故障现象

一辆2007款宝马325i车（车型代号为 E90），搭载N52发动机，累计行驶里程约为12万km。该车 因发动机起动困难、加速无力的故障现象在其他修理厂进行维修，维修人员根据故障检测仪（ISTA）的提示先后更换 了气门伺服电动机和偏心轴位置传感器，故障不但没能排除，反而更加严重，现在发动机无法起动了，于是将车转至我厂进行维修。

故障诊断

接车后试车，起动发动机，起动机运转正常，但发动机无法起动着机。用故障检测仪检测，读得很多 故障代码，筛选出能够引起发动机无法起动的故障代码如 图1所示。分析故障代码，认为该车故障是由偏心轴位置传感器信号异常引起的。读取偏心轴角度数据，发现偏心轴 的实际角度和标准角度相差很大，说明偏心轴 位置传感器信号确实异常，推断可能的故障原因 有：偏心轴位置传感器及其线路故障；发动机控 制单元（DME）损坏。

查看维修资料得知，偏心轴位置传感器按 照磁阻效应原理工作，其内部有2个相互独立 的角度传感器，角度信号通过串行接口传递至 DME。查看偏心轴位置传感器控制电路（图2） 得知，偏心轴位置传感器导线连接器X60253上 连接了8根导线，其中端子6对应供电线，端子4 对应屏蔽线，端子5对应搭铁线，剩余6根导线的作用看不出来。进一步查看维修资料得知，偏心轴位 置传感器导线连接器X60253端子1和端子3对应的导线均 为偏心轴位置传感器内部角度传感器1的信号线（2个信号线的标注有区别，端子1标注为P_CS1S，端子3标注为 T_DAT1S），端子7和端子9对应的导线均为偏心轴位置传 感器内部角度传感器2的信号线（2个信号线的标注有区 别，端子7标注为P_CS2S，端子9标注为T_DAT2S），端子8 对应的导线为偏心轴位置传感器的节拍时钟信号线（导线 标注为P_CLKS）。根据上述信息还是不明白偏心轴位置传 感器的工作原理，为避免盲目诊断，笔者决定使用示波器采 集正常N52发动机的偏心轴位置传感器信号并进行分析。

首先用示波器分别测量正常N52发动机的偏心轴位置传感器端子1（对应P_CS1S信号）和端子7（对应P_CS2S信 号）上的信号（图3），发现这2个信号均是由DME发出的 0 V~5 V参考信号，即使脱开偏心轴位置传感器导线连接器，信号也不会变化；再分别测量偏心轴位置传感器端子 3（对应T_DAT1S信号）和端子9（对应T_DAT2S信号）上的 信号（图4），发现这个2信号均为偏心轴位置传感器反馈的 0 V~5 V信号，一旦脱开偏心轴位置传感器导线连接器，信 号就会消失，且这2个信号发生的区间是在P_CS1S信号和 P_CS2S信号处于低电平的时候；再同时测量偏心轴位置传感器端子3（对应T_DAT1S信号）、端子8（对应P_CLKS信 号）和端子9（对应T_DAT2S信号）上的信号（图5），发现节 拍时钟信号是由DME发出的0 V~5 V的信号，即使脱开偏心 轴位置传感器导线连接器，信号也不会变化，且T_DAT1S 信号和T_DAT2S信号发生的区间与节拍时钟信号相对应。

总结上述测量结果可知，偏心轴位置传感器端子1、端 子7和端子8负责接收DME的输入信号，这3个信号在脱开 偏心轴位置传感器导线连接器或加速时不会发生变化；端 子3和端子9负责向DME发送偏心轴位置信号，这2个信号 在加速时会发生变化，在脱开偏心轴位置传感器导线连接 器时消失，并且这2个信号发生的区间要与端子1、端子7和 端子8上的信号同步。

既然该车故障代码提示偏心轴位置传感器信号异 常，而现在已经弄明白了偏心轴位置传感器的工作原理，那 么接下来决定用示波器测量该车偏心轴位置传感器的信 号。将探头连接在偏心轴位置传感器导线连接器上（图 6），用示波器同时测量故障车偏心轴位置传感器端子1、端子3、端子7和端子9的信号（图7），没有发现异常；用内六角扳手转动气门伺服电动机（图8），改变偏心轴位置，发现端子9的信号发生了变化，而端子3的信号无变化（图9），异 常，正常情况下这2个信号均应发生变化，由此可知偏心轴 位置传感器内部的角度传感器1损坏，这说明维修人员更换 的偏心轴位置传感器配件质量有问题。将维修人员更换下 来的原车偏心轴位置传感器装复后再次测量，发现端子3 和端子9的信号起始电压均为4 V左右（图10），异常，正常 情况下的信号起始电压应均为0 V。诊断至此可知，原车的 偏心轴位置传感器和维修人员更换的偏心轴位置传感器均 损坏（图11）。

