波形分析在电控发动机故障诊断中的应用

1、| 维晋资讯 Nu.5 200R(Totnlly 207)农业装备与车辆工程ACRKXLU RAI. EQUIPMENT & VEHlC(£ ENGINEERINC -一 一- 一 j'-波形分析衽电控发动机故障诊断中的应用李林（新酣员吉职业技术学院，新謂R吉吧1100摘要：汽车电子设备的有淮信号世化速率菲常快，许多故障传号是间欹的，时有时无*这就釀-秦仪君的测试速虐憂高于 坡障信号旳建屯散宇示说鶴覽金可以胜任这个速既且比算他的汽车检測仪还快帛取祥速度可以赭确详宝地显示输 人、输出元件的狀况，不何如此，也可以虚现出元件或践路的嗓声或间歐性址陳匚通过盘字示波器可以規專到

2、汽车电子 系統是如何工柞的"电控发动机的传感器与执行器的馆号注形能够如实反映动感的全过租，冋时也星现出某种吏化规 律.特这些虬律总蝸曲来进行诫母显析.可収快建找到发动机敲障部谊甚至坡障廉丙“关键词：电控发动机波器；波母分新：故障诊断中图分：U463,6;TM935,37 文献标识码：B文盍编号11673-3142（2008）05-0033-03Application of Waveform Analyst in Fault Diagnosis of Automotive Fnectronic Control EngineLI Lin(Xinjiang Chan疝 Vocati<

3、mal and Technical College, Ghanji K3i 100f China)Abstract： Some 由月nnl rale of automoti%'e plectrenics equipment chBnjte very 伯创,And mrirty lauh Signals are mlermiltenl t whil：1i requires I he les! equipment run faster than the speed of fault siriah. Digital oscilloscope enn be fully ccmpetent wi

4、th ihi 日 ral«, and 3! ho it run 理 fasler than any other <rar leler. ItR hi 应 snmplin «peerJ can precLEieJy display input arul oulpul componenls of I he sidiaiionT besides, it hIno ahoiva noise or inlerniittnl fault ihaL lhe componEnis or Line n比he- How th autoenntive electronic “yfitern

5、 wetks can be oKserTed through digilal oscilloscope, the »inal wvcformfi that sensor and aclunlot* of electvwn1<rally conllld engine happC!* fan truly rertect the dynEimic? othe whole proce, while nlso appcoi-H to be a chne in kiw5. Summary- of these bws and thu灯 u wavelbmi analysis can help

6、 In find lhe Fault nsilion in thff engine cjuickly, or even lhe cause of the malfunctionrKey Words; clerlronic control eaginr oficillosixipe； waveform analysis； fault diaciois>33-| 维晋资讯 目前汽车维修类的检测诊断设备较名,各有特 点.其中，示披器在这些汽车故障诊断仪器设备中的 作用比较独特，用波形分析的方法解决某些汽车故 障诊断的问题是准确I爾有效的°现研究了桑塔纳肘 代超人采川的AJR发动机，来

7、讨论波形分析法在电 控发动机故障诊断中的应用。一般说来*示波器披看作是能够快速读取和覘 示电压参数的的电压表，它不仅能够测试电信垮的 变化过程*还可H快速捕捉间歇的故障电信号，井且 以存储的方式记录波形进行分折“电控汽车大蜃使 用传感器，其信号都可N用龟压波形的形式反映出 来，如氧传感器电用信号就是在0 1V-1V左右波 动:还有一些执行器信号，如喷油信号、点火倍号也 是如此"传感器与执行器的信号波形能够如实反映 动态的全过程，同时也罡现岀某种变化规律将这些 规律总结出来进行波形分析，可以快速找別故障部收稿日 ffi： 2008-02-02作者简介：李秣0973- h男，诃北省乂墟县

