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書名：汽車傳感器原理與檢修
作者名：吳文琳
本章字數： 23419字
更新時間： 2020-06-05 16:34:02

第二節傳感器的檢測方法

汽車傳感器的檢測方法有解碼器檢測、數據流測試、萬用表檢測和示波器測試等4種。

一、解碼器檢測法

汽車車載故障自診斷系統時刻監測汽車電控系統的工作，一旦發現問題便設定相應的故障碼。維修人員利用汽車故障檢測儀通過數據插接器可以讀取故障碼，依據故障碼的提示便可以確定車輛的故障部位。

汽車電控系統的傳感器故障內容多以故障碼形式，儲存于控制單元自診斷系統的存儲器中，因此可以通過讀取故障碼方法判斷傳感器或其相關電路是否產生了故障。在讀取故障碼時，可利用隨車自診斷系統或車外自診斷系統進行。

1.解碼器的使用方法

現以一汽捷達SDI發動機為例，說明解碼器的使用方法。

（1）SDI發動機故障自診斷的特點

發動機控制單元有故障存儲功能，其一旦檢測到傳感器或部件有故障，便會將故障和故障類型存儲起來。對于偶發故障，顯示屏上顯示“SP”。偶發故障可能是由于接觸不良及導線斷路等原因造成的。若偶發故障在發動機起動50次內沒有再出現，則該偶發故障會自動被清除。若故障被確認并無影響駕駛性能、狀態，則報警燈會閃亮。

（2）故障自診斷的設備

大眾車系故障自診斷的設備可分為兩大類，即大眾專用診斷設備和通用診斷設備。

大眾專用診斷設備主要有V.A.G1551、V.A.G1552、V.A.S5051、V.A.G5052等，其中V.A.G1551或V.A.G1552在一般汽車修理廠使用較多，而V.A.S5051和V.A.G5052主要在大眾4S站使用。

通用診斷設備類型很多，如電眼睛、修車王、金德、金奔騰等，這些儀器一般是國產的，可以用于大眾車系的故障診斷，但其功能沒有大眾專用診斷設備強大。

（3）讀取故障碼的步驟

1）連接V.A.G1551或V.A.G1552，通過“地址碼01”選擇發動機控制單元。進行此操作時，發動機應處于怠速狀態。

2）打開點火開關但發動機不起動，按“Print”鍵打開V.A.G1551打印器，按鍵里的報警燈必須點亮。顯示屏顯示如下：

3）根據顯示屏顯示的信息操作V.A.G1551，按“0”和“2”鍵，選擇“查詢故障記憶”功能，按“Q”鍵確認，顯示屏會顯示儲存的故障碼或無故障識別，顯示屏顯示如下：

4）若有一個或一個以上的故障碼被儲存，則故障碼都會顯示出來并可打印。

5）所有存儲的故障碼打印完畢后，顯示屏顯示如下：

6）使用故障表檢修打印出的故障，檢修結束后清除故障碼。如果無故障碼，則根據顯示屏上的提示按鍵，顯示屏顯示如下：

7）按“0”與“6”鍵，選擇“結束打印”功能，按“Q”鍵確認，關閉點火開關。

（4）清除故障碼的步驟

1）連接V.A.G1551或V.A.G1552，通過“地址碼01”選擇發動機控制單元。進行此操作時，發動機應處于怠速狀態。

2）按“0”和“2”鍵，選擇“查詢故障記憶”功能，按“Q”鍵確認。持續按鍵，直到所有儲存的故障碼出現。按“0”與“5”鍵，選擇“清除故障記憶”功能，按“Q”鍵確認，顯示屏顯示如下：

3）若無法清除故障記憶，則應排除該故障。根據顯示屏上的提示按鍵，顯示屏顯示如下：

4）按“0”和“6”鍵，選擇“結束輸出”功能，按“Q”鍵確認。

2.使用解碼器的注意事項

1）在讀取故障碼之前，發動機應處于規定的初始狀態：蓄電池電壓高于11V；節氣門完全關閉（節氣門位置傳感器內的怠速開關閉合）；手動變速器位于空檔，自動變速器位于駐車檔；關閉所有附屬設備（如空調器、音響、燈光等）；發動機處于正常工作溫度。

2）并不是所有的故障都會出現故障碼。例如，三菱V73的6線式步進電動機由于ECU以脈沖方式進行控制，因此沒有監控裝置，所以出現故障后，沒有故障碼。又如，當冷卻液溫度傳感器的電阻發生漂移而不準確時，如果電阻總值沒有超出規定范圍，雖然有故障，但不會顯示故障碼。

3）故障碼的含義說明需弄清楚，是傳感器或執行器自身故障還是線路故障；線路故障要分清是短路還是斷路，是與電源短路或斷路，還是與搭鐵短路或斷路等。只有清楚、明白故障碼的確切含義，才能更好地利用故障碼排除故障，維修起來也可以少走彎路。

4）通過解碼器查出的故障碼，只是說明某一系統或相關系統有故障。不要看到故障碼就斷定是該傳感器或執行器有故障，就要更換，與之相關系統同樣會造成故障而出現相同的故障碼。

5）要弄清楚是歷史性故障碼還是當前的故障碼，以及故障碼出現的次數。如果是歷史性故障碼，就表示故障較早之前出現過，現在不出現了，但在ECU里面有一定的存儲記憶；而當前故障碼則表示是最近出現的故障，當前故障碼絕大部分和目前出現的系統故障有很大關系。

例如，大眾公司的解碼器上故障碼前顯示“SP”，均表示臨時的偶發性故障。故障發生的原因不外乎是，發動機運轉或點火鑰匙在打開的過程中拔下了某個電氣插頭，或者某個傳感器或執行器的插頭虛接。這都是軟故障，不是硬故障。

6）當讀不出故障碼但車輛依舊有故障癥狀時，要利用解碼器的數據流對傳感器和執行器進行深入的分析和判斷。所謂數據流，簡單來說就是電控系統中的一些主要傳感器和執行器的當前工作參數值（如發動機轉速、蓄電池電壓、空氣流量、噴油時間、節氣門開度、點火提前角、冷卻液溫度等）。在維修過程中，可以通過閱讀數據流來分析、發現故障所在，特別是當電控系統無故障碼可供參考時，數據流分析就更加重要。每個傳感器和執行器在一定條件上的工作參數值是有一定標準范圍的，可以通過實際值與標準值的比較來判斷某傳感器和執行器是否存在異常。

7）當參考故障碼排除故障后，要利用解碼器來清除故障碼，也就是從ECU內部記憶體中清除其故障碼記憶，并在發動機運轉一段時間后（有條件的話，可以進行路試），再通過解碼器來測試是否還會出現相似的故障現象，或者存儲同樣的故障碼。

8）清除故障碼，不提倡用拔掉蓄電池負極的辦法來進行。早期的車輛，如三菱和現代車系，在清除故障碼時可以使用去掉蓄電池負極的方法來進行。但隨著汽車技術的發展，越來越多的車輛已將故障碼存儲在ECU和EEPROM中，用去掉蓄電池負極的方法是消除不掉故障碼的。使用去掉蓄電池負極的方法來清除故障碼，不但清除不掉故障碼，還會導致許多問題：一是很多車輛的ECU具備了自適應和自學習功能，去掉蓄電池負極后，存儲在KAM（可保持存儲器）中的自適應信息丟失，導致車輛運行不穩定；二是會觸發音響防盜等的防盜功能起作用導致鎖死，如果不知道密碼，音響便不能正常使用，預先設置在音響中的播放順序、座椅的預定設置位置也會因此丟失。

注意：隨車白診斷系統通常只能提供與電控系統有關的電氣裝置或線路故障診斷，一般只能做出初步診斷結論，具體故障原因，還需要通過直接診斷和簡單儀器進行深入診斷。

二、萬用表檢測法

萬用表檢測傳感器的方法，通常是采用測量傳感器線束插接器相關端子間電壓或電阻，若檢測結果不符合規定，則應修理或更換傳感器。

（1）電阻檢測法

電阻檢測法主要用于可變電阻、電位計傳感器、磁電式傳感器電阻的檢測。對于半導體元件，一般要與標準元件的測量值對比才能得出結論。

檢測方法：將點火開關置于“OFF”位置，拆下傳感器插接器，用數字式高阻抗萬用表Rxl檔測試傳感器兩端電阻值。將測得的值與標準值比較，若不符合標準，則應修理或更換傳感器。例如，對磁電式輪速傳感器，可以用萬用表電阻檔檢查其電阻值，一般在室溫時，電阻在600 -2 300Q范圍內為正常。電阻太小為線圈短路：電阻過大為連接不良；電阻非常大為斷路；線圈與外殼導通為搭鐵。

