故障現(xiàn)象

一輛 2007 年的豐田Hilux 2.5L柴油手動(dòng)擋，行駛里程為23萬(wàn)公里。

車主說(shuō)車輛有很多故障，包括故障燈閃爍、發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后又熄火、短時(shí)間運(yùn)行時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)還會(huì)劇烈抖動(dòng)異響，從排氣管冒出大量煙霧。

02

故障診斷

初步檢查

接車之后進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)和駕駛位的電路線路被改裝過(guò)（圖1），發(fā)電機(jī)線路被嚴(yán)重腐蝕（圖2），并且出現(xiàn)兩個(gè)故障碼 P0340 和 P0335，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行不穩(wěn)定，最終熄火。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速合理，點(diǎn)火信號(hào)設(shè)置為開(kāi)啟（無(wú)論是否啟動(dòng)），且在短暫的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件下沒(méi)有噴油信號(hào)反饋！

圖1 點(diǎn)火開(kāi)關(guān)處線路改裝

圖2 線路存在嚴(yán)重腐蝕

示波器連接

首先分析這兩個(gè)故障代碼：

·P0340 動(dòng)力系統(tǒng)控制模塊（PCM）未接收到凸輪軸位置傳感器信號(hào)

·P0335 PCM未接收到曲軸位置傳感器信號(hào)

這表明，無(wú)論在啟動(dòng)還是發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，曲軸&凸輪軸信號(hào)都未傳送到動(dòng)力傳輸控制模塊（PCM）！

于是使用虹科Pico示波器，從PCM端測(cè)量捕捉以下波形：

A通道：發(fā)電機(jī)輸出的電壓信號(hào)

B通道：發(fā)電機(jī)輸出電流信號(hào)

C通道：曲軸位置傳感器信號(hào)

D通道：凸輪軸位置傳感器信號(hào)

如圖3，可以看到凸輪軸和曲軸信號(hào)良好。但在整個(gè)波形軌跡中，依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的不同，在周期性時(shí)間點(diǎn)出現(xiàn)明顯的噪聲。在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到大約1000轉(zhuǎn)/分鐘時(shí)，可以看出發(fā)電機(jī)輸出電流信號(hào)也不穩(wěn)定。

圖3 故障車的凸輪軸與曲軸位置傳感器信號(hào)&發(fā)電機(jī)信號(hào)

進(jìn)一步分析

總結(jié)一下目前的信息：

故障碼P0340、P0335表明，動(dòng)力系統(tǒng)控制模塊（PCM）未接收到凸輪軸、曲軸位置傳感器信號(hào)，但波形則顯示：凸輪軸和曲軸信號(hào)均存在的。

與此同時(shí)，發(fā)電機(jī)信號(hào)不穩(wěn)定，電池電壓大致穩(wěn)定在12.2V。

那么，究竟是什么造成凸輪軸與曲軸信號(hào)噪聲呢？

查找資料之后，發(fā)現(xiàn)凸輪軸和曲軸信號(hào)噪聲的主要來(lái)源是：發(fā)動(dòng)機(jī)在工作循環(huán)中，受到了周期性觸發(fā)的大負(fù)載。這代表噴油器可能工作不正常，需要檢查噴油器。但是基于剛剛的波形，我們需先確認(rèn)：發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定性是否也會(huì)造成凸輪軸和曲軸信號(hào)噪聲？

噪聲與誰(shuí)相關(guān)？

斷開(kāi)發(fā)電機(jī)并對(duì)線束進(jìn)行絕緣，同時(shí)安裝了穩(wěn)定的電池供電。隨后，使用虹科Pico示波器對(duì)凸輪軸和曲軸位置傳感器信號(hào)進(jìn)行了第二次采集，并使用電流鉗，從噴油電子驅(qū)動(dòng)單元（EDU）側(cè)捕捉噴油電流。如圖4，我們可以看到，噪聲信號(hào)依舊存在，那么凸輪軸和曲軸信號(hào)中的噪聲源頭確實(shí)與發(fā)電機(jī)無(wú)關(guān)，而與噴油器的運(yùn)行有關(guān)。

