电控汽车波形分析—电子信号分析
点火波形分析 ——点火正时及参考信号波形分析
发动机控制电脑用来自点 火模块的PIP信号和一些其 他信号，如MAP、TPS等 产生SPOUT信号，然后将 SPOUT信号送回给TFI点 火模块去控制点火初级电 路(SPOUT信号是脉冲宽度 调制信号)。 而且发动机控制电脑经常 不断地会控制SPOUT信号 脉冲宽度调制成份(在波形 而且随发动机转速的变化， 上角的缺口)，即频繁地改 变SPOUT信号的脉冲宽度， SPOUT信号的频率跟着PIP信号 以提供初级点火闭合角和 频率变化而变化，这也就是 点火提前角的参数。
五、福特分布型点火传感器PIP和点 火输出信号SPOUT双踪波形
右图是福特林肯和水星汽 车点火系统的双踪示波器 波形测试图。 它把相互有着重要联系的 波形同时显示在示波器上 用这个测试方法可以同时 诊断分布型点火传感器PIP 和点火输出信号SPOUT电 路及检查它们之间联系， 进而去诊断发动机控制电 脑或点火正时的故障。
许多通用汽车、欧洲 汽车，甚至亚洲生产 的轿车都使用相似的 点火线路设计。所不 同的是福特 PIP/SPOUT设计有其 独特之处。 用波形测试设备的双 通道功能可以同时观 察PIP和SPOUT两个信 号，如果两个信号完 全一样，则控制电脑 正用PIP信号代替 SPOUT信号，车辆进 入故障应急状态。
当启动发动机时看到一条平直的波形，也就是说 发动机实际上没有启动着，可能说明曲轴位置传 感器、点火模块、控制电脑、线路或插头出了故 障。可先找到点火参考信号的起源处——曲轴位置 传感器，用示波器测试曲轴位置传感器的信号， 接着检查点火初级电路或点火模块。 如果没有发现问题，则应检查点火模块和控制电 脑之间的通信信号，而后检查控制电脑返回点火 模块的信号，最后再检查从点火模块到点火线圈 的初级信号。 只有在少数例子中，控制电脑内部将电子点火正 时电路或点火参考电路接地，产生一平直线波形 (无信号）。
汽车点火波形分析
汽车点火波形分析摘要汽车电子化的发展，应用之广与日俱增，尤其是计算机、网络技术的发展为汽车电子化带来了根本性的变革。
因此，当代汽车的维修不是单纯的机械维修，而是机械与电子为一体的维修。
由于电子控制元件的维修比较抽象，给汽车维修技术提出了新的挑战，使许多维修人员望而止步，感到神秘莫测。
汽车电控系统技术的发展,使现代的汽车成为了一个高科技的结晶体,这就要求汽车故障诊断技术也向高新技术方向发展。
传统的故障诊断方式根本不能适应现代汽车故障诊断的要求,尤其对电控系统故障的诊断,必须采用先进的检测设备,先进的工作模式。
波形分析技术应用于汽车维修业,可以大大提高汽车故障诊断的速度与准确性,利用波形分析检测时,示波器可以显示出电子信号的各种参数,利用这些参数就能够判定这个电子信号的波形是否正常,然后,通过波形分析便可以进一步检查出电路中传感器,执行器以及电路和控制电脑等各部分的故障,从而进行修理。
本文叙述了汽车点火系统波形连接、检测、分析方法;并结合波形图形象深刻的分析汽车故障类型、位置、原因。
使学者有一目了然的深刻视觉感受,发掘学习者的兴趣。
【关键词】：点火系统；点火波形图；波形分析；故障波形分析目录第1章绪论 (1)1.1引言 (1)1.2 点火系统概述 (1)第2章点火系统检测连接及点火波形种类、特点 (3)2.1点火系统检测连接方法 (3)2.2点火波形种类 (4)2.3次级点火波形的特点 (5)第3章点火波形分析 (7)3.1点火波形分析方法 (7)3.2各类点火系波形 (8)3.2.1触点式点火系波形 (8)3.2.2无触点点火系波形 (9)3.2.3 无分电器点火系统波形 (9)3.3次级点火波形可查明的故障 (9)3.4分析次级点火波形的要点(五常看) (10)3.5点火系统的加载调试 (12)第4章故障波形分析 (13)4.1典型故障波形分析 (13)4.1.1初级电压分析 (14)4.1.2次级电压波形分析 (15)4.2次级点火故障波形分析 (16)4.3点火波形分析举例 (17)结论 (20)参考文献 (21)致谢 (22)2第1章绪论第1章绪论1.1引言汽车自1886年诞生以来，发展及其快速，已成为集机、电、液、气于一体。
点火波形分析——初级点火波形分析
重要的是当电流开始流入点火线圈 时，观察点火线圈的电流波形。 如果在其左侧几乎是垂直上升的， 这就说明点火线圈的电阻太小了(短 路)，这样则会造成行驶性能故障， 并损坏点火模块中的开关晶体管。 而且电流波形的初始上升达到峰值 的时间通常是不变的，这是由于充 满一个好的点火线圈的电流，所用 的时间应是保持不变的 (随温度可 能有轻微变化)。 发动机控制电脑可以通过点火模块 增加或减少点火线圈的导通时间， 从而控制流入点火线圈的电流大小。
