温州/叶慧 谈鑫

2012年宝马X5启动困难

温州/叶慧 谈鑫

车型：E70，配置N55发动机、自动变速器。

VIN：WBAZV4100DL××××××。

行驶里程：66080km。

故障现象：客户反映车辆启动困难。客户将车开到车间时，中央信息显示屏提示发动机功率下降且发动机转速偶尔会波动，熄火后就再也无法启动。

故障诊断：ISTA诊断有故障码：002FDA曲轴传感器信号缺少及002FDB曲轴传感器信号不可信（如图1所示），频率分别为2次（如图2所示）和4次（如图3所示），其余故障码是测试时拔插头后出现的。

首先做了一下无法启动的常规检查，蓄电池电压正常12.2V，启动机工作正常，燃油低压600kPa正常。由于曲轴传感器有故障码且该信号对发动机启动非常重要，先测量其信号波形，发现波形不正常（如图4所示）。为了避免启动发动机VANOS调整配气相位，先将两个电磁阀插头拔掉，测量两个凸轮轴传感器信号波形均正常。由于曲轴传感器信号不正常将其插头拔掉让DME进入紧急模式,启动多次可以启动，故此可以判断曲轴传感器信号不正常导致发动机无法启动。曲轴信号盘在飞轮和曲轴中间比较难拆。更换时拆下飞轮发现曲轴信号盘磁极中间有很深的凹槽（如图5所示），曲轴后油封渗机油（如图6所示）。曲轴油封漏油将信号盘腐蚀后膨胀和曲轴传感器发生摩擦产生信号盘中间的凹槽，从而导致曲轴信号不可信，无法启动发动机。

更换曲轴后油封、曲轴传感器以及信号盘之后故障排除。

曲轴传感器借助一个拧在飞轮上的多级传感器轮探测曲轴位置。发动机控制系统由此计算得出发动机转速。曲轴传感器连同凸轮轴传感器一起，是全顺序喷射装置所必需的。此外发动机控制系统还通过曲轴传感器的信号分析曲轴加速度。通过曲轴加速度可以推断出各个汽缸的燃烧质量。

图1 故障码1

图2 故障码2

图3 故障码3

图4 曲轴传感器信号波形

图5 曲轴信号盘

图6 曲轴后油封位置

多极传感器轮具有58个磁极对和一个参考点。多极脉冲信号齿的参考点是一个双倍长度的磁极对。通过该基准点可识别出第一个缸的上止点。通过监控各个磁极对，霍耳传感器把一定数量的信号跳变传送至发动机控制系统。主动式曲轴传感器负责识别曲轴的旋转方向及多极传感器轮之间的空气间隙。

发动机控制模块将从读取的信号，计算出曲轴转一圈的持续时间和长度。多极传感器轮绕过霍耳传感器所需要的时间将记录为曲轴转动一圈的时间。

为启动车辆，发动机控制模块检查下列条件是否满足：

◆曲轴传感器和凸轮轴传感器发出的信号没有错误

图7 磁场曲线

如果在发动机启动时（曲轴旋转第一圈时），曲轴传感器信号缺失，或识别出无效同步，便会立即开始诊断。这时将读取凸轮轴传感器信号。如果读取了凸轮轴上的12个齿面，而故障仍然存在，便会存入一个故障。一旦运转中的发动机未接收到曲轴传感器信号，或不存在有效的同步，便会立即熄火。

特性线及标准值：从高相位到低相位的过度标志着磁场的变化（如图7所示）。在发动机控制系统内，将对这些变化进行计数。磁场两次切换之间的偏差为6°曲轴角，如图8所示。

曲轴传感器标准值如表1所示。

表1 曲轴传感器标准值

图8 信号曲线波形

◆两个信号必须按照特定的时间顺序加以识别

这一步骤称为同步过程，并仅在车辆启动时执行。只有在同步以后发动机控制器才能正确控制喷油。不同步时不能启动车辆。

在曲轴传感器失效时，预计将出现以下情况：

◆在发动机控制模块中记录故障码

◆以替代值紧急运行

进气凸轮轴传感器固定在汽缸盖上。

进气凸轮轴传感器借助一个固定在凸轮轴上的增量轮（凸轮轴传感器信号盘）探测进气凸轮轴的位置。在曲轴传感器失灵时，发动机控制据此计算出发动机转速。进气凸轮轴传感器连同曲轴传感器一起，是全顺序喷射装置所必需的（每个汽缸的燃油喷射都在最佳点火时刻）。

通过进气凸轮轴传感器，发动机控制可识别出第1缸是在压缩还是换气阶段。另外传感器向DME提供凸轮轴位置的反馈信号，用于调节变量凸轮轴（VANOS）。

进气凸轮轴传感器是作为无接触式霍耳传感器安装的。进气凸轮轴传感器齿盘有6个不同的齿面。齿面距离由霍耳传感器进行记录。

发动机控制系统由此计算出：

◆凸轮轴转速

◆凸轮轴速度

◆凸轮轴的确切位置

为启动车辆，发动机控制模块检查下列条件是否满足：

◆曲轴传感器发出的信号没有错误

◆必须以规定的时间顺序对这两个信号进行识别

发动机控制器读取传感器信号并将信号与保存的样本进行比较。通过比较传感器和样本，可以识别出凸轮轴的正确位置或偏差。

凸轮轴传感器标准值如表2所示。

表2 凸轮轴传感器标准值

在进气凸轮轴传感器失效时，预计将出现以下情况：

◆在发动机控制模块记录故障码

◆以替代值紧急运行

对于进气凸轮轴传感器的诊断在以下条件下开始：

◆数字式发动机电子伺控系统主继电器接通

◆发动机运行

◆发动机经过同步

◆未识别出发动机熄火

◆曲轴传感器发出的信号没有错误

这一步骤称为同步过程，并仅在车辆启动时执行。只有在同步以后发动机控制器才能正确地控制燃油喷射。不同步时不能启动车辆。在加上电压时，便可识别出该传感器是否处在一个齿的位置，还是处于一个缺口位置。

测量方法是以一个霍耳集成电路为基础的。输出信号通过齿面显示低状态，通过间隙显示高状态。进气凸轮轴传感器根据曲轴传感器原理工作，但是凸轮轴传感器也会有根本性的区别。通过一块专用遮挡模板，可在曲轴传感器失效后紧急运行。但是凸轮轴传感器信号的分析太不准确，因此无法在正常运行模式下替代曲轴传感器。

故障总结：启动时DME会读取曲轴和凸轮轴传感器信号，如果信号不能同步（曲轴转两圈时凸轮轴转一圈）则发动机无法启动，当曲轴传感器插头拔掉之后DME会进入紧急运行模式，此时只读取凸轮轴传感器信号，由于凸轮轴传感器分析信号不太准确所以要多次启动才能启动发动机。总之，遇到问题先要冷静思考导致出现故障码的原因，理清思路再检查，这样才能事半功倍。