汽车电气设备维修：活动转速表电路检测

故障现象

一辆2008年产丰田卡罗拉1.8手动GL版轿车，行驶80000km，客户来店反映该车转速表不工作，其他仪表均正常。

维修情景

能手小李在修理厂工作多时，对转速表了解甚多。来车转速表不工作，小李通对转速表相关电路进行诊断，确认了故障部位。

工具准备

汽车专用万用表、在用车一辆。

注意事项

1）在对该系统进行电阻测量前，确保关闭点火开关，断开蓄电池负极，并让该系统静止或不工作1min，否则会影响测量结果。

2）除非有特殊说明，否则不得将蓄电池全部电压加至电子仪表板的任何输入端，在检查电压和电阻时，应使用高阻抗仪器。

3）在使用仪器对CAN系统进行诊断时，不要在测量端口施加大于7V的电压。

系统电路图

图4-31所示为转速表系统电路图。

图4-31 转速表系统电路图

认识转速表系统电路图

转速传感器（即曲轴位置传感器）安装在曲轴一端的曲轴箱壳体上。曲轴一端装有一个信号盘，并与曲轴同轴转动，转速传感器感应信号盘的运动，产生电信号并将信号输送给ECM，ECM通过CAN系统将此信号送入组合仪表，组合仪表控制转速表指示转速。

操作步骤

1.检查曲轴位置传感器（转速传感器）

1）断开曲轴位置传感器插接器，测量曲轴位置传感器1号端子与2号端子之间的电阻，如图4-32所示，判断标准见表4-1。

图4-32 曲轴位置传感器

表4-1 曲轴位置传感器1号端子与2号端子之间电阻的判断标准

若测量的阻值异常，则说明曲轴位置传感器损坏，应更换曲轴位置传感器。

技能反馈

检测曲轴位置传感器，并将结果填入表4-2。

表4-2 曲轴位置传感器的检测结果

2）检测曲轴位置传感器至ECM的线束。

断开曲轴位置传感器插接器和ECM插接器，检测其间的线束是否断路，如图4-33所示，判断标准见表4-3。

图4-33 曲轴位置传感器至ECM线束的断路检测

a）线束插接器前视图（至曲轴位置传感器） b）线束插接器前视图（至ECM）

表4-3 曲轴位置传感器至ECM线束断路检测的判断标准

若检测结果有异常，则说明线束断路，需更换线束。

断开曲轴位置传感器插接器和ECM插接器，检测其间的线束是否短路，判断标准见表4-4。

表4-4 曲轴位置传感器至ECM线束短路检测的判断标准

若检测结果有异常，则说明线束短路，需更换线束。

技能反馈

进行曲轴位置传感器至ECM线束的断路和短路检测，并将结果分别填入表4-5和表4-6。

表4-5 曲轴位置传感器至ECM线束的断路检测结果

表4-6 曲轴位置传感器至ECM线束的短路检测结果

3）检查曲轴位置传感器信号盘，判断标准为：信号齿盘无任何裂纹或变形。

认识电磁式曲轴位置传感器

曲轴位置传感器也称为转速传感器，是电控发动机中最重要的传感器之一。曲轴位置传感器的作用是检测发动机曲轴转速和活塞的运行位置，并将检测信号送至发动机ECU，作为测量发动机转速的信号源。

磁感应式曲轴位置传感器由永久磁铁、传感器外壳、曲轴箱、线圈和信号轮组成。信号轮与曲轴同轴转动。曲轴位置传感器用螺钉固定在发动机缸体上，由永磁铁、线圈和插接器插头组成。线圈即为信号线圈，缠绕在磁铁外。信号轮上有两个齿轮，齿轮与传感器相对应，信号轮上缺省两个齿，作为基准信号，如图4-34所示。

图4-34 磁感应式曲轴位置传感器

当信号转子凸齿的中心线与磁头对正时，磁通的变化率为零，在线圈中的感应电动势为零；当信号转子的凸齿离开磁头时，磁通量减少，感应电动势为负值；而当信号转子的凸齿接近磁头时，凸齿与磁头间的气隙减小，磁通量增多，感应电动势为正值。由此可知，信号转子每转过一个凸齿，传感线圈中就产生一个交变电动势，即一个最大值和一个最小值，感应线圈即输出一个交变电压信号。所以，信号转子每转一周，传感器线圈就产生与信号盘齿数相对应的交变电压信号，并输入ECU，作为计算曲轴转速的依据，如图4-35和图4-36所示。