点火初级陈列波主要用于查出造成点火不良的 主要原因，如火花塞、高压线的短路或断路故 障，或是受污损的火花塞。 当点火次级不易测试时 ( 例如，无火花塞高压 线的汽车)，测试点火初级波形比较容易。 同前几个试验一样，本试验亦可以提供关于各 缸燃烧质量非常有价值的资料。
三、分电器点火初级陈列波形
点火线圈初级信号在动力传动管理系统中是一 个重要的诊断信号，对于行驶性能故障（例如， 发动机不能启动、怠速熄火或行驶中熄火、点 火不良、喘振等），检测这个信号是最有效的 诊断方法之一。 当行驶性能故障仅仅发生在行驶之中或是间歇 性出现时，由于便携式汽车示波器能够随车进 行路试，所以对检测点火初级信号就更加有用。 由于点火燃烧的过程，可以通过次级与初级线 圈的互感返回到初级电路，所以从点火初级上 显示的点火初级陈列波形对行驶性能故障的诊 断内容是很有效的。
而且同次级点火波 形相似，初级点火 波形的不同部分也 能表明在任一特定 汽缸中相应部件或 系统的问题。 参见图1中对波形 特定部分和相关元 件运行的说明框 。同时，汽车示波 器在显示屏上可以 用数字显示出波形 的特征值。
1.波形测试方法
按照波形测试设备 使用说明连接波形 测试设备. 使发动机怠速运转， 再加速发动机或按 照行驶性能出现故 障时或点火不良发 生时的条件来启动 发动机或驾驶汽车。 获得如图所示的初 级点火(分电器闭初级线圈时，由 于线圈特定的电阻 和电感特性，引起 波形以一定的斜率 上升(如图)，波形 上升的斜率是关键 所在。 通常点火初级线圈 电流波形会以60° 角上升 (在10ms/格 时基下)。
汽车LIN总线信号测量及波形分析-示波器
示波器测量汽⻋LIN总线信号及波形分析汽⻋⽹络通信中除了CAN的通信⽅式外，还有另外⼀种低成本通信⽅式——LIN系统。
它的英⽂是“Local Interconnect Network”，LIN总线基于UART/SCI（通⽤异步收发器/串⾏接⼝）的串⾏通信协议，主要⽤于智能传感器和执⾏器的串⾏通信，⻋上各个LIN总线系统之间的数据交换是由控制单元通过CAN数据总线实现的。
LIN特点是⽤作主从控制系统，⼀个主控系统可以带最多16个⼦系统，并且⼦系统只具备与主系统通信的功能，各个⼦系统之间⽆法通信，也不能与LIN⽹络之外的系统模块进⾏通信。
LIN⼀般应⽤于⻋⻔控制系统，⽐如福特蒙迪欧致胜和克鲁兹的⻋⻔电动玻璃控制系统就采⽤LIN控制。
我们这⾥以测量奥迪汽⻋LIN总线控制的⾬刷电机为例。
连接⼀条BNC转⾹蕉头线到示波器的通道⼀上。
连接⼀根刺针到红⾊⾹蕉头，刺⼊到⻋辆上的插头⾥⾯的LIN总线数据信号端⼦上。
⾹蕉头的⿊⾊接头接⼀个鳄⻥夹到蓄电池负极或良好的底盘接地上。
由于LIN总线⼀般最⼤值在12V左右，因此可以设置示波器的垂直档位为2V/div，时基可以设置为500μs左右。
然后打开示波器的解码菜单，进⾏LIN总线配置，选择与被测信号相匹配的波特率。
调节总线阈值电平到波形显示范围内，就可以看到解码数据了。
可以将触发⽅式改为总线解码触发，设置合适的帧ID来稳定波形。
如下图就是奥迪汽⻋⾬刷电机LIN总线控制信号。
LIN总线波形是⼀个⽅波，代表着串⾏数据流⾥的⼆进制状态。
所⻅的波形应该没有明显的变形和噪⾳⽑刺。
解码数据包以⼗六进制显示总线活动时的实时数据内容。
“帧ID”显示颜⾊为⻩⾊，上图中即是23，“数据”显示颜⾊为⽩⾊，“校验和”显示颜⾊为绿⾊，如果校验和错误，以红⾊“E”显示。
如果⽆信息发送到LIN数据总线上（总线空闲）或者发送到LIN数据总线上的是⼀个隐性位，LIN总线信号上的最⼤值即隐性电平。
当传输显性位时，发送控制单元内的收发器将LIN数据总线接地。
上止点(TDC)、曲轴(CKP)、凸轮轴(CMP)传感器波形分析
制作: 赵骏 Email: Jqdq168@
第2页
武汉市汽车应用工程学校 精品课件
发动机电控原理与维修
•
霍尔效应传感器(或开关)由一个永久磁 铁或磁极的几乎完全闭合的磁路组成，一个 软磁叶轮转过磁铁和磁极之间的空隙，当在 叶轮上的窗口允许磁场通过，并不受阻碍的 传到霍尔效应传感器上的时候，磁场就中断 了(因叶片是传导磁场到传感器上的媒体)， 叶轮在窗口开和闭遮断磁场，导致霍尔效应 传感器像开关一样接通和关断，这就是为什 么一些汽车制造商将霍尔效应传感器和其它 一些类似的电子设备称为霍尔开关的原因。 • 这个装臵实际上是一个开关设备，而它 包含有关键功能的部件霍尔效应传感器。
制作: 赵骏 Email: Jqdq168@
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武汉市汽车应用工程学校 精品课件
发动机电控原理与维修
•
