博世汽车电子信号的检测与分析
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模块三 汽车电子信号检测与分析
概述
随着汽车电气与电子技术的飞速发展，越来越多的车辆采用电子控制技术替代 机械式的控制方式。目前大多数车辆都采用微机控制来控制发动机的工作，该系 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。
任务3.2 汽车示波器的运用
2）工作原理 汽车专用示波器是由传感器、电控系统和显示器等组成的。 如图所示，
为WFJ–1型发动机综合测试仪的原理方框图。由图可知，各种传感器从发 动机采集的信号经过处理放大送往主机，主机为一台微型计算机，它在相 应软件的支持下，完成各种性能参数的测量、分析与故障判断，其结果由 存储器存储，并送往显示器，由荧光屏或数码显示管显示，亦可打印输出。 荧光屏上显示的是一条信号电压随时间变化的波形曲线。
因此，为适应现代车辆维修的发展，学习汽车电子信号的检测与分析是非常 必要的。而在对汽车电子信号进行检测与分析时，我们需要采用汽车示波器来采 集并显示波形。因此，除了具备汽车电子信号知识之外，我们还需要了解汽车示 波器的结构以及熟悉掌握示波器的运用，才能让我们可以快速、准确的进行汽车 电子信号的检测与分析。
直流信号
直流信号是一种模拟信号，如图所示。在汽车发动机电子控制系统 中产生直流（DC）信号的传感器或电源装置有：蓄电池电压或电控单 元（ECU）输出的传感器参考电压。
交流信号
交流信号是一种模拟信号，如图所示。
频率调制信号
频率调制信号属于数字信号，如图所示。所谓的频率调制指的是该 信号在正常变化时，只有频率会发生改变而幅值等参数的大小则不会 变化。
任务3.1 汽车电子信号识别
1）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，如图所示。
任务3.1 汽车电子信号识别
2）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，如图所示。
任务3.1 汽车电子信号识别
2.信号判定依据 任何一个汽车发动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个可度量的参数指标。 在发动机控制模块中，通过分辨上述指标来识别各个传感器提供
的各种信息并依据这些指标来发出各种命令，指挥不同的执行器动 作，即发动机电子控制系统电子信号的5种判定依据。
任务3.2 汽车示波器的运用
二、汽车示波器的使用
1.示波器用语 1）触发电平：示波器显示时的起始电压值； 2）触发源：示波器的触发通道【通道（CH1）、通道（CH2）和外
触发通道（EXT）】； 3）触发沿：示波器显示时的波形上升沿或者下降沿； 4）电压比例：每格垂直高度代表的电压值； 5）时基：每格水平长度代表的时间值； 6）直流耦合：测量交流和直流信号；
7）交流耦合：只能通过信号的交流成分，滤掉了直流成分（电容用来 过滤直流电压）
8）接地耦合：确认示波器显示的0V电压位置； 9）自动触发：如果没有手动设定，示波器就自动触发并显示信号波 形。
任务3.2 汽车示波器的运用
2．信号频率和时基选择 时基/频率表的用途是帮助根据信号频率来选择时基或判断显示波形的
任务3.2 汽车示波器的运用
2.结构及工作原理 1）结构 示波器一般由示波管、衰减和放大系统、扫描和整步系统及电源等
部分组成。为了适应各种测量的要求，示波器的电子线路是多种多样 而且很复杂的。如图所示，其荧光屏用来显示被测部位的电压波形； 波形控制旋钮可以调整波形的水平或垂直方向的位置及显示亮度，并 控制波形的同步。
任务3.1 汽车电子信号识别
3）形状 所谓电子信号的形状就是指电子信号的外形特征，即曲线的轮廓