（2）電壓檢測法

對于有源傳感器，由于在工作時自身可以產生電壓，因此可以使用電壓檢測法來檢測傳感器工作是否正常。

當點火開關置于“ON”位置時，檢測傳感器的輸出信號電壓。將測得的值與標準值比較，若不符合標準，則應修理或更換傳感器。例如氧氣傳感器、磁電式曲軸位置、凸輪軸位置傳感器、爆燃傳感器等。仍以ABS用磁電式輪速傳感器為例，拆開ABS ECU接線插座或拔下輪速傳感器的接線插頭，使被測車輪以1r／s的速度轉動時，使用萬用表交流電壓（mV）檔測量各車輪的輪速傳感器對應端子間的電壓，萬用表指示值應為70mV以上。如測量值低于規定值，原因可能是傳感器與輪齒的間隙過大或傳感器本身有問題，需要更換新件。

（3）電流檢測法

電流檢測法主要用于產生電流調制信號的新型的集成電路傳感器，如主動型輪速傳感器，通過萬用表也可以對傳感器進行檢測，線路連接如圖2-1所示。將萬用表撥至量程在200mA以上的電流檔處，將表筆串在其中一根輸出線上，另一根輸出正常接線（注意指針式萬用表要注意極性），接通汽車電路使ABS系統通電，用手緩慢轉動傳感器安裝側的車輪，正常情況下，電流指示應在7～14mV之間來回波動。如果讀數值只固定在7mA或14mA上，同時調整空氣間隙無效時，則說明傳感器失效。另外，如果接通電路后電流數值直接顯示為0或100mA以上時，在確認萬用表接線無誤后，可以判定傳感器已經斷線或短路。

（4）傳感器與ECU連接線束電阻值的檢查

用高阻抗萬用表電阻檔測量傳感器與ECU兩連接線束的電阻值（傳感器信號端、地線端分別與對應ECU的兩端子間電阻），線路應導通；若不導通或電阻值大于規定值，說明傳感器線束存在斷路或插接器插頭接觸不良，應進一步檢查或更換。

圖2-1 用電流法檢測主動型輪速傳感器

三、數據流的測試

汽車數據流是指控制單元（ECU）與傳感器和執行器交流的數據參數通過診斷接口由專用診斷儀讀取的數據，且隨時間和工況而變化。數據的傳輸就像隊伍排隊一樣，一個一個通過數據線流向診斷儀。

汽車控制單元（ECU）中所記憶的數據流真實地反映了各傳感器和執行器的工作電壓和狀態，為汽車故障診斷提供了依據。數據流只能通過專用診斷儀器讀取。汽車數據流可作為汽車ECU的輸入輸出數據，使維修人員隨時可以了解汽車的工作狀況，及時診斷汽車的故障。

使用汽車故障控制單元檢測儀，可以得到大量的汽車運行數據，使用和分析這些數據，可以幫助分析故障，找到故障原因。數據流分析是運用各種測試手段對電控系統的各類相關數據參數進行綜合分析的過程。

讀取汽車數據流可以檢測汽車各傳感器的工作狀態，并檢測汽車的工作狀態，通過數據流還可以設定汽車的運行數據。

1.讀取發動機數據流的步驟

現以奧迪車系發動機為例說明發動機數據流的讀取方法。用故障閱讀儀V.A.G1552讀取發動機數據流的步驟如下：

1）打開診斷插口蓋板，將故障閱讀儀V.A.G1552用V.A.G1551／3電纜連接到車上位于變速桿前的診斷插座上。

2）打開點火開關或者發動機怠速運轉，同時打開閱讀儀的電源開關，這時，顯示器上首先顯示下列文字：

3）輸入“發動機電子系統”的地址指令01，并按“Q”鍵確認，顯示器上將顯示：

其中：

330907404—發動機控制單元零件編號。

1.8L—發動機排量。

R4／2V—直列式發動機、4缸、每缸2氣門。

MOTR—Motronic。

HS—手動變速器。

D01—控制單元軟件版本。

Coding 08001—控制單元編碼。

WSC×××××—維修站代碼。

4）根據需要，選擇故障閱讀儀功能。

V.A.G1552故障閱讀儀的功能見表2-1。

表2-1 V.A.G1552故障閱讀儀的功能

注：必須在下述工作完成后進行。

1.更換控制單元、節氣門控制單元發動機或拆下蓄電池連接線。

2.僅在冷卻液溫度高于80℃時能時行，在此之前這項功能鎖止。

5）輸入08功能“讀測量數據塊”，按“Q”鍵確認，顯示器上將顯示：

根據需要輸入組別號，即可讀出發動機各部分的數據流。

車型不同讀取數據流的方法不同；同時，不同車型的各數據塊的顯示界面及其含義也有所不同。

2.數據流分析的一般步驟

（1）有故障碼時的分析

在進行故障碼分析并確認有故障碼存在時，一方面可以利用查看記錄故障碼時的凍結數據禎，確認故障碼發生時的車輛運行工況，同時可以使車輛在凍結數據禎提示的工況下進行故障驗證，從而快速準確地確定故障部位；另一方面，可以直接找出與該故障碼相關的各組數據進行分析，并根據故障碼設定的條件，分析故障碼產生的原因，進而對數據的數值波形進行分析，找出故障點。

（2）無故障碼時的分析

在故障碼分析后確認無故障碼存在時，從故障現象入手，根據控制系統的工作原理和結構，推斷相關數據參數，再用數據分析的方法對相關數據參數進行觀察和全面分析。在進行數據分析時，常常需要知道所修車系統的基本原理和結構、基本的控制參數及其在不同工況條件下的正確讀取，并經過認真的分析，才有可能得出準確的判斷。

（3）數據流綜合分析步驟

1）數據綜合測量

①發動機故障碼測量。當發動機故障燈點亮時,故障碼一定存在。此時經過查閱維修手冊，便可明確故障類型，并相應地找到解決辦法。

②發動機數據流測量。當系統中沒有故障碼時,讀取標準工況下的控制單元數據比較關鍵，特別要注意數據標準及數據變化量。常規測量工況應選擇熱車狀態下怠速工況和發動機轉速在2 000r/min時的無負荷工況。

③發動機真實數據流測量。一般要測量的數據應該是車輛工作的基本數據，例如對于發動機系統,這些數據包括：進氣歧管的真空度、氣缸壓力、點火正時、發動機轉速、燃油系統壓力、機油壓力、發動機冷卻液溫度、進氣阻力（真空法測量）、廢氣排放值、排氣阻力及曲軸箱通風壓力等。測量完成后，需要將實測值與故障診斷儀讀取的數據進行對比，差值過大的數據即為故障所在。例如，發動機控制單元顯示冷卻液溫度為60℃，而實測冷卻液溫度為85℃，則說明發動機冷卻液溫度傳感器數據存在偏差，故障原因可能在于線路接觸電阻過大，控制單元A/D轉換器值偏差等。

2）數據綜合分析

①建立數據群模塊。建立數據群模塊即將某一故障現象所涉及的數據集中起來，逐一檢查，對比及分析。例如發動機怠速轉速過高，達到1000r／min，這所涉及的數據將包括冷卻液溫度、節氣門開度、怠速控制閥步數（或開度）、點火提前角、進氣歧管絕對壓力、氧傳感器信號、噴油脈寬、燃油系統壓力、蓄電池電壓、空調開關狀態、轉向助力開關狀態、車速、檔位開關狀態及發動機廢氣排放等。

②分析數據。分析數據時應注意如下事項：

a.將控制單元的數據與實際測量數據進行對比，差值越小，說明控制單元及傳感器越精確。

b.將控制單元數據與維修手冊標準對比，若誤差值超過極限，說明相應的數據為工作不良數據。

c.找出疑問數據進行分析。例如，氧傳感器信號電壓變化值為0.1～0.9V，無故障碼。簡單看，氧傳感器無故障，數據也在維修手冊規定范圍內，但與新車0.3～0.7V的正常值相比，卻有了很大變化。由此說明氧傳感器接觸到的發動機廢氣中的氧含量變化不穩定，即燃燒時混合氣的空燃比不穩定。導致此種故障發生的原因包括發動機進氣管漏氣、氣門積炭、氣門關閉不嚴、曲軸箱通風閥堵塞及發動機活塞環密封不嚴等。

