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感知器接線故障排除

科目:

  • 介紹
  • 無幹擾測量
  • 故障 1 – 訊號線中斷
  • 故障 2 – 電源線中斷
  • 故障 3 – 接地線中斷
  • 故障4——過渡電阻
  • 故障五-電源線與訊號線短路
  • 故障六——電源與接地線短路
  • 故障 7 – 感知器 C 短路
  • 故障 8 – 由於 ECU 故障而無電源電壓
  • 故障9——PWM訊號線中斷
  • 修復中斷的正極線

介紹:
如果我們懷疑有故障,我們首先對汽車進行掃描。 這 錯誤代碼 為我們繼續尋找提供了方向。 如果故障記憶體中沒有儲存錯誤代碼,我們將檢查是否可以識別即時資料中的偏差。 查看頁面 機載診斷。

如果錯誤代碼與感測器有關,這並不意味著感測器有缺陷。 若要排除接線和/或插頭連接是否有問題,請使用: 電氣圖 和測量設備排除某些東西。 本頁概述了多種可能的情況,並顯示錯誤代碼的描述可能與實際原因有所不同。

無幹擾測量:
下圖顯示了主動感測器的電源電壓和接地的測量。

有源感測器透過它接收正極(5伏特)和接地 控制裝置。 此時電源正常。 我們可以對地線(感測器上的引腳 3,和/或 ECU 上的引腳 4)進行第二次測量。 訊號必須介於 0,5 至 4,5 伏特之間。

除了有源感測器外,我們還處理被動和智慧感測器。 在頁面上閱讀更多相關資訊: 感測器類型和訊號。

感測器使用 5 伏特電源電壓形成訊號。 訊號必須介於 0,5 至 4,5 伏特之間。 ECU 讀取電壓等級(或在其他情況下讀取頻率)並將其轉換為一個值。 例如,這可能是 充氣壓力感知器 是:在 1,5 bar 的渦輪壓力下,感知器向 ECU 發送 3,25 伏特的電壓。 

透過此測量,對地測量訊號電壓,結果正常。

在一個人的幫助下 接線盒 我們可以在ECU的插頭上進行測量。 然後我們就知道 ECU 發送和接收哪些電壓。 

在下一次測量中,我們再次測量 3,25 伏特電壓,但隨後是在 ECU 的輸入端。 這表示訊號線正常:電壓以 1:1 的比例從感知器傳輸到 ECU。

感測器訊號永遠不會是 0,0 或 5,0 伏特。 始終保持一定的範圍。 此電壓通常在 0,5 至 4,5 伏特之間。 感測器不會輸出低於 0,5 伏特或高於 4,5 伏特的電壓。 如果感測器或接線出現缺陷,ECU可以根據電壓等級識別該值是否在測量範圍之內或之外:

  • 電壓低於 0,5 伏特:ECU 產生錯誤代碼,描述為:「感測器
  • 對於高於 4,5 伏特的電壓,錯誤代碼的描述中會註明「正極電路」。

有源感測器還可以發送數位訊號。 這些感測器通常不是由 ECU 供電,而是透過端子 15 供電。在大多數情況下,我們處理的是 PWM 訊號。 

下圖顯示了原理圖的一部分,其中有源感測器具有外部電源,訊號線通過感測器的引腳 3 連接到 ECU 的引腳 4。 使用示波器測量感測器相對於接地連接的電壓分佈。

範圍設定為每格 2 伏特和 5 毫秒。 佔空比為50%。

段落中: 故障9——PWM訊號線中斷 我們討論做出正確診斷的步驟。

診斷感知器接線:
在診斷感測器之前,我們必須了解感測器的類型(被動、主動、智慧)以及感測器將訊號發送到控制設備的方式(類比或數字,以 AM(調幅)或FM(調頻):查閱電氣圖後,我們可以估計要測量接線上的電壓。

以下段落概述了實際中可能發生的故障。 不是從「顧客投訴」開始,而是立即提及原因; 例如:電線中斷、短路等。這是為了深入了解測量技術。 因為如果發生故障,您該如何採取行動? 您使用哪些測量來找出原因?

