示波器在汽车电控系统故障诊断中的应用

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摘 要：汽车技术的飞速发展，使得其电子化程度越来越高，本文介绍了如何利用示波器对汽车电控系统元件进行波形分析及故障诊断。

关键词：示波器 故障诊断 波形分析

中图分类号：U472 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）08（b）-0111-02

汽车电控系统纷繁复杂的连线使得维修人员对汽车的故障诊断难度越来越大，为了便于确定汽车的故障和原因，可以通过示波器对电控元件进行监测和诊断。

1 示波器的应用

1.1 示波器的应用方式

通过示波器可以确定系统的运行工况，对系统工况进行监测和分析；通过示波器也可以针对某一电控元件或电路进行分析，确定其运转是否正常。

1.2 示波器的特点

对汽车电控系统进行检测时，常用的工具就是万用表和示波器，两者在检测时侧重不同。万用表测量的是（如电压或电流）在某一时刻的状态数值：而示波器显示的是被测量（如电压或电流）随时间的变化过程曲线。

2 现代车用传感器

2.1 传感器的组成

传感器是由敏感元件、转换元件和其他辅助元件三部分组成。传感器利用敏感元件可以直接检测被测量（一般为非电量），并输出与被测量成确定关系的其他量（一般为电量）；传感器利用转换元件将敏感元件输出的量转换为电量输出；传感器利用信号调节与转换电路把传感元件输出的电信号转换为便于显示、记录、处理和控制的有用的电信号。

2.2 车用传感器的种类

传感器的分类方法很多，常见的如表1所示。

3 利用示波器故障分析实例

案例一：桑塔纳轿车其怠速不稳，加速时有进气回火、排气放炮的现象，而且高速行驶时性能不良。

3.1 故障分析

利用解码器读取故障为发动机的霍尔传感器故障，首先考虑换件，换件后故障依旧。起动发动机，拆下该霍尔传感器，发动机可运转；其次考虑是否火花塞跳火能量不足，更换火花塞后故障依旧；再次考虑燃油泵供油不正常，更换后故障还没有排除。之后再用解码器进行故障码读取，无故障码显示，但故障没有排除，利用示波器对进气系统传感器进行检查，在对空气流量传感器检测时，发现波形异常，因此将故障锁定在空气流量传感器上。

3.2 利用示波器进行检测

该桑塔纳轿车采用的是第四代热膜式空气流量计，其工作原理为：当气流经过热膜时会带走其发出的热量，为了保持平衡，通过对改变电流强度的测量对进气量进行测量。

（1）波形采集：空气流量传感器标准波形如图1所示，利用示波器对热膜式空气流量计进行检测，首先起动发动机并关闭所有电器设备，怠速稳定后做缓加速（即加速过程中缓慢打开节气门，持续2秒）；之后恢复怠速状态，持续2秒；再急加速到油门全开，然后恢复怠速，读取其波形如图2所示。

（2）波形分析：通过维修手册查阅该传感器输出电压范围0.2～4.5 V之间，怠速时应该略超0.2 V，油门全开高于4 V，全减速输出电压比怠速0.2 V略低。发动机在怠速运转时，波形的幅值有所波动是正常现象。如果在车辆急加速时空气流量传感器输出信号电压波形上升缓慢，而在急减速时空气流量传感器输出电压波形下降缓慢，说明该传感器热膜脏污。从采集的图3来看，其电流大小随进气流量、空气温度和密度的变化不明显，由此可判断该空气流量传感器故障。更换该空气流量计，故障排除。

案例二：有一辆桑塔纳轿车怠速不稳，加速性能不良，3000 r/min时现象尤为明显，有时甚至出现熄火现象。

（1）故障分析。

该车高速性能不良，首先检查火花塞，发现火花塞电极没有烧蚀，观测火花塞跳火正常；再检测汽车的供油情况，检查油路压力26KP，压力正常；检查发动机空气供给情况，发现空气流量传感器工作正常，计量准确；检查节气门位置传感器，发现其信号存在异常。

（2）利用示波器对节气门位置传感器进行故障检测。

①波形采集：节气门位置传感器是用来检测踏板开度，其信号尤为重要，ECU依赖该信号进行负荷、怠速控制、废气再循环控制、点火正时控制，因此当它出现问题时会引起高速性能不良、加速不良、怠速不稳等故障。节气门位置传感器标准波形如图3所示。再利用示波器检测节气门位置传感器输出信号波形，其波形图4所示。

②波形分析：几乎所有的节气门位置传感器的原理都是一样的，当节气门处于关闭状态时，其电压信号低于1 V，而当节气门全开状态时，其电压信号接近5 V。故障波形中的尖峰说明其电压信号不连续，有中断，此时传感器不能传递正常的油门信号，因此可能造成发动机怠速不稳，加速性能不良的故障。更换该节气门位置传感器，故障排除。

参考文献

[1] 李东江，宋良玉.现代汽车用传感器及其故障检修技术[M].北京：机械工业出版社，1999.

[2] 董辉.汽车用传感器[M].北京：北京理工大学出版社，2000.

[3] 陈志恒，胡宁.汽车电子控制技术[M].北京：高等教育出版社，2003.