电控汽车波形分析共30页文档
电控发动机波形分析
电控发动机波形分析电控发动机波形分析第一节：示波器在汽车诊断上的应用一：概论汽车上的电子设备每年都在增加，而且电子设备在汽车上所占比例每年都在上升，所以在维修汽车时，电子设备的修理工作也就越来越多，这就向今天的汽车维修技术提出了新的挑战。
现代的汽车修理工作，已经不再是一个单纯的机械修理，而是机械和电子一体化的维修，如果一个汽车维修企业不具备有效地排除汽车电子设备的故障能力，那么无论是现在还是将来，这个企业部将面临被淘汰的危险。
为了取得这方面的成功就必须具备以下三个基本条件：①必备的测试设备；②必须的维修资料；③必要的技术培训，如果其中任何一个条件不具备，那么汽车修理的质量就很难保证。
汽车示波器的诞生为汽车修理技术人员快速判断汽车电子设备故障提供了有力的工具，用普通的示波器去测试电子设备时，最大的困难是设定示波器(即调整示波器的各个按纽，使显示的波形更为清楚)和分析波形的形状，汽车示波器将汽车电子设备的测试设定变的非常简单，只要象点菜单一样选择要测试的内容，无需任何设定和调整就可以直接观察波形了，这是因为汽车示波器是专门为汽车维修人员设计的“傻瓜”示波器，它的设定调整是全自动的，使用汽车示波器，就像使用一台“傻瓜”照相机一样方便。
示波器与万用表相比有着更为精确及描述细致的优点，万用表通常只能用一、二个电参数来反映电信号的特征，而示波器则用电压随时间的变化的图象来反应一个电信号，它显示电信号比万用表更准确、更形象。
所以“一个画面通常要胜过一千个数字”。
汽车电子设备的信号有些是变化速率非常快的，变化周期达到千分之一秒，通常测试仪器的扫描速度应该是被测信号的5-10倍，许多故障信号是间歇的，时有时无，这就需要仪器的测试速度高于故障信号的速度。
汽车示波器完全可以胜任这个速度，汽车示波器不仅可以快速捕捉电路信号，还可以用较慢的速度来显示这些波形，以便可以一面观察，一面分析。
它还可以用储存的方式记录信号波形，可以倒回来观察已经发生过的快速信号，这就为分析故障提供了极大方便。
电控汽车波形分析__氧传感器波形分析
• 节气门体燃油喷射系统(又称单点式燃油喷射 系统)只有一个喷油器，由于系统的机械元件 少了，所以它只需用较少的时间就可以响应 系统的燃油控制命令，较迅速地改变喷油器 的喷油量。
• 因此，在 相同的时 间内，该 系统氧传 感器信号 电压变化 的频率较 高，其频 率为0.2 Hz(怠速 时)～3
• 急加速法测试步骤如下： • 1.以2 500 r/min的转速预热发动机和氧传
感器2 min～6 min。 • 然后再让发动机怠速运转20 s。
• 2.在2 s内将发动机节气门从全闭(怠速)至 全开1次，共进行5次～6次。
• 特别提醒：不要使发动机空转转速超过4 000 r/min，只要用节气门进行急加速和急 减速就可以了。
• 7.迅速把丙烷输入端移离真空管，以造成极大的 瞬时真空泄漏(这时发动机失速是正常现象，并 不影响测试结果)，然后关闭丙烷开关。
8.待信号电压波形 移动到波形测试设 备显示屏的中央位 置时锁定波形，测 试完成。接着就可 以通过分析信号电 压波形来确定氧传 感器是否合格。
一个好的氧传感
器应输出如图所示 的信号电压波形， 其3个参数值必须 符合表所列的值。
• ②下流动系统(Downstream System)
• 下流动系统是指位于氧传感器后面的排气系统 部件，包括三效催化转化器、排气管和消声器等。
③闭环(Close Loop)
闭环是指发动机ECU 根据氧传感器的反馈 信号不断地调整混合 气的空燃比，使其值 符合规定。根据氧传 感器的信号波形可以 判断系统是否已经进 入闭环控制状态。 用波形测试设备测得 的发动机起动后的氧 传感器输出的信号电 压波形如图所示。
• 杂波还说明由于进入三效催化转化器的尾气 中的氧含量升高而造成NOx的增加，因为在浓 氧环境(稀混合气条件)下三效催化转化器中 的NOx无法减少。