③綜合分析。為了準確地分析故障，需要將幾個問題數據間的關聯關系逐一進行分析。

3.基本數據分析

（1）冷卻液溫度分析

發動機冷卻液溫度是一個數值參數，其單位可以通過檢測儀選擇為℃或℉。在單位為℃時其變化范圍為－40～199℃。該參數表示控制單元根據冷卻液溫度傳感器送來的信號計算后得出的冷卻液溫度數值。該參數的數值應能在發動機冷車起動至熱車的過程中逐漸升高，在發動機完全熱車后怠速運轉時的冷卻液溫度應為85～105℃。當冷卻液溫度傳感器或線路斷路時，該參數顯示為－40℃；若顯示的數值超過185℃，則說明冷卻液溫度傳感器或線路短路。

如果發動機工作時，冷卻系統的節溫器已完全打開，而冷卻液溫度不是逐漸上升，而是下降好幾度，這就表明冷卻液溫度傳感器已損壞。

（2）大氣壓力參數分析

大氣壓力是一個數值參數，它表示大氣壓力傳感器送給控制單元的信號電壓的大小，或控制單元根據這一信號經計算后得出的大氣壓力的數值。該參數的單位依車型而不同，有V、kPa及cmHg三種，其變化范圍分別為0～5.12V、10～125kPa和0～100cmHg。有些車型的控制單元顯示兩個大氣壓力參數，其單位分別為V和kPa或cmHg。這兩個參數分別代表大氣壓力傳感器電壓的大小及控制單元根據這一信號計算后得出的大氣壓力數值。大氣壓力數值和海拔有關：在海平面附近為100kPa左右，高原地區大氣壓力較低；在海拔4000m附近為60 kPa左右。在數值分析中，如果發現該參數和環境大氣壓力有很大的偏差，說明大氣壓力傳感器或控制單元有故障。

（3）進氣歧管壓力的分析

進氣歧管壓力是一個數值參數，表示由進氣歧管壓力傳感器送給控制單元的信號電壓，或表示控制單元根據這一信號電壓計算出的進氣歧管壓力數值。該參數的單位依車型不同，也有V、kPa及cmHg三種，其變化范圍分別為0～5.12V、0～205kPa和0～150cmHg。進氣歧管壓力傳感器所測量的壓力是發動機節氣門后方的進氣歧管內的絕對壓力。在發動機運轉時該壓力的大小取決于節氣門的開度和發動機的轉速。在相同的轉速下，節氣門開度越小，進氣歧管的壓力就越低（即真空度越大）；在相同節氣門開度下，發動機轉速越高，該壓力就越低。渦輪增壓發動機的進氣歧管壓力在增壓器起作用時，則大于102kPa（大氣壓力）。在發動機熄火狀態下，進氣歧管壓力應等于大氣壓力，該參數的數值應為100～102kPa。如果在數值分析時發現該參數值和發動機進氣歧管內的絕對壓力不符，則說明傳感器不正常或ECU有故障。

（4）空氣流量的分析

空氣流量是一個數值參數，它表示發動機ECU接收到的空氣流量傳感器的進氣量信號。該參數的數值變化范圍和單位取決于車型和空氣流量傳感器的類型。

采用翼板式空氣流量傳感器、熱線式空氣流量傳感器及熱膜式空氣流量傳感器的汽車，該參數的數值單位均為V，其變化范圍為0～5V。在大部分車型中，該參數的大小和進氣量成反比，即進氣量增加時，空氣流量傳感器的輸出電壓下降，該參數的數值也隨之下降。5V表示無進氣量，0V表示最大進氣量。也有部分車型該參數的大小和進氣量成正比，即數值大表示進氣量大，數值小表示進氣量小。

采用渦流式空氣流量傳感器的汽車，該參數的數值單位為Hz或ms，其變化范圍分別為0～1600Hz或0～625ms。在怠速時，不同排量的發動機該參數的數值為25～50Hz。進氣量越大，該參數的數值也越大。在2000r／min時為70～100Hz。如果在不同工況時該參數的數值沒有變化或與標準有很大差異，說明空氣流量傳感器有故障。

（5）進氣溫度的分析

進氣溫度是一個數值參數，其數值單位為℃或℉，在單位為℃時其變化范圍為－50％～185％。該參數表示控制單元按進氣溫度傳感器的信號計算后得出的進氣溫度數值。在進行數值分析時，應檢查該數值與實際進氣溫度是否相符。在冷車起動之前，該參數的數值應與環境溫度基本相同；在冷車起動后，隨著發動機的升溫，該參數的數值應逐漸升高。若該參數顯示為－50℃，則表明進氣溫度傳感器或線路斷路；若該參數顯示為185℃，則表明進氣溫度傳感器或線路有短路。

（6）節氣門開度的分析

節氣門開度是一個數值參數。其數值的單位根據車型不同有以下三種：若單位為電壓（V），則數值范圍為0～5.1V；若單位為角度（°），則數值范圍為0°～90°；若單位為百分數（％），則數值范圍為0％～100％。

該參數的數值表示發動機ECU接收到的節氣門位置傳感器信號值，或根據該信號計算出的節氣門開度的大小。其絕對值小，則表示節氣門開度小；其絕對值大，則表示節氣門開度大。在進行數值分析時，應檢查在節氣門全關時參數的數值大小。以電壓（V）為單位的，節氣門全關時的參數的數值應低于0.5V；以角度（°）為單位的，節氣門全關時的參數值為0°；以百分數（％）為單位的，節氣門全關時該參數的數值應為0。此外，還應檢查節氣門全開時的數值。不同單位下的節氣門全開時的數值應分別為4.5V左右、82°以上和95％以上。若有異常，則可能是節氣門位置傳感器有故障或調整不當，也可能是線路或ECU內部有故障。

（7）爆燃的分析

1）爆燃信號分析。這是一個狀態參數，其顯示內容為“YES”或“NO”。該參數表示控制單元是否接到爆燃傳感器送來的爆燃信號。當參數顯示為“YES”時，說明控制單元接到爆燃信號；顯示“NO”時，表示沒有接到爆燃信號。在進行數值分析時，可在發動機運轉中急加速，此時該參數應能先顯示“YES”，后又顯示為“NO”。如果在急加速時該參數沒有顯示為“YES”或在等速運轉時也顯示為“YES”，說明爆燃傳感器或線路有故障。

2）爆燃計數分析。爆燃計數是一個數值參數，其變化范圍為0～255。它表示控制單元根據爆燃傳感器信號計算出的爆燃的數量和相關的持續時間。參數的數值并非爆燃的實際次數和時間，它只是一個與爆燃次數及持續時間成正比的相對數值。任何大于0的數值都表示已發生爆燃。數值低表示爆燃次數少或持續時間短，數值高表示爆燃次數多或持續時間長。

3）爆燃推遲分析。爆燃推遲是一個數值參數，其變化范圍為0°～99°。它表示控制單元在接到爆燃傳感器送來的爆燃信號后將點火提前角推遲的數值。該參數的數值不代表點火提前角的實際數值，僅表示點火提前角相對于當前工況最佳點火提前角向后推遲的角度。

（8）氧傳感器工作狀態的分析

氧傳感器工作狀態參數表示由發動機排氣管上的氧傳感器所測得的排氣的濃稀狀況。有些雙排氣管的汽車將這一參數顯示為左氧傳感器工作狀態和右氧傳感器工作狀態兩種參數。排氣中的氧氣含量取決于進氣中混合氣的空燃比。氧傳感器是測量發動機混合氣濃稀狀態的主要傳感器。氧傳感器必須被加熱至300℃以上才能向ECU提供正確的信號。而發動機ECU必須處于閉環控制狀態才能對氧傳感器的信號做出反應。

氧傳感器工作狀態參數的類型依車型而不同。有些車型以狀態參數的形式顯示出來，其變化為濃或稀；也有些車型將它以數值參數的形式顯示出來，其數字單位為mV。濃或稀表示排氣的總體狀態，數值表示氧傳感器的輸出電壓。該參數在發動機熱車后以中速（1500～2000r／min）運轉時，呈現濃稀的交替變化或輸出電壓在100～900mV之間來回變化，每10s內的變化次數應大于8次（0.8Hz）。若該參數變化緩慢或不變化或數值異常，則說明氧傳感器或ECU內的反饋控制系統有故障。

（9）ATF溫度的分析

ATF溫度是一個數值參數，單位為℃或℉。在單位為℃時，其變化范圍為－40～199℃。該參數表示ECU根據自動變速器油溫（ATF）傳感器送來的信號計算后得出的油溫數值。該參數的數值應能在汽車行駛過程中逐漸升高，正常時，油溫應在60～80℃之間。