图4-35 齿圈的齿隙与传感器的磁心端部相对时产生的磁场

图4-36 齿圈的齿顶与传感器的磁心端部相对时产生的磁场

2.检查ECM的CAN通信是否关闭

检查ECM终端电阻是否损坏。将点火开关置于“OFF”位置，断开ECM插接器，检测ECM终端电阻阻值，如图4-37所示，判断标准见表4-7。

图4-37 检测ECM终端电阻阻值

表4-7 ECM终端电阻阻值的判断标准

若检测结果异常，说明ECM终端电阻损坏，需更换ECM。

技能反馈

检测ECM终端电阻是否损坏，并将结果填入表4-8。

表4-8 ECM终端电阻的检测结果

3.检查CAN总线是否断路

CAN通信系统电路如图4-38所示。

图4-38 CAN通信系统电路

认识CAN总线

随着轿车的普及与发展，轿车上加装的电子设备越来越多，若采用传统的通信方式，必然会造成庞大和复杂的布线系统，而车载网络系统可以很好地弥补传统通信方式的不足。

CAN是Controller Area Network的英文缩写，中文为控制器局域网，是德国Bosch公司为解决现代轿车中众多电控单位（ECU）之间的数据交换问题而开发的一种串行通信协议。CAN总线可以实现车载各电子控制单位之间的信息交换，发动机控制单元、自动变速器控制单位和仪表装备等均可嵌入CAN控制装置，如图4-39所示。

图4-39 CAN控制装置

CAN数据总线系统主要包括以下部件：CAN控制器、CAN收发器、CAN数据总线（传输线）和CAN总线终端电阻。

1.CAN控制器

CAN总线系统中的每个控制单元（ECU）均设有一个CAN控制器和一个CAN收发器。每块控制器外部链接两条CAN数据总线，CAN控制器主要用来接收ECU内微处理器传来的信息，对这些信息进行处理，并传给CAN收发器，同时CAN控制器也接收来自CAN收发器来的数据，对这些数据进行处理，并将其传给ECU内的微处理器。

2.CAN收发器

CAN收发器用来接收CAN控制器送来的数据，并将其发送到CAN数据总线上；同时，CAN收发器也接收CAN数据总线上的数据，并将其传给CAN控制器。

3.数据总线终端电阻

数据总线终端电阻接在CAN高线和低线之间，其作用是防止数据在导线终端被反射，对数据造成破坏，其结构如图4-40所示。

4.CAN数据总线

CAN数据线分为CAN数据高线（CANH）和CAN数据低线（CANL）。为了防止外界电磁波干扰和向外辐射，两条数据线互相缠绕在一起，如图4-41所示。

CAN总线系统的工作过程如下：ECU首先向CAN控制器提供需要发送的数据，CAN收发器接收由CAN控制器传来的数据，并将其转化为电信号发送到数据总线上。在CAN系统中，所有ECU内部都含有接收数据总线上的数据并将编码数据分解成可以使用的数据的接收器，各ECU判断接收的数据是否是本ECU所需的数据。若需要，它将被接收并进行处理，否则予以忽略。举个简单的例子：发动机ECU向自动变速器ECU发送冷却液温度信号时，自动变速器ECU内CAN收发器接收到由发动机ECU向自动变速器ECU发送的冷却液温度信号后，发给自动变速器ECU内部的控制器。在此项数据传递过程中，其他ECU也会收到冷却液温度信号，如果对自身没有用处，则该ECU就会拒绝接收。例如，发动机控制单元向自动变速器控制单元发送冷却液温度信号，自动变速器CAN收发器接收到由发动机控制单元传来的该信号后，将其转换并发给自动变速器控制单元内部的控制器，在此项数据传递过程中，其他控制单元也会收到冷却液温度信号，但是不一定要接收它，原因是该信号对自身不一定有用。

图4-40 数据总线终端电阻的结构

图4-41 CAN数据总线

（1）检测ECM至仪表ECU的线路是否断路 断开ECM插接器，通过A50—41和A50—49两端子测量仪表ECU中的终端电阻阻值，如图4-42所示，从而判断ECM至仪表ECU之间的线路是否损坏，判断标准见表4-9。

图4-42 检测ECM至仪表ECU的线路是否断路

表4-9 检测ECM至仪表ECU线路的判断标准

如检测结果异常，则说明ECM至仪表ECU之间的线路损坏，应进行下一步检测；如检测结果正常，则说明因ECM损坏而导致故障，需更换ECM。

技能反馈

检测ECM至仪表ECU线路是否断路，并将结果填入表4-10。

表4-10 ECM至仪表ECU线路是否断路的检测结果

（2）检测2号接线插接器或2号接线插接器至仪表ECU线束是否断路 断开2号接线插接器，通过A47—10和A47—21端子检测仪表ECU中的终端电阻阻值，如图4-43所示，从而判断CAN2号接线插接器本身损坏或CAN2号接线插接器至仪表ECU线路损坏或CAN2号接线插接器至ECM线路损坏，判断标准见表4-11。

