故障現(xiàn)象

一輛 2007 年的豐田Hilux 2.5L柴油手動擋，行駛里程為23萬公里。

車主說車輛有很多故障，包括故障燈閃爍、發(fā)動機啟動后又熄火、短時間運行時發(fā)動機還會劇烈抖動異響，從排氣管冒出大量煙霧。

02

故障診斷

初步檢查

接車之后進行檢查，發(fā)現(xiàn)發(fā)動機和駕駛位的電路線路被改裝過（圖1），發(fā)電機線路被嚴重腐蝕（圖2），并且出現(xiàn)兩個故障碼 P0340 和 P0335，同時發(fā)動機運行不穩(wěn)定，最終熄火。實時數據顯示發(fā)動機轉速合理，點火信號設置為開啟（無論是否啟動），且在短暫的發(fā)動機運行條件下沒有噴油信號反饋！

圖1 點火開關處線路改裝

圖2 線路存在嚴重腐蝕

示波器連接

首先分析這兩個故障代碼：

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

·P0335 PCM未接收到曲軸位置傳感器信號

這表明，無論在啟動還是發(fā)動機運行過程中，曲軸&凸輪軸信號都未傳送到動力傳輸控制模塊（PCM）！

于是使用虹科Pico示波器，從PCM端測量捕捉以下波形：

A通道：發(fā)電機輸出的電壓信號

B通道：發(fā)電機輸出電流信號

C通道：曲軸位置傳感器信號

D通道：凸輪軸位置傳感器信號

如圖3，可以看到凸輪軸和曲軸信號良好。但在整個波形軌跡中，依據發(fā)動機轉速的不同，在周期性時間點出現(xiàn)明顯的噪聲。在發(fā)動機轉速達到大約1000轉/分鐘時，可以看出發(fā)電機輸出電流信號也不穩(wěn)定。

圖3 故障車的凸輪軸與曲軸位置傳感器信號&發(fā)電機信號

進一步分析

總結一下目前的信息：

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

與此同時，發(fā)電機信號不穩(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噪聲呢？

查找資料之后，發(fā)現(xiàn)凸輪軸和曲軸信號噪聲的主要來源是：發(fā)動機在工作循環(huán)中，受到了周期性觸發(fā)的大負載。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：發(fā)電機的穩(wěn)定性是否也會造成凸輪軸和曲軸信號噪聲？

噪聲與誰相關？

斷開發(fā)電機并對線束進行絕緣，同時安裝了穩(wěn)定的電池供電。隨后，使用虹科Pico示波器對凸輪軸和曲軸位置傳感器信號進行了第二次采集，并使用電流鉗，從噴油電子驅動單元（EDU）側捕捉噴油電流。如圖4，我們可以看到，噪聲信號依舊存在，那么凸輪軸和曲軸信號中的噪聲源頭確實與發(fā)電機無關，而與噴油器的運行有關。

圖4 改用穩(wěn)定電池供電后的波形

接下來，我們就需要驗證噴油器與噪聲信號是否直接相關。使用虹科Pico示波器，采集故障車的曲軸（紅色）與凸輪軸（藍色）位置傳感器信號波形，并使用數學通道功能，計算出發(fā)動機轉速曲線（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，間歇性出現(xiàn)。但當噴油器停止工作、發(fā)動機轉速下降至停止時，噪音信號就消失了。可以確定噴油器的運行與噪聲信號之間存在相關性。

圖5 噪聲對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 存在且無法清除。凸輪和曲軸信號上的噪聲可能影響 PCM 的計數計算，但是這兩個傳感器都在正常工作。

2. 發(fā)電機輸出電壓偏低，電流波形異常。并且已知發(fā)電機線路存在故障，很可能發(fā)電機本身也有問題。不過發(fā)電機故障與上述的噪聲沒有關系。

