余姚東江名車專修廠 葉正祥

故障現象一輛2006款謳歌TL車,搭載J32A3發動機,累計行駛里程約為22.7萬km。車主反映,該車發動機故障燈異常點亮。
故障診斷接車后試車,發現除了發動機故障燈異常點亮以外,并無其他異常現象。用故障檢測儀檢測,讀得故障代碼“P2138 加速踏板位置傳感器A/B(節氣門位置傳感器D/E)電壓相關性錯誤”;記錄并清除故障代碼,故障代碼可以清除,且發動機故障燈不再異常點亮。反復試車,故障未再出現,于是交車,讓車主繼續使用,等故障再現再進行診斷,車主表示同意。
1周后車主進廠反映故障再現,接車后試車,發現故障現象與之前一樣,且仍存儲故障代碼P2138;清除故障代碼,故障代碼可以清除,且發動機故障燈不再異常點亮;反復試車,故障未再出現。由此可知該車故障為偶發故障,且故障頻率較低。
查看維修資料得知,該車加速踏板位置傳感器內部有2個電位計,電位計A的信號電壓始終約為電位計B的信號電壓的2倍,若這種關系的偏差過大,則存儲故障代碼P2138。用故障檢測儀讀取加速踏板位置傳感器信號并以波形形式顯示(圖1),發現踩下、保持及釋放加速踏板時,電位計A和電位計B的信號變化無異常。用示波器測量加速踏板位置傳感器信號(圖2、圖3),發現在未釋放加速踏板時,電位計A的信號電壓會突然下降,然后立即恢復正常。運用示波器中的數學通道功能(圖4),將電位計B的信號乘以2,發現生成的波形在故障發生時無法與電位計A的信號電壓重合(圖5),這說明電位計A的信號電壓與電位計B的信號電壓之間的關系偏差過大。電位計A的信號電壓下降可能是由電位計A的供電下降或電位計A損壞引起的,而故障出現時電位計A的供電并未下降,由此推斷電位計A損壞。

圖1 以波形形式顯示加速踏板位置傳感器信號(截屏)

圖2 探針的連接

圖3 故障車的加速踏板位置傳感器信號波形(截屏)

圖4 運用示波器中的數學通道功能(截屏)

圖5 生成的波形在故障發生時無法與電位計A的信號電壓重合(截屏)

圖6 加速踏板位置傳感器端子
拆解加速踏板位置傳感器,檢查其端子(圖6),未見異常;檢查電位計的觸點(圖7),無異常磨損。診斷至此,懷疑炭膜電阻有問題或電位計A的觸點與炭膜電阻的接觸有問題。

圖7 加速踏板位置傳感器電位計的觸點和炭膜電阻
故障排除用酒精清洗炭膜電阻表面和電位計的觸點后裝復試車,再次用示波器測量加速踏板位置傳感器信號(圖8),發現電位計A的信號電壓與電位計B的信號電壓之間的關系恢復正常。交車1個星期后電話回訪,車主反映故障未再出現,故障排除。
故障總結故障檢測儀不但可以讀取數據流,而且還可以讓數據以波形的形式顯示,但由于故障持續時間很短,故障檢測儀難以捕捉到故障波形,而示波器可以,因此用示波器來診斷偶發性故障非常有效。

圖8 正常車的加速踏板位置傳感器信號波形(截屏)
對于可變電阻式加速踏板位置傳感器和節氣門位置傳感器,常見的偶發類故障為搭鐵線虛接,而這類傳感器的搭鐵線(一般是經過控制單元內部搭鐵,因此控制單元的搭鐵線也屬于傳感器的搭鐵線,并不單單是傳感器與控制單元之間的搭鐵線)一旦虛接,會使信號變大,由于該車電位計A信號電壓是突然變小,因此不用考慮傳感器搭鐵線路故障。另外,電位計A信號電壓是從傳感器側端子上測量的,因此也不用考慮信號線路故障。
編者按
如圖9所示,假設正常情況下,節氣門處于全閉位置時的節氣門位置傳感器輸出電壓為0.45 V,節氣門處于全開位置時的傳感器輸出電壓為4.45 V,則節氣門開度從0%~100%時,傳感器整個工作電壓變量為4 V,所以節氣門每打開1%,傳感器輸出電壓上升0.04 V。

圖9 正常的節氣門位置傳感器電路
如圖10所示,假設節氣門位置傳感器搭鐵不良,存在100 Ω的電阻,則節氣門位置傳感器的輸出電壓變為 5×(90+100)/(1 000+100)≈0.86 V,傳感器輸出電壓增大了約0.41 V,對應的節氣門開度約為10%。
由此可見,對于可變電阻式加速踏板位置傳感器和節氣門位置傳感器,若搭鐵線虛接,確實會使輸出信號電壓變大。

圖10 搭鐵不良的節氣門位置傳感器電路