确认波形的频率同发动机转速同步变化，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磁组轮上的齿轮数缺少或特 殊齿经过传感器，任何其它改变脉冲间隔时间都可以 意味着故障。
制作: 赵骏 Email: Jqdq168@ 第17页
武汉市汽车应用工程学校 精品课件
发动机电控原理与维修
③光电式传感器
• 光电式传感器在汽车中应用是因为它可以传感转 动元件的位臵(甚至在发动机不转的情况)，同时它还 可以便脉冲信号的幅值在速度变化即保仍持不变，近 来高温光导纤维技术的发展使得光电传感器在汽车方 面的应用增加了。 • 光电传感器另一个优点是不受磁电干扰(EMI)的影 响，它们是固体光电半导体传感器，被用在曲轴和凸 轮轴上去控制点火和燃油喷射电路的开关。它们也被 用在控制电路，非常敏感。光电式传感器的功能元件 通常被密封很好，但损坏的分电器轴套或密封垫，以 及当维修时可能使油污和污物进入敏感区域造成污损， 这些就可能引起不能起动，失速和断火。
汽车维修工必须具备的知识—电喷发动机示波器波形分析讲座(连载一)
维普资讯
形 ，爆 震 传 感 器
（ ＫＳ）。
幅 值 一 一电子信 号 在一 定点 上 的 即时 电压 ： 频 率 一 一 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 ｌ Ｚ）； Ｈ
电式 凸轮 轴 和 曲轴 转 角
速 传 感 器 （ Ｓ） Ｖ 、霍 尔 式 凸 轮 轴 （ Ａ Ｊ Ｓ Ｃ
角 （ 传 感 器 。 ＣＫＰＪ ，它 的 曲线 、
轮 廓 和 上 升 沿 、下 降 沿 等 ；
生 脉 宽 调 制 信 号 的 电 路 或 装 置 有 ： 汽 在
的 基 础 知 识 和 分 析 方 法 。敬 请 读 者 留 意 。
的 电 子 设 备 也 越 来 越 多 ， 这 就
一
、
给 汽 车 维 修 企 业 提 出 了 一 个 新
电 喷 发 动 机 电 子 信 号 分 析
课 题 ， 以 往 单 纯 的 机 械 维 修 已 经 不 再 适 应 当 今 的 汽 车 维 修 的
”五 要 素 “包 括 ：直 流 （ ＤＣ） 信 号 、 交 流 ｌ 信 号 、频 率 Ｃ１ Ａ
技 术 要 求 ，只 有 电子 、机 械 一 体
化 维 修 技 术 才 能 处 理 现 在 的 汽 车 故 障 。特 别 是 ． 为 了 人 类 生 存 环 境 的 改 善 。２００１年 国 家 明 令 禁 止生产 化油 器 发动 机汽 车后 ． 无 疑 给 我 国 相 当 一 部 分 汽 车 维 修 企 业 发 出 了 一 张 黄 牌 ． 如 果 不 想 被 不 断 发 展 的 汽 车 维 修 市
如 １ 缸 传 送 给 发 动 机 控 制 电脑 的 上 止 点 同 步 脉 冲 信 号 ，或 传 给 解 码 器 的 有 关 冷 却 水 温 度 是 ２１０
汽车电控燃油控制的波形分析
汽车电控燃油控制的波形分析引言在现代汽车中，电控燃油系统起着至关重要的作用。
燃油控制是维持引擎正常运行的关键，而波形分析那么是诊断问题的有力工具。
本文将对汽车电控燃油控制的波形进行分析，帮助了解燃油系统的工作原理、故障诊断方法以及解决问题的技巧。
1. 汽车电控燃油系统简介汽车电控燃油系统主要由燃油泵、进气系统、点火系统、喷油器、传感器等组成。
整个系统通过电子控制单元〔ECU〕协调工作，确保燃油供应的精确控制，并实时调整以满足引擎的需求。
2. 汽车电控燃油控制的波形分析原理燃油控制是通过ECU对燃油喷射时机和量进行精确控制来实现的。
波形分析是诊断燃油控制系统的有效方法之一，主要通过观察和分析传感器和执行器的输出信号波形来判断系统的工作状态和是否存在故障。
在波形分析中，一些常用的输入信号包括： - 氧传感器输出信号 - 空气流量传感器输出信号 - 曲轴位置传感器输出信号 - 进气歧管绝对压力传感器输出信号一些常用的输出信号包括： - 燃油喷射器驱动脉冲信号 - 点火系统的点火脉冲信号 - 燃油泵驱动信号 - 长时燃油修正信号通过对这些信号波形的观察和分析，可以给出诊断结果，判断系统是否正常工作。
3. 汽车电控燃油控制的常见问题和解决方法3.1. 燃油喷射器故障燃油喷射器是汽车燃油系统中的关键部件之一。
当喷油器出现故障时，会导致燃油供应缺乏或过量，引发引擎失火或工作不稳定的问题。
在波形分析中，观察燃油喷射器驱动脉冲信号的波形可以判断其工作状态。
正常情况下，喷油器应该有规律的脉冲信号，且脉冲的持续时间和频率应该符合规格要求。
如果喷油器的脉冲信号出现异常，如持续时间过短或过长，频率异常等，可能需要更换或维修燃油喷射器。
3.2. 传感器故障汽车燃油控制系统中的传感器起着收集和反应关键信息的作用。
常见的传感器包括氧传感器、进气歧管绝对压力传感器和曲轴位置传感器。
通过观察传感器的输出信号波形，可以判断传感器是否工作正常。
