汽车波形分析-完整版
现在汽车电子控制系统波形分析教程手册：第三章汽车上常见的波形
第三章汽车上常见的波形
汽车在进入电子电脑化时代之后，车用电脑成了处理各个电路系统的主角。车用电脑（ECM、ECU、PCM、CPU）事实上也是一种电子元件，它接收5种不同类型的电压信号。
第一节常见信号种类
一、直流电压（DCV）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、废气再循环压力温度和位置。翼板式或热丝式空气流量计、真空和节气门开关，以及通用汽车，克莱斯勒汽车和亚洲汽车的进气压力传感器。
二、交流电压（ACV）车速传感器(VSS)、防滑制动轮速传感器、磁电式曲轴转角(CKP)和凸轮轴传感器(CMP)、从模拟压力传感器(MAP)信号得到的真空平衡波形、爆震传感器(KS)
三、频率（Hz）数字式空气流量计、福特数字进气压力传感器、光电式车速传感器(VSS)、霍尔式车速传感器(VSS)、光电式凸轮轴(CAM)和曲轴转角传感器(CKP)、霍尔式车速传感器、霍尔式凸轮轴和曲轴转角传感器。
四、脉宽信号点火信号初极、点火信号正时电路、废气再循环控制、净化、涡轮增压和其他控制电磁阀、喷油器、怠速控制马达和电磁阀。
五、串行数据（多路）信号电脑控制模块之间的传递信号。
ECM接受来自各种不同传感器的输入信号，经过转换处理、储存、计算比对之后，再转换输出至各个作动器去动作。
根据汽车电子信号的五大类（直流、交流、频率、脉宽调制和串行数据信号），对应得出五个“判定要素”。
幅值------在一定点上的即时电压；
频率------在两个事件或循环之间的时间，一般指每秒的循环数(HZ)；
脉冲宽度--所占的时间或占空比；
电控汽车波形分析——电子信号分析
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。
• 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故障检测仪 去读取信息。
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。
汽车点火系统波形分析
汽车点火系统波形分析
现代汽车使用了大量的电子操纵系统,以往常规的检测方式已无法习惯现代汽车的要求。特别是在直接点火系统的检查中,常规的断缸测试已经无法精确推断系统是否正常,而示波器由于其具有实时性、不间断性、直观性,越来越得到广泛的应用。
由于点火次级波形受到各类不一致的发动机、燃油系统与点火条件的影响,因此示波器能够有效地检测出发动机机械部件与燃油系统部件与点火系统部件的故障。而且一个波形的不一致部分还能够分别指明在汽缸中的哪个部件或者哪个系统有故障。点火次级单缸波形测试要紧用途有:
1.分析单缸的点火闭合角(点火线圈充电时间分析);
2.分析点火线圈与次级高压电路性能(燃烧线或者点火击穿电压分析);
3.检查单缸混合气空燃比是否正常(燃烧线分析);
4.分析电容性能(白金或者点火系统分析);
5.查出造成汽缸断火的原因(燃烧线分析,如污染或者破裂的火花塞)。
分电器点火次级标准波形如图1所示。通过观察该波形,能够得到击穿电压、燃烧电压、燃烧时间与点火闭合角等信息。
由于点火次级波形受到发动机、燃油系统与点火条件的影响,因此它对检测发动机机械部分与燃油系统部件及点火系统有关部件的故障非常有用。同时每个点火波形的不一致部分还能分别说明其相应汽缸点火系统的相应部件与系统的故障。对应于每一部分,能够通过参照波形图的指示点及观看波形特定段相应的变化来判定。
一、分电器点火次级波形分析
1.充磁开始:点火线圈在开始充电时,应保持相对一致的波形下降沿,这说明各缸闭合角相同而且点火正时准确。