图4-43 检测2号接线插接器或2号接线插接器至仪表ECU线束是否断路

表4-11 2号接线插接器或2号接线插接器至仪表ECU线束是否断路的检测判断标准

如检测结果异常，则说明CAN2号接线插接器本身损坏或CAN2号接线插接器至仪表ECU线路损坏，需进行下一步检测；如检测结果正常，则说明CAN2号接线插接器至ECM线路损坏，需更换线束。(www.xing528.com)

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检测2号接线插接器或2号接线插接器至仪表ECU线束是否断路，并将结果填入表4-12。

表4-12 2号接线插接器或2号接线插接器至仪表ECU线束是否断路的检测结果

（3）检测2号接线插接器至仪表ECU线束是否断路 断开2号接线插接器，通过A47—9和A47—20端子检测仪表ECU中的终端电阻阻值，如图4-44所示，从而判断CAN2号接线插接器本身或CAN2号接线插接器至仪表ECU线路是否损坏，判断标准见表4-13。

图4-44 检测2号接线插接器至仪表ECU线束是否断路

表4-13 2号接线插接器至仪表ECU线束是否断路的检测判断标准

如检测结果异常，则说明CAN2号接线插接器至仪表ECU线路损坏，需进行下一步检测；如检测结果正常，则说明CAN2号接线插接器本身损坏，需更换2号接线插接器。

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检测2号接线插接器至仪表ECU线束是否断路，并将结果填入表4-14。

表4-14 2号接线插接器至仪表ECU线束断路检查结果

（4）检测1号接线插接器或1号接线插接器至仪表ECU线束是否断路 断开1号接线插接器，通过E58—10和E58—21端子检测仪表ECU中的终端电阻阻值，如图4-45所示，从而判断CAN1号接线插接器本身或CAN1号接线插接器至仪表ECU线路是否损坏或CAN2号接线插接器至CAN2号接线插接器线路是否损坏，判断标准见表4-15。

图4-45 检测1号接线插接器或1号接线插接器至仪表ECU线束是否断路

表4-15 1号接线插接器或1号接线插接器至仪表ECU线束是否断路的检测判断标准

如检测结果异常，则说明CAN1号接线插接器本身损坏或CAN1号接线插接器至仪表ECU线路损坏，需进行下一步检测；如检测结果正常，则说明CAN2号接线插接器至CAN1号接线插接器线路损坏，需更换线束。

技能反馈

检测1号接线插接器或1号接线插接器至仪表ECU线束是否断路并将结果填入表4-16。

表4-16 1号接线插接器或1号接线插接器至仪表ECU线束是否断路的检测结果

（5）检测1号接线插接器至仪表ECU线束是否断路 断开1号接线插接器，通过E58—2和E58—13端子检测仪表ECU中的终端电阻阻值，如图4-46所示，从而判断CAN1号接线插接器本身或CAN1号接线插接器至仪表ECU线路是否损坏，判断标准见表4-17。

图4-46 检测1号接线插接器至仪表ECU线束是否断路

表4-17 1号接线插接器至仪表ECU线束是否断路的检测判断标准

如检测结果异常，则说明CAN1号接线插接器至仪表ECU线路损坏或组合仪表损坏，需进行下一步检测；如检测结果正常，则说明CAN1号接线插接器本身损坏，需更换CAN1号接线插接器。

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检测1号接线插接器至仪表ECU线束是否断路，并将结果填入表4-18。

表4-18 1号接线插接器至仪表ECU线束是否断路的检测结果

（6）检测组合仪表ECU至ECM线束是否断路 重新连接CAN1号和CAN2号接线插接器，断开组合仪表插接器，通过E46—27和E46—28端子测量ECM中终端电阻阻值，如图4-47所示，从而判断组合仪表ECU至CAN1号接线插接器线路是否或组合仪表是否损坏，判断标准见表4-19。