8、人.说师、靳躱昌吉职住 技术学匪机械工程臬汽车莪研室主坯。新墨农业大曙交通握蜥工程 专业连建工程硕士口位其至故障原因。因为示波器赃示的是实际的电压 它同时也能显示出伴随该电压信号的噪声和干扰信 号.这可能是由于暂时对地短路、对电源短路或者开 路所产生的.观察这些电信号,同时快速摆动或拉扯 线束，通过观察电压倍号的变化就能査岀来任何松 动现象。为了准确分析波形，薑细化汽车电子信号的 类型，汽车电予信号基本可分为模拟信号和数字信 号两种。又可进一步细分为貞流信号、交流信号、频 率调制信号、脉宽调制信号利串行数摇信号灯五类* 通过判定这些信号波形的幅（g、频率、脉冲宽度、形 状和阵列的特点可以诊断出

9、汽车的故障下面用波骼分折方法诊断几例传感器、执行器 故障。BOSCH热膜式空气流撼计是揆拟输出电压信 号传感黑，当空气流鈕增大时输出电压也随之升 高,热膜式空气流呈计内部温度补偿电路比较复朵， 输出电压摸拟信号被送到控制电脑”控制电脑则根 据这牛信号来计算发动机负荷判定燃油供给量和点 火正时*表I是在不同工况测星的实验数据：>33-| 维普资讯 ai空吒流鼻计信号娈化实验数据（怠速）流碰信号空吒漩砍0）喷袖脉宽（m6） 氧传感器信号（¥）转 (r/min)节气门传感器信号（V）现象2.843.570.595右右820432减弱皿 1J.4S0,710.68- 4004.32怠連

10、不稔,有磁火 的迹象断开3.813.570.7354.32息速稍高35| 维普资讯 通常热膜式空气流量传感器输出信号电压池围 是从怠速时2V左右变至节气门全开时4*左右，当 急减速时输出信号电屋应比怠速时的电压稍低。信 号波形的舎义及相关说明参见图【所示，发动机运 转时*波形的幅值看上去在不斯地波动，这是正常 的因为热线式空气流就传感器设有任何运动部件， 因此没有惯性，所以它能快速地对空气流量的变化 做岀反应。在加速时波形所看到的杂波实际是在低 进气貞空之下各缸进气上的空气气流脉动.发:动 机ECU中的信号处理电路渎人后会清除这些倍号， 所以这些脉冲没有关系。如果在车辆急加速时空气 流址传感器

11、输岀信号电压波形上升缓慢'而在车辆 急滅速时空气流駄传感器输出信号电压波形下降缓 慢，则说明空气流曲传感器的热膜脏污。出现这些 悄况，均应清洁或更换热膜或空气流就传感器°空弋流曲樓感器-模拟科300ni“挤f:B| r ! F qp p d > h 1111I l ra rn厶," P :|a 1 I1r i r ? r >i i卜上.亦J； W.:.Zi :.* . Vv：1=I-Irr!:Is-1i " i r _ r i i " j p < >d jm : <1-411'«；*r!'通

12、道 HL25V/ r 1 r i k n a b 'ill»»a_,矗道周期 电平 幅値位矍 启停 存储載人图1空代流量传感辭波形电磁喷油器是电控燃油喷射系统的主要执行元 件之一，出现问题的机率较战。喷油动作是由发动 机ECU里的个喷油器骡动器来控制.从控制的角 度来讲它更像一个电F幵关,控制喷油器电磁线圈 电流的导通，很快达到磁饱和状态，而喷油最的多少 取决于誹通时间，喷油信号波形如图2所示*喷油信 号是一种数字电压信号*发动机KCU用改变其信号 频率和脉宽的方法来控制喷油它波形上显示3个数据:喷油脉宽（数字信号前边 沿与后边沿之间即波形顶端之阖的直线表示部件通电

13、时间的怪圾）、最低电压和峰值电压"正常系统电 压为口刃左右（AB段人喷油器驱动电路导通时 （搭铁），在示波器上体现出来应平直,没有圆角边沿 （段），-个存在问题的驱动器,体现在垂直线上 往往会扭曲变形心电磁驱动器驱动电路砲和压降，因 为骡动电路自身阻抗的影响，应接近地电位（CD 段），此段不正常的波形往往是由于搭铁问题而殊响 的，若为0伏，衣示驱动器被击穿，只要接通点火开 关，喷油器常喷油，若一直为电源电压则驱动器断 路则喷油器不喷油.可以直接用蓄电迪的负极作为 参考往往可成发现此类问题口观察冷起动、热启动、 怠速*缓慢加速和急加速的喷油脉宽变化，应各不相 同.如果急加速喷油脉宽不增