2.点火线:观察击穿电压高度的一致性,假如击穿电压太高(甚至超过了示波器的显示屏),说明在点火次级电压电路中电阻值过高(如断路或者损坏的火花塞、高压线或者是火花塞间隙过大);假如击穿电压太低,说明点火次级电路电阻低于正常值(污浊与破裂的火花塞或者漏电的高压线等)。
点火波形分析——初级点火波形分析
2.波形分析
当电流开始流入点 火初级线圈时，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)。
大多数新式点火初级电路 会先提供5~6A电流给点火 线圈，当到达允许最大电 流时 (5~6A)，点火模块中 的限流电路 (恒流控制)就 开始起作用。从而使得波 形顶部变平，并且在点火 初级线圈的“导通时 间”(或闭合角)内电流波形 的顶部一直应保持平直。 而当点火模块关断电流时， 电流波形几乎是垂直下降， 直到0A以上过程在每一个 点火循环中应重复出现。
2.波形分析
确认各缸幅值、频 率、形状和脉冲宽 度等判定性尺度的 一致性. 观察相应特定部件 的波形部分的问题， 核实初级点火闭合 角是否在厂家资料 规定的范围以内。
总体来说，应该密切注意当发动机负荷和转速变化时闭合角(脉冲宽 度)的变化情况。同样用动态峰值检测显示方式检测初级点火闭合角 波形对发现各缸点火过程中的间歇性故障也非常有效。
二、点火初级线圈电流波形
当怀疑点火线圈短路或点火模块开关晶体 管(或白金)有故障。还可以用以下几种方 法进行诊断： 第一，制造厂家的维修规范可提供初级点 火线圈的电阻范围，这是对初级点火线圈 的静态测量； 第二，对初级点火线圈进行更精确的动态 测量，包括在工作状态下用分析电流波形 的方法测试电流值(安培)；
点火波形分析
点火波形分析(总9页)
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3．点火波形分析
无论是传统点火系统还是电子点火系统或计算机控制的点火系统，都是由点火线圈通过互感作用把低压电转变为高压电，通过火花塞跳火点燃混合气做功的。点火系统低压、高压的变化过程是有规律的，它可通过其点火波形予以反映。点火系统正常工作时的点火线圈初、次级的电压波形，称为标准点火波形，它是点火系统的诊断标准。
(1)传统点火波形图3-17所示是传统点火系统单缸初、次级电压标准波形。图中张开时间是初级线圈断电时间，它对应于次级线圈的点火、放电及振荡阶段；闭合时间是初级线圈通电时间，它对应于点火线圈的储能阶段，这两个阶段组成了一个完整的点火循环。图中波形反映了从断电器触点张开、闭合、再张开的整个点火过程中，初、次级电压随时间变化的规律。
1)初级电压波形。图3-17a是单缸初级电压标准波形。当断电器触点张开时，初级电压迅速提高（约为100~300V），从而导致次级电压急剧上升击穿火花塞间隙。当火花塞两极火花放电时，由于初、次级间的变压器效应，初级电压下降且出现高频振荡。火花放电完毕后，由于点火线圈和电容器中残余能量的释放，又出现低频振荡波，其波幅迅速衰减直至初级电压趋向于蓄电池电压。当断电器触点闭合后，初级电压几乎为零，成一直线一直延续
到触点的下一次张开。当下一缸点火时，点火循环又将复现。示波器上张开时间、闭合时问，通常用毫秒(ms)表示，也可用分电器凸轮轴转角表示，此时其张开时间、闭合时间则分别用张开角和闭合角表示。
点火波形分析初级点火波形分析
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(分电器闭合 角)波形初级
2.波形分析
确认各缸幅值、频 率、形状和脉冲宽 度等判定性尺度的 一致性.