和上升沿、下降沿等，如图所示。
任务3.1 汽车电子信号识别
4）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，
如图所示。
任务3.1 汽车电子信号识别
5）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，如图
所示。
任务3.1 汽车电子信号识别
6）电子信号与判定依据的关系，如表3-1所示。
表3-1 信号类型
幅值
电子信号的判定依据
判定依据
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ频率
形状 脉冲宽度
阵列
直流
●
交流
●
●
●
频率调制 ●
●
●
脉冲调制 ●
●
●
●
串行数据 ●
●
●
●
●
任务3.1 汽车电子信号识别
二、汽车波形识别
常用波形术语：幅值、频率、脉冲宽度以及占空比 ，如图所示：
脉宽调制信号
脉宽调制信号属于数字信号，如图所示。所谓的脉宽调制信号， 指的是该信号在正常变化时，只有脉冲宽度会发生改变而幅值、频 率等参数则不会变化。
串行数据（多路）信号
如图所示，串行数据信号通常用于数据传输。因此，若汽车发动 机电子控制系统具有故障自诊断功能和其他串行数据传输能力，则 可以产生串行数据信号。
频率。时基/频率表的使用方法：可以通过计算屏幕显示波形的循环次 数的方法用汽车示波器去判定信号频率。
3．波形显示设定 为了显示一个波形，必须对示波器做如下设定： 1）电压比例；2）时基； 3）触发电平；4）耦合方式（AC交流、DC 直流或GND接地）
任务3.2 汽车示波器的运用
4．注意事项 1）测试点火高压线时，必须使用专用的电容探头，不能将示波器探 头直接接入点火次级电路； 2）使用汽车示波器时，注意远离热源，例如排气管、催化器等，温 度过高会损坏仪器； 3）汽车示波器在测试时要注意测试线尽量离开风扇叶片、皮带等转 动部件，避免叶片绞切测试线； 4）测试时，确认发动机盖的液压支撑是好的，防止发动机盖自动下 降时伤及头部或者损坏汽车示波器；
任务3.2 汽车示波器的运用
2）测试步骤： 运用FSA740对空气流量计波形进行检测的步骤，如下图所示：
图3-17选择“FSA720/740/750”双击或按下F12
任务3.2 汽车示波器的运用
图3-18选择“继续”选项
任务3.2 汽车示波器的运用
图3-19选择“部件测试”选择项并继续
任务3.2 汽车示波器的运用
任务3.1 汽车电子信号识别
任务3.2 汽车示波器的运用
一、汽车示波器
示波器能够简便地显示各种电信号的波形，一切可以转化为电压的 电学量和非电学量及它们作周期性变化的过程都可以用示波器来观测， 示波器是一种用途十分广泛的测量仪器。
汽车示波器是用波形显示的方式表现电路参数的动态变化过程的专 业仪器，它能够对电路上的电参数进行连续式的图形显示，是用于分 析复杂电路上电信号波形变化的专业仪器。汽车示波器通常有两个或 者两个以上的测试通道，它可以同时对多路电信号进行同步显示，具 有高速动态和分析各信号间相互关系的优点。
任务3.2 汽车示波器的运用
1.汽车示波器的类型 按工作原理来分，汽车示波器可以分为磁电式和阴极射线式，前者
由类似达松伐耳电流计的机构驱动笔画在匀速旋转的圆筒上做垂直运 动画出波形曲线，而阴极射线式示波器则是利用锐聚焦的电子束在荧 光屏上显示出两个或者更多变量之间的光系；按显示器的形式，示波 器可以分为示波管显示式和液晶显示式；按结构形式不同又分为台式 和便携式，台式示波器采用交、直流两种电源，微机控制，其功能齐 全，显示清楚。便携式示波器以干电池为电源，多用液晶显示器，兼 有示波器与数字万用表的功能。
模块三 汽车电子信号检测与分析
汽车电子信号的检测与分析
1.汽车电子信号的识别
2.汽车示波器的运用
一、汽车电子信号
