原创 电子信号与汽车故障诊断

汽车上的电子信号隐含着汽车的某些故障，特别是对于一些间歇性故障，机械式反馈系统故障及由传感器特性变化引起的故障，通过分析被检测的电子信号的特征可以快速、准确地诊断故障产生的原因及部位。本文为个人学习所得，如有不妥之处请指正。

汽车示波器可以让汽车电子电气设备的实时工作状态以波形的形式表示出来，通过观察电子信号波形来判断汽车故障。汽车示波器跟汽车的关系，就像B超、X光、CT跟人类的关系一样，医生通过这些仪器可以了解到人体内部情况，观察显现出来的图像判断病人的身体状况，那么检测人员就是通过示波器掌握汽车内部的运作，观察波形来为汽车诊断。

汽车上的电子设备在汽车上所占的比例每年都在上升，在电子化大幅提升汽车性能和体验的同时，也带来了新的故障出现点，电子设备的修理工作也越来越多，现代汽车修理工作，已经不再是单纯的机械修理，而是机电一体化的修理。对于电子系统方面及相关的故障，传统的故障定位方式往往无法有效的实现故障判定，诊断机器也无法识别和应对这些新型故障形式，尤其是面对非持续性的问题、感应系统方面的故障。通过电子系统故障维修实践的经验可以发现，从故障汽车的电子信号的特点入手，能够高效、准确的定位故障位置。

对于某个传感器或者执行器以及电路，使用汽车示波器来进行观察，主要关注汽车电子信号的5种测量尺度，任何一个汽车电子信号都具有以下可度量的5个参数指标：

• 幅值——信号最高电压
• 频率——信号的循环时间
• 形状——信号的外形
• 脉宽——信号的占空比
• 阵列——信号的重复特性

汽车示波器可以显示出所有电子信号的这5种尺度，如果掌握如何分析这5种尺度，就能够判定这个电子信号的波形是否正常。通过波形分析，可进一步检查出电路中传感器、执行器以及电路和控制电脑等各部分的故障，也可以进行修理后的结果分析。

关于汽车电子信号，有以下相关的概念：

1、中央控制系统模块

汽车控制系统的核心，它基于分布在汽车各个部件出的传感器收集、上传的信息，控制模块分析这些信息的脉冲特点、时域和频域的特点，根据不同的特点，采取相应的应对方式，保证整个汽车能够稳定运行。如果控制模块发现某些传感器上传的信息超出合理的波动范围，则认定为该部件出现问题，从而实现故障的识别和定位。PicoScope6的容限测试十分适合用于检测该类故障。

2、直流电子信号

主要是由汽车蓄电池电压传感器、控制模块电压传感器以及汽车各个部位上的温度传感器、汽车尾气压力传感器等上传的电子信号。正常情况下这些信号的值是比较稳定的值，出现问题后，会出现升高或者降低。

3、交流电子信号

汽车在工作时，会产生一些周期性和非周期性变化的电子波形，这些波形主要来自于车速传感器、震动传感器、各种角度传感器等。

对交流电子信号的分析，可以一个例子说明。假如一台汽车的ABS指示灯处于亮起状态，首先要确定车速传感器是否出现问题，清理其尘土等覆盖物，如果问题仍然存在，要进一步查看车速传感器的波形是否存在问题。此类波形是交流电子信号，波形呈现周期性、上下堆成的正弦波状，波形频率与速有关，分析这种波形要着重观察其幅值、周期和具体形状。例如当观察到的曲线波峰存在异常，幅值有波动，那么就应该是磁组件出现问题。观察偶尔出现的波峰异常，我认为使用PicoScope6的容限测试或者余辉模式会比较容易分析。

4、频率调制电子信号

此类信号主要来自于数码式空气表、光电式角度传感器等。发动机转速传感器也属于频率调制信号，占空比恒定，脉冲间隔与车速有关，分析此类信号，主要观察占空比是否出现异常，脉冲的波形是否稳定等。

5、脉冲宽度调制电子信号

主要来自于点火模块处的传感器、各种控制阀处的传感器等。假设一辆汽车尾气管出现黑烟，发动机熄火的问题。这种情况一般是由于空气-燃料比偏高造成，可通过对喷油器波形进行分析。该型号是脉冲宽度调制信号的一种，一般幅值较大，脉冲周期和波形恒定，占空比与相关的参数有关，分析此类信号要检查冲击电压、占空比等参数是否正常。要捕捉此类异常信号，可使用PicoScope6的脉冲宽度触发功能。