汽车信号波形分析.ppt

电控汽车波形分析 ——节气门位置传感器波形分析线性输出型节气门位置传感器线性输出型节气门位置传感器信号波形分析信号波形分析•波形检测方法波形检测方法•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所示铺开在显示屏上线性输出型节气门位置线性输出型节气门位置传感器信号波形分析传感器信号波形分析•波形波形•分析分析•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•有些车辆有两个节气门位置传感器一个用于发动机控制，另一个用于变速器控制•发动机节气门位置传感器传来的信号与变速器节气门位置传感器操作相对应•变速器节气门位置传感器在怠速运转时产生低于5V电压，在节气门全开时变到低于1V。

•特别应注意达到处的波形，这是传感器的碳膜容易损坏或断裂的部分•在传感器中磨损或断裂的碳膜不能向发动机ECU提供正确的节气门位置信息，所以发动机ECU不能为发动机计算正确的混合气命令，从而引起汽车驾驶性能问题• 如果波形异常，则更换线性输出型节气门位置传感器开关量输出型节气门位置传感器开关量输出型节气门位置传感器信号波形分析信号波形分析•开关量输出型节气门位置传感器的信号波形检测同线性输出型节气门位置传感器•它是由两个开关触点构成的一个旋转开关，一个常闭触点构成怠速开关，节气门处在怠速位置时，它位于闭合状态，将发动机ECU的怠速输入信号端接地搭铁，发动机ECU接到这个信号后，即可使发动机进入怠速控制，或者控制发动机“倒拖”状态时停止喷射燃油，另一个常开触点（构成全功率触点），节气门开度达到全负荷状态时，将发动机ECU的全负荷输入信号端接地搭铁，发动机ECU接到这个信号后，即可使发动机进入全负荷加浓控制状态波形分析波形分析开关量输出型节气门位置传感器的信号波形及其分析如图所示如果波形异常，则应更换开关量输出型节气门位置传感器开关量输出型节气门位置传感器的信号波形及其分析电控汽车波形分析 ——曲轴位置传感器波形分析洪钢磁脉冲式曲轴位置传感器磁脉冲式曲轴位置传感器信号波形分析信号波形分析波形检测方法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图所示。

典型的磁脉冲式曲轴位置传感器信号波形对于将发动机转速和凸轮轴位置传感器制成一体的具有两个信号输出端子的曲轴位置传感器可用双通道的波形检测设备同时进行检测其信号波形，其典型信号波形如图所示典型的双通道检测双通道检测磁脉冲式曲轴位置传感器信号波形波形分析•1.触发轮上相同的齿形应产生相同型式的连续脉冲，脉冲有一致的形状、幅值(峰对峰电压)并与曲轴（或凸轮）的转速成正比，输出信号的频率（基于触发的转动速度）及传感器磁极与触发轮间气隙对传感器信号的幅值影响极大•2.靠除去传感器触发轮上一个齿或两个相互靠近的的齿所产生的同步脉冲，可以确定上止点的信号这会引起输出信号频率的变化，而在齿数减少的情况下，幅值也会变化•3.各个最大（最小）峰值电压应相差不多，若某一个峰值电压低于其他的峰值电压，则应检查触发轮是否有缺角或弯曲 •4.波形的上下波动，不可能在0V电位的上下完美地对称，但大多数传感器的波形相当接近，磁脉冲式曲轴（或凸轮轴）位置传感器的幅值随转速的增加而增加，转速增加，波形高度相对增加•5.波形的幅值、频率和形状在确定的条件下(如相同转速)应是一致的、可重复的、有规律的和可预测的也就是说测得波形峰值的幅度应该足够高，两脉冲时间间隔(频率)应一致(除同步脉冲外)，形状一致并可预测。

•6.波形的频率应同发动机的转速同步变化，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，是触发轮上的齿轮数缺少或特殊齿经过传感器，任何其他改变脉冲间隔时间的波形出现都可能意味着传感器有故障•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•9.当故障出现在示波器上时，摇动线束可以进一步证明磁脉冲式曲轴位置传感器是不是故障的根本原因•10.在大多数情况下，如果传感器或电路有故障，波形检测设备上将完全没有信号，所以波形测试设备中间0V电压处是一条直线便是很重要的诊断资料•如果示波器显示在零电位时是一条直线，则说明传感器信号系统中有故障，那么应该在确定示波器到传感器的连接是正常的之后，进一步检查相关的零件(分电器轴、曲轴、凸轮轴)是否旋转、磁脉冲式曲轴位置传感器的空气间隙是否适当和传感器头有无故障。