图4-47 检测组合仪表ECU至ECM线束是否断路

表4-19 组合仪表ECU至ECM线束是否断路的检测判断标准

如检测结果异常，则说明CAN1号接线插接器至仪表ECU线路损坏，需更换线束；如检测结果正常，则说明组合仪表损坏，需更换组合仪表。

技能反馈

检测组合仪表ECU至ECM线束是否断路，并将结果填入表4-20。

表4-20 组合仪表ECU至ECM线束是否断路的检测结果

4.检查CAN总线是否短路

以上任何端子与搭铁间都应该绝缘，其间的阻值应大于10kΩ，若异常则说明端子相对应的CANL线或CANH线与搭铁间短路，需进行排查。

以上任何两条CANL线和CANH线之间都应该绝缘，其间的阻值应大于10kΩ，若异常则说明CANL与CANH线之间短路，需进行排查。

短路现象也可能发生在任何支线上，并都可能对其他线路产生影响。

5.检测组合仪表的CAN通信是否关闭

检查仪表的电源电路，其电源电路如图4-48所示。

认识组合仪表电源电路

图4-48所示电路为仪表的电源电路。该电路提供两种类型的电源：一种是稳压电源，另一种是主要用于信号传输的IG电源。稳压电源主要用作仪表CPU的备用电源，也可用于CAN通信。当点火开关置于“ON”（IG）位置时，如果12V的电压未施加于端子IG+，指示灯将不工作。

图4-48 仪表的电源电路

断开E46插接器，检测搭铁是否良好，判断标准见表4-21。

表4-21 检测搭铁是否良好的判断标准

断开E46插接器，检测电源电路是否良好，判断标准见表4-22。

表4-22 电源电路是否良好的判断标准

技能反馈

检测仪表的电源电路，并将结果填入表4-23。

表4-23 仪表电源电路的检测结果

认识车速表电路

车速表的工作原理与转速表大致相同。如图4-49所示，仪表CPU通过CAN通信线路接收来自防滑控制ECU的车速信号。车速传感器用于检测电压，电压是根据车速变化而变化的。车速传感器也采用类似发动机转速传感器的电磁感应式原理检测车速信号。

图4-49 车速表电路

认识燃油表电路

仪表CPU使用燃油表传感器总成来确定燃油箱内的燃油油位，如图4-50所示。燃油表传感器的电阻大约在15Ω（浮子处于满位置时）至410Ω（浮子处于空位置时）范围内变化。仪表通过并联安装在仪表ECU内部的两个820Ω的电阻器输出蓄电池电压。仪表CPU测量燃油表传感器内的可变电阻器与并联安装在仪表内的两个电阻器之间的电压。在该点测量的电压将随燃油表传感器浮子的移动而变化，最高电压大约为蓄电池电压的一半。当燃油油位低于9.2L时，燃油油位警告灯亮起。

图4-50 燃油表电路

认识发动机冷却液温度表电路

仪表CPU通过CAN通信线路接收来自ECM的发动机冷却液温度信号，再根据从ECM接收到的数据计算并显示发动机冷却液温度，如图4-51所示。

图4-51 发动机冷却液温度表电路

技师总结

当发现发动机转速表不工作或工作不正常时，应首先检查电路中各个插接件是否良好，有无松脱和接触不良现象，熔断器是否正常。如果以上检查正常，一般为转速表本身损坏，转速表损坏后一般不进行内部维修，必须换新。

轿车电子仪表显示系统出现故障的部位主要有传感器、插接器、导线、仪表及显示器。检修时，应先将传感器电路断开或拆下，用检测设备逐个对其进行检测。

1.传感器的检测

首先将传感器的电路断开或拆下传感器，用仪器对其进行检测。对各种电阻式传感器的检测，通常是采用测量其电阻值的方法来判断其好坏，即把所测得的电阻值与其规定的标准电阻值进行比较，进而判断传感器有无故障。若所测值小于规定的数值，表明传感器内部短路；否则说明传感器内部断路或接触不良。传感器一般是不可拆、不可维修的，若有故障只能更换新件。

2.插接器的检查

采用电子仪表的轿车，往往需要很多插接器把导线束连到仪表板上。这些插接器一般都采用不同颜色，以便辨认它是属于哪一部分的连接。为保证其连接牢固、可靠，插接器上都设有闭锁装置。检查时可用眼看或手摸的方法进行。插接器装置要齐全、完好，插头、插座应接触可靠，无锈蚀。仪表电路工作中用手触摸插接器，应没有明显的发热感觉。若插接器温度过高，说明该插接器接触不良，应查明原因并予以排除。

3.个别仪表故障的诊断

若电子仪表板上个别仪表发生故障，应检查与此仪表相关的各个部分。首先应检查各导线的连接情况，包括各插接器的接触状况，电路是否断路、搭铁、短路等；然后再用检测设备分别对该仪表及传感器进行检测，查明故障原因，并予以修复，必要时更换新件。

