电控系统波形分析

• 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Байду номын сангаас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)。
爆震传感器信号
喷油器控制信号
初级点火波形
次级点火波形
次级点火波形
热线（热膜）式空气流量传感器 信号波形分析
• 波形检测方法
• 1. 连接好波形测试设备， 探针接信号输出端子，鳄 鱼夹搭铁。 • 2. 关闭所有附属电气设备、 起动发动机，并使其怠速 运转，当怠速稳定后，检 查怠速时输出信号电压 ( 图中左侧波形 ) 。做加速 和减速试验，应有类似图 热线式空气流量传感器信号 中的波形出现。
• 1、将测试线连接诊断仪和被测元件线路， 正极连接元件测试针脚，负极搭铁
• • • •
2、打开点火开关， 3、打开仪器电源开关 4、点击普通模式 5、点击示波分析仪
• 6、若是传感器元件测试点击传感器。如曲轴、凸 轮轴、爆震、氧、节气门传感器等
选择相应的界面
• 7、若是温度或进气系统元件测试点击压力/温度系 统。如温度、流量计、进气压力传感器等
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
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。
• 11、要会扑获波形，能移动波形置合适的位子。
• 12、能利用光标计算出幅值和周期（时间）。
半导体压敏电阻式进气 歧管绝对压力传感器信 号波形分析
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
线性输出型节气门位置传感器 信号波形分析
• 波形检测方法
• 1. 连接好波形测试设备， 探针接传感器信号输出端 子，鳄鱼夹搭铁。 • 2. 打开点火开关，发动机 不运转，慢慢地让节气门 从关闭位置到全开位置， 并重新返回至节气门关闭 位置。慢慢地反复这个过 程几次。这时波形应如图 线性输出型节气门位置 所示铺开在显示屏上。 传感器信号波形分析
实测波形
波形分析
• 半导体压敏电阻式进气歧 管绝对压力传感器信号波 形说明如图3-3-53所示。 • 从车型技术资料中查到各 种不同车型在不同真空度 下的输出电压值，将这些 参数与示波器显示的波形 进行比较。通常半导体压 敏电阻式进气歧管绝对压 力传感器的输出电压在怠 速时为1.25V，当节气门 全开时略低于5V，全减 速时接近OV。
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。
• 8、若是执行元件测试点击执行器。如碳罐电磁阀、 怠速控制阀、电机等
• 8、有的也可以通过通用示波器进行测试。如总线、 喷油器、次极点火波形等。
• 9、进入测试后要选择通道，如CAN有高低两线，要 调出通道一和通道二，传感器和执行元件只要选择一 个通道就可以了。
• 10、要学会调整幅值和周期，如电压是12V的可将 幅值调至5V或2V，并调整合适的周期，这样完整 的波形图才能正常显示。
• 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。
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
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。
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。
发动机起动后的氧传感器输 出的信号电压波形
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。
CAN-L与CAN-H波形
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。
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。
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。
②波形分析
• 活性炭罐清洗 电磁阀波形的 幅值、频率、 形状和脉冲宽 度等判定性尺 度都应在正确 的范围内，并 且应该有可重 复性 , 在活性炭 罐电磁阀参与 工作时应有信 号波形。
活性炭罐清洗电磁阀的波形
磁脉冲式曲轴位置传感器 信号波形分析
波形检测方法
连接波形测试设备, 起动发动机,怠速 运转,而后加速或 按照行驶性能发生 故障的需要驾驶等, 获得波形, 典型的 磁脉冲式曲轴位置 传感器信号波形如 典型的磁脉冲式曲轴位置 传感器信号波形 图所示。
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。
• 饱和开关型 (PFI/SFI)喷油器波 形及分析如图示 • 从进气管中加入丙 烷，使混合气变浓， 如果系统工作正常， 喷油器喷油持续时 间将缩短 • 这是由于排气管中 的氧传感器此时输 出高的电压信号给 发动机ECU，试图 对浓的混合气进行 修正的结果
饱和开关型(PFI/SFI) 喷油器波形及分析
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
波形分析
霍尔式曲轴位 置传感器信号 波形的分析如 图所示。
霍尔式曲轴位置传感器 信号波形的分析
朗逸车：发动机控制单元CAN-H与CAN-L针脚是31、32； ABS控制单元CAN-H与CAN-L是21、23；仪表系统CAN-H 与CAN-L是7、8；自动变速器CAN-H与CAN-L是46、34； J519CAN-H与CAN-L是17、18。