桑塔纳AJR电控发动机空气流量计的检测与波形分析
桑塔纳AJR电控发动机空气流量计的检测与波形分析【摘要】汽车传感器技术的应用是伴随着数电与模电技术的兴起而产生的。
桑塔纳2000就是运用汽车传感器技术的电控轿车。
传感器可以对汽车发动机运行过程中每时每刻的数据进行感知和传输，最终到达汽车ECU进行智能控制，为汽车的良好运行提供可靠和准确的数据。
传感器大致有模电，数电，磁电，光电等形式。
但无论是哪种形式都要转化成电波信号，区别是在于数字还是模拟信号。
汽车工作需要各种条件。
传感器就负责感知需要的信号。
就实质而言，传感器与ECU结合，就是汽车工作状态的一道门槛，一起感知的数据是否合格，是不是实际状态下的数据，数据的准确性将直接影响汽车的工作状态。
【关键词】传感器；波形汽车电子化发展迅速，应用之广与日俱增，尤其是微机、网络技术的发展为汽车电子化带来了根本性的变革。
当代汽车的维修不是单纯的机械维修，而是机械与电子为一体的维修。
而电子控制元件的维修比较抽象，给汽车维修技术提出了新的挑战。
汽车示波器和汽车诊断仪应运而生，为汽车维修人员快速判断汽车电子设备故障提供了有力的工具。
电子设备的测试设定变得非常简单，无需任何设定和调整就可以直接观察电子元件的信号波形和读取数据流。
为广大维修人员分析汽车各传感器、执行器的信号波形和数据流分析提供了方便。
本文主要介绍了桑塔纳AJR发动机空气流量计线路检测、汽车波形与数据流分析三部分。
传感器线路检测主要检测传感器端子到发动机ECU端子之间线路的连接、导通情况。
波形部分主要介绍了桑塔纳2000AJR发动机的空气流量计的波形测试、标准波形及实际测量波形的识别。
数据流部分介绍了数据流的获得方式和数据流的分析。
一、使用仪器、设备介绍目前运用在电控发动机的传感器检测设备主要有万用表、示波器、诊断仪三大类。
万用表有指针式、数字式两大类；示波器有模拟式和数字式两大类。
随着汽车企业、科研单位、本科大专院校的大量需求，目前示波器、诊断仪的品牌很多，用途也多元化。
信号分析基础(时域波形分析、相关分析、随机信号) [自动保存的]
![信号分析基础(时域波形分析、相关分析、随机信号) [自动保存的]](https://img.taocdn.com/s3/m/99d3e953312b3169a451a417.png)
Ra(t)呈周期性
1 1 f 6Hz T 0.5/ 3
浙江工业大学 4.互相关函数
对于各态历经随机过程，两个随机信号x(t)、y(t)的互相关 函数定义为 T
Rxy ( ) lim x(t ) y(t )dt
T 0
(3-15)
互相关函数Rxy(τ)——描述一个系统中的一处测点上所得 的数据x(t)与同一系统的另外一测点数据y(t)互相比较得出它 们之间的关系。也就是说，Rxy(τ)是表示两个随机信号x(t)、 y(t)相关性的统计量。
x ( )
2 Rx ( ) x 2 x
(3-5)
2 2 Rx ( ) x ( ) x x
(3-6)
xy ( )
Rx, y ( ) x y
x y
(3-3)
浙江工业大学
(1).自相关函数的性质 1） Rx(τ)的值限制范围为
2 2 2 2 x x Rx ( ) x x
R
概率分布函数又称之为累积概率，表示了落在某 一区间的概率。
信号的幅值域分析
实验图谱
浙江工业大学
浙江工业大学
相关分析及应用
1.相关的概念
确定性信号：两个变量 t、 y之间用函数关系来描述 y=10sin(2π ƒ t+υ 0) 人的身高和体重的关系
相关：指两变量之间的线性关系
(a)
(b)
互相关函数rxy的工程应用确定信号通过一给定系统所需要的时间一个信号xt经过测试系统后输出yt的时间这个时间就是由rxy的互相关图中峰值的位置来确定利用互相关分析确定信号通过系统的时间互相关函数的性质浙江工业大学2消除噪声影响提取有用信息利用互相关分析仪消除噪声的工作原理图a正弦波加随机噪声信号b正弦波加随机噪声信号的自相关函数测试对象互相关分析仪输出响应噪声浙江工业大学3对复杂信号进行频谱分析利用互相关分析仪分析信号频谱的工作原理图t的互相关函数互相关分析仪正弦信号发生器已知的正弦信号待分析的复杂信号含有与已知正弦信号同频的成分时有输出不同频时输出为零频率和幅值输出321320浙江工业大学4地下输油管道漏损位置的探测s1s2浙江工业大学传输通路分析巴塞伐尔paseval定理在时域中计算的信号总能量等于在频域中计算的信号总能量32434功率谱分析及应用沿频率轴的能量分布密度浙江工业大学2
示波器在汽车电子中的故障诊断和维修
示波器在汽车电子中的故障诊断和维修随着汽车电子技术的不断发展和普及，现代汽车中集成了大量的电子部件，如发动机控制单元、传感器、执行器等。
这些电子部件对于汽车的性能和安全至关重要。