ATF溫度用于檢測自動變速器油的溫度，以作為ECU進行換檔控制、油壓控制和鎖止離合器控制的依據。

若ATF溫度在35～45℃恒定不變時，表明油溫傳感器損壞或線路不良。

在有些車型中，自動變速器油溫參數的單位為V，表示這一參數的數值直接來自油溫傳感器信號電壓。該電壓與油溫之間的比例關系依電路的方式不同而異，一般成反比例關系，即油溫低時信號電壓高，油溫高時信號電壓低。但也可以成正比例關系。在油溫傳感器正常工作時，該參數的數值范圍是0～5.0V。

注意：如果ATF溫度超過130％時，此時可觀察熱模式參數，此參數應顯示為接通，表示自動變速器油液溫度已超過130℃，且在5s后沒有冷卻到120℃，進入熱模式狀態。此時TCC在4檔接合直到油溫降至130℃以上，或制動，或TPS電壓信號較低時才斷開。

（10）變速器輸入轉速的分析

變速器輸入轉速的正常允許顯示范圍為0～8091r／min，變矩器鎖止離合器（TCC）工作時，小于發動機轉速。當TCC工作時，變速器輸入轉速應等于發動機轉速，否則說明TCC有打滑現象，其主要原因如是TCC摩擦材料燒焦，TCC電磁閥不良，TCC油壓過低；短時間內，轉速變化超過1300r／min，表示變速器ISS傳感器有間歇性斷路故障，其主要原因是變速器ISS傳感器的線束有電磁干擾，PCM的CI插頭不良，變速器的20芯插頭連接不良，變速器ISS傳感器的2芯插頭連接不良，變速器ISS傳感器的線路有短路或斷路故障。

（11）變速器輸出轉速的分析

變速器輸出轉速正常允許顯示范圍為0～8091r／min。若顯示0r／min，表示汽車處于停車檔或空檔，汽車未行駛。若顯示轉速過低，小于150r／min持續2s，表示變速器輸出轉速信號過低，其主要原因是OSS高線路斷路，OSS高線路與搭鐵短路，OSS高線路與OSS低線路短路，OSS低線路斷路，OSS低線路與搭鐵短路，OSS的電阻值不對，OSS的信號轉子損壞、變形，OSS的信號轉子與OSS沒有對準。

（12）ABS數據流的分析

車輪轉速傳感器正常允許顯示范圍為0km／h～最大車速。若車輛行駛速度大于8km／h，但顯示為0km／h，表示車輪轉速傳感器輸入信號為0km／h，其主要原因是車輪轉速傳感器的高信號線短路，車輪轉速傳感器的高信號線斷路，車輪轉速傳感器插接器連接不良，EBCM／EBTCM不良。若瞬時變化太大，如在0.01s內變化大于24km／h，表示車輪轉速傳感器信號變化太大，其主要原因是車輪轉速傳感器的高信號線短路，車輪轉速傳感器的高信號線斷路，車輪轉速傳感器的電阻值不對，車輪轉速傳感器插接器連接不良，EBCM／EBTCM不良。

四、傳感器波形的檢測與分析

汽車專用示波器是用于快速判斷電子控制系統故障的有效工具，它的使用操作簡單、容易掌握，波形顯示準確。在實際操作時，像點菜單一樣，只要選擇好需要測試的內容，不再需要任何設定和調整就可以直接觀察電子部件的波形。示波器波形顯示是用電壓隨時間變化的圖形來反映一個電信號，可以非常直觀、準確地判斷工作部件的工作狀況，為查找故障提供了方便。

在電控系統中，某些電子部件的信號變化速率快，變化周期達千分之一秒，還有許多故障信號間歇發生，時有時無，這需要測試設備的掃描速度大大高于故障信號速度。而汽車示波器就可以快速捕捉電信號，并且還可用較低的速度來顯示這些波形，以便讓維修人員一面觀察、一面分析。它還可以儲存記錄信號波形，以便反復觀察已經發生過的快速信號，為分析故障提供了快速途徑。在電控系統中，無論高速信號，還是低速信號都可用示波器來觀察被測部件的工作狀況，并且可以通過觀察波形知道故障是否已經排除。

用汽車示波器測試傳感器輸出的信號波形及信號電壓的變化情況，可以確定傳感器本身性能的好壞，由此可以確定某個系統的運行情況。例如，在裝有氧傳感器的反饋系統的汽車上，使用示波器測試氧傳感器的信號，可以很好地了解整個反饋系統的運行情況，為捕捉故障信息提供方便條件。

1.波形檢測工具簡介

（1）電子信號分析

1）電控系統電子信號的類型。對于電控系統而言，其電子信號一般有以下5大類型：

①直流（DC）信號。在汽車電控系統中產生直流（DC）信號的傳感器或電源裝置有蓄電池電壓或控制單元（ECU）輸出的傳感器參考電壓；模擬傳感器信號，如發動機冷卻液溫度傳感器、燃油溫度傳感器、進氣溫度傳感器、自動變速器油溫度傳感器、蒸發器溫度傳感器、節氣門位置傳感器、廢氣再循環閥位置傳感器、旋轉翼片式或熱線式空氣流量傳感器和節氣門開關，以及通用汽車、克萊斯勒汽車和亞洲汽車的進氣歧管絕對壓力傳感器等，如圖2-2所示。

②交流（AC）信號。在汽車電控系統中產生交流（AC）信號的傳感器或裝置有車速傳感器（VSS）、磁脈沖式曲軸位置（CKP）和凸輪軸位置（CMP）傳感器、從模擬進氣歧管絕對壓力傳感器（MAP）信號得到的發動機真空平衡波形和爆燃傳感器（KS）等，如圖2-3所示。

③頻率調制信號。在汽車電控系統中，產生可變頻率信號的傳感器和裝置有數字式空氣流量傳感器、數字式進氣歧管絕對壓力傳感器、光電式車速傳感器（VSS）、霍爾式車速傳感器（VSS）、光電式凸輪軸位置（CMP）和曲軸位置（CKP）傳感器、霍爾式凸輪軸位置（CKP）和曲軸位置（CKP）傳感器等，如圖2-4所示。

圖2-2 直流信號波形

圖2-3 交流信號波形（車速傳感器信號）

④脈寬調制信號。在汽車電控系統中產生脈寬調制信號的電路或裝置有點火線圈一次側、電子點火正時電路、廢氣再循環控制（EGR）閥、排氣凈化電磁閥、渦輪增壓電磁閥和其他控制電磁閥、噴油器、怠速控制電動機、怠速控制電磁閥等，如圖2-5所示。

⑤串行數據（多路）信號。控制單元都具有故障自診斷功能以及其他串行數據傳輸能力，而串行數據信號是由發動機ECU、車身控制模塊（BCM）和制動防抱死系統控制模塊（ABS ECU）或其控制模塊產生的，如圖2-6所示。

2）電子信號的判定依據。任何一個汽車電控系統電子信號都應該具有幅值、頻率、形狀、脈沖寬度和陣列5個可以度量的參數指標。從信號“五要素”中得到的這5種判定特征的信息類型是非常重要的，因為ECU需要通過分辨這些特征來識別各個傳感器提供的各種信息，并依據這些特征發出各種命令，指揮不同的執行器動作。這就是電控系統電子信號的5種判定依據。

①幅值。所謂電子信號的幅值是指電子信號在一定點上的即時電壓，也表示波形的最高和最低的差值，如圖2-7a所示。

②頻率。所謂電子信號的頻率就是信號

圖2-4 頻率調制信號波形（數字式空氣流量傳感器信號波形）

圖2-5 脈寬調制信號波形（活性炭罐電磁閥控制波形）

的循環時間，即電子信號在兩個事件或循環之間的時間，一般指每秒的循環數（Hz），也表示每秒的波形周期數，如圖2-7b所示。

③形狀。所謂電子信號的形狀是指電子信號的外形特征，它的曲線、輪廓和上升沿、下降沿等。

④脈沖寬度。所謂電子信號的脈沖寬度是指電子信號所占的時間寬度，而占空比是指信號的脈沖寬度與信號周期的比值，用百分數表示，如圖2-7c所示。

⑤陣列。所謂電子信號的陣列是指組成專門信息信號的重復方式，例如第1缸傳送給發動機ECU的上止點同步脈沖信號，或傳給故障檢測儀的有關冷卻液溫度是210℃的串行數據流等。