您是否掌握了測量技術並對個案感到好奇? 然後訪問頁面: 案例:燃油壓力感知器故障,與正極短路。

故障 1 – 訊號線中斷:
如果訊號線中斷,來自感測器的訊號電壓將無法到達ECU。 在本節中,您可以閱讀在這種情況下感測器和 ECU 連接上的測量結果。

我們對有源感測器執行以下測量並獲得以下讀數:

  • 電源線(引腳 1)相對於感測器接地(引腳 2)。 5伏特;
  • 訊號電壓對地 2,9伏特.

電源和產生的感測器訊號正常。 然而,由於中斷,感測器訊號無法到達ECU。 
為了測量 ECU 輸入端的電壓,我們使用了接線盒。

使用分線盒,我們將 ECU 的引腳 4 與接地(或感知器的引腳 2)進行比較。 我們測量的電壓為 4,98 伏特。

因此ECU側的電壓高於感知器發送的電壓。 ECU 中的電路負責 4,98 伏特的輸出電壓。 一方面,這與訊號處理方法有關,也與識別中斷有關。

ECU 現在測量其自身的輸出電壓,並由於電源電壓為 4,98 伏特而將其識別為正電路。

然後我們測量 ECU 和感測器之間電線的電壓差。 在無故障情況下,電壓差必須接近 0 伏特。

在本例中,我們測量到的電壓差為 2,08 伏特; 即 2,9 伏特(感知器)與 4,98 伏特(ECU)相比。

緊張局勢可能會讓你走上錯誤的道路。

從感應器上拔下插頭。 如果電線沒有斷裂,我們將在拆下的插頭中測量 ECU 的電壓為 4,98 伏特。 現在我們在 ECU 的引腳 4 上測量到 4,98 伏特,但在拆下的插頭上測量到 0 伏特。

在這種情況下我們已經可以斷定訊號線被中斷了。

訊號線中斷時,ECU 訊號輸入端的電壓約為 5.0 伏特。 在頁面上: 感測器類型和訊號,在「電壓供應和訊號處理」部分中,您可以了解 ECU 如何處理來自主動感測器的訊號。 有了這些知識,您就可以更了解我們如何處理訊號線中斷等中斷。 

ECU 中產生 4,98 伏特電壓。 在正極線(來自 78L05)和 ADC 之間有許多電阻器,當訊號連接沒有電壓輸入時,這些電阻器會將訊號電壓拉至 5 伏特。 ADC 測量該電壓並將該電壓處理成數位訊號。 因此,ECU 接收到有關電壓超出範圍的訊號並產生錯誤代碼。

請注意:出現類似故障時,電壓並不總是恰好為 4,98 或 5,0 伏特! 
在頁面上: 案例:燃油壓力感知器故障-與正極短路 此電壓值偏離時描述為故障。

故障 2 – 電源線中斷:
三個感測器之間的正極線與感測器插頭之間的連接處存在中斷。 5 伏特電源電壓現在無法到達感測器。 如果沒有電源電壓和接地,感測器就無法運作。

因為我們在前面的測量中測量了插頭上的電源和接地,所以我們還是要排除哪兩條線有問題。 因此,我們測量同一正極電路中另一個感測器的正極。 如果有可用的接線盒,這當然也可以在 ECU 上完成。

我們測量感測器 A 的引腳 1 上的電壓與感測器 B 的接地電壓相比為 5 伏特。 這說明感測器B的接地是好的。

當由於電源線中斷而沒有電流流過主動感測器的電子裝置時,我們在 ECU 的訊號輸入處測量到 4,98 伏特的電壓。 我們遇到與訊號線中斷類似的情況:ECU 中的內部電阻將訊號電壓拉高:至 4,98 伏特。 由於本例中訊號線沒有問題,因此我們也測量了感測器插頭上的電壓為4,98伏特。

如果電壓略高於 5,0 伏特,則穩壓器的電壓可能已升高。 請參閱段落:“電壓供應和信號處理”頁:“感測器類型和訊號“。

故障 3 – 接地線中斷:
在這種情況下,不是正極線中斷,而是地線中斷。 向感測器提供 5 伏特的電源電壓,但由於我們測量的是中斷的電線,因此電壓表沒有參考電壓並顯示 0 伏特。