然而，由于各种原因可能会出现电子系统的故障，给汽车的正常运行带来了很大的困扰。
为了能够准确快速地定位并修复故障，工程师们发展出了一种有效的工具——示波器。
一、示波器的原理和类型1. 示波器的原理示波器利用电子束在荧光屏上的显示原理，通过显示电压随时间变化的波形图，帮助技术人员观察电子信号的波形、频率、相位以及幅度等重要参数。
2. 示波器的类型目前市面上主要有模拟示波器和数字示波器两种类型。
模拟示波器适用于对波形的快速变化进行观察和分析，而数字示波器通过内置的模数转换器将连续的模拟信号转换为数字信号进行分析，更加精确和灵活。
二、示波器在汽车电子中的应用1. 故障诊断示波器可以帮助技术人员准确定位汽车电子系统中的故障。
通过连接到电子模块或传感器的示波器探头，可以实时观察到信号波形并与理论波形进行比较，从而判断是否出现异常。
例如，在发动机控制单元的故障诊断中，示波器可以帮助检测传感器和执行器的工作状态，以及控制信号的稳定性。
2. 信号分析示波器可以实时监测和分析各种传感器信号，如氧气传感器、节气门传感器等。
通过观察信号波形的形状和频率，可以判断传感器的工作状态是否正常，并据此进行进一步的维修和调整。
3. 电路检测示波器还可用于对汽车电子电路的检测和分析。
通过对电路信号的观察，可以判断电路中是否存在电压过高或过低、电流泄漏以及信号干扰等问题，为工程师提供有效的故障排除线索。
三、示波器的使用技巧1. 正确接线在使用示波器进行故障诊断和维修时，正确的接线非常重要。
需要按照汽车电路原理图或者相关资料上的接线示意图，将示波器的探头与被测信号正确地连接。
2. 设置合适的参数根据被测信号的特点和要观测的波形进行合理设置示波器的参数，如时间基准、触发方式、增益等。
示波器的使用与波形分析
示波器的使用与波形分析系列讲座（一）有示波观察仪什么疑难都不怕（示波观察仪使用方法及波形分析方法） 现在，可以说汽车已进入电子控制时代。
传统的故障诊断方法应该说还是有效的，但是也是远远不够的。
就电子控制系统而言，传统上一进使用万用表诊断，时至今日有许多大小不一的维修厂仍旧依赖万用表进行诊断，但是万用表毕竟是简单仪表，其使用范围是有局限性的，例如许多故障必须进行波形分析才能彻底弄清楚，但是万用表：无法输出眼睛也呵以观察的信号电压波形。
为此汽车制造商都为自己的产品开发专用的诊断仪表。
这对专业的维修服务站和代销商是再适用不过了，但是对于面向社会的通用维修厂来说确有两个问题，一是汽车制造商这么多。
将所有制造商的专用诊断仪器都购置齐备，从财力上说不够现实，维修上样样都学会使用不但精力上有问题．而且兴趣上也很难说有没有。
还有一个附加的问题，这么多珍断仪器怎么保管呀。
有鉴于此，市面上又出现了各种各样的通用诊断仪，这些通用的诊断仪器通常都以商品名出现，什么诊断王呀、电眼睛呀……，追根溯源。
实质上就是示波器。
本质上虽然就是示波器，但是经过适用于汽车故障诊断开发，与一般意义上的示波器有很多不同之处。
因此又叫发动机示波器、示波观察仪、电子示波仪之类的名称，本文将详细介绍两通道示波观察仪的使用方法和信号电压波形的分析方法，对通用示波观察仪原理等一概不问。
具体结合机型是日本岩崎通信生产的两通道示波观察仪，请读者流意，其他公司的示波观察仪，发动机示波仪等与此大同小异，使用时要先看一看使用说明书。
图１ 日产ＥＣＣＳ系统及传感器、激励器信号电压波形1、使用示波观察仪的必要性 前面已经说过，使用万能表进行故障诊断有其局限性，对于各种交流信号以及数字信号，期望通过万能表进行确切诊断的确是不可能的。
图1所示是日产ECCS（电子发动机集中控制系统）电路及其各种传感器、激励器信号电压波形，涉及交流信号及数字信号的传感器和激励器有发动机旋转信号、点火信号、燃料系信号、氧传感器信号、爆震传感器信号、AAC阀（辅助空气控制阀）信号等，这些都是脉冲信号。
汽车电工电子 汽车交流发电机的信号波形观察
• (１)遵守场地安全规定，注意用电安全。 • (２)插拔电气元件时一定要断电操作。 • (３)正确使用万用表及示波器。 • (４)在接线、拆线时，严禁用力拉扯线束。
4 任务实施
任务实施
二、操作步骤
步骤一 用示波器观察三角波的电压波形；
步骤二 计算三角波电压波形的幅值、周期、频率。
5 任务小结
２. 汽车专用示波器检测原理： 通过对其电子信号具有的五个参数指标的测量来进行对比判断。这五个参数指标分别是：幅 值(信号最高电压)、频率(信号的循环时间)、形状(信号的外形)、脉宽(信号的占空比或所占时间) 和阵列(信号的重复特性)。汽车专用示波器可以显示出所有电子信号的这五种参数波形。通过波 形分析可进一步检查出电路中的传感器、执行器以及电路和电控单元等各部分的故障，也可以进 行修理后的结果分析，最后再做氧反馈平衡检查，确定整个发动机控制系统的运行情况。