1电控汽车波形分析——电子信号分析2
电子信号的判定依据
幅值 所谓电子信号的幅值就是指 电子信号在一定点上 频率 所谓电子信号的频率就是信 号的循环时间，即电子信号 在两个事件或循环之间的时 间，一般指每秒的循环数 (HZ),也表示每秒的波形周 期数，如图1b所示。
电子信号的判定依据
喷油器控制信号
初级点火波形
次级点火波形
脉宽调制信号
在汽车发动机微机控制系统中产生脉宽 调制信号的电路或装置有:点火线圈一次 侧、电子点火正时电路、废气再循环控 制(EGR)阀、排气净化电磁阀、涡轮增压 电磁阀和其他控制电磁阀、喷油器、怠 速控制电动机和怠速控制电磁阀等。
串行数据(多路 信号 串行数据 多路)信号 多路
汽车发动机微机控制系统都具有故障自 诊断功能和其他串行数据传输能力的控 制模块，则串行数据信号是由发动机ECU、 车身控制模块（BCM）和制动防抱死系统 控制模块(ABS ECU)或其控制模块产生的。
电控系统电子信号分析
通过示波器检测发动机微机控制系统工作过程中 数据传输的波形，可以让检测、维修技术人员知 道在电子电路中到底发生了什么。 它显示的电子信号比万用表更准确、更形象，因 为万用表通常只能用1～2个电参数来反映电子信 号的特性，而示波器则是用电压随时间的变化的 图形来反映一个电子信号 因此波形分析是现代汽车电控系统故障分析的一 种很重要的手段和方法。 利用波形检测方法可以进行发动机微机控制系统 的运行情况分析（也称氧传感器平衡过程O2FB） 电器电路故障分析。
脉冲宽度 所谓电子信号的脉冲宽度就是指电子信号所占的 时间或占空比，如图1c所示。 形状 所谓电子信号的形状就是指电子信号的外形特征， 它的曲线、轮廓和上升沿、下降沿等。 阵列 所谓电子信号的阵列就是指组成专门信息信号的 重复方式，例如第1缸传送给发动机ECU的上止 点同步脉冲信号，或传给微机故障检测仪的有关 冷却液温度是210℃的串行数据流等。
电控汽车波形分析课件
目录
• 电控汽车概述 • 电控汽车波形分析基础 • 电控汽车波形分析实践 • 电控汽车波形分析案例 • 电控汽车波形分析工具与软件 • 电控汽车波形分析的未来发展与挑战
电控汽车概述
01
电控汽车的定义与分类
总结词
电控汽车是指通过电子控制系统来控制发动机、变速器、底盘等关键系统，实现 车辆性能优化和智能驾驶的汽车。
底盘控制波形分析
底盘控制波形分析是电控汽车波 形分析的重要环节，通过对底盘 控制波形进行分析，可以了解底
盘的悬挂系统和稳定性表现。
底盘控制波形包括悬挂波形、转 向波形等，通过对这些波形的分 析，可以判断出底盘的悬挂系统 、转向系统等系统的运行状况。
底盘控制波形分析对于故障诊断 和性能优化具有重要意义，可以 帮助维修人员快速定位故障并采
详细描述
随着电子技术和计算机技术的不断发展，电控汽车在控制精度、响应速度、节能减排等方面具有显著优势。未来 ，随着自动驾驶技术的成熟和新能源汽车的普及，电控汽车将成为智能交通和绿色出行的重要支撑。同时，电控 汽车的安全性和可靠性也将得到进一步提升，为消费者提供更加安全、舒适的出行体验。
电控汽车波形分析
详细描述
电控汽车通常采用电子控制单元（ECU）来接收传感器信号，根据预设算法对信 号进行处理，并向执行器发送指令，以实现对车辆各系统的精确控制。根据电控 系统的复杂程度，电控汽车可分为初级、中级和高级三个级别。
电控汽车的发展历程与趋势
总结词
电控汽车的发展经历了从传统机械系统到电子控制系统，再到智能网联系统的演变过程。未来，电控汽车将朝着 更加智能化、电动化、网联化的方向发展。
统的性能表现，如操控稳定性、舒适性等，并诊断可能存在的故障。
汽车电子控制系统波形分析毕业论文
