12月10日，虹科Pico汽车示波器学院第四课成功开课，至此，有关电池、起动和充电系统测试与波形诊断分析的课程暂时告一段落。本节课，戈老师详细的讲解了判断故障波形背后的理论逻辑，亲自用实车进行演示，耐心分析讲解测得的故障波形，并且以互动的形式加深学员们对于不同工具的理解。
课程主题
《传感器的测试与波形诊断分析1》
课程时间
2023年1月7日 晚20：00
课程大纲
1、氧传感器加热丝性能测试
2、普通氧传感器的电压波形测量与分析
3、宽带氧传感器的泵氧电流测试 电流倍数法
4、宽带氧传感器的泵氧电流测试 微电流法
直播交流群
积极参与我们的活动的学员，已经陆续收到了《汽车免拆诊断技术案例集锦》和我们的产品目录，学员们在阅读后反馈获益匪浅，书中内容翔实，案例丰富，讲解示波器操作与波形分析透彻易懂。
2022年11月12日，虹科Pico汽车示波器学院开学第一课成功开课。课程中，戈华飞老师详细讲解了示波器修车的优势、波形诊断的基础思维。戈老师在课程中向学员们讲解了，在什么情况下使用汽车示波器，从而提高修车效率，节省时间，以及它对偶发故障的捕捉、非模拟电压信号采集、物理量的测量等，不可替代的地方哪些。
问：摩托车维修入手哪款示波器套装比较好？
答：不管你是维修汽油车、柴油车、摩托车、电动车、拖拉机甚至飞机，无所谓你修哪一款，你只要需要修机械的、电路的，Pico示波器都是可以测的。而且示波器的本身不仅仅是为了单纯的看波形，修车时你需要对波形进行分析。Pico的软件十分强大，通过本学期的课程，希望你能够学会如何利用Pico的软件，学会如何分析波形。
问：入手两通道示波器套装够不够用？
答：从我（戈老师）的角度来说是不够用的，因为两通道无法进行一个”组合“，你无法把整个系统看清楚；一旦系统看不清楚，就很难进行故障的分析。一通道、两通道的示波器通常用来测单个传感器的信号，例如某个电子元器件，并不能从”组合“的角度来系统诊断波形。因此我推荐大家从四通道起步，附件是可以后续根据你的需要来增配的，下节课我会详细给大家介绍。
问：用Pico示波器能测出以太网吗
答：以太网当然可以测。但测量以太网并没有大家想象的那么简单，它不是看波形就可以分析出来的。以太网是有协议的，且背后的原理比较复杂，需要更进阶的示波器选手来掌握。
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以技会友，等待你的加入！
这个测试的目的是评估发电机的整流输出，该发电机的输出受到发动机控制单元控制。
这个波形有以下特征∶
在波形库添加通道的下拉菜单中选择Alternator AC ripple/Diode test
充电电路的目的是提供一个调节的电压来给蓄电池充电，并补充汽车电子电路消耗的电流。交流发电机是汽车上相对新增的附属设备，它在1970年代取代了直流发电机。直流发电机的输出由发动机转速决定，不像交流发电机，它在发动机怠速时几乎没有输出 。众所周知，直流发电机怠速时充电警示灯会闪烁和需要频繁地更换碳刷。这些碳刷比交流发电机里的碳刷要大得多，因为它们承载了总的电流输出，而不像交流发电机的碳刷只承载励磁电流。励磁电流给电磁体通电来产生电流输出。励磁电流大约是6至8安培。
车型不同，发电机的功率也不同基础车型比配置有电子前后加热窗、加热后视镜、辅助照明、加热的电子调节座椅等的车型所需求的电量要小。交流发电机，顾名思义，产生一个交流电流（AC）输出；然后被整流为直流电流（DC），提供正确类型的电压来补充蓄电池，保持蓄电池在满充状态。
交流发电机有三个内部绕组，每两个相位间隔120度，需要9个“桥式”结构的二极管来对输出进行整流。电压由一个固态调节器控制，将电压输出保持在一个预先设定的数值上，这个数值约13.5至15伏特。电流输出由当时的需求决定。例如，刚刚用于长时间起动发动机的蓄电池需要的发电机电流输出比满充的蓄电池要大。
整流电压可以用万用表测量，但是当发电机有一个二极管失效而导致输出减少33%，万用表的读数依然显示正常。唯一正确的监测发电机输出的方法是在示波器上观察它的输出波形。
相关故障代码：
P0620
P0621
P0622
免责声明
