丰田卡罗拉“失效保护模式”解析

丰田卡罗拉“失效保护模式”解析

“失效保护模式”，是指电子控制模块在检测到故障并记录故障代码后，为保护系统及行驶安全，系统进入的一种安全保护模式，以使车辆能够暂时行驶，同时点亮故障指示灯，警告驾驶员就近尽快维修。但不同的控制系统，失效保护操作不同，而且同一控制系统的失效保护模式也未必相同，不同的故障点有不同的失效保护操作。

丰田卡罗拉电控系统中，共有11个系统具有失效保护功能，分别为：发动机控制系统、动力转向系统、安全带警告系统、自动传动桥系统、巡航控制系统、防抱死制动系统、照明系统、仪表，量表系统、驻车辅助监视系统、电动车窗控制系统、CAN通信系统，本文主要介绍发动机控制系统和动力转向系统进入失效保护模式后的失效保护操作及数据

变化情况。

一、发动机控制系统失效保护模式

在发动机电控系统中，节气门体总成、质量空气流量计、进气温度传感器等元器件发生故障，存储故障码后，ECM进入失效保护模式。

1节气门电控系统故障

节气门电控系统出现故障后，可产生P0120、P0122、

P0123、P0220、P0222、P0223、P2135、P0121、P2102、P2103、P2111、P2112、P2118、P2119等故障码，这其中的任意一个故障码(实码)被存储，ECM都将进入失效保护模式。

在失效保护模式下，ECM切断通往节气门执行器的电流，并且节气门被回位弹簧拉回到6度的开度，然后ECM 根据加速踏板开度控制燃油喷射和点火正时以调整发动机

输出。以确保车辆维持最低车速。如果加速踏板被轻轻踏下，汽车会缓慢行驶。

笔者曾遇到一辆卡罗拉，由于节气门体总成连接器松脱造成ECM进入失效保护模式。用故障诊断仪KT600读得有三个故障码：P0121(节气门、踏板位置传感器、开关“A”、电路范围，性能故障)、P0123(节气门、踏板位置传感器、开关“A”电路高输入故障)、P2135(节气门、踏板位置传感器、开关“A”、“B”电压相关性故障)，发动机进入失效保护模式，读取数据流，很多数据出现了明显变化，如图1～4所示。

为了便于对比观察，笔者将主要数据的前后变化情况以表格(见表1)的形式列出。

通过对比还可以看出，ECM进入失效保护模式后，发动机处于高怠速状态，且加速时最高转速也只为3000r／min，进气量被执行在9.28g／s恒定不变，点火提前角也接近最小，节气门传感器位置被执行在接近最大位置81.2％，两根信号线电压值(即节气门位置1和节气门位置2)也都为最大值

4.980V，同时两个氧传感器的电压值都变成了0，碳罐净化真空转换阀也处于关闭状态，且空燃比也由正常的1.000变为了0.948，这说明此时电脑已将闭环控制变为开环控制了，插牢插头排除故障后失效保护模式解除。

2质量空气流量计故障

质量空气流量计出现故障时，将可产生P0100、P0102、P0103故障码，其中任意一个故障码(实码)被存储，ECM都将进入失效保护模式。在此失效保护模式下，ECM根据发动机转速和节气门位置来计算点火正时。卡罗拉车质量空气流量计和进气温度传感器是集成在一起的，一辆卡罗拉由于流量计连接器松脱造成ECM进入失效保护模式，读取的故障码为：P0102(质量或体积空气流量电路低输入故障)、

P0113(进气温度电路高输入故障)，故障现象为发动机怠速稍有不穗，转速在640-678r／min间快速波动，加速时发动机转速最高也只能达到3000r／min，数据流变化情况如图5、6所示，数据对比见表2。

从表2可以看出，质量空气流量计故障导致的失效保护模式下，进气量和进气温度被恒定在0.06g／s和-40℃，发动机转速略有波动，喷油时间略有增加，两个氧传感器电压接近为0，其余数据变化并不大，故障排除后，失效保护模式解除。不同故障的失效保护操作是不同的，笔者分析的还不够详细，希望同行们进一步完善。

3加热型氧传感器故障

当ECM存储了P0134(未检测到氧传感器电路动作)、

P0136(氧传感器电路故障)故障码中任一个，ECM进入失效保护模式。失效保护操作为停止空燃比反馈控制。因为当氧传感器输出高电位信号，说明空燃比偏浓，ECM为了把空燃比控制在接近理论空燃比范围内，当其接到高电位信号后，ECM将反馈修正系数减小，控制喷油器少喷油从而使混合汽变稀。反之ECM接到氧传感器输出的地电位信号后，会增加喷油量，使混合汽变浓。因此当加热型氧传感器发生故障，ECM就不能完成精确的空燃比控制，另外还为了避免三元催化净化器过热和发动机有良好的性能，ECM停止空燃比反馈控制。

4加热型氧传感器加热器故障

当ECM储存了P0031氧传感器加热器控制电路低电位(B1 S1)、P0032氧传感器加热器控制电路高电位(B1 S1)、P0037氧传感器加热器控制电路低电位(B1 S2)、P0038氧传感器加热器控制电路高电位(B1 S2)四个故障码中的任意一个，ECM进入失效保护模式，失效保护操作为ECM关闭加热型氧传感器加热器，即阻断加热器在ECM内部的搭铁线路。

5冷却液温度传感器故障

当ECM存储了P0015(发动机冷却液温度电路故障)、P0017(发动机冷却液温度电路低输入)、P0118(发动机冷却液温度电路高输入)故障码中的任意一个，ECM将进入失效保护模式，失效保护操作为ECM估计发动机冷却液温度为80℃。因为当不能准确反映冷却液温度时，发动机就无法准确修正目标气门正时，精确控制喷油等，此时发动机为了保证目标气门正时得到基本修正，便将冷却液温度执行在80℃，以保证其他系统得以正常工作。当存储故障码为

P0017(发动机冷却液温度电路低输入)时，从数据流上读得冷却液温度为－40℃，当故障码为P0118(发动机冷却液温度电路高输入)时，从数据流上读得冷却液温度为140℃。

6VVT系统故障

当VVT系统故障时，如存储故障码P0011(凸轮轴位置“A”-正时过于提前或系统性能B1)，ECM进入失效保护模式，故障现象为怠速转速稍有提升，其它数据没有明显变化，同时ECM将正常工作的汽缸组气门正时固定在最大延迟角位置上，故障排除后失效保护操作解除。

7燃油修正系统故障

当ECM存储了故障码P0171(系统过稀)、P0172(系统过浓)中的任意一个，ECM将进入失效保护模式，失效保护操作为停止空燃比反馈控制。

8爆震传感器故障

当ECM存储了故障码P0327(爆震传感器低输入)、

P0328(爆震传感器高输入)中的任何一个，ECM 将进入失效保护模式，失效保护操作为ECM将点火正时设定为最大延迟。

9点火器故障

当ECM存储了故障码P0351(点火线圈“A”初级或次级电路)、P0352(点火线圈“B”初级或次级电路)、P0353(点火线圈“C”初级或次级电路)、P0354(点火线圈“D”初级