观察相应特定部件 的波形部分的问题， 核实初级点火闭合 角是否在厂家资料 规定的范围以内。
总体来说，应该密切注意当发动机负荷和转速变化时闭合角(脉冲宽 度)的变化情况。同样用动态峰值检测显示方式检测初级点火闭合角
波形对发现各缸点火过程中的间歇性故障也非Байду номын сангаас有效。
由于点火初级和次级线圈的互感作用，在 次级发生跳火会反馈给初级电路，因此初 级点火波形就显得非常有用。
初级点火闭合角测试主要用来:
分析单缸的点火闭合角(点火线圈充电时间)；
确定平均闭合角的度数或毫秒数；
分析点火线圈和初级电路性能(从点火高压线)；
分析电容性能(白金或点火系统)。 这个试验能提供关于发动机控制电脑(或白金) 的闭合角控制和精确度等方面的很有用的资料， 如果有必要，甚至在行驶条件也可以做。
任何一缸与其它各缸击穿 电压峰值高度的偏差都意 味着可能有故障存在。
汽车总线-CAN波形测量分析
CAN波形测量分析
1 查询资料理解CAN-H/CAN-L在车载网络的故障形式，理解检测计划的作用、触发的定义。
2 A/B组各出两套方案，实车检测CAN信号波形及终端电阻，方案包括：节点、易不易拆装、有无适配器；测量必须使用ISID、IMIB、MFK1、MFK2，万用表只作验证。
（1）CAN-H对负极或对地短路
（2）CAN-H对正极短路
（3）CAN-L对负极或对地短路
(4) CAN-L对正极短路
检测计划的作用：
根据系统与维修人员的交互，能够对故障作出推断。
一是可以提高全球宝马车辆诊断的效率，提高客户满意度。
^
二是宝马技术更新快，培训跟不上，利用检测计划可以弥补维修人员诊断能力的不足。
1)故障代码存储器
2)故障症状
3)服务功能
触发：我们要在示波器的屏幕上观察到稳定的波形，必要的条件是示波器的扫描信号要与被观察的信号保持同步关系。为了使扫描信号与被测信号同步，我们可以设定一些条件，将被测信号不断地与这些条件相比较，只有当被测信号满足这些条件时才启动扫描，从而使得扫描的频率与被测信号相同或存在整数倍的关系，也就是同步。这种技术我们就称为“触发”，而这些条件我们称其为“触发条件” 。用作触发条件的形式很多，最常用最基本的就是“边沿触发”，即将被测信号的变化(即信号上升或下降的边沿) 与某一电平相比较，当信号的变化以某种选定的方式达到这一电平时，产生一个触发信号，启动一次扫描。
测试方案书
测量内容：318i K-CAN波形
准备工作：FRM模块
*
功能：（1）控制外部照明和车内照明灯
（2）控制外后视镜（后视镜调节、翻折、记忆功能、后
汽车波形分析
4
次级(secondary)点火波形
1、断电器触点打开时刻
2
2、点火峰值:
是点火之前我们所见的最高电压，它的高度受到许多因素影响。 例如：火花塞间隙、汽缸压力、混和气浓度、点火系工作情况等。 3、燃烧电压: (0.5—5.0 kV) 维持电火花穿越火花塞两个电极所需的电压。它所维持的时间叫燃 烧时间 (图中a段 0.4—2.4 ms)。 4、击穿电压: (4.0—17.0 kV)
1
b
指电火花穿越火花塞两个电极所需要的电压。
c
5、火花线 当峰值电压能击穿火花塞间隙时，火花塞便跳火，会出现一个保持电 压的跳火电压， ，出现一个水平线，火花线。
火花保持期
衰减过程
断电器闭合期
FSA560
MOT系列
KTS系列
RBCT/SAE ZJH
Nov-02
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次级点火波形分析(1)
1、点火电压过高
a. 火花塞间隙过大; b. 混合气过稀; c. 点火时间过早; d. 高压线电阻过大。
电控汽车波形分析——氧传感器波形分析.ppt
• 如果在关闭丙烷开关之前，发动机怠速运转时间 (即混合气达到过浓状态的时间)超过25 s，则可 能是氧传感器的温度太低，这不仅会使信号电压 的幅值过低而且还会使输出信号下降的时间延长， 造成氧传感器不合格的假象。
• 因此，在检测前应将氧传感器充分预热(即让发 动机在2 500 r/min下运转2 min～3 min)。
Hz(2 500 r/min时)， 如图所示。
典
