故障現象
一輛2010款起亞 Cerato汽車,搭載 G4ED 引擎,累計行駛里程約為17.2萬km。車主反應,車輛行駛正常,但組合儀錶上的引擎轉速表指標始終不動。
首圖 - 起亞 Cerato 2010 款引擎轉速異常故障
故障診斷
接車後進行路試,車速表、燃油存量表及引擎冷卻溫度錶等均有指示,但引擎轉速表一直指示在零刻度,異常。用故障檢測儀(KDS)檢測,全車系統均無故障代碼存儲;讀取引擎數據流程(圖1),引擎轉速為680 r/min,且加速時能正常變化,說明引擎控制單元(ECM)能正常接收引擎轉速訊號,懷疑組合儀錶無法接收引擎轉速訊號。
圖1 - 引擎數據流程
根據圖2,ECM 接收曲軸位置感測器的訊號,經處理後產生轉速訊號,並通過單一訊號線將該轉速訊號傳遞至組合儀錶,最後由儀錶驅動轉速表指針工作。這條訊號傳遞路徑的正常運行對於轉速表的顯示至關重要。
圖2 - 引擎轉速訊號傳遞電路
脫開 ECM 導線連接器 CAG-MK 及組合儀錶連接器 M01-A,測量兩者之間的導通情況,電阻為 0.3 Ω,顯示導通正常。將連接器重新裝回後,用萬用表測量組合儀錶端子上的電壓,結果顯示點火開關接通時電壓約為 1.5 V,而怠速運行時電壓為 13.8 V。雖然電壓有變化,但由於萬用表無法準確測量脈衝訊號,仍無法確定轉速訊號是否正常。此時,我們決定使用宏虹Pico汽車示波器進行更精確的波形測量。
通過宏虹Pico汽車示波器測量組合儀錶連接器 M01-A 端子5的訊號波形(見圖3),結果顯示在 IGN ON 時電壓約為 1.5 V,引擎啟動後電壓為 13.8 V,但在引擎運行期間並無出現脈衝訊號,顯示該訊號異常。這表明組合儀錶未接收到正確的轉速訊號,可能的故障原因是 ECM 無法輸出有效的轉速脈衝。
圖3 - 故障車組合儀錶導線連接器 M01-A 端子5上的訊號波形
為進一步驗證組合儀錶的正常功能,脫開 ECM 連接器 CAG-MK,並使用具備示波器、模擬功能的 VMI 主機向 CAG-MK 端子 67 輸出模擬脈衝訊號(見圖4)。結果顯示,引擎轉速表開始指示,且隨著脈衝訊號頻率的變化而變化。
圖4 - 類比輸出脈衝訊號
當模擬脈衝頻率設定為 100 Hz 時,轉速表顯示 3,000 r/min(見圖5)。由此確認,組合儀錶運行正常,而問題根源在於 ECM 無法提供有效的轉速訊號。
圖5 - 引擎轉速表指示正常
通過以上測試,確定 ECM 損壞,導致無法向組合儀錶輸出正確的引擎轉速訊號(見圖6)。
圖6 - 損壞的 ECM
故障排除
更換 ECM 後進行路試,轉速表顯示恢復正常,問題解決。隨後測量新 ECM 導線連接器 CAG-MK 端子 67 上的訊號波形,確認轉速訊號為 0 V 和 13.9 V 的脈衝訊號(見圖7)。當引擎轉速增加時,脈衝頻率相應提升,訊號傳輸恢復正常。
圖7 - 正常車 ECM 導線連接器 CAG-MK 端子67上的訊號波形
診斷總結
透過使用宏虹Pico汽車示波器,能準確觀察脈衝訊號的頻率及規律性,這是判斷訊號是否正常的重要依據。相較於萬用表僅能顯示瞬間電壓變化,示波器能完整捕捉訊號異常情況,幫助技師精確定位問題,避免錯誤判斷。宏虹Pico汽車示波器在汽車電子診斷中是一項不可或缺的工具,能顯示清晰的訊號波形,提升診斷準確度。