圖2-6串行數據（多路）信號波形（車載網絡系統通信信號）

圖2-7 波形圖的含義

每一類型的電子信號都可以由5種判定依據中的一個或多個特征組成，見表2-2。

表2-2 電子信號的判定依據

汽車示波器主要用來顯示控制系統中輸入、輸出信號的電壓波形，以供維修人員根據波形分析判斷電控系統故障。

在汽車ECU和其他智能電子設備中用來通信的串行數字信號是最復雜的信號，它是包含在汽車電子信號中的最復雜的“電子句子”，在實際檢測過程中，多數情況下要用專門的故障檢測儀去讀取信息。

（2）汽車專用示波器簡介

1）結構簡介。汽車專用示波器種類較多，現以OTC VISION2汽車專用示波器為例，介紹它的組成情況。如圖2-8所示，示波器主要由診斷模塊、測試主機、存儲卡、外接電源線、熱啟動開關、主電源開關、串行接口、外部電源接口、測試線纜等組成。

診斷模塊：電控系統傳感器輸出的電壓、電阻和頻率信號，須經診斷模塊進行處理，使之成為測試主機能夠識讀的數字信號。該示波器有了兩種診斷模塊：一種是示波器診斷模塊；另一種是發動機測試模塊。它安裝在測試主機頂部，對采集的信號進行預處理，測試線纜與它相連。

測試主機：它包括顯示器、鍵盤和電路板，顯示器為人機對話的界面，操作菜單，測試結果、所測波形通過顯示器顯示。鍵盤為儀器的輸入元件，測試元件的選擇、波形的分析等功能均通過鍵盤來完成。

存儲卡：它為主機提供內存、最新的軟件程序。存儲卡可以升級，以加強示波器的功能。存儲卡安裝在主機底部卡槽內，一般升級時才需要拔出。

圖2-8 OTC示波器組成

1—診斷模塊 2—測試主機 3—存儲卡 4—外接電源線 5—熱啟動開關 6—主電源開關 7—串行接口 8—外部電源接口 9—測試線纜

圖2-9 測試電纜的連接

外接電源線：示波器使用直流12V電源，可接在車輛的12V蓄電池上或用A／C充電器為儀器充電。

熱啟動開關：儀器工作時，若出現死機，可以通過熱啟動開關重新啟動儀器。

主電源開關：示波器配有主電源開關。

串行接口：該接口用于連接打印機、控制單元或廢氣分析儀等。

外部電源接口：示波器內裝有可充電電池，當電池電力不足時，可使用外接電源充電。

測試線纜：該電纜一端接到診斷模塊接口，另一端接測試探頭。儀器備有4根測試線纜，分別為黃、藍、紅和綠4種顏色，另有一根黑色搭鐵線纜，如圖2-9所示。線纜分通用型和專用型。在進行不同項目測試時，可選用專用適配器。

2）示波器的基本功能。汽車專用示波器的功能分基本功能和附加功能。基本功能就是對汽車電控系統中的模擬信號和數字信號進行波形顯示。附加功能包括萬用表功能和發動機性能測試功能。

圖2-10、圖2-11為測試電控系統中主要傳感器與執行器的信號波形，如進氣壓力傳感器、空氣流量傳感器、節氣門位置傳感器、氧傳感器、曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器、輪速傳感器、噴油器、怠速控制閥、EGR閥、混合氣控制閥等。

圖2-10 MAF和MAP數字信號波形

圖2-11 怠速控制閥模擬信號

圖2-12 四通道顯示屏幕

目前，測試用汽車示波器多為雙通道顯示，也有四通道顯示。示波器有多個通道接口，能夠同時顯示多個波形，把示波器連接到四個不同傳感器與執行器，即可以把四種信號波形同時顯示出來，便于分析判斷。圖2-12為四通道顯示屏幕，它同時測試了兩個噴油器、點火正時與參考信號等四個信號波形。

當測試波形信號需要進行分析時，通過功能鍵操作可對波形進行鎖定和存儲，以便仔細分析波形，進行判斷，也可以通過功能鍵的操作重新查看和刪除。

通過設定信號電壓的大小和改變掃描時間的長短，可以確定所測波形的大小與屏幕坐標是否相配，使觀察方便。

示波器設有波形資料庫，它收集有各系統電子元件的標準波形，如傳感器波形和執行器波形、點火波形等，可以通過測試波形與標準波形的對比進行分析。通過功能鍵可以調出所需要的標準波形。

示波器的附加功能是萬用表功能和發動機性能測試功能。它的萬用表功能可以很直接地顯示出一些簡單選定的信號，為使用者提供方便。示波器備有一些附加測試探頭與車輛連接，可以測試發動機的起動電流、交流發電機二極管等。

2.汽車專用示波器的使用方法

（1）安全操作注意事項

1）確定被測試車輛變速桿在P位，并且拉起駐車制動手柄。

2）確定車輪在地面上被鎖止。

3）使車輛在通風順暢的地方。

4）在切斷測試插頭之前，應先斷開搭鐵線插頭。

5）注意保護儀器免受液體侵入。

（2）鍵盤的使用

OTC VISION2示波器的鍵盤如圖2-13所示。

OTC VISION2示波器鍵盤使用說明見表2-3。

圖2-13 OTC VISION2示波器鍵盤

表2-3 OTCVISION2示波器鍵盤使用說明

（3）氧傳感器測試實例

1）按圖2-14所示內容進行連接線路。

2）在對氧傳感器進行測試時，必須用高阻抗專用線纜，避免影響測試精度。

3）起動發動機并運行，使發動機暖機到正常工作溫度并進入閉環工作狀態，測試結果才正確。

4）按下“PWR”鍵使示波器開機。

5）從主菜單中選擇“AUTO METERS”項。在“AUTO METERS”項中，可以觀測到氧傳感器的信號波形、氧傳感器的變動率及混合氣的濃/稀狀態。

6）選擇“O2SENSOR”項即可對氧傳感器進行測試。

7）提高發動機轉速，使其轉速高于怠速工況。因為發動機在怠速時不能進入閉環狀態。

氧傳感器的測試屏幕如圖2-15所示。其上方為氧傳感器變動率的統計數值，屏幕上為每5s的變動率，同時顯示最大值與最小值，中間顯示混合氣的濃／稀狀態，下方為氧傳感器的信號波形。圖2-16為氧傳感器故障波形。

圖2-14 氧傳感器連接接線圖

圖2-15 氧傳感器測試屏幕

圖2-16 氧傳感器故障波形

（4）節氣門位置傳感器測試實例

1）進行線路連接，如圖2-17所示。

2）打開點火開關，發動機不運轉，測試TPS。

3）從主菜單中選擇“AUTO METERS”項。從主菜單中選擇“LAB SCOPE”項，同時能測試出TPS信號波形，但不能顯示出TPS的信號電壓數值。

4）選擇TPS開始測試，TPS測試屏幕如圖2-18所示。

5）打開節氣門，讀取TPS信號波形，如圖2-19所示。

圖2-17 節氣門位置傳感器測試線路連接圖

6）慢慢全開和全關節氣門，觀察TPS信號波形是否中斷，或有尖銳的突變等不正常的現象。

圖2-18 TPS測試屏幕

圖2-19 正常的TPS信號波形

3.傳感器波形測試及分析方法

（1）翼片式空氣流量傳感器波形測試及分析

翼片式空氣流量傳感器標準波形如圖2-20所示。

1）波形測試方法。測試時應關閉所有用電設備，起動發動機，并使其怠速運轉。當怠速穩定運轉后，檢查怠速時輸出信號電壓。做加速和減速試驗，應有類似圖2-20中的波形出現。將發動機轉速從怠速至節氣門全開，持續2s；再將發動機降至怠速并保持2s；再從怠速急加速至節氣門全開，然后減小節氣門開度，使發動機怠速，鎖止波形。

翼片式空氣流量傳感器波形測試如圖2-21所示。

2）波形分析。空氣流量傳感器波形有問題時，應進一步檢查蓄電池電壓是否在12V以上；空氣濾清器是否臟污而阻塞；進氣管是否存在漏氣；風扇運轉是否正常；傳感器電源是否連接正確；主繼電器工作是否正常；傳感器搭鐵電壓是否小于0.1V以下；連接線路插頭是否松動；傳感器本身是否有損傷。

波形的含義及相關說明如圖2-22所示。

①測量出的電壓值波形可以參照維修資料進行對比分析，正常旋轉翼片式空氣流量傳感器怠速時輸出電壓約為1V，節氣門全開時應超過4V，急減速（急抬加速踏板）時輸出電壓并不是非常快地從急加速電壓回到怠速電壓。通常（除TOYOTA汽車外），旋轉翼片式空氣流量傳感器的輸出電壓都是隨空氣流量的增加而升高的。