汽车电子控制系统波形分析毕业论文目录摘要........................................................ I V Abstract.. (V)前言 (1)第一章概述 (2)1.1汽车电子控制波形图在汽车检修中的应用的优点 (2)1.2汽车示波器的应用 (3)1.3汽车电子信号的五大类型 (4)1.4汽车示波器的使用操作 (5)第二章常见传感器波形分析 (8)2.1空气流量计 (8)2.1.1简介 (8)2.1.2热丝式空气流量计 (8)2.1.3卡门式涡旋式空气流量计 (10)2.2进气压力传感器 (12)2.2.1简介 (12)2.2.2模拟量进气压力传感器 (12)2.3节气门位置传感器 (14)2.3.1简介 (14)2.3.2模拟式节气门位置传感器 (14)2.4温度传感器 (15)2.4.1简介 (15)2.4.2燃油温度传感器 (15)2.4.3进气温度传感器 (17)2.4.4冷却液温度传感器 (19)2.5曲轴位置传感器 (21)2.5.1磁电式曲轴位置传感器结构： (21)2.5.2霍尔效应式凸轮轴和曲轴位置传感器 (22)2.5.3光电式曲轴位置传感器 (23)2.6爆震传感器 (25)2.6.1简介 (25)2.7氧传感器 (26)2.7.1氧传感器的概述 (26)2.7.2氧传感器波形 (26)第三章执行器波形分析 (28)3.1喷油驱动器波形分析 (28)3.1.1喷油驱动器分类 (28)3.1.2喷油驱动器的测试 (28)3.2点火系统波形分析 (37)3.2.1用示波器检测点火系统的故障 (37)3.2.2点火次级波形分析 (37)3.2.3点火初级波形分析 (40)3.3典型故障波形分析 (41)3.3.1次级电压波形分析 (41)3.3.2常见次级点火故障波形分析 (42)3.3.3点火波形分析举例 (44)3.4控制阀波形分析 (47)3.4.1怠速控制(IAC)电磁阀波形分析 (47)3.4.2炭罐清洗电磁阀波形分析 (48)3.4.3涡轮增压电磁阀波形分析 (50)3.4.4废气再循环(EGR)控制电磁阀波形分析 (51)3.4.5 ABS电磁阀波形分析 (53)结论 (55)小结与体会 (56)致谢 (57)参考文献 (58)附录一英文原文 (60)附录二英文译文 (70)摘要随着汽车电子信息技术的迅速发展，汽车上装用的电子设备越来越多，这就对今天的汽车故障诊断提出了新的挑战。
1电控汽车波形分析__电子信号分析
电控汽车波形分析
——电子信号分析
电控汽车波形分析
• 电控系统电子信号分析 • 波形测试设备 • 传感器波形分析 • 执行器波形分析 • 点火波形分析 • 柴油机波形分析 • 波形分析在电控汽车故障检测诊断中的
应用
电控系统电子信号分析
• 发动机微机控制系统在整个工作过程中都是以电 子信号的形式进行数据传输的，因此只要能够检 测出发动机微机控制系统在发动机运转过程中数 据传输的波形，通过观察波形便可以得知发动机 微机控制系统的工作是否正常，从而判断发动机 微机控制系统的故障所在。
电子信号的“五要素”
• 直流、交流、频率调制、脉宽调制和串 行数据信号也称为电子信号的“五要 素”。
• “五要素”可以看成是发动机微机控制 系统中各个传感器、控制电控单元和其 他设备之间相互通讯的基本语言，正是 “五要素”中各自不同的特点，构成了 用于不同通讯的信号。
电子信号的判定依据
• 任何一个汽车发动机微机控制系统电子 信号都应该具有幅值、频率、形状、脉 宽和阵列等5个可以度量的参数指标。因 此从“五要素”信号中得到只有5种判定 特征的信息类型是非常重要的，因为发 动机ECU需要通过分辨这些特征来识别各 个传感器提供的各种信息，并依据这些 特征来发出各种命令，指挥不同的执行 器动作。这就是电控控系统电子信号的5 种判定依据。
电控系统电子信号分析
• 通过示波器检测发动机微机控制系统工作过程中 数据传输的波形，可以让检测、维修技术人员知 道在电子电路中到底发生了什么。
