控制电路故障

    汽车行驶中遇到下坡,便以高于原设定速度行驶,不能恢复原设定值,只得按“取消”后重新设定。通过检查,端子7到端子6间不能导通。拆检发现触点KA因接触不良而断路,从而使伺服电机的可逆回路断路,电机不能逆转,降速通道失效。用清洁剂处理KA后,故障得以排除。

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