此帮助主题如有更改，不另行通知。所包含的信息经过仔细检查并认为是正确的。此信息是我们研究和检测的一个例子，并不是固定的程序。对于不正确之处，Pico Technology 不负任何责任。每个车辆都会不一样，且要求唯一的测试设置。
该测试的目的是根据曲轴位置 (CKP) 传感器信号计算出的曲轴转速变化来检查混动汽车内燃机 (ICE) 内气缸的相对压缩。
警告
该测试涉及到具有以下条件的高压电气系统：
请参阅制造商提供车辆的特定信息来源，以确定您需要采取哪些预防措施以防止危险。
只有接受过“合格电工”等适当类型的特定培训并持有有效认证的合格技术人员才能执行此测试。
这个波形有以下特征:
在 波形库 添加通道的下拉菜单中选择 Crankshaft sensor (Inductive)。
通常，在传统 ICE 内测试相对压缩时，我们会查看施加在 12 V 蓄电池上的电气负载（电压或电流），因为当气缸进入和退出压缩冲程时起动电机的扭矩会发生变化。
混合动力汽车（即全混合动力汽车，与轻度混合动力汽车相反）是通过连接到 ICE 曲轴的高压 (HV) 电机 (MG) 来起动发动机的。测量这些车辆电机的电气负载是不安全且具有高度干扰性的。然而，随着发动机气缸进入和退出压缩阶段，发动机转速分别会降低和增加，我们可以使用 CKP 传感器安全且非侵入式地得到起动速度，从而测试相对压缩。
计算起动转速以可视化相对压缩
在 PicoScope软件的 数学通道 功能里，有一个内置的 Crank 函数，可以用来将 CKP 传感器输出信号绘制出发动机起动转速曲线：
Crank 函数功能需要用到总齿数，即在补偿缺齿（缺齿作为计时参考点）后，曲轴一整圈内通过的齿数。通常发动机的齿数为 36 或 60，分别提供 10（360 度/36）或 6（360 度/60）度的曲曲轴转角。
通常曲轴每转一圈就会去除两个连续的齿，以提供正时参考标记。因此，如果物理计数齿数（例如围绕飞轮圆周），您需要将两个缺失的齿添加到物理计数中以获得 Crank 功能所需的总齿数。
查询车辆制造商的技术信息以获得总齿数。
或者，您可以使用 PicoScope软件 测量功能里的上升（或下降）沿计数进行测量，可以计算出实际牙齿数量。然后您需要添加缺齿数以补偿实际齿数。
使用 测量功能 里的上升沿计数算出信号盘齿数
使用 数学通道 里的 Crank 函数绘制曲轴转速曲线
上升沿计数的使用，请按照下列步骤操作：
显示的上升沿计数 34 等于物理齿数。在我们的示例中，曲轴每转一圈有两个缺失的齿，因此在物理齿数上增加两个，总齿数为 36。
正确输入总齿数和通道后，数学通道 Crank 功能将显示曲轴转速曲线（参见上面的示例）。
电机将以比传统 12 V 起动系统高得多的速度来起动 ICE：在上面的示例中，计算出发动机转速约为 840 RPM。看起来发动机在怠速运转，事实并非如此，它只是比传统 ICE 的起动速度更快。
数学通道 Crank 函数表明信号波形的波峰和波谷在几个循环周期中应该是保持一致的。如果某个或多个峰值低于相邻峰值，则可能存在压缩问题，需要进一步调查。
请注意，当 CKP 传感器信号通过参考位置时，数学通道 Crank 函数（发动机转速曲线）出现向下的尖峰。这是正常现象，是由于曲轴转速的计算方式造成的。 出于此测试的目的，可以忽略这些向下的尖峰。
免责声明
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该测试的目的是使用非侵入式 COP 探头测量信号来确认纯电动汽车和混合动力汽车上高频组件、快速开关组件的运行情况。
警告
该测试涉及到具有以下条件的高压电气系统：
请参阅制造商提供车辆的特定信息来源，以确定您需要采取哪些预防措施以防止危险。
只有接受过“合格电工”等适当类型的特定培训并持有有效认证的合格技术人员才能执行此测试。
这个波形有以下特征:
在 波形库 添加通道的下拉菜单中选择 COP and Signal Probe output voltage。