型
单氧 点传 式感 燃器 油的 喷信 射号 系电 统压
波
形
②多点式燃油喷射(MFI)系统氧传感 器信号电压波形
• 多点式燃油喷射系统由于大大改变了电子 与机械部分设计，因而性能超过节气门体 （单点式）燃油喷射系统。
• 该系统的进气通道明显缩短，从节气门体 燃油喷射系统的喷油器到进气门的距离没 有了，氧传感器信号电压变化的频率为0.2 Hz(怠速时)～5 Hz (2 500 r/min时)，如 图所示。
• 3.定住屏幕上 的波形(图)，
• 接着就可根据 氧传感器的最 高、最低信号 电压值和信号 的响应时间来 判断氧传感器 的好坏。
• 在信号电压波 形中，上升的 部分是急加速 造成的，下降 的部分是急减 速造成的。
急加速法测试时氧传感器 的信号电压波形
氧化钛型氧传感器
现在汽车电子控制系统波形分析教程手册：第八章初级点火波形分析
第八章初级点火波形分析
第一节初级点火波形的作用及分类
初极点火波形是次级的感应波形，它的波形可反映点火线圈的好坏，及初级电容、白金或点火器的好坏。
通过电压变化波形，可以看到点火线圈的初级电流的导通时间，及导通时的电路压降，发现点火线圈，点火器的损坏及电路短路、断路、接触不良等故障
一、初级点火波形的分类
根据点火系统的组成可以分为常规点火系统和电子点火系统两类。从波形的显示方式来区分，可以分为单缸点火初级波形和多缸平列及并列波形。
（一）单缸点火初级波形（常规点火系统）
常规点火系统的单缸初级波形，在燃烧电压出现部分一般有大量的杂波产生。见图8-1中箭头所示。通过观察单缸点火初级波形，可以对单一气缸的初级电路进行分析。
图8-1 常规点火波形
见图8-2，为使用博世FSA740发动机综合分析仪对初级点火系统进行全面测试得到的波形。测试车辆为长安面包（化油器型）
（二）单缸点火初级波形（电子点火）
相对于常规点火，电子点火系统的初级波形，触点闭合部分、以及燃烧线比较干净。见图8-3电子点火初级波形。通过观察单缸点火初级波形，可以对单一气缸的初级电路进行分析。
（三）初级点火（平列波）
图8-2 初级波形
图8-3 电子点火初级波形
在屏幕上从左至右按点火次序将各缸点火波形首尾相连排成一字形，称为多缸平列波。见图8-4。
让发动机怠速运转、急加速或路试汽车，使行驶性能或点火不良等故障现象再现。并确认各缸信号的幅值、频率、形状和脉冲宽度等判定性尺度是否一致。
图8-4 多缸平列波形
（四）初级点火（并列波）
在屏幕上从上到下按点火次序将各缸点火波形之首对齐并分别放置，称为多缸并列波。如图8-5。在并列波形图中，可以看到各缸并列波的全貌，便于分析各缸闭合角和开启角及各缸火花塞的工作状态。从初级并列波上也很容易地测出各缸间的重叠角。对于传统点火系统，发动机触点闭合角的标准值为：四缸发动机：40°—45°；六缸发动机：38°—42°；八缸发动机：29°—32°。
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。
取相应的维修措施。
电控汽车波形分析
04
案例
案例一：某品牌轿车发动机控制波形分析
要点一
总结词
要点二
详细描述
通过发动机控制波形分析，了解发动机的工作状态和性能 表现。
该案例选取了一款市面上的某品牌轿车，对其发动机控制 波形进行了采集和分析。通过波形图，可以清晰地看到发 动机的点火、喷油、进气等控制信号的实时变化，以及这 些信号与发动机转速、负载等参数的关系。通过分析这些 波形，可以评估发动机的性能表现，如燃油经济性、动力 性等，并诊断可能存在的故障。
电控汽车波形分析
03
实践
发动机控制波形分析
发动机控制波形分析是电控汽车波形分析的重要环节，通过对发动机控制波形进行 分析，可以了解发动机的工作状态和性能表现。
发动机控制波形包括点火波形、喷油波形、进气波形等，通过对这些波形的分析， 可以判断出发动机的点火、喷油、进气等系统的运行状况。
《汽车波形分析》
幅值：某一点的电压
频率
汽车 波形分析
HeJun
形状
脉冲宽度
汽车 波形分析
HeJun
陈列：重复的周期
汽车 波形分析
HeJun
电子信号的判断依据
判断依据
信号类型 幅 度 频率 外形 脉冲宽 度 阵列