1.汽车电子信号类型 汽车电子信号基本可以分为模拟信号和数字信号两种。在现代汽车
系统中存在五种基本类型的电子信号，也就是我们通常所说的“五要 素。
“五要素”被看成是车辆控制系统中各个传感器，ECU和执行器之 间相互通信的基本语言，就像英语的字母，它们都有不同的“发音”。 由于“五要素”中各自有不同特点，就可以用于不同的通信目的与用 途。
点火传感器
电压传感器
显示器
电流传感器 喷油传感器
信号放大
主机
数码显示
振动传感器
键盘
打印输出
温度传感器
任务3.2 汽车示波器的运用
如图所示为示波管的工作原理示意图。这种阴极射线管由电子枪、偏转 板、荧光屏和玻璃外壳组成，电子枪将电子束射到荧光屏上产生一个光点。 示波管内的两组金属板：水平方向放置的两块板叫垂直偏转板；垂直方向 放置的是两块水平偏转板。从示波器电子电路中得到适当的电荷后，两组 偏转板内便形成电场，电子枪发射的电子束经过这些电场时，其方向就会 偏转。在水平偏转板的作用下，电子束在荧光屏上的亮点由屏幕的左端移 向右端，划成一条亮线，然后从右至左变暗回位。因其扫描的速度很快， 所以屏幕上能够看到的是一条光亮的直线。
图3-20 选择“负载传感器”选择项并继续
任务3.2 汽车示波器的运用
图3-21选择“空气流量计”选择项并继 续
任务3.2 汽车示波器的运用
图3-22进入检测界面；
任务3.2 汽车示波器的运用
任务工作页3-1：
型号：
工具：
车型：
发动机型号：
日期：
气缸数： 检测步骤
检测波形记录（加坐标图）
5）路试时，不要将汽车示波器放在仪表台上方，最好是拿在手中 测试
任务3.2 汽车示波器的运用
5.空气流量计波形测试 1）测试方法：
关闭所有附属电气设备，起动发动机，并使其怠速运转，怠速稳定 后，检查怠速输出信号电压并做加速与减速试验，观察相应的波形。 将发动机转速从怠速增加到节气门全开（加速过程中节气门以缓加速 打开）持续2s，不宜超速；再减速回到怠速状况，持续约2s；再急加 速至节气门全开，然后在回到怠速；定住波形，仔细观察空气流量计 波形
概述
随着汽车电气与电子技术的飞速发展，越来越多的车辆采用电子控制技术替代 机械式的控制方式。目前大多数车辆都采用微机控制来控制发动机的工作，该系 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。
任务3.2 汽车示波器的运用
2）工作原理 汽车专用示波器是由传感器、电控系统和显示器等组成的。 如图所示，
为WFJ–1型发动机综合测试仪的原理方框图。由图可知，各种传感器从发 动机采集的信号经过处理放大送往主机，主机为一台微型计算机，它在相 应软件的支持下，完成各种性能参数的测量、分析与故障判断，其结果由 存储器存储，并送往显示器，由荧光屏或数码显示管显示，亦可打印输出。 荧光屏上显示的是一条信号电压随时间变化的波形曲线。
因此，为适应现代车辆维修的发展，学习汽车电子信号的检测与分析是非常 必要的。而在对汽车电子信号进行检测与分析时，我们需要采用汽车示波器来采 集并显示波形。因此，除了具备汽车电子信号知识之外，我们还需要了解汽车示 波器的结构以及熟悉掌握示波器的运用，才能让我们可以快速、准确的进行汽车 电子信号的检测与分析。
直流信号
直流信号是一种模拟信号，如图所示。在汽车发动机电子控制系统 中产生直流（DC）信号的传感器或电源装置有：蓄电池电压或电控单 元（ECU）输出的传感器参考电压。
交流信号
交流信号是一种模拟信号，如图所示。
频率调制信号
频率调制信号属于数字信号，如图所示。所谓的频率调制指的是该 信号在正常变化时，只有频率会发生改变而幅值等参数的大小则不会 变化。
任务3.1 汽车电子信号识别
1）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，如图所示。
任务3.1 汽车电子信号识别