在示例波形中，COP 探头检测 EVSE 和车载充电机 (OBC) 之间电路中的振荡交流电，该交流电之后将整流为用于高压 (HV) 充电的直流电。因此，COP 探头可以提供一种安全方便且快速的检查方法，用于确认从 EVSE 到车辆的电荷传输。
COP 探头可用于确认其他具有高频或开关电压特性的电路是否存在电荷流动。
使用 COP 探头进行测量时，没出现波形并不能代表没有电压或电流（很可能是因为组件或电缆屏蔽得非常好，探头无法检测到它们）； COP 探头只能用于已知存在电压或电流的场景。
COP 探头无法检测恒定的直流电压或电流，无论是高压组件还是其他地方。
始终确保 COP 探头及其线缆不在暴露的高压电路、高压组件下使用，并且远离旋转组件（无论是否移动）。
免责声明
此帮助主题如有更改，不另行通知。所包含的信息经过仔细检查并认为是正确的。此信息是我们研究和检测的一个例子，并不是固定的程序。对于不正确之处，Pico Technology不负任何责任。每个车辆都会不一样，且要求唯一的测试设置。
该测试的目的是检查空调 (HVAC) 压缩机及其电机速度控制电路所消耗的电流。
警告
该测试涉及到具有以下条件的高压电气系统：
请参阅制造商提供车辆的特定信息来源，以确定您需要采取哪些预防措施以防止危险。
只有接受过“合格电工”等适当类型的特定培训并持有有效认证的合格技术人员才能执行此测试。
请注意
电流钳需要面对正确的方向，钳口上有一个箭头，错误的连接会导致反向的波形图。
这个波形有以下特征:
在 波形库 添加通道的下拉菜单中选择 HV HVAC compressor current 或 HV HVAC compressor speed control signal。
传统的内燃机 (ICE) 车辆使用皮带和皮带轮系统从发动机曲轴获取动力，并驱动 HVAC 系统压缩机以冷却机舱。碳氢化合物燃烧时发动机产生的热量传递到冷却剂中，然后通过加热器矩阵循环以加热机舱。
对于混合动力汽车，内燃机并不是一直在运行，而在纯电动汽车中则根本没有内燃机。因此这些车辆需要使用高压电来驱动 HVAC 系统以控制车厢温度。
使用高压电意味着可以将压缩机电机电流保持在较低水平（相对于需要相同电机功率输出的较低电压系统而言），并且热损失将减少。这使得高压驱动的 HVAC 压缩机成为控制车厢温度的有效方式。
一些汽车制造商将 HVAC 压缩机用作功能齐全的热泵，既可以冷却又可以加热机舱。这些系统通过将热的、压缩的制冷剂气体的流动切换到车厢内的冷凝器来加热车厢，而不是在车辆前部。
其他系统使用正温度系数 (PTC) 电阻加热器来加热机舱。然而，这些系统会消耗车辆高压系统大量电力，并且会显著影响高压电池的续航里程。
在某些车辆中，HVAC 系统在帮助冷却和调节高压电池、电机温度等方面发挥着重要作用。
在上面的示例波形中，压缩机电机控制是通过 HVAC 控制单元的 LIN 总线通信实现的。该布置允许将命令信号发送到压缩机，并将电机速度（或位置）反馈信号返回到同一条线路上的 HVAC 控制单元。其他车辆制造商可能会使用其他方式来发送压缩机速度信号以及接收有关实际速度的反馈信号。
尽管无法直接从波形中获得实际电机速度，但 PicoScope软件 的串行译码功能可用于检查高压控制单元和压缩机之间的通信。
对配备高压压缩机的车辆进行日常维护和维修时需要格外小心：在这些 HVAC 系统中必须使用制造商特定的不导电油，因为可能会与高压部件接触。不正确的油可能会导致车辆损坏，通过绝缘击穿（在高压系统和车辆底盘接地之间）甚至可能导致死亡。请始终参考车辆制造商的技术信息，以找到适合车辆的机油。
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该测试的目的是检查 CAN 总线通讯是否会受到来自高频、快速开关、高压系统和组件的电磁干扰 (EMI)，该测试使用数学通道来确认 CAN 高 (CAN-H) 和 CAN 低 (CAN-L) 之间的差分信号在 EMI 存在时是否保持不变。
警告
该测试涉及到具有以下条件的高压电气系统：
请参阅制造商提供车辆的特定信息来源，以确定您需要采取哪些预防措施以防止危险。
只有接受过“合格电工”等适当类型的特定培训并持有有效认证的合格技术人员才能执行此测试。