直
交
流
流
√
√ √ √
频率调制
脉宽调制 串行数据/陈 列
√
√ √
√
√ √
√
√ √ √ √ √
汽车专用示波器
示波器功用与特点 基本概念 汽车电压信号 汽车电子信号的判定依据 主要波形特征 示波器主要产品 红盒子2号MT2400使用 金德K8示波使用
汽车 波形分析
HeJun
示波器功用与特点
① ② ③
观察波形排除故障 查找间歇性故障 查处故障码所指出的电路故障 专用示波器特点
汽车 波形分析
HeJun
汽车电子检测设备及其使用（讨论）
汽车万用表 解码器 示波器 发动机分析仪 汽车综合分析仪 四轮定位仪
汽车 波形分析
HeJun
汽车波形分析概论（讨论）
一、波形的本质 二、波形度量 三、波形分析的优势
四、波形分析在实际应用中的现状
汽车 波形分析
汽车维修故障波形分析
广州虹科电子科技有限公司
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示波器论坛：www.qichebo.com
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汽车电子信号与基本波形分析
高级驾驶辅助系统（ADAS）的发展
总结词
随着自动驾驶技术的不断进步，高级驾驶辅助系统（ADAS）在汽车中的应用越来越广 泛，为汽车的安全性和舒适性提供了有力保障。
详细描述
ADAS通过集成多种传感器和算法，实现了对车辆周围环境的实时感知和判断，从而为 驾驶员提供预警、控制和协助驾驶等功能。随着图像识别、雷达和激光雷达等技术的进
自动变速器控制
自动变速器控制单元根据车速、发动 机转速和节气门位置等信号来控制换 挡时刻和液力变矩器的锁止离合器。
通过分析自动变速器控制信号的波形， 可以诊断变速器故障和评估换挡平顺 性。例如，如果换挡时间过长或过短， 可以通过调整控制参数来优化换挡性 能。
防抱死制动系统（ABS）
ABS通过轮速传感器检测车轮转速，当检测到车轮抱死时，控制制动器进行减压 和保压，以保持车轮滚动而不抱死。
新能源汽车的电子信号问题
总结词
随着新能源汽车市场的不断扩大，相关的电 子信号问题也日益突出，需要引起重视和解 决。
详细描述
新能源汽车的电池管理、电机控制和能量回 收等功能都需要通过电子信号来实现。然而 ，由于新能源汽车的电路更加复杂，因此也 更容易出现信号干扰、电磁兼容性和电气安 全等问题。为了确保新能源汽车的安全性和 可靠性，需要加强相关电子信号的检测、分 析和处理，同时采取有效的电磁屏蔽和防护
常见故障波形识别
5电控汽车波形分析——喷油器波形分析
PNP型喷油器波形检测、分析 PNP型喷油器波形检测、 型喷油器波形检测
• PNP型喷油器是由在发动机ECU中操作它们 的开关三极管的型式而得名的，一个PNP 喷油驱动器的三极管有两个正极管脚和一 个负极管脚。 • PNP的驱动器与其他系统驱动器的区别就 在于它的喷油器的脉冲电源端接在负极上。 • PNP型喷油驱动器的脉冲电源连接到一个 已经接地的喷油器上去开关喷油器。 • 几乎所有的喷油驱动器都是NPN型的三极 管开关。
喷油器起动波形
①对于除PNP型喷油器外的所有电路
• 波形测试设备显示一条0V直线 • 如果波形测试设备显示一条0V直线,首先应确认: • 波形测试设备和喷油器连接是否良好; • 必要的零件(分电器轴、曲轴和凸轮轴等)是运转 的; • 用波形测试设备检查喷油器供电电源电路以及发 动机ECU的电源和接地电路，如果喷油器上没有 电源电压，检查其他电磁阀(EGR阀和EEC控制阀 等)电源电压。
峰值保持（电流控制型，TBI）喷油 峰值保持（电流控制型，TBI） 器波形分析
• 峰值保持型喷油器主要应用在节气门体(TBI) 燃油喷射系统 • 但有少数几种多点喷射(MFI)系统，像通用的 2.3L QUAD-4发动机系列、土星1.9L和五十铃 1.6L发动机亦采用峰值保持型喷油器。 • 安装在发动机ECU中的峰值保持喷油驱动器 被设计成允许大约4A的电流供给喷油器线圈， 然后减少电流至约1A以下。 • 峰值保持型喷油器波形测试方法同饱和开关 型(PFI/SFI)喷油器的波形测试方法。