(３)根据信号的频率范围ꎬ选择合适的扫描速度(时基)。 (４)此时波形显示可能仍然不太稳定，或者左右滑动，是因为每次扫描的起点与被测信号不 同步，此时需要调节触发电平，使扫描在波形的相同电平处开始扫描，注意：触发电平设置只对 通道１有效。
4 任务实施
任务实施
一、任务准备 １. 组织方式 (１)场地设施：每小组对应一套示波器实验设施、一张实训工作台。 (２)实训工具：示波表、线束。 (３)学生组织：教师指导，按各实例知识讲解及实训进行自评、互评。 (４)检查实训任务：真实、完整、有效。
学习目标
12 学 习 目 标
1
认知正弦交流电的三要素，分析交流电直角坐标及解析、相量表达式；
知识
2
认知单相交流电纯电阻、电感、电容电路的特点；
目标
示波器波形分析 ppt课件
示波器波形分析
示波器的基本作用
利用示波器检测点火次级波形，可以有效地检查 车辆行驶性能及排放问题产生的原因。利用点火 波形可以检查短路或开路的火花塞高压线以及由 于积炭而引起点火不良的火花塞。由于点火次级 波形明显地受到各种不同的发动机、燃油系统和 点火条件的影响，所以它能够有效地检测出发动 机机械部件和燃油系统部件以及点火系统部件的 故障。而且一个波形的不同部分还分别能够指明 在汽缸中的哪个部件或哪个系统有故障。
有些锆制的氧传感器配有加热器来 加热此锆元件。此加热器也由发动 机ECU控制。当进气量低时（换句 话说就是当排气温度低），就向加 热器输送电流来加热传感器。
氧传感器信号（跃变式）
示波器波形分析
跃变式氧传感器的信 号电压在 0.1-0.9 V之 间变化，当混合气较 稀时，排气中有大量 的氧原子存在，这样 氧传感器内外的氧原 子浓度差异小，感生 电压就较低；反之， 当混合气较浓时，燃 烧过程中，就有大量 未燃烧的HC化合物存 在，氧原子的数量就 较低，这样，氧传感 器内外的氧原子浓度 就较大，这导致感生 电压增大，接近1V。
空燃比传感器（宽带氧传感器）
汽车信号波形分析
• 如果汽车故障与温度无直接关系，可以从全冷态 的发动开始试验步骤；
• 如果汽车的故障与温度有直接的关系，则可以从 怀疑的温度范围开始试验步骤。
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。
• 波形 • 分析
• 线性输出 型节气门 位置传感 器信号波 形分析如 图所示。
线性输 出型节 气门位 置传感 器信号 波形分
析
• 查阅车型规范手册，以得到精确的电压范围，通 常传感器的电压应从怠速时的低于1V到节气门全 开时的低于5V。
• 波形上不应有任何断裂、对地尖峰或大跌落。
• 应特别注意在前1/4节气门开度中的波形，这是 在驾驶中最常用到传感器碳膜的部分。传感器的 前1/8至1/3的碳膜通常首先磨损。
• 实际应用中有些波形有缺痕或上下各部分有 不规则形状，这也许是正常的，在这里关键 的是一致性。
• 3.如果在波形检测设备0V电压处显示一条直线， 则应：确认波形检测设备和传感器连接良好;确 认相关的零件(分电器、曲轴和凸轮轴等)都在 转动;用示波器检查传感器的电源电路和发动机 ECU的电源及接地电路；检查电源电压和传感 器参考电压。
• 7.如果发动机异响和行驶性能故障与波形的异常 有关，则说明故障是由该传感器故障造成的。
• 8.不同类型的传感器的波形峰值电压和形状并不 相同。
• 由于线圈是传感器的核心部分，所以故障往往与 温度关系密切，大多数情况是波形峰值变小或变 形，同时出现发动机失速、断火或熄火。
• 通常最常见的传感器故障是根本不产生信号，这 说明是传感器的线圈有断路故障。
发动机冷却液温度传感器信号波形
波形分析
试.验方法： （1）应先检测加热电阻的好坏；再检测02 的好坏。 （2）急加速法较方便—先以2500r/min预 热发动机和氧传感器2～6min。 （3）再怠速运转20s。 （4）在2s内将节 气门全开，共进行5～6次（转速不应高于 4000r/min）。 （5）看屏幕上的波形，与 标准波形参数对比。如下图、下表所示：
试验方法：
（1）人为变浓混合气—向进气管中喷 丙烷，使混合气变浓，喷油脉宽变小 （Ox反馈功能）。
（2）人为变稀混合气—使进气管漏气，混 合气变稀，喷油器脉宽变（Ox反馈功能）。 这都说明INJ和其驱动电路是良好状态。 （3）从怠速将转速升高到2500r/min，喷油 脉宽应改变，说明INJ及其电路良好。
实例：热线（热膜）式空气流量计AFS 的波形。
（六）卡门涡流式空气流量计的波形： 输出的是与1涡流频率相对应的电信 号，波形为尖角和方角矩形脉冲信号。
1、波形变化特点： （1）在转速和空气流量稳定的状态下，流 量计的波形频率、脉宽，及其电压幅值应是 稳定状态。 （2）在加速时，不仅频率增加，它的脉冲 宽度也同时改变。这是为了加速时，向ECU 提供同步加浓信号和异步加浓信号，改变喷 油量的多少。
