汽車電子之窗—示波器

◆文/吉林　馬鐵雨

汽車電子之窗—示波器

◆文/吉林馬鐵雨

當汽車的電子設備和線路出現故障時，需要維修人員找出確切的原因。于是維修人員開始采集所有相關的數據，需要進入到無聲的電子世界中去，這與我們所生活的世界完全不同，電的運動速度非常快，其速度接近光速。那么維修技術人員怎樣才能探究高速運動的電子世界呢？答案是：使用示波器。

汽車電子語言的基本是脈沖，或者說是隨時間變化的電子，并且主要是指電壓在振幅上的變化。示波器是功能強大的工具，它可以翻譯并幫助維修人員理解汽車的電子語言，隨著時間的變化，電壓振幅也在變化。示波器是將這種隨著時間變化的電壓顯示在屏幕上，過程形象的曲線圖形，也就是我們說的波形。這些電壓波形蘊涵著車輛的故障信息，反映著影響車輛系統運行狀態的電器電路。

診斷汽車的故障時，動力控制模塊指揮著發動機正常運行，每個缸的工作都井然有序，可發生故障時運行平穩的發動機開始抖動起來，是什么原因呢？從諸多的可能性當中，我們如何找到問題呢？我們需要了解汽車電子控制電路的工作原理。電子在電路中流動，這些電路有許多邏輯電路或電子元器件用來調節電子的流動，每一個邏輯電路都由一個內部的時序電路來調節，這樣電子以準確的時間間隔在電路中流動，所需的時間間隔有邏輯電路和微處理器中的操作程序控制。

示波器能顯示電路中電子運動的軌跡，其方法是將電壓隨時間的變化以曲線的方式顯示出來，所顯示的電壓大小取決于電路中的電流和電阻，如果維修人員在示波器上看到隨時間變化的電壓，就可以判斷出電路到底出了什么問題。要使示波器發揮出最大的功效，就需將采集到的波形組合進行分析，若想確切地診斷出故障的原因，就不要花太多精力在最后出故障的尾聲，也就是說維修人員必須找出哪里首先出現了故障，才會引起最終的故障。

案例1 長安462Q發動機間歇性熄火

間歇性故障指不是一直存在故障，這種故障不會點亮故障指示燈或設置故障碼，因此間歇性故障很難診斷。將示波器連接到PCM的幾條線路上，圖1中CH1-CH4接噴油信號，CH5紅色接點火1與4缸初級信號，CH6黃色接點火2與3缸初級信號，CH7接曲軸位置信號線，這組波形是示波器在發動機即將熄火時記錄下的進氣道噴射汽油機停機過程。在切斷發動機控制單元電源過程中，一種簡單而有效、降低排放值的手段是先切斷噴油，并保持一段時間內火花塞繼續跳火。

圖1　熄火記錄的數據

注意：這時噴油和點火的順序已經亂了，接著我們繼續觀察，圖2中曲位信號電壓逐漸下降，更換曲軸位置傳感器后，故障依舊。

圖2　曲位信號丟失數據

再次采集信號，發現圖3中點火初級信號丟失，排查線路發現點火線圈電源線熔絲腐蝕，接觸不好，更換熔絲后，故障測底排除。

案例2 長安462Q發動機瞬態工況不良

發動機在瞬態工況下運行時，若只使用基本噴油持續時間，則在急加速時混合汽會瞬時變稀，為了提高加速相應，加速期間在同步噴射基礎上加上異步噴射。圖4中顯示CH1黃色接1缸噴油嘴信號，CH2綠色接3缸噴油信號，CH3紫色接4缸噴油信號線，CH4接2缸噴油嘴信號線。CH5紅色接點火線圈的1和4缸的點火初級波形信號，CH6接點火線圈的2和4缸的點火初級波形信號，CH7藍色接節氣門位置信號，CH8白色接進氣壓力傳感器位置信號。

圖3　點火波形缺失數據

圖4　急加速工況下噴油異步噴射信號放大波形

接下來采集噴油時刻：順序噴射，各缸按發火的先后順序都在進氣初期進行噴射，由于每個缸都需要單獨的線路控制，所以結構及控制方式比較復雜，但各缸混合汽品質均勻。CH1黃色接1缸噴油嘴信號，CH2綠色接3缸噴油信號，CH3紫色接4缸噴油信號線，CH4藍色接2缸噴油嘴信號線，CH5紅色接1缸的汽缸壓縮波形。圖5為錯誤的汽缸壓縮波與噴油信號組合分析。

結合圖6(汽缸壓縮波分析)就可以分析出圖5的噴油時刻是在壓縮狀態下噴油，這是不正確的(CHI黃色噴油波形與CH5汽缸壓縮波形)。圖7為正確的壓縮波形與噴油信號的波形組合。

圖5　錯誤的汽缸壓縮波與噴油信號組合分析

圖6　汽缸壓縮波的波形分析

圖7　正確的壓縮波形與噴油信號的波形組合

經過排查此車的噴油順序接錯了，更正后故障排除，瞬態工況良好，加速有推背感。