圖2-20 翼片式空氣流量傳感器標準波形

圖2-21 翼片式空氣流量傳感器波形測試圖

圖2-22 空氣流量傳感器信號波形分析

②波形幅值在氣流不變時應保持穩定，一定的空氣流量應有相對應的輸出電壓。當輸出電壓與氣流不符（可以從波形圖中檢查出來，而發生這種情況將使發動機的工作狀況明顯地受到影響）時，應更換旋轉翼片式空氣流量傳感器。

③若波形中有間斷性的毛刺出現，則說明旋轉翼片式空氣流量傳感器可變電阻器的電刷少許磨損，用波形分析方法更容易發現可變電阻器（電位計）的磨損點。若波形中除了最高點和最低點以外，在平穩加速過程中有波形平臺（電壓值在某處出現停頓），則說明發動機運轉時翼片有間歇性卡滯現象。

④出現圖2-23所示的向下的毛刺，則表示傳感器中有與搭鐵短路或可變電阻器電刷有間歇性的開路故障。

⑤在急加速時，波形中的小尖峰是由于翼片過量擺動造成的，控制單元正是根據這一點來判定加速加濃信號的，這不是故障，而是正常波形。

（2）熱線（熱膜）式空氣流量傳感器波形測試及分析

熱線式空氣流量傳感器標準波形如圖2-24所示。熱線式空氣流量傳感器輸出電壓，在怠速時0.2V，節氣門全開時電壓升至4V，全減速時輸出電壓比怠速時的電壓稍低。

圖2-23 故障波形舉例

圖2-24 熱線（熱膜）式空氣流量傳感器信號波形

1）波形測試方法。關閉所有用電設備，起動發動機，使之怠速運轉，檢查怠速時輸出的信號電壓，做加速和減速試驗。將發動機轉速從怠速到節氣門全開，持續2s，不要超速；再減速回到怠速工況，持續2s；再加速至節氣門全開，然后回到怠速；鎖止波形，仔細觀察分析空氣流量傳感器波形。

熱線式空氣流量傳感器實測波形如圖2-25所示。

2）波形分析。波形分析的含義及相關說明如圖2-26所示。

①從維修資料中找出輸出信號電壓參考值進行比較，通常熱線（熱膜）式空氣流量傳感器輸出信號電壓范圍是從怠速時超過0.2V變至節氣門全開時超過4V，當急減速時輸出信號電壓應比怠速時的電壓稍低。

②發動機運轉時，波形的幅值看上去在不斷地波動，這是正常的。因為熱線式空氣流量傳感器沒有任何運動部件，因此沒有慣性，所以，它能對空氣流量的變化做出快速反應。在加速時，波形上的雜波實際是在低進氣真空之下，各缸進氣口上的空氣氣流脈動而引起的，發動機ECU中的超級處理電路讀入后，會清除這些信號。

圖2-25 熱線（熱膜）式空氣流量傳感器實測波形

③不同車型的輸出電壓將有很大的差異。在怠速時，信號電壓是否為0.25V也是判斷空氣流量傳感器好壞的辦法；另外，從混合氣是否正常或是否冒黑煙也可以判斷空氣流量傳感的好壞。

④如果信號波形與上述情況不符，或空氣流量傳感器在怠速時輸出信號電壓太高，而節氣門全開時輸出信號電壓又達不到4V，則說明空氣流量傳感器已經損壞。如果在車輛急加速時，空氣流量傳感器輸出信號電壓波形上升緩慢，而在車輛急減速時空氣流量傳感器輸出信號電壓波形下降緩慢，則說明空氣流量傳感器的熱線（熱膜）臟污。

（3）卡爾曼渦旋式空氣流量傳感器波形測試及分析

卡爾曼渦旋式空氣流量傳感器標準波形如圖2-27所示。波形的振幅應達到5V，即峰值電壓應等于參考電壓，振幅的水平上限應達到參考電壓，下限應接近0V，脈沖寬度應一致，波形應無峰尖或圓角。

1）波形測試方法。起動發動機，在不同轉速下觀察示波器，確定在任何給定運行情況下，波形的重復性和精確性，即在幅值、頻率、形狀、脈沖寬度等幾個方面參數都相同，在轉速穩定時，傳感器能產生穩定頻率。

卡爾曼渦旋式空氣流量傳感器實測波形如圖2-28所示。

2）波形分析。卡爾曼渦旋式空氣流量傳感器的輸出方式也是數字式，但與其他數字式輸出空氣流量傳感器不同。通常數字式空氣流量傳感器在空氣流量增大時頻率也隨之增加。在加速時，卡爾曼渦旋式空氣流量傳感器與其他數字式空氣流量傳感器不同之處在于，它不但頻率增加，同時它的脈沖寬度也改變。進行波形分析時注意事項如下：

圖2-26 熱線（熱膜）式空氣流量傳感器信號波形分析

圖2-27 卡爾曼渦旋式空氣流量傳感器標準波形

圖2-28 卡爾曼渦旋式空氣流量傳感器實測波形

①確信在任何給定的運行方式下，波形的重復性和精確性在幅值、頻率、形狀和脈沖寬度等幾個方面的關鍵參數都是相同的。

②確信在穩定轉速的空氣流量的情況下，空氣流量能產生穩定的頻率。

③在大多數情況下，波形的幅值應該達5V。同時也要按照一致性原則，看波形的正確形狀、矩形脈沖的方角及垂直沿。

④在穩定的空氣流量下，空氣流量傳感器產生的頻率也應該是穩定的，不論是什么樣的值都應該是一致的。

⑤當這種型號的空氣流量傳感器工作正常時，脈沖寬度將隨加速的變化而變化，這是為了加速加濃時，能夠向發動機ECU提供非同步加濃及額外噴油脈沖信號。

⑥可能的缺陷和不正確的關鍵參數是脈沖寬度縮短，不應該有峰尖以及圓角的產生。否則，則應更換卡爾曼渦旋式空氣流量傳感器。

（4）模擬式進氣壓力傳感器波形測試

模擬式進氣壓力傳感器連接為三線端子，它們是5V參考電壓線正負極和信號輸出線。其波形特點是發動機加速或回到怠速時，其信號電壓將增大或減小。高電位表示高的進氣歧管壓力（低真空），這時發動機負荷大；低電位表示低的進氣歧管壓力（高真空度），這時發動機負荷小。當節氣門打開時，歧管壓力升高。信號電壓從怠速時1～1.5V變化到節氣門全開時的4.5V，全減速時近似為0V。標準波形及實測波形如圖2-29所示。

1）波形測試方法。關閉所有用電設備，起動發動機并怠速運轉，檢查怠速信號電壓。做加速和減速試驗，應有類似圖2-29中的波形出現。將發動機轉速從怠速加至節氣門全開（加速過程中節氣門應緩中速打開），并持續約2s，不宜超速。再減速回到怠速狀況，持續約2s。再急加速至節氣門全開，然后回到怠速。將波形定位，觀察波形。

圖2-29 模擬式進氣壓力傳感器標準波形及實測波形

2）波形分析

①從車型技術資料中查到各種不同車型在不同真空度下的輸出電壓值，將這些參數與示波器顯示的波形進行比較。通常半導體壓敏電阻式進氣歧管絕對壓力傳感器的輸出電壓在怠速時為1.25V，當節氣門全開時略低于5V，全減速時接近0V。

②大多數進氣歧管絕對壓力傳感器在真空度高時（急減速是81kPa）產生低的電壓信號（接近0V），而真空度低時（全負荷時接近10kPa）產生高的電壓信號（接近5V）。也有些進氣歧管絕對壓力傳感器設計成相反方式，即當真空度增高時輸出電壓也增高。

③當進氣歧管絕對壓力傳感器有故障時，可以查閱維修手冊，波形的幅值應保持在接近特定的真空度范圍內，波形幅值的變化不應有較大的偏差。當傳感器輸出電壓不能隨發動機真空值變化時，在波形圖上可明顯看出來，同時發動機將不能正常工作。有些克萊斯勒汽車的進氣歧管絕對壓力傳感器損壞時，不論真空度如何變化，輸出電壓都不變。有些系統像克萊斯勒汽車通常顯示出許多電子雜波，甚至用NORMAL（正常）采集方式采集波形，在波形上還有許多雜波（通常四缸發動機有雜波，因為在兩個進氣行程間真空度波動比較大）。通用汽車進氣歧管絕對壓力傳感器雜波最小，但是波形雜亂或干擾太大，在傳送到發動機ECU后，發動機ECU中的信號處理電路會清除雜波干擾。