當負測量針移至車身或電池的接地端時,電壓表確實顯示 5 伏特。

當我們將負極測量引腳連接到感測器 A 和 C 的接地端時,我們還必須測量 5 伏特的電壓差。 如果我們在感測器A 的引腳2 上測量到5 伏特電壓,但在感測器C 上測量不到5 伏特電壓,則中斷將出現在感測器A 和B 之間的電線中,即前兩個節點之間。

與中斷的訊號和正極線一樣,我們現在測量訊號線上的電壓為 4,98 伏特。

故障 4 – 過渡電阻:
在上一段中,已經討論了由於過渡電阻引起的電壓損失。 在下圖中,我們看到電源線上有一個電阻。 當電流流過電源線時,過渡電阻會導致插頭 B 的引腳 1 上的電壓(大概)過低。我們測量的是 4 伏特,而不是我們預期測量的 5 伏特。

此時儲存的DTC描述可以是:「訊號下限值下衝」。

如果我們測量連接器 B 的接腳 1 與連接器 C 的接腳 1,我們應該得到 (5-5) = 0 伏特的差異。 我們現在看到 1 伏特的差異。

由於電壓損耗僅存在於感測器 B 的導線中,而感測器 C 的導線中不存在,因此我們可以假設圖中水平導線與插頭連接處之間的導線有問題。

故障五-電源線與訊號線短路:
接線中可能存在的故障是短路。 我們在以下情況會遇到短路:

  • 電源線和訊號線之間(強制閉合);
  • 地線與訊號線之間(接地短路);
  • 三條電線中的一條彼此之間和/或與車身之間(接地);

在此圖中,我們看到訊號線和正極線(正極電路)之間存在短路。 我們測量的訊號電壓等於 5 伏特電源電壓。

當在感測器的引腳 5 和 ECU 的引腳 3 上測量 4 伏特電壓時,問題可能出在感測器內部。 為了排除這種情況,我們用歐姆表檢查接線是否有短路。 為了獲得安全、正確的測量,我們關閉 ECU,拆下 ECU 的插頭,並拆下連接到節點的感測器的插頭。 由於有短路,我們用歐姆表測量連接情況。 

在這種情況下,它是 0,0 歐姆,因為電線相互連接。 實際上,該值可能會高出幾歐姆。 當不存在短路時,歐姆表指示 OL 或 1.(無限高電阻),因為電線和測試探針之間沒有電氣連接。

故障六-電源與接地線短路:
如果電源線和接地線之間發生短路,ECU 會關閉接腳 1 的電源。 由引腳 1 供電的所有感測器將不再起作用。 因此,故障代碼將儲存在多個感測器中。

在本例中,我們還在訊號線上測量了 5,0 的電壓,該電壓來自 ECU。

為了排除我們是否正在處理短路,我們拆卸了 ECU 和相關電路中所有感知器的連接器,如前段所述。 使用歐姆表測量紅線和棕線之間的電阻。

故障 7 – 感知器 C 短路:
當測量相對於地的電源電壓時,我們再次測量到 0 伏特。 在先前的故障中,我們發現線路短路。 在這種情況下,短路發生在感知器內部。

我們將圖中看到的感測器插頭一一拔掉。 當您從感知器 C 上拔下插頭時,我們不再出現短路,並且 ECU 將再次向正極線提供 5 伏特電壓。 對於某些版本,這種情況會自動發生,而對於其他類型,則需要更換夾具。

故障 8 – 因 ECU 故障而無電源電壓:
在某些情況下,ECU 可能是電源電壓缺失的罪魁禍首。 內部電路損壞,無法輸出 5 伏特電壓。

ECU 經常被錯誤地報告為有缺陷。 在大多數情況下,還有另一個原因。 因此,首先檢查接線和所連接的感知器是否可能有中斷和短路。 為了排除是否是 ECU 內部缺陷造成的,我們檢查了 ECU 的所有接地連接。

透過廣泛的引擎管理系統,我們可以在 ECU 中看到多個電路,每個電路都有自己的接地線。 有時我們會發現一個插頭中有多達八根地線。 一旦插頭中的一個插腳接觸不良,或是線束中的一條接地線中斷,電路就會故障。 因此,最好在負載下,用測試燈(正極在電池上,負極在ECU插頭的每個接地連接上)測量接地是否正常。 測試燈在每根接地線上必須同樣明亮地燃燒。 燈一接地就不會亮嗎? 那麼您可能已經查明原因並且ECU沒有故障。