这个波形有以下特征:
在 波形库 添加通道的下拉菜单中选择 CAN bus H 或 CAN bus L。
CAN bus是一个串行通讯系统，被用于很多车辆上连接各个系统和传感器，代替传统的多线线缆束。
CAN是Controller Area Network（控制器局域网络）的缩写。它在轿车和商用车上越来越普遍。它的优势包括：明显地减少重量、可靠、易于制造，并为车载诊断提供选项。它的劣势包括：增加了成本，且服务维修车辆时需要一些专业知识。
CAN 总线提供控制单元之间的串行通信。例如，动力系统 CAN 总线允许 ABS 控制单元同时向发动机控制模块 (ECM)、变速箱控制模块 (TCM)、仪表盘 (IC) 和辅助约束系统 (SRS) 传送含有车轮速度数据的消息。
在CAN总线上，利用CAN_H和CAN_L两根线上的电位差来表示CAN信号。CAN总线上的电位差分为显性电平和隐性电平。其中显性电平为逻辑0，隐性电平为逻辑1。
CAN总线的心脏是CAN控制器。它通过CAN-H和CAN-L线缆连接到CAN网络上的所有部件（节点）上。信号是差分的：每条CAN线参考另一条CAN线，而不是参考车辆接地。在电子噪音干扰环境中如车辆，CAN总线具有很好的噪音抑制。
CAN控制器将CPU传来的信号转换为逻辑电平（即逻辑0-显性电平或者逻辑1-隐性电平）。CAN发射器接收逻辑电平之后，再将其转换为差分电平输出到CAN总线上。
CAN接收器将CAN_H 和 CAN_L 线上传来的差分电平转换为逻辑电平输出到CAN控制器，CAN控制器再把该逻辑电平转化为相应的信号发送到CPU上。
CAN总线的报文帧共分为数据帧、远程帧、错误帧、过载帧和帧间隔5种类型。
数据帧是使用最多的帧，它由7个不同的位场组成：帧起始、仲裁场、控制场、CRC场、应答场、帧结尾。其中根据仲裁段ID码长度的不同，分为标准帧和扩展帧。
每个网络节点具有唯一的标识符。因为总线上的ECU是并联的，所有节点一直看得到所有的数据。节点只有检测到它自己的标识符时才作出回应。例如，当ABS ECU发送指令来激活ABS单元，ABS单元相应地作出回应，但网络的其余部分忽视这个指令。每个节点都可以从网络上被断开，但不会影响其它的节点。
因为很多不同的汽车部件可能共享同样的总线硬件，将可用的CAN总线带宽优先分配给最安全关键的系统是很重要的。节点通常会被分配不同的优先级。例如，发动机控制、刹车和气囊在安全角度上来看是最重要的，用于激活这些系统的命令优先级被赋予最高（1），它们会在较为没那么关键的系统之前工作。音频和导航设备通常是中级（2）优先级，而简单的灯光激活被赋予最低优先级（3）。一个被称为仲裁的过程决定所有信息的优先级。实际上，对用户来讲，所有动作都是即刻的。
大多数汽车CAN网络的工作速度是250 kB/s 或 500 kB/s,尽管系统的工作速度可达 1 MHz。最新的汽车上使用多达3个独立的CAN网络，通常它们的速度都不一样，它们被网关连接在一起。例如，发动机管理功能可能用速度为500 kB/s的高速总线，底盘系统用速度为250 kB/s 的CAN总线。管家功能如灯光、ICE、卫星导航和镜子用单独的低速的、单线的LIN总线。三个网络中的任一个网络上的数据，其它两个网络通过网关都可以看到，例如：变速器可从发动机管理系统获得数据，反之亦然。
在同一条CAN线上，所有节点的通信速度（位速率）必须相同，如果两条不同通信速度总线上的节点想要实现信息交互，必须通过网关。例如：汽车上一般有两条CAN总线：500kbps的驱动系统CAN总线和125kbps的舒适系统CAN总线，如果驱动系统CAN总线上的发动机节点要把自己的转速信息发送给舒适系统CAN总线上的转速表节点，那么这两条总线必须通过网关相连。
CAN bus 在现代汽车上逐渐普遍，并会更加普遍，因为技术成熟和成本下降。
通过检测CAN信号的原因是：OBD指示哪里有一个CAN故障，或者怀疑一个CAN节点（ECU）有故障检测它的CAN连接。应该查阅汽车制造厂手册，获知精确的波形参数。
记住：网络上很多数据都是极其关乎安全的，所以不要使用刺针刺破CAN线缆的绝缘层!
