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@
第14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
•
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。
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电控汽车波形分析
——电子信号分析
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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
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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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