故障现象
一辆17款的宝马525Li，搭载N20发动机，行驶里程16W公里。因燃油泵不工作，车辆无法启动。更换原厂油泵控制模块以及某品牌燃油泵后，车辆能正常启动。但读取燃油泵控制模块的故障代码发现，存在"EKPS调节电流过低"的故障码，且无法删除。
图1 燃油泵控制模块中存储的故障码
再次更换某品牌燃油泵，故障依旧，维修陷入僵局。
配件均为全新件，配件商也一口否决配件质量问题。那么到底是配件质量问题，还是有其它原因没有被识别呢？如是前者，如何验证？如是后者，又怎样准确找到这个故障点呢？我们需要进一步深入诊断。
故障诊断
如图2，使用诊断电脑读取故障状态的数据流，可以发现：燃油泵的供电电压偏高，但燃油泵的工作电流偏低。有了这一数据，其实已经能够初步说明问题。但如何让故障点更清晰、更明确、能够有效说服客户与配件商？我们需要更多数据。
图2 故障状态下的相关数据流
使用虹科Pico汽车示波器，在油泵控制模块位置采集油泵的电压以及电流波形。采集到波形如图3，发现该款车的油泵是由PWM信号驱动的。当前油泵的转速为5298RPM，最大电流4.1A左右，过小，异常。
图3 油泵电压以及电流波形
如图4，使用Picoscope7中的数学通道，计算出U相电压波形的负占空比曲线（红色）。正常情况下，U相电压的负占空比应该维持在50%左右，而故障车高达86%，明显异常。
图4 U相电压波形的负占空比曲线
会是什么原因，导致PWM控制信号的负占空比过高呢？
当油泵控制模块监测到油泵工作电流过低时，会主动调节PWM控制信号的负占空比。负占空比越大，电流则会越高。然而这辆故障车，控制信号调节到几近极限值，电流依旧还是很小。此时油泵控制模块监测到油泵工作电流依然低于内置的阈值，因而报EKPS调节电流过低，油泵转速也偏小。
油泵控制模块能够调节控制信号的大小，因此可以排除模块的问题。至此我们可以确定，问题依然在油泵本身。
故障排除
于是重新更换另一品牌的燃油泵总成，试车。发现EKPS控制模块内部没有故障代码存储，数据流也恢复正常。
图5 更换燃油泵总成后故障码清零
图6 更换燃油泵总成后的数据流恢复正常
再次使用示波器测量油泵的电压以及电流波形，并计算相关负占空比曲线，均恢复正常。
图7 换燃油泵总成后的相关波形
图8 再次计算U相的负占空比曲线
故障小结
通过对这个故障的诊断，我们可以进一步的了解无感BLDC的工作特性。事实上，我们通过对任意一相的电流进行频率计算，就可以得到油泵的转速曲线图（非实际转速），因为油泵的转速和电源的频率是成正比。如图9，我们对故障状态下的U相的电流（黄色波形）进行频率计算，其频率约为175Hz。而正常状态下，电流的频率约为288Hz（图10）。频率越高，油泵转速越快。
图9 故障状态下的电流频率曲线
图10 正常状态下的电流频率曲线
如图11，通过波形也可以明显看到：启动瞬间与加速过程中，油泵的工作的转速都会变高。
图11 启动与加速过程中的电流频率曲线
案例作者：
应良卿：玉山连通车服技术总监
15年工作经验，担任一类维修企业技术总监职位8年。2021年开始接触示波器诊断与NVH问题分析诊断，通过不断的提升技术。目前是国内通过示波器诊断汽车故障的佼佼者。获得2023年上饶市"振兴杯"汽车技术、新能源汽车智能化技术职业技能竞赛新能源组三等奖。2023年被《汽车维修技师杂志》聘为"波形分析专修站"栏目专家委员。