电控汽车波形分析——电子信号分析

交流(AC)信号
• 在汽车发动机微机控制系统 中产生交流(AC)信号的传感 器和装置有:车速传感器 (VSS)磁脉冲式曲轴位置 (CKP)和凸轮轴位置(CMP)传 感器、从模拟进气歧管绝对 压力传感器(MAP)信号得到的 发动机真空平衡波形和爆震 传感器（KS）等。
频率调制信号
• 在汽车发动机微机控制系统中产生可变 频率信号的传感器和装置有:数字式空气 流量传感器、数字式进气歧管绝对压力 传感器、光电式车速传感器(VSS)、霍尔 式车速传感器(VSS)、光电式凸轮轴位置 (CMP)和曲轴位置(CKP)传感器、霍尔式 凸轮轴位置(CKP)和曲轴位置(CKP)传感 器等。
• 如果一个传感器、执行器或电控单元产生了不正 确判定尺度的电子信号，则该信号电路就可能遭 到“通讯中断”的损失，对外的表现就是发动机工 作不正常、车辆行驶能力降低或排放超标等故障 ，在一些情况下还会产生故障代码(DTC)。
• 在汽车发动机ECU和其他智能电子设备中 用来通信的串行数字信号是最复杂的信 号，它是包含在汽车电子信号中的最复 杂的“电子句子”，在实际检测过程中， 多数情况下要用专门的微机五要素”
• 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
直流(DC)信号
• 在汽车电控系统中产生直流(DC)信号的传感器或 电源装置有：蓄电池电压或控制电控单元（ECU ）输出的传感器参考电压；
• 模拟传感器信号，如发动机冷却液温度传感器、 燃油温度传感器、进气温度传感器、节气门位置 传感器、废气再循环阀位置传感器、旋转翼片式 或热线式空气流量传感器和节气门开关，以及通 用汽车、克莱斯勒汽车和亚洲汽车的进气歧管绝 对压力传感器等。
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的即时 电压，也表示波形的最高和 最低的差值，如图1a所示。
• 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。
每一类型的电子信号都可以由5种判定依据中的一 个或多个特征组成。电子信号的判定依据
• 判定依据 幅值 • 直流信号 ※ • 交流信号 ※ • 频率调制 ※ • 信号 • 脉宽调制 ※ • 信号 • 串行数据 ※ • (多路)信号
频率 形状 脉冲宽度 阵列
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• 为了判断汽车发动机微机控制系统功能是否正常 ，就必须去测量用于通讯的电子信号，换言之就 是必须能“读”与“写”出发动机微机控制系统电子 通信的通用语言，用汽车示波器可以“截听”到汽 车发动机微机控制系统中的电子对话，这样就可 以解决发动机微机控制系统的测试点问题。
• 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。
发动机微机控制系统 电子信号的类型
• 对于发动机微机控制系统而言，其电子信号一 般有以下5大类型：
• 直流(DC)信号 • 交流（AC）信号 • 频率调制信号 • 脉宽调制信号 • 串行数据（多路）信号
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
• 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。
电子信号的判定依据
• 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。
波形界面识别
•单 •通 •道 •波 •形
双通道波形
波形数据的识别
•氧 •传 •感 •器 •波 •形
爆震传感器信号
喷油器控制信号
初级点火波形