•注意：也有可能是点火模块或发动机ECU中的传感器内部电路搭铁，此时可以用拔下传感器导线连接器后再用波形测试设备测试的方法来判断•11.图示为两种磁脉冲式曲轴位置传感器的故障波形•图A所示故障波形为齿槽中填有异物造成的•图B所示故障波形是传感器触发轮安装不当造成的•如果检测出的波形异常，应更换磁脉冲式曲轴位置传感器（含传感器头和触发轮）磁脉冲式曲轴位置传感器的故磁脉冲式曲轴位置传感器的故障波形举例障波形举例霍尔式曲轴位置传感器信号波形分析霍尔式曲轴位置传感器信号波形分析波形检测方法波形检测方法 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, 典型的霍尔式曲轴位置传感器信号波形如图所示霍尔式曲轴位置传感器信号波形霍尔式曲轴位置传感器信号波形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•1.波形频率应与发动机转速相对应，当同步脉冲出现时占空比才改变，能使占空比改变的唯一理由是不同宽度的转子叶片经过传感器除此之外脉冲之间的任何其他变化都意味着故障•2.查看波形形状的一致性、检查波形上下沿部分的拐角。

由于传感器供电电压不变，因此所有波峰的高度（幅值）均应相等•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•4.如果在波形检测设备上显示传感器电源电压处显示一条直线，则应：检查传感器接地电路的完整性;确认相关的零件(分电器、曲轴和凸轮轴等)都在转动;如果传感器的电源和接地良好，波形检测设备显示在传感器供给电源电压处一条直线，则很可能是传感器损坏•5.如果有脉冲信号存在，应确认从一个脉冲到另一个脉冲的幅度、频率和形状等判定性依据•数字脉冲的幅值必须足够高(通常在起动时等于传感器供给电压)，两个脉冲间的时间不变(同步脉冲除外)，并且形状是重复可预测的光电式曲轴位置传感器光电式曲轴位置传感器信号波形分析信号波形分析波形检测方法波形检测方法 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, 典型的光电式曲轴位置传感器信号波形如图所示。

典型的光电式曲轴位置传感器信号波形波形分析•1.波形的频率应随发动机转速的变化而变化，占空比在同步脉冲出现时才改变•能使占空比改变的唯一理由是转盘上不同宽度的孔通过传感器，而任何其他原因使占空比改变，都可能意味着故障•2.检查波形形状的一致性，看波形上下端的尖角，一些高频光电式分电器，波形的上角可能出现圆角•3.光电式传感器有一个弱点，它们对污物和油所产生的对通过转盘的光传输干扰问题非常敏感•光电式传感器的功能元件通常被密封得很好，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，这就可能引起不能起动、失速和断火•4.检查波形幅值的一致性，由于传感器供电电压不变，因此所有波形的高度均应相等•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•5.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是否良好;确认相关的零件(分电器、曲轴和凸轮轴等)都在转动;用波形检测设备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•6.如果在波形检测设备上显示传感器电源电压处显示一条直线，则应：检查传感器接地电路的完整性;确认相关的元件都在转动(分电器、曲轴、凸轮轴等);如果传感器的电源、接地良好，波形检测设备显示在传感器供给电源电压处一条直线，则很可能是传感器损坏。

•7.如果有脉冲信号存在，应确认从一个脉冲到另一个脉冲的幅度、频率和形状等判定性依据•数字脉冲的幅值必须足够高(通常在起动时等于传感器供给电压)，两个脉冲间的时间不变(同步脉冲除外)，并且形状是重复可预测的电控汽车波形分析 ——温度传感器波形分析洪钢温度传感器信号波形分析温度传感器信号波形分析•波形检测方法•冷却液温度传感器和进气温度传感器的检测方法和波形基本相同,下面以发动机冷却液温度传感器为例介绍波形检测方法和波形分析•连接好波形测试设备,起动发动机,然后在发动机暖机过程中观察温度传感器信号电压的下降情况•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•检查车型的规范手册以得到精确的电压范围，通常冷车时传感器的电压应在3V～5V(全冷态)之间，然后随着发动机运转减少至运行正常温度时的1V左右•直流信号的判定性度量是幅度•在任何给定温度下，好的传感器必须产生稳定的反馈信号。