（5）數字式進氣壓力傳感器波形測試

部分轎車上裝有數字式進氣壓力傳感器。該傳感器根據進氣管壓力的變化，產生一個頻率信號。當節氣門開度增大即發動機負荷增大時，頻率增高；反之，頻率減低。不管發動機的真空度如何變化，其電壓值保持不變。標準波形及實測波形如圖2-30所示。

圖2-30 數字式進氣壓力傳感器標準波形及實測波形

1）波形測試方法。起動發動機并使之怠速運轉，檢查怠速時輸出的信號波形，然后再加速和減速，使發動機從怠速緩慢加速到節氣門全開，保持2s；再減速到怠速，保持2s；然后再急加速到節氣門全開，然后再回到怠速。

2）波形分析。數字式進氣歧管絕對壓力傳感器產生的是頻率調制式數字信號，它的頻率隨進氣真空的改變而改變。當沒有真空時，輸出信號頻率為160Hz；在怠速時，真空度為64.3kPa。它產生頻率約為105Hz的輸出。檢測時，應按照維修手冊中的資料來確定真空度和輸出頻率信號的關系。

①確定判定參數。幅值、頻率和形狀是相同的，精確性和重復性好，幅值接近5V，頻率隨真空度變化，形狀（方波）保持不變。

②確定在給定真空度的條件下，傳感器能發出正確的頻率信號。

③波形的幅值應該是滿5V的脈沖，同時形狀正確。例如，波形穩定，矩形方角正確，上升沿垂直，頻率與對應的真空度應符合維修資料給定的值。

④可能的缺陷和參數值的偏差主要是頻率值不正確，脈沖寬度變短和不正常尖峰等。

（6）氧傳感器波形測試及分析

氧傳感器輸出的信號電壓直接送入控制單元。控制單元根據氧傳感器輸入信號調整供油量，保持空燃化接近14.7∶1。對于氧化鋯型氧傳感器，輸出高電位，表明混合氣過濃；低電位，則表明混合氣過稀。氧化鈦型氧傳感器是由于排氣中的含氧量不同而改變電阻值，當它輸出低電位時，表明混合氣過濃；輸出高電位，則表明混合氣過稀。控制單元根據氧傳感器輸入的信號，即根據混合氣濃稀情況調整噴油量，以保證空燃比最佳值。氧傳感器的實測波形如圖2-31所示。這些圖例為發動機在不同轉速下、不同工況下的實測波形，便于分析比較。

圖2-31 氧傳感器標準波形、實測波形

1）波形測試方法。起動發動機使氧傳感器加熱至315℃以上，發動機處于閉環工作狀態，利用跨接線或探頭與傳感器插接器信號端子相連，觀察氧傳感器的信號波形。

2）故障分析

①氧傳感器增幅雜波如圖2-32a所示。增幅雜波是指氧傳感器的信號電壓波形中經常出現300～600mV的一些不重要的雜波。這種雜波是由氧傳感器本身的化學特性引起，而不是由發動機故障引起的，所以又稱為無關型雜波。所謂明顯的雜波是指高于600mV和低于300mV的雜波。

②氧傳感器中等雜波如圖2-32b所示。這種雜波是指高壓段部分向下的尖峰。中等雜波幅度不大于150mV。氧傳感器的波形通過450mV時，中等雜波會到200mV。這種雜波與反饋系統的類型、發動機的運行方式、發動機系列或氧傳感器類型有很大關系。

③氧傳感器嚴重雜波如圖2-32 c所示。嚴重雜波指振幅大于200 mV的雜波，在信號波

圖2-32 氧傳感器雜波

形頂部向下沖，沖過200mV或達到信號電壓底部的尖峰，在發動機運轉期間它會覆蓋氧傳感器的整個信號電壓范圍。發動機穩定運轉時出現雜波，說明發動機有故障，一般是點火不良或各缸噴油量反映不一致造成的，這種雜波的出現必須排除。

④氧傳感器最大電壓過小，如圖2-33a所示。從波形上分析，最大電壓為427mV，最小電壓為130mV，響應時間為237ms。這種波形不符合標準，故障原因為真空泄漏。

⑤混合氣由濃變稀的響應時間過長，如圖2-33b所示。空燃比由濃變稀的響應時間大于100ms，說明氧傳感器失效或污染。用光標測得的響應時間是360ms，這個氧傳感器不合格。故障原因為使用年限長，氧傳感器失效。

⑥混合氣過稀，如圖2-33c所示。氧傳感器信號持續低壓，說明空燃比過大，混合氣過稀。若噴油脈沖高于規定值，則說明存在真空泄漏。

⑦混合氣過濃，如圖2-33d所示。氧傳感器信號持續高壓，表明空燃比過小，混合氣過濃。檢查噴油脈沖，若噴油脈寬正常或小于標準，則應檢查發動機是否存在機械故障或油壓過高；若噴油脈寬高于指定值，則偏濃的故障是由氧傳感器輸入信號線或控制單元故障引起的。

⑧火花塞短路故障，如圖2-33e所示。此種故障在波形上出現大量的稀／濃過渡段。

⑨高壓線斷路故障，如圖2-33f所示。在波形上出現大量的濃／稀過度段，故障原因是火花塞高壓線開路。

⑩噴油泄漏故障，如圖2-33g所示。波形上出現明顯的濃／稀過渡段。

???某缸噴油器不噴油故障，如圖2-33h所示。波形上出現大量的濃／稀過渡段。

（7）冷卻液與進氣溫度傳感器波形測試及分析

冷卻液與進氣溫度傳感器都是負溫度系數（NTC）熱敏電阻，當溫度上升時電阻值和電壓值均下降，溫度下降時電阻和電壓均增加。溫度傳感器標準波形如圖2-34所示。

1）波形測試方法。用跨接線或探針連接到傳感器信號端子上，另一測量線搭鐵。打開點火開關，發動機不運轉，測量傳感器輸出的信號電壓。起動發動機，然后在暖機過程中觀察電壓下降情況，也可觀察其電阻值的變化情況，但傳感器接線必須斷開。

2）波形分析。發動機冷卻液溫度傳感器，通常冷車時傳感器的電壓應為3～5V（全冷態），然后隨著發動機運轉逐漸減小至正常工作溫度時的1V左右。直流信號的判定指標是幅度。在任何給定溫度下，好的傳感器必須產生穩定的反饋信號。發動機冷卻液溫度傳感器電路的開路將使電壓波形出現向上的尖峰（到參考電壓值），發動機冷卻液溫度傳感器電路的短路將產生向下尖峰（到接地值）。

溫度傳感器故障波形不平滑，向下有毛刺。這說明傳感器電壓信號有間斷，電位器存在短路或間歇性斷路。

影響波形的原因是：蓄電池電壓不在12V以上；空氣濾清器堵塞；進氣管漏氣；冷卻風扇散熱不足：傳感器基準電壓不正常：插接器插頭松動：傳感器內部電路斷、短路：控制單元輸出電壓不正常：搭鐵不良。

冷卻液溫度傳感器波形不正常的原因可能是：散熱器過熱：冷卻液液位不足：膨脹水箱或水管漏水；傳感器電源電壓不是5V；控制單元輸出電壓不正常；搭鐵不良。

進氣溫度傳感器波形不正常的原因可能是：空氣濾清器堵塞：參考電壓或電阻與溫度無法對應；連接線路松動；傳感器電壓不是SV;控制單元輸出電壓不正常，搭鐵不良。

圖2-33 氧傳感器故障波形

圖2-34 溫度傳感器標準波形

（8）線性輸出型節氣門位置傳感器波形測試及分析

線性輸出型節氣門位置傳感器信號波形如圖2-35所示。

圖2-35 線性輸出型節氣門位置傳感器信號波形

1）波形測試方法。線性輸出型節氣門位置傳感器是一個三線傳感器，其中一根電源線、一根信號線、一根搭鐵線。電源線與控制單元連接，由控制單元提供5V電壓。測量時，示波器信號測量頭探針應與信號線端子相連，另一測量線搭鐵。打開點火開關，發動機不運轉，把節氣門轉到全開位置，然后再轉到全關閉位置，觀察波形變化情況。慢慢地反復這個過程幾次，這時波形應如圖2-35所示鋪開在顯示屏上。

