汽車傳感器波形分析在故障診斷中的應用

1 示波器的介紹

示波器是用來對電路中電壓或電流的波動情況進行測量的工具，它能實時地反應器件的工作情況。在電路分析中通．是用它來測量輸入與輸出的波形，并由觀察者經過分析研究，得出此電路性能的優良狀況或問題所在。

2 汽車故障診斷中傳感器波形分析的重要性

隨著現代汽車技術的發展，在汽車中使用了大量的傳感器，傳感器在其工作環境中感受物理量的變化時，并以電流或電壓的方式向汽車ECU傳送所感覺到的變化，汽￣EZCU接收到傳感器送來的信號后，做出相應的判斷，驅動相關設備進行工作，調整汽車的工作狀態。

在現代汽車上用的傳感器可分為：溫度、速度、壓力、氧含量、振動及位置傳感器，它們產生各種各樣的電壓或電流信號，用示波器能將這些信號的變化以波形的方式反映出來。當所感知的物理量發生正常或非正常變化時，都能通過波形的變動反應出來，通過與正常波形的比較，就能判斷出故障的部位。

這里所說的并不是說示波器能解決汽車維修中所有的問題，只是提供了一個判斷故障的方法，一個處理問題的手段，就象醫生用的聽診器一樣。

3 案例分析

故障現象一輛大眾帕薩特1.8T小轎車，出現不易起動的故障現象，每次都要多次點火才有可能起動，最后一次在行駛中死火，就打不起火了，只能拖到4S店維修。

故障診斷到店后也是時而能起動時而不能起動，用1552診斷儀顯示故障為曲軸位置傳感器損壞。于是更換，再起動，故障現象依舊。于是再換凸輪軸位置傳感器，再試，故障現象還在，維修陷入僵局。

故障分析與測試采用雙蹤示波器同時測量故障車上曲軸位置傳感器與凸輪軸位置傳感器的波形如圖1所示，在同類型的正常車上測得的凸輪軸位置傳感器和曲軸位置傳感器波形如圖2所示。

通過比較圖1和圖2，發現曲軸位置傳感器波形有區別。為什么會有這樣的區別，是正常的還是不正常的？經過對曲軸位置傳感器的結構進行分析研究，從圖3曲軸位置傳感器的結構可知，它是一圈缺口齒的環，對比圖2中曲軸位置傳感器的波形，就能得出此環共有60個缺口齒，其中有1個缺口占2個齒的位置，在圖2中曲軸位置傳感器的波形中能算出59個正弦波，與曲軸位置傳感器環有59個缺口齒對應，圖2中凸輪軸位置傳感器波形中間距較大的位置對應缺口齒環2個缺齒的位置。曲軸位置傳感器產生的波形與圖2中凸輪軸位置傳感器波形有一個起始位置的關系，通過圖4就能更清楚的看出這種關系。

通過圖4還能看出曲軸位置傳感器波形出現2次才與凸輪軸位置傳感器波形重合一次起始位置，這種關系和本車曲軸轉速與凸輪軸轉速比為2：1的關系一致，也正好是1缸上止點的位置，也就是1缸點火正時的基準位置，也決定了其它3個缸的點火時刻。此信號傳輸給腳，ECU就能發出點火信號，起動發動機。否則ECU就不發出點火信號，發動機不能起動。

故障排除 在更換曲軸位置傳感器和凸輪軸位置傳感器后都不能解決問題，于是將思路轉到曲軸位置傳感器的缺口環上來，在圖1中凸輪軸位置傳感器波形左邊三分之一處的波形與其它地方的不一樣，更與正常車的波形不一樣。傳感器沒問題，那只有曲軸位置傳感器的缺口環有問題了，而且是在與大缺口相距15個齒的位置上。起初懷疑是在第15個齒上有異物，導致傳感器信號不好，通過傳感器安裝孑沒能看到有異物，于是只能拆卸油底殼，拆卸油底殼后轉到第15個缺口齒位置，如圖3中鐵棒指示位置的缺口齒環不是有異物，而是有一點變形，變形后導致此位置與傳感器的間距變大，以致產生的信號不夠強，才產生了不正常的小波形。更換曲軸后此車問題徹底解決。

故障總結 為什么此車會出現間歇性起動困難的現象？再來看一下圖1與圖2中曲軸位置傳感器的波形，假如在圖1中曲軸位置傳感器波形最上方向下一點的位置畫一橫線，又在圖2中曲軸位置傳感器波形上同樣位置畫一橫線，根據在此線上
有無波形可得出圖5中的2個波形，ECU只有得到圖5下圖波形才能發出點火信號起動發動機，而ECU得到圖5上的波形不能發出點火信號起動發動機，但在偶然的時刻故障位置產生的波形恰好達到合格的底線時，就可以起動發動機。起動后，ECU對曲軸位置傳感器波形的檢測就不是那么嚴了，因此，發動機起動后不會熄火。也就是此車故障的根本原因。

另一點提示：本故障體現出發動機嚴格起動，保護發動機；但當發動機起動后，盡可能維持發動機的運行的設計理念。

4 總結

該車故障的診斷，充分利用了雙蹤示波器的雙蹤顯示功能，使曲軸與凸輪軸的波形、轉速關系很清晰的反映出來，使故障的判斷、定位較迅速。

汽車傳感器波形分析在故障診斷中的應用