故障 9 – PWM 訊號線中斷:
到目前為止,我們已經討論了可以用萬用電表測量的類比電壓。 如果是數位訊號,萬用電表就不夠了。 然後我們使用示波器。 以下文字介紹下圖中的示波器。 在這裡,我們看到了螢幕顯示經過修改的 Fluke 124。

執行此測量的原因是可以從故障代碼翻譯的故障描述。 描述如下:「感測器訊號中斷」。

示波器影像顯示 0 伏特的恆定電壓線。 這意味著測量探頭之間不存在電壓差。 你測量過感測器的正極線和接地線是否良好(接腳2與接腳1相比),本例為13伏特左右,訊號線有問題。 請注意,感測器可以透過兩種方式傳輸訊息:

  1. 感知器向ECU發送正電壓(通常是類比電壓;
  2. ECU 發送一個電壓,該電壓由感測器按時間施加到接地(透過 PWM;數位訊號)。

在範例中,感測器側的訊號電壓為 0 伏,因此我們假設方法 2。

由於訊號線中斷,感測器無法從 ECU 獲得電源。

我們將 ECU 的接腳 4 與插頭的接腳 1 進行測量。 電壓為12 伏特。 透過這些測量,我們確定 ECU 的傳感器輸入正常。

ECU 顯然會發送恆定電壓,但它不會到達感知器。 因此,感測器沒有接地電壓。

在下次測量期間,我們將測量引腳連接到訊號線的兩側。 由此,我們確定了導線上活動狀態下的電壓差。 在無故障情況下,電壓必須為 0 伏特。 然而,在模組電壓的有效部分,我們看到電壓為 12 伏特。 當我們得到 捲筒紙 如果您測量塊電壓的最大正部分的電源電壓,那麼在大多數情況下我們正在處理斷線。 現在的情況也是如此:ECU 的輸出電壓(引腳 4 相對於接地)為 12 伏特。

此外,我們在下半部分看到 塊電壓a偏差:d電壓線下降至約 5 伏特,並保持恆定 10 毫秒並出現漣波,然後再次上升至 12 伏特。 由於示波器現在串聯在 ECU 中的上拉電阻和感測器中的下拉電阻之間,因此創建了串聯連接。 示波器的內阻較高,會影響訊號。 因此該訊號無法使用。

儘管負載電壓測量足以進行良好的診斷,但使用電阻測量來證明電線中實際上存在損壞的連接也沒有什麼壞處。 在這種情況下,我們測量無限高的電阻(OL 或 1。)

修復訊號線後,我們再次測量訊號對地電壓。 請注意:我們在這裡相對於地進行測量,因此 PWM 訊號中感測器的「活動」部分現在已反轉...
我們在此範圍圖像中看到:

  • 電壓最大為 12 伏特。 此時感測器未啟動:訊號線上的電壓未接地。
  • 電壓降至 1 伏特。 此處,感知器處於活動狀態:感知器透過感知器電子元件將 ECU 的電壓施加到接地。

此感測器包含一個仍使用 1 伏特電壓的電子電路。 此電壓還允許 ECU 識別感測器是否正確打開。 ECU 可根據電壓等級確定感知器是否正常運作:

  • 較長時間內的電壓等於或高於 12 伏特:
    ECU辨識出中斷或正極電路;
  • 電壓低於 1 伏特:ECU 辨識出接地短路。

修復中斷的正極線:
在前面段落中描述的五個故障中,大多數情況下都可以相當容易解決。

將線束中帶有中斷或過渡電阻的導線剪得盡可能短。
如有必要,請進行絕緣處理。 找到連接到同一電路的最近的感測器。 使用有源感測器,您可以輕鬆地在電氣圖中找到這一點。 圖中最近的感測器是 C。將新電線整齊地焊接到正極線上。

請務必使用熱縮管,以防止未來因濕氣滲透而出現問題。 如果用絕緣膠帶將其封閉,在可預見的將來將會出現新的問題!