圖4 改用穩(wěn)定電池供電后的波形

接下來(lái)，我們就需要驗(yàn)證噴油器與噪聲信號(hào)是否直接相關(guān)。使用虹科Pico示波器，采集故障車的曲軸（紅色）與凸輪軸（藍(lán)色）位置傳感器信號(hào)波形，并使用數(shù)學(xué)通道功能，計(jì)算出發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速曲線（黑色波形）。

如圖5與圖6，可以發(fā)現(xiàn)：噪音在噴油器工作時(shí)，間歇性出現(xiàn)。但當(dāng)噴油器停止工作、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降至停止時(shí)，噪音信號(hào)就消失了。可以確定噴油器的運(yùn)行與噪聲信號(hào)之間存在相關(guān)性。

圖5 噪聲對(duì)曲軸位置傳感器存在影響

圖6 噴油器停止工作后噪聲消失

再次匯總一下我們現(xiàn)有的信息：

1. 診斷代碼 P0340 和 P0335 存在且無(wú)法清除。凸輪和曲軸信號(hào)上的噪聲可能影響 PCM 的計(jì)數(shù)計(jì)算，但是這兩個(gè)傳感器都在正常工作。

2. 發(fā)電機(jī)輸出電壓偏低，電流波形異常。并且已知發(fā)電機(jī)線路存在故障，很可能發(fā)電機(jī)本身也有問(wèn)題。不過(guò)發(fā)電機(jī)故障與上述的噪聲沒(méi)有關(guān)系。

3. 數(shù)據(jù)列表顯示起動(dòng)機(jī)信號(hào)在未啟動(dòng)時(shí)仍被設(shè)定為開(kāi)啟，但原因未知。

4.噴油器電流異常，引入了過(guò)多的噪聲到凸輪和曲軸信號(hào)中，并且具有間歇性。原因未知。

關(guān)于起動(dòng)機(jī)信號(hào)的問(wèn)題

回顧上述內(nèi)容，發(fā)動(dòng)機(jī)和駕駛位的電路線路被改裝過(guò)，則需要檢查該車的線路圖。測(cè)量了 PCM 上的 STA（定子）端子，發(fā)現(xiàn)無(wú)論發(fā)動(dòng)機(jī)是否在啟動(dòng)，該端子電壓始終固定在+12V。

如圖7，我們進(jìn)一步調(diào)查確認(rèn)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)的線路已被修改，啟動(dòng)電機(jī)的激活線被切斷并連接到點(diǎn)火線（在駕駛室內(nèi)的點(diǎn)火開(kāi)關(guān)處）。發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)的啟動(dòng)電機(jī)激活線也被切斷，并安裝了一條電纜，連接回原始的點(diǎn)火開(kāi)關(guān)上的啟動(dòng)電機(jī)端子。使得車輛可以像平時(shí)一樣啟動(dòng)，但是PCM接收到的是假信號(hào)。

圖7 改裝后的車輛電路圖

按照要求重新接線，并且啟動(dòng)了發(fā)動(dòng)機(jī)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)告顯示起動(dòng)機(jī)信號(hào)在啟動(dòng)時(shí)為“ON”，非啟動(dòng)時(shí)為“OFF”（符合正常情況）。但是車輛未能啟動(dòng)，故障碼 P0335 和 P0340 已清除，但被故障碼P0069和P0200所取代?。赡苓@就是線路被改裝的原因，從表面上解決無(wú)法啟動(dòng)的問(wèn)題）

分析新的兩個(gè)故障碼

P0069 ：MAP傳感器氣壓相關(guān)性問(wèn)題

P0200 ：噴油器電路開(kāi)路/短路

其中P0200 與我們車輛無(wú)法啟動(dòng)的癥狀非常吻合，P0069與車輛目前的故障應(yīng)該是無(wú)關(guān)的。

查詢P0200故障代碼相關(guān)內(nèi)容。發(fā)現(xiàn)當(dāng) PCM 向 EDU 發(fā)送一系列噴油器觸發(fā)（IJT）信號(hào)，并返回的噴油器反饋信號(hào)（IJF）。當(dāng)IJF（反饋信號(hào)）數(shù)量異常時(shí)，PCM 就會(huì)設(shè)置 P0200 代碼。

