電子信號在汽車故障診斷中的應用

1、目錄引言 1.電子信號在汽車故障診斷中的應用 1摘要22.汽車電子信號的五個判定依據(jù)43. 汽車電子信號5 3.1 直流電子信號6 3.2 脈寬調(diào)制信號73.3 交流電子信號84.汽車電子信號的應用 94.1 直流電子信號特征分析 10 4.2脈寬調(diào)制信號應用分析114.3交流電子信號應用分析125.結論 13參考文獻 14  1. 前言 隨著科學的進步和電子控制技術在汽車上的應用，已使汽車電子化程度越來越高，特別是集成電路、微機控制技術出現(xiàn)以后，推動了汽車傳感器、執(zhí)行機構、顯示裝置及控制技術的發(fā)展。但伴隨著這些電子技術的發(fā)展，又不可避免的給汽車診斷工作帶來困難?，F(xiàn)代汽車的故障已不能

2、在依靠傳統(tǒng)方法診斷，當今的診斷設備又不能完全準確及全面地診斷汽車故障，特別是對于一些間歇性故障、機械式反饋系統(tǒng)故障及由傳感器特性變化引起的故障更為困難。在實際故障診斷中發(fā)現(xiàn)，通過分析被檢汽車電子信號的特征可以快速、準確地診斷故障產(chǎn)生的原因及部位?！菊?#160;】 汽車上的電子信號隱含著汽車的某些故障，特別說對于一些間歇性故障、及由傳感器特性變化引起的故障，通過分析被檢電子信號的特征可以快速、準確地診斷故障產(chǎn)生的原因及部位。介紹了汽車電子信號的種類及如何運用各類電子信號的特征診斷故障。實踐證明，這種方法是行之有效的。2.汽車電子信號的五個判定依據(jù) 已經(jīng)知道了汽車電子信號的“五要素”-直流、交

3、流、頻率調(diào)制、脈寬調(diào)制和串行數(shù)據(jù)信號。現(xiàn)在再回頭看一下汽車電子語言的難題-五個“判據(jù)”即五種判定尺度。要從五種判定信號中得到只有五種判定特征的信息類型是重要的，因為發(fā)動機控制電腦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(jù)這些特征來發(fā)出各種命令，指揮不同的執(zhí)行器動作，這些特征就是汽車電子信號的五種判定依據(jù)。五個判定依據(jù)是：    a.幅值；b.頻率；c.形狀；d.脈沖寬度；e.陣列。    它們的定義分別為：    幅值-電子信號在一定點上的即時電壓；    頻率

4、-電子信號在兩個事件或循環(huán)之間的時間，一般指每秒的循環(huán)數(shù)(HZ)；    脈沖寬度-電子信號所占的時間或占空比；    形狀-電子信號的外形特征；它的曲線、輪廓和上升沿、下降沿等；    陣列-組成專門信息信號的重復方式，例如#1缸傳送給發(fā)動機控制電腦的上止點同步脈沖信號，或傳給解碼器的有關冷卻水溫度是210華氏度的串行數(shù)據(jù)流等。每個“五要素”電子信號都可以用五種判定尺度中的一個或多個特征組成。 本表顯示五個判定根據(jù)與五種類型的相關連帶關系  為了使汽車的計算機系統(tǒng)功能正常，必須去測量用于通訊的

5、電子信號，換言之就是，必須能“讀”與“寫”計算機電子通信的通用語言，用汽車示波器你將可以“截聽”到汽車計算機中電子對話，這即可以用來解決測試點問題，也可以用來驗證修理工作完成后的工作是否正常。如果一個傳感器，執(zhí)行器或控制電腦產(chǎn)生了不正確判定尺度的電子信號。該電路可能遭到“通訊中斷”的損失，它會表現(xiàn)為行駛能力及排放等故障碼(DTC)。    每一個“五要素”電子信號都要用判定尺度依據(jù)來確定電子通訊，五個基本類型中的任何一個必然是有一個或多個判定依據(jù)尺度來通訊。上表將幫助您更好地理解什么類型的電子信號由什么判定依據(jù)來進行它們的“電子通信”。  &#

6、160; 在汽車發(fā)動機控制電腦(PCM)和其它電子智能設備中用來通信的串行數(shù)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”，在實際中，要用專門的解碼器去讀取信息。 3 汽車電子信號 汽車控制機構的工作原理就是控制電腦通過接受各個傳感器提供的電子信號，識別其電子信號特征，并依據(jù)這些特征指揮不同執(zhí)行器動作，維持汽車的正常運轉。當某些電子信號發(fā)生異常時，表明汽車存在著與之相對應的某些故障。因此可以通過檢測這些電子信號并分析其信號特征進行汽車故障的診斷。通常以下面幾種類型的電子信號診斷汽車故障，直流電子信號、交流電子信號、脈寬調(diào)制信號、頻率調(diào)制信號、串行數(shù)據(jù)信號。在這里我們以直流

7、電子信號、脈寬調(diào)制信號為例 3.1 直流電子信號 方向不變的電壓、電流信號稱為直流信號 3.2 脈寬調(diào)制信號 脈沖寬度調(diào)制是一種模擬控制方脈沖寬度調(diào)制是利用微處理器的數(shù)字輸出來對模擬電路進行控制的一種非常有效的技術，廣泛應用在從測量、通信到功率控制與變換的許多領域中脈沖寬度調(diào)制是利用微處理器的數(shù)字輸出來對模擬電路進行控制的一種非常有效的技術，廣泛應用在從測量、通信到功率控制與變換的許多領域中。 3.3 交流電子信號 方向改變且呈現(xiàn)周期變化的電壓、電流信號稱為交流信號。 4.汽車電子信號的應用 汽車電子信號隱含著汽車的某些故障，分析其信號特征可以快速、準確的診斷其故障。對于不同類型的電子信號器分