4.显示器故障的检修

若显示器有部分线段不发亮或不显示，说明逻辑电路板通过多路传输的脉冲信号正确，可能是显示装置的部分线段工作不正常。遇此情况应进一步检查，属于接触不良的应加以紧固，确保其电路畅通；若是电子器件本身的问题，通常应更换显示器件或电路板。

5.车载网络的故障现象与类型

（1）车载网络系统的故障现象 现代轿车仪表一般都是通过车载网络系统与外界通信，车载网络系统发生故障时一般都有一些明显的故障特征。当装有CAN总线的车辆在出现总线系统故障时，一般表现出来的故障现象会非常离奇，有时车辆上的系统会“瘫痪”。车辆上装备的某套数据总线系统内的控制单元不能通过总线互相通信，造成车辆功能异常，甚至诊断仪也不能对该系统进行通信诊断。其故障现象主要有如下三类。

1）整个网络失效或多个控制单元不工作或工作不正常。

2）不同的系统、不同的地方同时表现不同的多个故障现象，且故障现象之间没有任何关联。

3）个别控制单元或多个控制单元在接上专用诊断仪后无法与诊断仪通信。

（2）车载网络系统的故障类型 车载网络系统的故障类型一般有三种：汽车电源系统引起的故障；汽车多路信息传输系统的链路故障；汽车多路信息传输系统的节点故障。

1）汽车电源系统故障。汽车多路信息传输系统的核心部分是含有通信IC芯片的电控模块（ECM），其正常工作电压为10.5～15V。如果汽车电源系统提供的工作电压低于该值，就会造成一些对工作电压要求较高的电控模块（ECM）短暂地停止工作，从而使整个汽车多路信息传输系统短暂地无法通信。这种现象就如同用微机故障诊断仪在未起动发动机时就已经设定好要检测的传感界面，当发动机起动时，往往微机故障诊断仪又回到初始界面。

2）节点故障。节点是汽车多路信息传输系统中的电控模块，因此节点故障就是电控模块（ECM）的故障，包括软件故障和硬件故障。软件故障即传输协议或软件程序有缺陷或冲突，从而使汽车多路信息传输系统通信出现混乱或无法工作，这种故障一般成批出现，且无法维修。硬件故障一般是由于通信芯片或集成电路故障造成的汽车多种信息传输系统无法正常工作。对于采用低版本信息传输协议，即点到点信息传输协议的汽车多路信息传输系统，如果有节点故障，将出现整个汽车多路信息传输系统无法工作的现象。

3）链路故障。常见网络链路故障现象如下：

①数据总线的两根导线短路。若两根导线之间短路，将导致整个网络失效。

②导线对地短路。若两根导线中的某一根搭铁短路，则接上解码器诊断时无模块响应。

③导线对电源短路。若两根导线中的某一根对电源短路，将导致整个网络失效。

④一根导线断路。若一根导线断路，则仍可进入数据链接诊断并进行测试。

⑤两根导线都断路。若两根导线在靠近数据链接插头（诊断插头）处发生断路，解码器和网络之间无法通信。不过在网络的一个分支上两根导线都断路时，只有断点后面的模块无法与解码器通信。

⑥两根导线均对地短路。若两根导线都对地短路，将导致整个网络失效。

车载网络发生故障时，在相应的控制模块上找到CAN总线，然后用多通道示波器检查CAN高位（CAN-High）和低位（CAN-Low）数据线上的波形。CAN高位（CAN-High）和低位（CAN-Low）数据线上的波形的电位应刚好相反，即当一个为高电位（5V）时，另一个为低电位（0V），两条线的电压和总等于常值。通常并不需要了解此时此刻CAN数据总线正在传递什么信息，而是看这两条线上的波形是否均为0～5V的方波，且两者电位是否相反即可。如果某一条数据线出现0V，则可能是该线断路或与搭铁短路；如一条线为12V，则该线与正极短路。通常用万用表去分别测量CAN高位（CAN-High）和低位（CAN-Low）数据线与搭铁之间的电压，正常情况下，两电压值之和等于5V。一般CAN高位（CAN-High）线上电压为2.5～5V，CAN低位（CAN-Low）线上电压为1.5～2.5V，且两者之和等于5V，比如CAN高位（CAN-High）线上电压为3.3V，则CAN低位（CAN-Low）线上电压应为1.7V。

故障诊断作业表

[1]ECM，Engine Control Module发动机控制模块。