故障现象:
一辆行驶里程约5.6万km,搭载N52发动机的2007年宝马3251 E90轿车。客户反映:该车的机油油位无法显示。
故障分析:
宝马车从N52发动机开始就取消了传统的发动机机油油位标尺,取而代之的是一个安装在油底壳内的电容式的油位传感器,传感器检测机油油位,在车载显示器上显示(图1)。该车客户反映,停机时车辆机油油位是可以自检的,但是在发动机起动着机后机油油位就无法测量了,系统始终显示“正在测量”。
维修人员连接故障检测仪进行诊断,没有存储相关的故障记忆,根据故障现象分析,认为导致产生上述故障的原因有:机油油位传感器损坏;机油油位传感器供电或搭铁有故障;BSD总线异常;发动机控制单元(DME)内部故障;某些后台条件禁用了机油监测功能。
首先在连接故障检测仪中直接读取机油油位数值,发现无法读取,故障检测仪一直显示“测量正在进行”,最终却无法显示出来,这也说明发动机控制单元自身也无法得知确切的机油量信息。
为了更加深刻研究出故障成因,笔者整理了机油量显示的信息流:油位传感器升BSD总线升发动机控制单元(DME)→PT-CAN总线→电子接线盒(JB)→K-CAN总线→车辆信息显示器(CID)。该车在发动机关闭、接通点火开关(与15号供电端子相通)时,CID可以显示“机油量合适”,且无任何总线故障记忆,也无任何其他相关功能异常,根据此现象可以排除了K-CAN和PT-CAN通讯出现故障的可能。
检查机油油位传感器的供电和搭铁情况,都是正常的。接着检查BSD总线。连接IMIB,从机油油位传感器处读取BSD波形(图4)。根据BSD波形判断,BSD信号传输是正常的。但是这并不能完全排除BSD总线由于接触问题偶尔失效从而引起故障的可能。于是又检查了BSD通断及BSD对搭铁和电源的短路情况,结果也均正常。
按照该车的电路图,对机油油位传感器线束进行检查,也没有发现问题。同时,经过波形读取、导线测量、理论分析等多个步骤,也完全排除了BSD总线出现故障的可能性。鉴于该车辆曾经做过维护,有可能机油油位传感器未被清洁干净。所以,清洁机油油位传感器后试验,无任何效果。更换机油油位传感器试车,故障依旧。至此可以排除机油油位传感器导致故障的可能。
怀疑是某种后台程序禁用了机油量显示,于是再一次对该车进行路试,希望可以读取到机油量信息。路试中发现,当通过一段颠簸路面后,机油油位却能显示了,但是回厂原地运行发动机却不能正常显示机油油位。用举升机把该车顶起来,起动发动机并挂挡行驶,发现机油油位偶尔也能显示。捕捉到此现象以后多次测试,综合路试情况,判断导致故障的原因应该来自动态稳定控制(DSC)系统,于是拔掉DSC ECU导线侧连接器试车,原地起动发动机测试,可以测量动态机油量。至此,怀疑问题可能是DSC ECU,DSC传感器或相关线束故障所导致的。插上DSC ECU线束连接器,再拔掉与DSC ECU连接的所有传感器,动态机油量也可以正常显示,由此可以确定,DSC系统中的某个传感器出现了问题。利用故障检测仪读取DSC内的所有传感器数值,发现纵向加速度在车辆静止时数值为-889.00 m/s2。车辆在完全静止的时候,居然有加速度显示,于是把故障点锁定在纵向加速度传感器上。拔掉纵向加速度传感器导线连接器后测试,动态机油量显示正常。
原来由于DSC系统中的纵向加速度传感器损坏,发送错误信号,使发动机控制单元误以为轿车处于过大的加速度之下,于是就关闭了机油油位检测功能。
故障排除:更换了损坏的纵向加速度传感器试车,上述故障排除。