3. 數據列表顯示起動機信號在未啟動時仍被設定為開啟，但原因未知。

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

關于起動機信號的問題

回顧上述內容，發(fā)動機和駕駛位的電路線路被改裝過，則需要檢查該車的線路圖。測量了 PCM 上的 STA（定子）端子，發(fā)現(xiàn)無論發(fā)動機是否在啟動，該端子電壓始終固定在+12V。

如圖7，我們進一步調查確認點火開關的線路已被修改，啟動電機的激活線被切斷并連接到點火線（在駕駛室內的點火開關處）。發(fā)動機艙內的啟動電機激活線也被切斷，并安裝了一條電纜，連接回原始的點火開關上的啟動電機端子。使得車輛可以像平時一樣啟動，但是PCM接收到的是假信號。

圖7 改裝后的車輛電路圖

按照要求重新接線，并且啟動了發(fā)動機，實時數據報告顯示起動機信號在啟動時為“ON”，非啟動時為“OFF”（符合正常情況）。但是車輛未能啟動，故障碼 P0335 和 P0340 已清除，但被故障碼P0069和P0200所取代！（可能這就是線路被改裝的原因，從表面上解決無法啟動的問題）

分析新的兩個故障碼

P0069 ：MAP傳感器氣壓相關性問題

P0200 ：噴油器電路開路/短路

其中P0200 與我們車輛無法啟動的癥狀非常吻合，P0069與車輛目前的故障應該是無關的。

查詢P0200故障代碼相關內容。發(fā)現(xiàn)當 PCM 向 EDU 發(fā)送一系列噴油器觸發(fā)（IJT）信號，并返回的噴油器反饋信號（IJF）。當IJF（反饋信號）數量異常時，PCM 就會設置 P0200 代碼。

IJF信號是由每個噴油器串聯(lián)的電阻兩端的電壓降產生的，并由EDU進行監(jiān)測。如果噴油器的電流增大或減小超過預設的閾值，EDU檢測到電壓發(fā)生變化，EDU將不會發(fā)送這一反饋信號。

那么此時，我們所掌握的信息有了變化：

1. P0340 和 P0335（凸輪和曲軸信號故障代碼）不再與診斷相關。

2. 交流發(fā)電機輸出及線束連接器故障，已不再與診斷相關。

3. 起動信號（STA）永久設定為“開啟”已解決，不再與診斷相關。

4. P0200 故障代碼與診斷相關。

P0200 故障碼診斷

使用虹科Pico示波器檢測以下信號：

A通道：IJT-噴油器觸發(fā)信號電壓

B通道：凸輪軸位置傳感器信號電壓

C通道：噴油器電流

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

圖8 IJT電壓信號與噴油器電流波形

如圖9，EDU 對 PCM 沒有任何 IJF 信號響應，只有噪聲。

圖9 EDU沒有IJF信號響應

分析認為，IJT信號存在，但是由于受到干擾信號被破壞（因此PCM本身沒有問題），因為EDU 對 PCM 沒有任何 IJF 信號響應，只有噪聲；每個噴油器都有電流信號，但是幅度和波形不足。

那么故障有可能是EDU損壞或者四個噴油器都損壞導致的。

四個噴油器都損壞的可能性很小，由此對噴油器電路的連續(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，車輛運行正常，所有故障碼均被清除，如圖9與10，波形也恢復正常。

圖10 修復后的IJF&IJT信號與噴油電流

圖11 修復后的IJT信號與噴油電流曲軸信號

04

故障總結

在日常診斷過程中，經常會出現(xiàn)這樣一個節(jié)點，即我們必須決定是否更換某個部件。當然此時，我們也不得不面臨較大的錯換風險和客戶流失風險。

但當你擁有虹科Pico汽車示波器，學會用波形進行系統(tǒng)診斷，尋找故障的因果關系，你就可以用明確的波形向顧客說明換件的必要性。無論是發(fā)動機，還是異響，或是總線問題，波形會就是你決策的向導。

沒錯，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、在正確的時間分析正確的事物”（詹姆斯·迪倫勛爵） 。

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