关于CAN总线串行译码的其他内容：
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该测试的目的是在检查车辆减速时再生回收能量给高压 (HV) 电池充电的情况，仅在可以安全接触高压直流电缆的情况下进行此测试。
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该测试涉及到具有以下条件的高压电气系统：
请参阅制造商提供车辆的特定信息来源，以确定您需要采取哪些预防措施以防止危险。
只有接受过“合格电工”等适当类型的特定培训并持有有效认证的合格技术人员才能执行此测试。
请注意
电流钳需要面对正确的方向，钳口上有一个箭头，错误的连接会导致反向的波形图。
这个波形有以下特征:
在 波形库 添加通道的下拉菜单中选择 Brake pedal switch 或 Accelerator pedal position sensor (analogue) 或 HV inverter DC output current。
减速期间的再生制动回收对于新能源车续航里程的提高至关重要，增加的续航里程很大程度上取决于路况和驾驶员的驾驶风格。
该过程将电动汽车电机作为发电机：电机（充当发电机时）在不需要加速的情况下保持与驱动轮啮合，从而将车辆的动能转化为储存在电池中的势能。电机的接合会对车辆产生阻力并导致其减速，因此称为再生制动。
不同车辆的加速踏板和制动踏板传感器信号可能具有不同的特性，需要注意的关键点是，在加速和制动过程中，高压电池和逆变器直流电流应该反向流动。
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该测试的目的是评估车辆低压辅助电池 (12 V) 在未连接供电设备时由高压电池供电的工作状况。
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该测试涉及到具有以下条件的高压电气系统：
请参阅制造商提供车辆的特定信息来源，以确定您需要采取哪些预防措施以防止危险。
只有接受过“合格电工”等适当类型的特定培训并持有有效认证的合格技术人员才能执行此测试。
请注意
电流钳需要面对正确的方向，钳口上有一个箭头，错误的连接会导致反向的波形图。
这个波形有以下特征:
在 波形库 添加通道的下拉菜单中选择 Battery voltage 或 Battery current。
在车辆高压继电器闭合并进入启动就绪状态后，DC-DC 转换器会将高压电池的高压电转换为低压电（大约 14 V – 基于交流发电机的常见系统电压）为辅助电池充电。
在上面的示例波形中，刚开始提供了大约 74 A 的大电流来为辅助电池充电。随着低压电池充电状态趋于稳定，电流也逐渐减小。
在某些车辆上并不容易连接到低压辅助电池，在这种情况下，您可能会发现连接 DC-DC 转换器附近电缆更容易。具体请使用车辆制造商的数据安全地找到和连接 DC-DC 转换器（用于为辅助电池充电）的低电压输出线路，以测量电压和电流。如果无法安全连接，请不要进行测试。
在示例波形中，车辆进入启动就绪状态之前，消耗了大量电流（刚好超过 30 A）。在一些车辆上 (请阅读 雷诺案例文章) 这可能是高压继电器闭合前检查辅助电池健康状态的一种策略，不过这种策略可能并不适用于所有电动汽车。
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该测试的目的是评估在供电设备充电时 Type 2 类型电动汽车的低压辅助电池 (12 V) 和高压电池之间的充电电流分配。
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该测试涉及到具有以下条件的高压电气系统：
请参阅制造商提供车辆的特定信息来源，以确定您需要采取哪些预防措施以防止危险。
只有接受过“合格电工”等适当类型的特定培训并持有有效认证的合格技术人员才能执行此测试。
请注意
电流钳需要面对正确的方向，钳口上有一个箭头，错误的连接会导致反向的波形图。
这个波形有以下特征:
在 波形库 添加通道的下拉菜单中选择 HVSE charging current 或 On-Board Charger (OBC) HV output current 或 Battery current。
低压辅助电池 (12 V) 和高压电池及其充电系统对于电动汽车的正确运行至关重要。不难想象，无法正常充电的 HV 电池将造成车辆续航里程问题，或者低压电池电量耗尽导致车辆无电（或“死机”）。
然而，低压辅助电池故障也会导致高压电池充电问题。因此低压辅助电池具有适合车辆的正确类型和规格，并保持良好的充电状态和健康状况至关重要。（点击 这里 阅读相关案例文章）
EVSE 连接到车辆后，可能会检测到低压电池是否故障，因为它首先会输送给低压电池更多电量以尽快充满，然后再输送给高压电池更多的电量。如果遇到有故障的低压电池，可能会导致高压电池没有办法完全充电或正确充电。那么对 EVSE 的测试波形中看不到 LV 和 HV 电池系统之间正常分配电流，因此这是一个很好的测试，可以帮助确定系统中的某个电池是否会导致充电故障。
此测试假设使用的是两相 Type 2 类型充电器，但是 3 相充电器也是可以进行测试的：查阅车辆制造商的数据以确定充电相位，而不是上述 L1 或中性线。请注意，该测试同时适用于 Type 1 和 Type 2 类型的充电器。
并非所有低压电池都直接通过 OBC 装置充电，一些车辆使用单独的 DC-DC 转换器为低压电池充电。但是在大多数情况下，低压接地/底盘接地都连接到低压电池负极端子上。
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