3、喷油器电路好坏的波形显示：
（1）示波器有喷油脉冲信号—信号的峰
值、频率、形状、脉宽是否正常？应有 可重复性和一致性。 （2）示波器只显示0V的直线—为喷油器 供电源无12V电压。 （3）如供电源电压正常—显示0V直线， 为喷油器线圈或电接头损坏。 （4）示波器只显示12V电压直线—为 ECU的Tr管不能接地故障或没有收到曲 轴位置信号和转速信号。
1、试验方法： （1）慢加速到全开，保持2s，看波形，再 回到怠速； （2）急加速到全开，保持2s，看波形，再 回到怠速。
10项目二 2.2 汽车波形检测与分析
项目二 汽车波形检测与分析
任务二：汽车典型传感器波形检测与分析
1、熟悉示波器的操作 2、了解汽车传感器的波形检测方法 3、了解汽车传感器的波形分析方法
项目二 汽车波形检测与分析
为什么要熟练使用示波器？
项目二 汽车波形检测与分析
一、空气流量计波形分析
按结构原理：
➢ 质量型空气流量计： • 热线式 ➢ 体积型空气流量计： • 叶片式 • 光学卡尔曼涡流式
为了确保可靠性，此传感器 还具有不同输出特性的两个 系统输出信号。 加速踏板位置传感器：
➢ 线性型
➢ 霍尔元件型
项目二 汽车波形检测与分析
六、加速踏板位置传感器
项目二 汽车波形检测与分析
六、加速踏板位置传感器
➢ 霍尔元件型
项目二 汽车波形检测与分析
七、爆震传感器
项目二 汽车波形检测与分析
七、爆震传感器
U
t1
1V
Us
0V
t
Us =0-1v t1 =1/s（每10秒8次以上为良好至少要4次）
项目二 汽车波形检测与分析
四、温度传感器 1、负温度系数传感器
项目二 汽车波形检测与分析
四、温度传感器
项目二 汽车波形检测与分析
四、温度传感器
项目二 汽车波形检测与分析
四、温度传感器
项目二 汽车波形检测与分析
➢ 怠速时的电压约为1V； ➢ 油门全开时应超过4V
项目二 汽车波形检测与分析
2、热丝式空气流量计波形
项目二 汽车波形检测与分析
2、热丝式空气流量计波形
项目二 汽车波形检测与分析
2、热丝式空气流量计波形
输出波形电压： ➢ 怠速时的电压约为2V； ➢ 油门全开时应超过4V； ➢ 全减速时输出电压比怠 速时的电压稍低
电力电子电路常见波形及分析
电力电子电路常见波形及分析电力电子电路的功率输出级是在大信号条件下工作的电路，由于工作电压高、传输电流大，在电路的设计中经常需要对电路的各部分进行电压、电流和功率等参数的计算或估算，这种计算或估算甚至要细化到每一个元件。
电路参数的计算或估算可使设计者清楚地了解功率输出级各个部分的详细情况，这对于整个电路的设计和器件的选择是非常重要的。
计算电路参数的作用可大致归结为以下几点：(1)电路输出功率的分析。
电力电子电路的作用就是驱动大功率的负载，因此，电路输出的电压和电流能否满足负载的功率要求，是设计中首先必须考虑的问题。
(2)功率器件自身功耗的分析：电力电子电路中，功率器件工作在高电压、大电流的条件下，器件的功耗往往也会比较大，故在电路设计中，分析器件自身将承受的电压、电流和器件可能产生的功耗是合理选择功率器件和有效使用功率器件的重要前提。
(3)电路供电电源容量的确定。
电力电子电路常常要采用多组电源，分别为控制级、驱动级和功率输出级电路供电。
控制级电路属于小电力电子电路，因此其电源功耗很小。
驱动级电路在功率输出器件处于稳态时，电源功耗也很小，但在驱动功率器件动作的瞬间，其电流常会达到几安数量级，要根据驱动电路的具体参数设计此部分的电源容量。
功率输出级电路的供电方式有两种，一种是以稳压电源供电，故供电电源的容量应大于输出功率和功率器件自身功耗的总和；另一种是以电力线路的交流电源直接供电，此时也应根据输出功率和功率器件自身功耗考虑电力线路的容量和电力变压器的容量。
(4)印刷线路板布线形式的重要参考。
电力电子电路的功率输出级采用大信号方式工作，其导线上电压高、电流大，并且在电路状态发生切换时，流过大信号的导线会产生很大的电磁干扰。
因此，电力电子电路的印刷线路板布线时，要清楚每条导线的电流、电压值以及电磁干扰情况，并依据这些数据合理进行布线。
合理布线的基本要求是：将电流大的导线设置成较大的宽度，以保证导线的可靠性；使低电压导线尽量远离高电压导线，避免出现“打火”现象；将电磁干扰比较大的导线与易受干扰的小信号电路部分尽量在空间上隔离开，并避免大信号导线与小信号导线的平行摆放，以减少强信号部分对弱信号部分的干扰。
大众舒适CAN波形分析课件
•2)取消了共
同的中压。
在隐性状态
(静电平)时,
CAN-H线上
的电压约为
0V；在显性
状态时,
CAN-H线上 的电压约为
图6-4 舒适/信息CAN总线上的信号电压变化
3.6V。对于
.