故障排除

重新更换偏心轴位置传感器，偏心轴位置 传感器的信号恢复正常，说明更换的偏心轴位置传感器正 常。用故障检测仪学习电子气门控制系统限位后试车，发 动机起动正常，且运行也正常，故障排除。

故障总结

如果用万用表诊断该车故障，诊断过程可 能会是这样的：用万用表测量偏心轴位置传感器的供电和 搭铁，均正常；测量偏心轴位置传感器信号线的导通性，均 正常；更换偏心轴位置传感器（假设配件质量有问题）后 试车，故障依旧；更换DME后试车，故障依旧。由于万用表 无法测量偏心轴位置传感器的信号，再加上现在汽车配件 市场鱼龙混杂，若维修人员只会采用“故障检测仪+万用表 +换件”的维修诊断方法，有时会感到很无奈。故障检测仪 提示某传感器的信号异常时，涉及到信号的采集者（传感 器本身）、信号的接收和处理者（控制单元）及信号传递线 路。一般情况下，用万用表只能测量传感器的供电、搭铁及 电阻，无法测量传感器的信号，因此在排除传感器外围线 路存在故障的可能后，选择更换传感器或控制单元。

由于 这种维修诊断方法属于排除法，一旦更换的传感器质量有 问题，维修人员是无法察觉的，然后会把相关联的部件都 更换一遍，如果故障仍未排除，此时才会意识到更换的部 件可能存在质量问题，然后再一个一个更换。多次更换同一配件后才将故障排除的经历，大多数维修人员应该经历 过。虽然维修经验丰富的维修人员已经对配件质量有了提 防心理，但这种诊断方法还是让他们觉得心理没底。

运用示波器可以采集传感器、执行器及通信线路的工 作信号，让维修人员用控制单元的视角来诊断故障，一切用 数据说话，诊断起来就不再盲目了。运用示波器诊断故障的 难点在于对信号的分析，万事开头难，只要维修人员平时多 采集信号、分析信号，时间久了，分析信号的能力自然就变 强了，而在熟悉了某个传感器或执行器的工作信号后，在诊 断相关故障时，就能够实现“秒杀”。

在诊断完该车故障半个月左右，有一辆2011款宝马 730Li车（搭载N52发动机）进店维修。客户反映，该车偶 尔起动困难，且发动机故障灯异常点亮。用故障检测仪检 测，读得的故障代码如图12所示。分析故障代码，笔者认为 该车故障也是由偏心轴位置传感器信号异常引起的。用示 波器同时测量该车偏心轴位置传感器端子1（P_CS1S信号 端子）、端子7（P_CS2S信号端子）、端子8（P_CLKS信号端 子）和端子9（T_DAT2S信号端子）的信号（图13），发现端子9的信号异常，由此判定偏心轴位置传感器损坏。更换偏心轴位置传感器并学习电子气门控制系统限位后试车，故障排除。

作者介绍：

叶正祥，Tech Gear 汽车诊断学院汽车免拆 诊断专家，现任余姚东江名车专修厂厂长兼技 术总监，被聘为哈弗汽车区域技术专家；2015 年获得首届中国汽车诊断师大赛总决赛三等奖；2016 年取得中国汽车工程学会汽车诊断专业领 域中级工程师资格证书。

宝马可变气门升程系统简介

宝 马 可 变 气 门 升 程 系 统 ，又 称 为 电 子 气 门 （Valvetronic）系统，主要是通过在其配气机构上增加 偏心轴、气门伺服电动机、中间推杆等部件（图14）来改变 气门升程。DME根据凸轮轴位置传感器、加速踏板位置 传感、曲轴位置传感器及空气流量传感器等信号计算气门 开启时刻和气门升程，然后通过占空比控制气门伺服电动 机运转；气门伺服电动机工作时，蜗轮蜗杆机构会驱动偏 心轴发生旋转，再通过中间推杆和摇臂推动气门。偏心轮 旋转的角度不同，凸轮轴通过中间推杆和摇臂推动气门产 生的升程也不同，从而实现对气门升程的控制。

关键词:示波器 检测仪 发动机

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来 源：汽车维护与修理

编辑：清风

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