2）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，如图所示。
任务3.1 汽车电子信号识别
2.信号判定依据 任何一个汽车发动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个可度量的参数指标。 在发动机控制模块中，通过分辨上述指标来识别各个传感器提供
的各种信息并依据这些指标来发出各种命令，指挥不同的执行器动 作，即发动机电子控制系统电子信号的5种判定依据。
任务3.2 汽车示波器的运用
二、汽车示波器的使用
1.示波器用语 1）触发电平：示波器显示时的起始电压值； 2）触发源：示波器的触发通道【通道（CH1）、通道（CH2）和外
触发通道（EXT）】； 3）触发沿：示波器显示时的波形上升沿或者下降沿； 4）电压比例：每格垂直高度代表的电压值； 5）时基：每格水平长度代表的时间值； 6）直流耦合：测量交流和直流信号；
7）交流耦合：只能通过信号的交流成分，滤掉了直流成分（电容用来 过滤直流电压）
8）接地耦合：确认示波器显示的0V电压位置； 9）自动触发：如果没有手动设定，示波器就自动触发并显示信号波 形。
任务3.2 汽车示波器的运用
2．信号频率和时基选择 时基/频率表的用途是帮助根据信号频率来选择时基或判断显示波形的
任务3.2 汽车示波器的运用
2.结构及工作原理 1）结构 示波器一般由示波管、衰减和放大系统、扫描和整步系统及电源等
部分组成。为了适应各种测量的要求，示波器的电子线路是多种多样 而且很复杂的。如图所示，其荧光屏用来显示被测部位的电压波形； 波形控制旋钮可以调整波形的水平或垂直方向的位置及显示亮度，并 控制波形的同步。
任务3.1 汽车电子信号识别
3）形状 所谓电子信号的形状就是指电子信号的外形特征，即曲线的轮廓
和上升沿、下降沿等，如图所示。
任务3.1 汽车电子信号识别
4）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，
如图所示。
任务3.1 汽车电子信号识别
5）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，如图
所示。
任务3.1 汽车电子信号识别
6）电子信号与判定依据的关系，如表3-1所示。
表3-1 信号类型
幅值
电子信号的判定依据
判定依据
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ频率
形状 脉冲宽度
阵列
直流
●
交流
●
●
●
频率调制 ●
●
●
脉冲调制 ●
●
●
●
串行数据 ●
●
●
●
●
任务3.1 汽车电子信号识别
二、汽车波形识别
常用波形术语：幅值、频率、脉冲宽度以及占空比 ，如图所示：
脉宽调制信号
脉宽调制信号属于数字信号，如图所示。所谓的脉宽调制信号， 指的是该信号在正常变化时，只有脉冲宽度会发生改变而幅值、频 率等参数则不会变化。
串行数据（多路）信号
如图所示，串行数据信号通常用于数据传输。因此，若汽车发动 机电子控制系统具有故障自诊断功能和其他串行数据传输能力，则 可以产生串行数据信号。
频率。时基/频率表的使用方法：可以通过计算屏幕显示波形的循环次 数的方法用汽车示波器去判定信号频率。
3．波形显示设定 为了显示一个波形，必须对示波器做如下设定： 1）电压比例；2）时基； 3）触发电平；4）耦合方式（AC交流、DC 直流或GND接地）
任务3.2 汽车示波器的运用
4．注意事项 1）测试点火高压线时，必须使用专用的电容探头，不能将示波器探 头直接接入点火次级电路； 2）使用汽车示波器时，注意远离热源，例如排气管、催化器等，温 度过高会损坏仪器； 3）汽车示波器在测试时要注意测试线尽量离开风扇叶片、皮带等转 动部件，避免叶片绞切测试线； 4）测试时，确认发动机盖的液压支撑是好的，防止发动机盖自动下 降时伤及头部或者损坏汽车示波器；