IJF信號(hào)是由每個(gè)噴油器串聯(lián)的電阻兩端的電壓降產(chǎn)生的，并由EDU進(jìn)行監(jiān)測(cè)。如果噴油器的電流增大或減小超過(guò)預(yù)設(shè)的閾值，EDU檢測(cè)到電壓發(fā)生變化，EDU將不會(huì)發(fā)送這一反饋信號(hào)。

那么此時(shí)，我們所掌握的信息有了變化：

1. P0340 和 P0335（凸輪和曲軸信號(hào)故障代碼）不再與診斷相關(guān)。

2. 交流發(fā)電機(jī)輸出及線束連接器故障，已不再與診斷相關(guān)。

3. 起動(dòng)信號(hào)（STA）永久設(shè)定為“開(kāi)啟”已解決，不再與診斷相關(guān)。

4. P0200 故障代碼與診斷相關(guān)。

P0200 故障碼診斷

使用虹科Pico示波器檢測(cè)以下信號(hào)：

A通道：IJT-噴油器觸發(fā)信號(hào)電壓

B通道：凸輪軸位置傳感器信號(hào)電壓

C通道：噴油器電流

從圖8的波形可以明顯看出，PCM（動(dòng)力控制模塊）正在發(fā)送 IJT 信號(hào)，但更重要的是，噴油器產(chǎn)生的噪聲幾乎破壞了 IJT 信號(hào)。

圖8 IJT電壓信號(hào)與噴油器電流波形

如圖9，EDU 對(duì) PCM 沒(méi)有任何 IJF 信號(hào)響應(yīng)，只有噪聲。

圖9 EDU沒(méi)有IJF信號(hào)響應(yīng)

分析認(rèn)為，IJT信號(hào)存在，但是由于受到干擾信號(hào)被破壞（因此PCM本身沒(méi)有問(wèn)題），因?yàn)镋DU 對(duì) PCM 沒(méi)有任何 IJF 信號(hào)響應(yīng)，只有噪聲；每個(gè)噴油器都有電流信號(hào)，但是幅度和波形不足。

那么故障有可能是EDU損壞或者四個(gè)噴油器都損壞導(dǎo)致的。

四個(gè)噴油器都損壞的可能性很小，由此對(duì)噴油器電路的連續(xù)性、阻值（跨越噴油器）以及供電/接地是否正常進(jìn)行了檢查，均正常。那么故障源頭可以確定是EDU出現(xiàn)了故障。

03

故障排除

更換新的EDU，車輛運(yùn)行正常，所有故障碼均被清除，如圖9與10，波形也恢復(fù)正常。

圖10 修復(fù)后的IJF&IJT信號(hào)與噴油電流

圖11 修復(fù)后的IJT信號(hào)與噴油電流曲軸信號(hào)

04

故障總結(jié)

在日常診斷過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)這樣一個(gè)節(jié)點(diǎn)，即我們必須決定是否更換某個(gè)部件。當(dāng)然此時(shí)，我們也不得不面臨較大的錯(cuò)換風(fēng)險(xiǎn)和客戶流失風(fēng)險(xiǎn)。

但當(dāng)你擁有虹科Pico汽車示波器，學(xué)會(huì)用波形進(jìn)行系統(tǒng)診斷，尋找故障的因果關(guān)系，你就可以用明確的波形向顧客說(shuō)明換件的必要性。無(wú)論是發(fā)動(dòng)機(jī)，還是異響，或是總線問(wèn)題，波形會(huì)就是你決策的向?qū)А?/p>

沒(méi)錯(cuò)，作為診斷維修技師，我們所要做的，就是“用正確的工具、以正確的方式、在正確的時(shí)間分析正確的事物”（詹姆斯·迪倫勛爵） 。

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