•发动机冷却液温度传感器电路的开路将使电压波形出现向上的尖峰(到参考电压值)，发动机冷却液温度传感器电路的短路将产生向下尖峰（到接地值)•缩 短 时 基 轴 扫 描 速 度 至 200毫 秒 /分 度(200ms/D)或更短，对捕获在正常采集方式下快速和间歇性故障是有用的•克莱斯勒和通用生产的轿车在125℃时(约1.25V)串了一个1kΩ的电阻到电路中，可使得波形开始约处，形成一个向上的阶梯波形上跳至，然后继续下降至完全升温，电压约2V,这是正常的•如果波形检测出现任何异常，则应增加更换冷却液温度传感器电控汽车波形分析 ——爆震传感器波形分析洪钢爆震传感器波形分析•将爆震传感器的导线连接器断开，连接波形测试设备，打开点火开关，不起动发动机，•使用木槌敲击传感器附近的发动机气缸体以使传感器产生信号•在敲击发动机体之后，紧接着在波形测试设备上应显示有一振动，敲击越重，振动幅度就越大如图所示，爆震传感器的信号波形从一个脉冲至下一个脉冲的峰值电压会有些变化爆震传感器信号波形及分析•如果对爆震传感器进行随车检测（连接好波形测试设备，起动发动机，对发动机进行加载，获得信号波形），则可以看出波形的峰值电压(波峰高度或振幅)和频率(振动的次数)将随发动机负载和每分钟转速的增加而增加。

•如果发动机因点火过早(爆震)、燃烧温度不正常、废气再循环不正常流动等产生爆燃或敲击声，其幅度和频率也会增加•爆震传感器是极耐用的，最普通的爆震传感器失效的方式是该传感器根本不产生信号——这通常是因为被碰伤，这会造成传感器的物理损坏(在传感器内晶体断裂，这就使它不能使用)此时波形显示只是一条直线，应更换爆震传感器电控汽车波形分析 ——EGR阀位置传感器波形分析•在废气再循环阀打开时，废气再循环阀位置传感器(EVP传感器)发出一个与废气再循环阀开启成比例的信号给发动机ECU，发动机ECU能够将这个信号转变成废气再循环率•在起动、发动机暖机以及减速或怠速时，大多数发动机控制系统不能使废气再循环运行，在加速时废气再循环正确的控制以优化发动机转矩•废气再循环位置传感器是一个可变电阻(电位计),该电阻值指示废气再循环阀转轴的位置，它是一个重要的传感器，因为它的信号输入是发动机ECU计算废气再循环流量的依据•一个损坏的EVP传感器会造成喘车现象、发动机产生爆震、怠速不良和其他行驶性能故障，甚至检查维护（I/M）尾气测试也不正常•EVP传感器通常是一个三线传感器，一条是发动机ECU来的参考电源5V电压，另外一条是传感器的接地线，第三条是传感器给发动机ECU的信号输出线。

•通常EVP传感器在废气再循环阀关闭时产生1V以下的电压，在废气再循环阀打开时产生5V以下的电压波形检测方法•首先确认进气管到废气再循环阀和真空电磁阀的进出管道均完好无损且安装正常，并无泄漏•确认废气再循环阀的膜片能够正确的保持住真空度(可参看制造厂资料)•确认废气再循环进入和绕过发动机的通道是清洁的，且没有由于内部积碳造成堵塞(按照制造商给出的步骤执行废气再循环功能检查)，这可以确认当发动机ECU收到EVP传感器来的信号时，废气实际流入了燃烧室连接好波形测试设备，起动发动机保持在2500r/min转速下2min～3min，直到发动机充分暖机，氧传感器反馈控制系统进入闭环状态（可以在波形测试设备上观察氧传感器信号来确认上述步骤），关闭所有附属电器，按从停车状态起步、轻加速、急加速、巡行和减速的步骤驾驶汽车EVP传感器的实测信号波形如图所示在观察波形时用手动真空泵连接在废气再循环阀上，控制废气再循环阀阀门打开、关闭对波形检测是有帮助的EVP传感器实测信号波形波形分析•确认在废气再循环流动的条件下所产生的传感器信号与废气再循环阀的动作是成正比例的•一台发动机达到废气再循环工作条件，发动机ECU就开始推动废气再循环阀工作，当废气再循环阀打开时波形将上升，当废气再循环阀关闭时波形则下降。

•翻阅制造厂商的资料确定正确的电压范围，但通常在废气再循环阀阀门关闭时的传感器信号电压在1V以下，当废气再循环阀阀门打开时传感器的信号电压接近5V•在正常加速时废气再循环阀需要打开的特别大，在怠速和减速时废气再循环阀阀门是关闭的，不需要废气再循环•波形上不应出现任何断线、指向接地的尖峰和波形下掉等情况•特别要注意波形开始上升时的形状(在第1次阀门运动时的1/2段)这是传感器最经常动作的碳膜段，通常首先损坏谢 谢!。