• 它显示的电子信号比万用表更准确、更形象，因 为万用表通常只能用1～2个电参数来反映电子信 号的特性，而示波器则是用电压随时间的变化的 图形来反映一个电子信号
脉宽调制信号
电控汽车波形分析——喷油器波形分析
发动机在极浓的混合气下运转 时的喷油器波形
在有些双节气 门体燃油喷射 系统中，在波 形的峰值之间 出现许多特殊 的振幅式杂波， 可能表示发动 机ECU中的喷 油驱动器有故 障故障。
脉冲宽度调制型喷油器波形分析
脉冲宽度调制型喷油器用在一些欧洲车型 和早期亚洲汽车的多点燃油喷射系统中。 脉冲宽度调制型喷油驱动器(安装在发动机 ECU内)被设计成允许喷油器线圈流过大约 4A的电流，然后再减少大约1A电流，并以 高频脉动方式开、关电路。 这种类型的喷油器不同于前述峰值保持型 喷油器，因为峰值保持型喷油器的限流方 法是用一个电阻来降低电流，而脉冲宽度 调制型喷油器的限流方法是脉冲开关电路。
峰值保持型喷油器的电流通常大约在4A，而 饱和开关型喷油器的电流通常小于2A。 若电流开始流入线圈时，电流波形在左侧几 乎垂直上升，这就说明喷油器的电阻太小(短 路)，这种情况还有可能损坏发动机ECU内的 喷油驱动器。 另外，也可以通过分析电流波形来检查峰值 保持型喷油器的限流电路，在限流喷油器波 形中，波形踪迹起始于大约60°角并继续上 升直到喷油驱动器达到峰值(通常大约为4A)， 在这一点上，波形成了一个尖峰(在峰值保持 型里的尖峰)，然后几乎是垂直下降至大约稍 小于1A。
通常，一个电磁阀线圈拉动机械元件做初 始运动比保持该元件在固定位置需要4倍以 上的电流 峰值保持驱动器的得名是因为电控单元用 4A的电流打开喷油器针阀，而后只用lA的 电流使它保持在开启的状态。 下图所示为峰值保持型喷油器的正确波形 及分析说明
从左至右，波形轨迹从蓄电池电压开始， 这表示喷油驱动器关闭，当发动机ECU打 开喷油驱动器时，它对整个电路提供接地。
正 确 波 形 及 分 析
峰 值 保 持 型 喷 油 器 的
汽车电控燃油控制的波形分析
（2）急加速到全开，保持2s，看波形， 再回到怠速。
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汽车电控燃油控制的波形分析
3、要求： （1）频率、脉宽、应随转速而变化， 电压应保持5～0V的幅值。波形的正
确性、一致性、重复性好。否则，更 换新的AFS。
（2）把测试时间用在有疑问的转速 区段，查看 波形是否正确。
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喷油持续时间为6～35ms为好。
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汽车电控燃油控制的波形分析
1、饱和开关型喷油器的波形— 它在
多点喷射系统中广泛使用。
当ECU的Tr管导通时ON，喷油器喷油；Tr 管截止时OFF，喷油器仃喷，磁场发生突 变，线圈产生峰值电压，可达30～100V， 它代表了线圈的好坏。线圈匝数少的INJ，
TPS、EGR位置传感器等。
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汽车电控燃油控制的波形分析
1、直流脉冲信号—电压在高、低电平间 大幅度的跳变信号。
2、直流波动信号—电压变化，电流方向 不变的信号。如：发电机输出电压。
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汽车电控燃油控制的波形分析
（二）交流（AC）信号：
电压和电流方向，都随时间变化的信号。
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汽车电控燃油控制的波形分析
（四）进气压力传感器（MAP）波形：