任务3.2 汽车示波器的运用
2）测试步骤： 运用FSA740对空气流量计波形进行检测的步骤，如下图所示：
图3-17选择“FSA720/740/750”双击或按下F12
任务3.2 汽车示波器的运用
图3-18选择“继续”选项
任务3.2 汽车示波器的运用
图3-19选择“部件测试”选择项并继续
任务3.2 汽车示波器的运用
任务3.1 汽车电子信号识别
任务3.2 汽车示波器的运用
一、汽车示波器
示波器能够简便地显示各种电信号的波形，一切可以转化为电压的 电学量和非电学量及它们作周期性变化的过程都可以用示波器来观测， 示波器是一种用途十分广泛的测量仪器。
汽车示波器是用波形显示的方式表现电路参数的动态变化过程的专 业仪器，它能够对电路上的电参数进行连续式的图形显示，是用于分 析复杂电路上电信号波形变化的专业仪器。汽车示波器通常有两个或 者两个以上的测试通道，它可以同时对多路电信号进行同步显示，具 有高速动态和分析各信号间相互关系的优点。
任务3.2 汽车示波器的运用
1.汽车示波器的类型 按工作原理来分，汽车示波器可以分为磁电式和阴极射线式，前者
由类似达松伐耳电流计的机构驱动笔画在匀速旋转的圆筒上做垂直运 动画出波形曲线，而阴极射线式示波器则是利用锐聚焦的电子束在荧 光屏上显示出两个或者更多变量之间的光系；按显示器的形式，示波 器可以分为示波管显示式和液晶显示式；按结构形式不同又分为台式 和便携式，台式示波器采用交、直流两种电源，微机控制，其功能齐 全，显示清楚。便携式示波器以干电池为电源，多用液晶显示器，兼 有示波器与数字万用表的功能。
模块三 汽车电子信号检测与分析
汽车电子信号的检测与分析
1.汽车电子信号的识别
2.汽车示波器的运用
一、汽车电子信号
1.汽车电子信号类型 汽车电子信号基本可以分为模拟信号和数字信号两种。在现代汽车
系统中存在五种基本类型的电子信号，也就是我们通常所说的“五要 素。
“五要素”被看成是车辆控制系统中各个传感器，ECU和执行器之 间相互通信的基本语言，就像英语的字母，它们都有不同的“发音”。 由于“五要素”中各自有不同特点，就可以用于不同的通信目的与用 途。
点火传感器
电压传感器
显示器
电流传感器 喷油传感器
信号放大
主机
数码显示
振动传感器
键盘
打印输出
温度传感器
任务3.2 汽车示波器的运用
如图所示为示波管的工作原理示意图。这种阴极射线管由电子枪、偏转 板、荧光屏和玻璃外壳组成，电子枪将电子束射到荧光屏上产生一个光点。 示波管内的两组金属板：水平方向放置的两块板叫垂直偏转板；垂直方向 放置的是两块水平偏转板。从示波器电子电路中得到适当的电荷后，两组 偏转板内便形成电场，电子枪发射的电子束经过这些电场时，其方向就会 偏转。在水平偏转板的作用下，电子束在荧光屏上的亮点由屏幕的左端移 向右端，划成一条亮线，然后从右至左变暗回位。因其扫描的速度很快， 所以屏幕上能够看到的是一条光亮的直线。
图3-20 选择“负载传感器”选择项并继续
任务3.2 汽车示波器的运用
图3-21选择“空气流量计”选择项并继 续
任务3.2 汽车示波器的运用
图3-22进入检测界面；
任务3.2 汽车示波器的运用
任务工作页3-1：
型号：
工具：
车型：
发动机型号：
日期：
气缸数： 检测步骤
检测波形记录（加坐标图）
5）路试时，不要将汽车示波器放在仪表台上方，最好是拿在手中 测试
任务3.2 汽车示波器的运用
5.空气流量计波形测试 1）测试方法：
关闭所有附属电气设备，起动发动机，并使其怠速运转，怠速稳定 后，检查怠速输出信号电压并做加速与减速试验，观察相应的波形。 将发动机转速从怠速增加到节气门全开（加速过程中节气门以缓加速 打开）持续2s，不宜超速；再减速回到怠速状况，持续约2s；再急加 速至节气门全开，然后在回到怠速；定住波形，仔细观察空气流量计 波形