2）波形分析。線性輸出型節氣門位置傳感器信號波形分析含義及相關說明如圖2-36所示。查閱車型規范手冊得到精確的電壓范圍，通常傳感器的電壓應從怠速時的低于1V到節氣門全開時的低于5V。波形上不應有任何斷裂、對地尖峰或大跌落。應特別注意在前1/4節氣門開度中的波形，這是在汽車運行中最常用的傳感器炭膜的部分。傳感器的前1/8～1/3的炭膜通常首先磨損。特別應注意達到2.8V處的波形，這是傳感器的炭膜容易損壞或斷裂的部分。在傳感器中磨損或斷裂的炭膜不能向發動機ECU提供正確的節氣門位置信息，所以發動機ECU不能為發動機計算出正確的噴油脈寬，從而引起發動機工作性能不良問題。

（9）開關型節氣門位置傳感器波形測試及分析

開關型節氣門位置傳感器有兩個動觸點：一個用于測量節氣門開啟角度，另一個用于測量節氣門關閉角度。它也是一個三線傳感器，標準波形如圖2-37所示。波形中，下水平電壓表示節氣門關閉，并在OV位置上；上水平電壓表示節氣門位于非完全閉合位置，節氣門不一定全開，上水平電壓為參考電壓。正常波形應光滑、無毛刺、無波動。

1）波形測試方法。波形測試方法與線性輸出型節氣門位置傳感器測試方法相同。

2）波形分析。開關型節氣門位置傳感器的故障波形如圖2-38所示，波形不平滑，有微小波動。故障產生的原因是接觸不良或節氣門回位彈簧松弛。

（10）電磁感應式曲軸位置傳感器波形測試及分析

圖2-36 波形分析

圖2-37 開關型節氣門位置傳感器標準波形

圖2-38 開關型節氣門位置傳感器的故障波形

電磁感應式曲軸位置傳感器標準波形如圖2-39所示。

圖2-39 電磁感應式曲軸位置傳感器標準波形

1）波形測試方法。電磁感應式曲軸位置傳感器不需要任何電源。測量時，應把示波器信號測量線探針與傳感器信號端子相連，另一測量線搭鐵。測量發動機在不同轉速下的波形，并鎖止波形，與標準波形比較。

對于將發動機轉速的凸輪軸位置傳感器制成一體的具有兩個信號輸出端子的曲軸位置傳感器可用雙通道的示波器同時進行檢測其信號波形。

2）波形分析。兩種電磁感應式曲軸位置傳感器故障波形如圖2-40所示。

圖2-40 兩種電磁感應式曲軸位置傳感器故障波形

（11）霍爾效應式曲軸位置傳感器波形測試

霍爾效應式曲軸位置傳感器標準波形為方波，如圖2-41所示。其輸出電壓幅值不變，頻率隨發動機轉速的變化而改變；水平上線應達到參考電壓；水平下線應到0V電位，若離地電位太高，則說明電阻太大或接地不良；電壓的峰值應等于參考電壓；電壓的轉變應是垂直直線。

圖2-41 霍爾效應式曲軸位置傳感器標準波形

1）波形測試方法。將示波器信號探頭插入傳感器的信號線芯里，另一條測量線搭鐵。起動發動機，觀察霍爾傳感器的輸出信號波形。

2）波形分析。霍爾效應式曲軸位置傳感器故障波形如圖2-42所示。

①波形頻率應與發動機轉速相對應，當同步脈沖出現時，占空比才改變，能使占空比改變的唯一理由是不同寬度的轉子翼片經過傳感器。除此之外，脈沖之間的任何其他變化都意味著故障。

②查看波形形狀的一致性，檢查波形上下沿部分的拐角。由于傳感器供電電壓不變，因此所有波峰的高度（幅值）均應相等。實際應用中，有些波形有缺痕或上下各部分有不規則形狀，這也許是正常的，在這里關鍵的是一致性。

③如果在示波器0V電壓處顯示一條直線，則應確認示波器和傳感器連接良好；確認相關的零件（分電器、曲軸和凸輪軸等）都在轉動。用示波器檢查傳感器的電源電路和發動機ECU的電源及搭鐵電路；檢查電源電壓和傳感器參考電壓。

④如果示波器在傳感器電源電壓處顯示一條直線，則應檢查傳感器搭鐵電路的完整性，確認相關的零件（分電器、曲軸和凸輪軸等）都在轉動；如果傳感器的電源和搭鐵良好，示波器在傳感器供給電源電壓處顯示一條直線，則很可能是傳感器損壞。

⑤如果有脈沖信號存在，應確認從一個脈沖到另一個脈沖的幅度、頻率和形狀等判定性依據。數字脈沖的幅值必須足夠高（通常在起動時等于傳感器供給電壓），兩個脈沖間的時間不變（同步脈沖除外），并且形狀是重復可預測的。

（12）光電式曲軸位置傳感器波形測試

光電式曲軸位置傳感器的波形為方波，其電壓幅值是不變的，頻率隨發動機轉速而變化。波形的水平上線應達到參考電壓，水平下線應達到0V電位，電壓峰值應為參考電壓，電壓的下降應為垂直的直線，典型的光電式曲軸位置傳感器波形如圖2-43所示。

圖2-42 霍爾效應式曲軸位置傳感器故障波形

圖2-43 光電式曲軸位置傳感器波形

1）波形測試方法。將示波器的信號測量線探針插入傳感器信號線芯里，另一條測量線搭鐵。起動發動機，觀察傳感器信號波形。

2）波形分析

①波形的頻率應隨發動機轉速的變化而變化，占空比在同步脈沖出現時才改變。能使占空比改變的唯一理由是信號盤上不同寬度的孔通過傳感器，而任何其他原因使占空比改變，都可能意味著故障。

②檢查波形形狀的一致性，看波形上下端的尖角。一些高頻光電式分電器，波形的上角可能出現圓角。

③光電式傳感器有一個弱點，它們對污物和油所產生的對通過信號盤的光傳輸干擾問題非常敏感。光電式傳感器的功能元件通常被密封得很好，但損壞的分電器軸套或密封墊，以及維修時油污和污物進入敏感區域造成污損，就可能引起不能起動、失速和斷火。

④檢查波形幅值的一致性。由于傳感器供電電壓不變，因此所有波形的高度均應相等。實際應用中有些波形有缺痕或上下各部分有不規則形狀，這也許是正常的，在這里關鍵的是一致性。

⑤如果在示波器0V電壓處顯示一條直線，則應確認示波器和傳感器連接是否良好；確認相關的零件（分電器、曲軸和凸輪軸等）都在轉動；用示波器檢查傳感器的電源電路和發動機ECU的電源及接地電路；檢查電源電壓和傳感器參考電壓。

⑥如果在示波器上在傳感器電源電壓處顯示一條直線，則應檢查傳感器搭鐵電路的完整性，確認相關的元件（分電器、曲軸、凸輪軸等）都在轉動；如果傳感器的電源、搭鐵良好，示波器在傳感器供給電源電壓處顯示一條直線，則很可能是傳感器損壞。

⑦如果有脈沖信號存在，應確認從一個脈沖到另一個脈沖的幅度、頻率和形狀等判定性依據。數字脈沖的幅值必須足夠高（通常在起動時等于傳感器供給電壓），兩個脈沖的時間不變（同步脈沖除外），并且形狀是重復可預測的。

（13）電磁感應式凸輪軸位置傳感器波形測試

電磁感應凸輪軸位置傳感器輸出的信號電壓和頻率隨車速的變化而改變，波形的上下波動應在0V電位的上下對稱，峰值電壓應相差不大。若某一個峰值電壓低于其他峰值電壓，則應檢查觸發輪是否有缺角或偏心。最小峰值電壓也應相差不大，若某一峰值電壓高于其他峰值電壓，則應檢查觸發輪是否有缺角或偏心。其標準波形如圖2-44所示。

波形測試方法：將示波器的信號測量線探針插入傳感器信號線芯里，另一條測量線搭鐵，觀察傳感器的信號波形。

（14）霍爾式凸輪軸位置傳感器波形測試

霍爾式凸輪軸位置傳感器標準波形如圖2-45所示。波形的下線幾乎到0V電位，若離0V電壓太高，說明電阻太大或接觸不良。水平上線和峰值電壓應為參考電壓，電壓轉變應垂直下降，輸出的電壓幅值不變，頻率隨車速的變化而變化。

（15）光電式凸輪軸位置傳感器波形測試

光電式凸輪軸位置傳感器波形如圖2-46所示。日產轎車光電式凸輪軸位置傳感器正常波形如圖2-47所示。