故障現象
一輛2007款寶馬325i車(車型代號為 E90),搭載N52發動機,累計行駛里程約為12萬km。該車 因發動機起動困難、加速無力的故障現象在其他修理廠進行維修,維修人員根據故障檢測儀(ISTA)的提示先后更換 了氣門伺服電動機和偏心軸位置傳感器,故障不但沒能排除,反而更加嚴重,現在發動機無法起動了,于是將車轉至我廠進行維修。
故障診斷
接車后試車,起動發動機,起動機運轉正常,但發動機無法起動著機。用故障檢測儀檢測,讀得很多 故障代碼,篩選出能夠引起發動機無法起動的故障代碼如 圖1所示。分析故障代碼,認為該車故障是由偏心軸位置傳感器信號異常引起的。讀取偏心軸角度數據,發現偏心軸 的實際角度和標準角度相差很大,說明偏心軸 位置傳感器信號確實異常,推斷可能的故障原因 有:偏心軸位置傳感器及其線路故障;發動機控 制單元(DME)損壞。
查看維修資料得知,偏心軸位置傳感器按 照磁阻效應原理工作,其內部有2個相互獨立 的角度傳感器,角度信號通過串行接口傳遞至 DME。查看偏心軸位置傳感器控制電路(圖2) 得知,偏心軸位置傳感器導線連接器X60253上 連接了8根導線,其中端子6對應供電線,端子4 對應屏蔽線,端子5對應搭鐵線,剩余6根導線的作用看不出來。進一步查看維修資料得知,偏心軸位 置傳感器導線連接器X60253端子1和端子3對應的導線均 為偏心軸位置傳感器內部角度傳感器1的信號線(2個信號線的標注有區別,端子1標注為P_CS1S,端子3標注為 T_DAT1S),端子7和端子9對應的導線均為偏心軸位置傳 感器內部角度傳感器2的信號線(2個信號線的標注有區 別,端子7標注為P_CS2S,端子9標注為T_DAT2S),端子8 對應的導線為偏心軸位置傳感器的節拍時鐘信號線(導線 標注為P_CLKS)。根據上述信息還是不明白偏心軸位置傳 感器的工作原理,為避免盲目診斷,筆者決定使用示波器采 集正常N52發動機的偏心軸位置傳感器信號并進行分析。
首先用示波器分別測量正常N52發動機的偏心軸位置傳感器端子1(對應P_CS1S信號)和端子7(對應P_CS2S信 號)上的信號(圖3),發現這2個信號均是由DME發出的 0 V~5 V參考信號,即使脫開偏心軸位置傳感器導線連接器,信號也不會變化;再分別測量偏心軸位置傳感器端子 3(對應T_DAT1S信號)和端子9(對應T_DAT2S信號)上的 信號(圖4),發現這個2信號均為偏心軸位置傳感器反饋的 0 V~5 V信號,一旦脫開偏心軸位置傳感器導線連接器,信 號就會消失,且這2個信號發生的區間是在P_CS1S信號和 P_CS2S信號處于低電平的時候;再同時測量偏心軸位置傳感器端子3(對應T_DAT1S信號)、端子8(對應P_CLKS信 號)和端子9(對應T_DAT2S信號)上的信號(圖5),發現節 拍時鐘信號是由DME發出的0 V~5 V的信號,即使脫開偏心 軸位置傳感器導線連接器,信號也不會變化,且T_DAT1S 信號和T_DAT2S信號發生的區間與節拍時鐘信號相對應。
總結上述測量結果可知,偏心軸位置傳感器端子1、端 子7和端子8負責接收DME的輸入信號,這3個信號在脫開 偏心軸位置傳感器導線連接器或加速時不會發生變化;端 子3和端子9負責向DME發送偏心軸位置信號,這2個信號 在加速時會發生變化,在脫開偏心軸位置傳感器導線連接 器時消失,并且這2個信號發生的區間要與端子1、端子7和 端子8上的信號同步。