8、析方法是不同的。 4.1 直流電子信號特征分析 一輛桑塔納2000型轎車發(fā)動機轉速達到3000r/min時加速不良，有時出現(xiàn)熄火現(xiàn)象。 分析其故障現(xiàn)象。首先檢查高壓電線和火花塞，經(jīng)檢查高壓線破損，火花塞無燒灼現(xiàn)象然后檢查燃油壓力壓力，其壓力為25kpa，正常:最后檢查節(jié)氣門位置傳感器電子信號，檢測結果發(fā)現(xiàn)比電子信號存在異常。標準的2000醒型練轎車得節(jié)氣門位置傳感器電子信號如圖1所示。比此信號是在踩下及松開油門踏板時的電子信號，屬于直流電子信號單范圍，所以對于此信號可以提取不同的情況下的對應電壓值分分析汽車節(jié)氣門位置傳感器是否存在故障。圖2是檢測所得的該故障汽車節(jié)氣門位置傳感器電子信號。此電子

9、信號表明節(jié)氣門位置傳感器在某一特定位置存在故障，即節(jié)氣門位置傳感器到達一定位置后不能準確傳輸信號，導致電腦發(fā)生不正確的噴油量信號，從而導致該車在發(fā)動機某一特定轉數(shù)時加速不良，并有時出現(xiàn)熄火現(xiàn)象。更換新的節(jié)氣門位置傳感器后，故障消失。 4.2脈寬調(diào)制信號應用分析 一輛高爾夫轎車，排氣管冒黑煙，發(fā)動機熄火。從鼓掌現(xiàn)象分析，應該是空燃比過濃。檢測其噴油器控制電壓信號并進行確認。圖3是該型轎車發(fā)動機在1000r/min情況下噴油器控制電壓的標準信號，屬于脈寬調(diào)制信號。此類信號要求幅值足夠高，脈沖間隔時間和形狀是一致的，占空比隨發(fā)動機冷卻水溫度傳感器信號的變化而變化。對于此類信號一般選取沖擊電壓、占空比

10、的變化、信號有無震動及震動結束值等特征分析 圖4是在相同轉數(shù)下檢測得到的該車噴油器控制電壓故障信號。此信號的占空比變化不正確，噴油時間超過標準時間，造成該車噴油量過多，引起空燃比過濃的原因。 首先檢測水溫傳感器，結果無故障然后檢查空氣流量計，發(fā)現(xiàn)空氣流量計內(nèi)部充滿污物，導致輸出電壓紊亂。進一步檢查發(fā)現(xiàn)故障產(chǎn)生原因是由于進線口漏水造成的。更換新的空氣流量計，故障消失。 4.3交流電子信號應用分析 一輛現(xiàn)代轎車ABS指示燈亮。 分析其故障現(xiàn)象。首先檢查輪速傳感器，除去其表面的塵土和油污，指示燈仍然亮：然后檢測輪速傳感器信號，f發(fā)信器電子信號存在無異常。 現(xiàn)代轎車磁電式輪速傳感器的標準信號如圖5所示

11、，此信號屬于交流電子信號。此類信號波形在零線上下跳動是對稱的，也就是波峰的幅值相同，兩脈沖的時間和形狀是一致的，頻率將隨著車速的層架而增加。對于此類信號一般要選取幅值、頻率、形狀進行分析。 圖6是檢測所得的該車右后車輪輪速傳感器故障信號。此信號的波峰高低不平，這表明磁芯與磁組輪相碰，波峰平緩表明磁阻損壞。更換新的輪速傳感器后，故障消失。 5結論 通過檢測不同類型的電子信號，分析其信號特征，可以迅速、準確的診斷汽車存在故障的產(chǎn)生原因及部位，特別是對于傳感器特性變化引起的故障及間歇性故障的診斷，可以大大提高 故障診斷的效率和準確性。 汽車電子信號也就是汽車電子技術的一部分，自20世紀70年代以來，

12、汽車工業(yè)的飛速發(fā)展都是在電子技術的推動下實現(xiàn)的，而未來幾年內(nèi)的汽車領域的技術革新將有70%來自于電子技術的進步?？梢姡娮蛹夹g在未來汽車工業(yè)中所起到的作用是不可替代的。對于我國汽車工業(yè)來說，汽車電子產(chǎn)業(yè)仍處于初期階段，因此，必須正確把握未來汽車電子技術發(fā)展方向，加快相關技術的研究與開發(fā)工作，以便形成自己的優(yōu)勢，實現(xiàn)民族汽車產(chǎn)業(yè)的快速崛起。參考文獻 1 .張中民，張英堂，柴油機燃油系統(tǒng)故障診斷的研究，內(nèi)燃機工程，1998.19（3）1. 郭曉汾，基于精神網(wǎng)絡技術的故障診斷專家系統(tǒng)的研究。中國公路學報。1998（4）2. 溫熙森。模式識別與狀態(tài)臨控。長沙：國防科技大學出版社，1995 致謝歷時將近兩個月的時間終于將這篇論文寫完，在論文的寫作過程中遇到了無數(shù)的困難和障礙，都在同學和老師的幫助下度過了。尤其要強烈感謝我的論文指導老師張蔚峰老師，他對我進行了無私的指導和幫助，不厭其煩的幫助進行論文的修改和改進。另外，在校圖書館查找資料的時候，圖書