一輛2017款路虎發現5車,搭載3.0 L SC V6汽油發動機,累計行駛里程約為2.8萬km。車主反映,行駛中發動機自動熄火,且無法重新起動。
拖車進店后試車,踩下制動踏板,按下起動按鈕,起動機運轉正常,但發動機無法起動著機。觀察組合儀表,無故障燈點亮,無故障提示信息,且燃油存量充足。
用故障檢測儀(pathfinder)檢測,發現動力控制模塊(PCM)中存儲故障代碼“P008B-07 低壓燃油系統壓力-過高-機械故障”“P0391-00 凸輪軸位置傳感器B電路范圍/性能(第2列氣缸組)-無子類型信息”“P0341-00 凸輪軸位置傳感器A電路范圍/性能(第1列氣缸組或單個傳感器)-無子類型信息”。起動發動機時,讀取燃油壓力數據流(圖1),低壓燃油壓力為122 kPa,燃油油軌壓力為260 kPa,燃油油軌壓力的期望結果為14 590 kPa。由此可知燃油管路中無法建立油壓,初步判斷低壓燃油泵無法輸送燃油。
圖1 故障車起動發動機時的燃油壓力數據流
檢查燃油管路,沒有漏油痕跡;拔下低壓燃油管,起動發動機,無燃油流出。檢查低壓燃油泵導線連接器,無端子松曠、退縮、腐蝕等異常情況。
如圖2所示,該車低壓燃油泵采用三相無刷直流電動機,由燃油泵驅動模塊(FPDM)控制;PCM向FPDM發送一個脈沖寬度調制(PWM)信號,以控制低壓燃油泵轉速;FPDM 僅在接收到占空比在4%~50%的有效PWM信號時才會接通低壓燃油泵;為了關閉低壓燃油泵,PCM將輸出占空比為75%的PWM信號。
圖2低壓燃油泵控制原理
根據圖3測量FPDM的供電和搭鐵,均正常;脫開FPDM導線連接器,依次測量兩相導線之間的電阻,均為2 Ω左右,正常。
圖3低壓燃油泵控制電路
用虹科Pico汽車示波器在線測量FPDM導線連接器端子1、端子2及端子7上的信號波形,在接通點火開關的狀態下,端子1和端子2上的電壓信號均為一條約1.9 V的直線(圖4),端子7上為PWM信號,占空比約為75%。
圖4 接通點火開關時FPDM導線連接器端子1、端子2及端子7上的信號波形
起動發動機時,端子1和端子2上的電壓信號仍均為一條約1.9 V的直線,端子7上PWM信號的占空比約為22%(圖5);由此可知,PCM向FPDM發送的PWM信號正常,但FPDM無法向低壓燃油泵輸出三相驅動電壓。仔細檢查三相線路,無短路、斷路等異常現象,由此推斷FPDM損壞。
圖5起動發動機時FPDM導線連接器端子1、端子2及端子7上的信號波形
更換FPDM后試車,發動機起動正常;測量FPDM導線連接器端子1、端子2、端子5及端子7 上的信號波形(圖6),信號均正常,故障排除。
圖6正常車FPDM導線連接器端子1、端子2、端子5及端子7上的信號波形
故障總結
脈寬調制(PWM)技術在車輛上的應用十分廣泛,通過改變占空比(一個脈沖循環內,通電時間相所占的比例,即電路被控制的時間占比),從而調節輸出電壓的大小。因此,測量占空比,是快速判斷車輛某些模塊是否正常工作的重要方法。
使用汽車示波器,則是精準測量占空比行之有效的方法。捕捉到PWM信號波形后,Picoscope軟件可以一鍵計算占空比,獲得精準可靠的結果。當然,您也可以同時測量多個信號,組合波形判斷故障更為高效!
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