11
CAN-L信号,
3.舒适/信息CAN总线的CAN收发器
图6-5 舒适/信息CAN总线的收发器
.
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4.单线工作模式
图6-6 单线工作模式信号(DSO)
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13
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18
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19
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20
1.动力CAN总线的主要联网单元
动力CAN总线的主要联网单元有 发动机电控单元、ABS电控单元、 ESP电控单元、自动变速器电控单元、 （防撞式车身和安全气囊防护系统）SRS电控单 元和组合仪表电控单元。
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1
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2
.
3
2.动力CAN总线上的信号电压变化
1)隐性状态。
CAN-H线和CAN-L线有相同的预设值, 该值约 为2.5V, 称为静电平, 也称为静止状态, 连接的所 有电控单元均可修改它。 2)显性状态。
.
9
2.舒适/信息CAN总线上的信号电压变化
•1)使用独立的发送器(功率放大器), 使CAN-H线 和CAN-L线彼此无关。与动力CAN总线不同, 舒 适/信息CAN总线的CAN-H线和CAN-L线不是 通过电阻相连, 即CAN-H线和CAN-L线不再相 互影响, 而是彼此独立作为电压源工作。
.
10
.
4
图6-1 动力CAN总线上的信号电压变化
浅谈利用汽车氧传感器波形信分析发动机故障
浅谈利用汽车氧传感器波形信分析发动机故障利用汽车氧传感器波形信号分析发动机故障是一种有效的方法，可以帮助车主和技术人员找出发动机故障的原因并及时进行修复。
下面我将从氧传感器的作用和原理、氧传感器波形信号的分析方法以及利用波形信号分析发动机故障的案例来进行详细的浅谈。
首先，我们需要了解氧传感器的作用和原理。
汽车氧传感器是一种用于检测发动机尾气中氧气含量的传感器。
它通过测量进入和离开催化器的气流中氧气的浓度差异，来判断发动机燃烧的富氧还是贫氧，并将结果反馈给发动机控制单元(ECU)。
ECU根据氧传感器的反馈信号来调整燃油喷射的时机和量，以确保发动机工作在最佳状态下。
其次，我们需要了解如何分析氧传感器波形信号。
正常工作的氧传感器波形信号应该是一个呈现周期性变化的波形，这个变化规律与氧气浓度和燃油燃烧产生的氧含量有关。
一般来说，氧气浓度高时传感器输出的电压较低，而氧气浓度低时传感器输出的电压较高。
通过对氧传感器波形信号的分析，我们可以判断出发动机是否存在富氧或贫氧的问题。
当氧传感器波形信号周期和振幅变化较小，且始终维持在比较低的水平时，可能表示发动机存在富氧问题。
当氧传感器波形信号周期和振幅变化较大，且始终维持在比较高的水平时，可能表示发动机存在贫氧问题。
此外，还可以通过波形信号的快速反应能力来判断发动机的工作状况，正常的氧传感器应具有较短的反应时间。
最后，我将举一个利用汽车氧传感器波形信号分析发动机故障的案例。
在车辆使用过程中，发动机出现了抖动和怠速不稳定的症状。
技术人员通过检测氧传感器波形信号发现，波形波动较大，且在怠速时出现异常的周期性变化。
通过进一步的分析，技术人员发现燃油喷射量过大，导致了燃烧不稳定和氧含量异常。
最终，技术人员对燃油喷射系统进行调整，解决了发动机抖动和怠速不稳定的问题。
总结起来，利用汽车氧传感器波形信号分析发动机故障是一种简单而有效的方法。
通过对波形信号的变化进行分析，可以帮助车主和技术人员找出发动机故障的原因，并及时采取措施进行修复。
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电控汽车波形分析
——电子信号分析
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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
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波形分析在电控汽车故障检测诊断中的应用
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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。
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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。
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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
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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
判定依据幅值频率形状脉冲宽度阵列直流信号※
交流信号※※※
频率调制※※※
信号
脉宽调制※※※※
信号
串行数据※※※※※(多路)信号
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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。
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)。
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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故障检测仪去读取信息。
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波形界面识别
单
通
道
波
形
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双通道波形
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波形数据的识别
氧
传
感
器
波
形
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爆震传感器信号
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喷油器控制信号
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初级点火波形
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次级点火波形
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