14、加，应检査空气流虽计 和节气门位置传感器；若冷启动喷油脉宽仅为, 4吨,会造成冷乍难启动，应检査空气流量计和水温传 感器、起动信号;若加速不良,而波形上喷油脉宽在加 連时能很快增叭说明控制信号点感器信号设故障* 应检查系统油压、喷油狀况、点火高压等部分。这时还 可配合喷油脉宽观察氧传感器信号的变化.可戌清楚 地看到喷油脉宽在正常全浓至全稀范围内任3.10ms 到lOJOms之间变化j变化数据如表2所示。发动机转速传感器使Motronk3r8T2集中控制 系统中最主要的传感器"它检测曲轴转角和活塞土 止点，并将检测信号及时逆至ECU,用以控制点火 时刻和喷油正时*同时也是测赴发动机转速

15、的信号表2喷油器脇宽悟号变化实验败据发动机状态喷油脉宽(W18)氧传感器 信号转速(r/min)节气门传感 黠倍号M黴起动4+130.602504340热起动3.500.553004340怠速3.100.395左右&D04340缓慢加速4.)30.70180025003JR60急加速LO.IQ0.125HCM)3()004.20减速L2I0.6253(M)0S0()44K家林：波形井新在电控復动机板障诊斷中的应用2008年3月源口 AJR发动机的转速传感器垦一个电磁感应式传 感器，除了产生较速信号以外，还可产生判缸信号 (1、4缸上止点和2、3缸上止点人试验证实若此信 号缺失,发动机不

16、能启动,运转时也会熄火(不再喷 油).AJR发动机的凸轮轴位置传感器是-个霍尔传 感器霍尔传感器的转子有一个180。缺口 曲轴每 转两圈便产生一个信号，可且确定I缸上止点的位 盘,并将传感器信号送给LCUO如果霍尔传感器有 故障爆燃控制会中止+同时ECU会稍微延迟点火 提前角,以免发牛爆燃，此信号缺失发动机仍能运转 或起动旦点火利喷油的精度梢微变差&用双踪示 波器可旦在显示屏上同时显示被检測的曲轴位置传 感盜和凸轮轴位置传感器两个波形，从而可检査曲 轴位置和凸轮轴之间的正时关系。信号液形如图3所示。根据发动机电控原理, 曲轴位置传感器渡形的缺齿处给发动机ECU提供 曲轴位置(如上止点前

17、97。人作为点火正时的参照 基准可以识别】.4缸上止点位置，在发动机运转过 程中，凸轮轴位置传感器产生与曲轴位置传感澀信 号对应的同步信号(方渡信号的上升沿，在匕止点前 25°) t此信号输岀12.5V的霍尔电压这样的高电位 信号，喪示正在向上止点运动的是处在压缩行程的 I缸。由此再考虑到其他传感养的修正信号,发动机 ECU楼可对各气缸的喷油正时和点火正时进行精 确的控制。喪3是在不同发动机工况下的正常的曲 轴位置传感器弓凸轮轴位置传感器信号变化寰验数 据j若曲轴位置和凸轮轴之间的正时关系有误”会造 成发动机缺火、失火，喷油不正时，甚至熄火。当然, 此故障从波形图上很容易看岀进行诊断口Ht|轴凸轮轴位置传感器I OmM格0上止点7通逍周期电乎幅值位矍启停存储载人图3曲轴凸轮轴垃賈传感器浚瞻图35| 维普资讯 35| 维普资讯 表3曲轴值置传感器与凸轮轴位量传席器信号甕化发动机状态喷油脉宽 伽)奴传感祸借号(V)转速(r/min )冷却液温麼m 1节气门开度(%)点火雄前角(°)蓄电池电压(V)进弋温度冷起劫1.75025左右92025712.75J2.322.5热起动L65(K40左右S40705IL2512.74251,55059左右80073.5|59.751X931.5缓加速1.600.1.88002000«052