半导体压敏电阻式，输出0~5V的随动电压， 它的频率、幅值和波形随转速和△Px的变化
而变化，为不规则的尖刺方波。怠速时 （64kpa）输出电压为1.25V；全开时 （13kpa）输出电压接近5v；急减速时
（80kpa）为0v。
汽车电控燃油控制的波形分析
（八）爆振传感器KNK的波形： 它是一个压电式交流信号，爆
振时产生1V交变电压，频率峰值达5～ 15KHz，爆振愈严重，峰值愈高。峰值 电压和频率随转速和负荷及点火时间而
电控汽车波形分析(空气流量、进气压力传感器)
• 3.将发动机转速从怠速加到 油门全开(加速过程中油门应 缓中速打开)，并持续约2s， 不宜超速。
• 4.再减速回到怠速状况，持 续约2s。
• 5.再急加速至油门全开，然 后再回到怠速。.将波形定位， 观察波形。半导体压敏电阻 式进气歧管绝对压力传感器 信号波形如图所示。
• 也可以用手动真空泵对其进
旋转翼片式空气流量传感器 实测波形
• 3.将发动机转速从怠速加 至节气门全开(加速时不 宜太急)，节气门全开后 持续2s，但不要便发动机 超速运转;
• 4.再将发动机降至怠速运 转，并保持2 s;
• 5.再从怠速急加速发动机 至节气门全开，然后再关 小节气门使发动机回至怠 速;
• 6.定住波形。旋转翼片式
• 4.出现图示的向下的毛刺，则表示传感器中有与 搭铁短路或可变电阻器碳刷有间歇性的开路故障， 应更换旋转翼片式空气流量传感器。
• 5.在急加速时波形中的小尖峰是由于叶片过量摆动 造成的，控制电控单元正是根据这一点来判定加 速加浓信号的，这不是故障，而是正常波形。
故障波形举例
•
9、我们的市场行为主要的导向因素，第一个是市场需求的导向，第二个是技术进步的导向，第三大导向是竞争对手的行为导向。21.8.2921.8.29Sunday, August 29, 2021
• 卡门涡旋式空气流量传感器的输出方式 也是数字式，但它与其他的数字式输出 空气流量传感器不同，通常数字式空气 流量传感器在空气流量增大时频率也随 之增加。在加速时，卡门涡旋式空气流 量传感器与其他数字式空气流量传感器 不同之处在于它不但频率增加，同时它 的脉冲宽度也改变
波形检测方法
• 正确连接波形测试设备，起动发动机， 不同转速的情况下进行试验，注意应把 较多的时间用在测试发动机性能有问题 的转速段内，观看波形测试设备。卡门 涡旋式空气流量传感器的输出信号电压 波形如图所示。
电控汽车波形分析——节气门位置传感器波形分析
和 可预测的。也就是说测得波形峰值的幅度应该 足 够高，两脉冲时间间隔(频率)应一致(除同步 脉 冲外)，形状一致并可预测。
• 6.波形的频率应同发动机的转速同步变化，两个脉冲 间隔只是在同步脉冲出现时才改变。能使两脉冲间隔时
间改变的唯一理由，是触发轮上的齿轮数缺少或特殊齿 经过传感器，任何其他改变脉冲间隔时间的波形出现都 可能意味着传感器有故障。
波形分析
发动机冷却 液温度传感 器信号波形 的起动暖机 过程检测结 果如图所示。
发动机冷却液温度传感器信号波 形
的起动暖机过程检测结果
• 检查车型的规范手册以得到精确的电压范围， 通常冷车时传感器的电压应在3V～5V(全 冷 态)之间，然后随着发动机运转减少至运行 正 常温度时的1V左右。
• 直流信号的判定性度量是幅度。 • 在任何给定温度下，好的传感器必须产生 稳定的反馈信号。
• 特别应注意达到2.8V处的波形，这是传感器的 碳膜容易损坏或断裂的部分。
• 在传感器中磨损或断裂的碳膜不能向发动机 EC提U 供正确的节气门位置信息，所以发动机ECU
不 能为发动机计算正确的混合气命令，从而引起 汽 车驾驶性能问题。
• 如果波形异常，则更换线性输出型节气门位置 传感器。
开关量输出型节气门位置传感器
上角可能出现圆角。
• 3.光电式传感器有一个弱点，它们对污物 和油所产生的对通过转盘的光传输干扰问题