汽車電控系統傳感器的作用和故障檢測方法

隨著汽車工業的發展，汽車科技含量的不斷提高，越來越多的電控新技術被廣泛應用在汽車上，這些新技術的應用，對提升汽車的動力性、燃料經濟性、排放性、安全性、駕駛舒適性、操作靈活性等方面產生了重大的作用，不過，伴隨著新技術的應用，對汽車故障的維修技術要求也越來越高，有許多故障甚至就是其中一個小小的電子元器件出現老化、破損、線路脫斷而產生的，在維修過程中只需要將這些出現問題的元器件檢測并更換后就可以清除故障，無需對總成進行解體，傳感器就是電控系統中最容易發生故障的元器件之一，作為汽車維修專業的一名專業教師，根據多年的教學、實踐經驗，我將傳感器的原理、功能、檢測方法進行了較為系統的總結，以供同行參考，不足之處希望老師傅指正。

隨著社會經濟的進步，汽車工業的飛速的發展，汽車科技含量也在飛速提升，特別是電控技術在汽車上的應用更是將汽車各種性能指標都提升了一個很高的臺階，各種電控系統在汽車電腦（ECU）的統一控制下，在動力性、經濟型、安全性、穩定性、操作靈活性、乘坐舒適性等方面都得到了全面提升。

汽車上最早使用的電控系統是電子點火系統，它取代了傳統的白金觸電點火系統，使原來點火時間準確性較差、觸電容易燒損、點火電壓偏低、火花偏弱的缺點得以改善。隨后，電控燃油噴射系統、可變進氣控制系統、增壓電控系統、電控自動變速系統、ABS制動防爆系統、安全氣囊電控系統、停車輔助系統、驅動防滑系統、電子轉向助力系統等電控新技術不斷提升汽車的技術含量。

這些電控系統的使用，大大提升了汽車的各種使用性能，但也給我們維修人員增加了維修技術難度。因此，掌握汽車電控系統的組成和工作原理就顯得異常重要。雖然這些電控系統比較復雜，但是它們基本上都由傳感系統（傳感器）、執行系統（執行器）和控制系統（ECU）三部分組成。

在這三大系統中，傳感器是電控系統中最重要的元器件之一，也是最容易產生故障的元器件。所以掌握這些傳感器的功用、工作原理以及檢檢測方法，準確及時地更換，可以更加快捷地發現和清除相應的故障，可以大大節省我們的維修成本和維修時間。

一、電控系統的工作過程

汽車電控系統基本上都由傳感系統（傳感器）、執行系統（執行器）和控制系統（ECU）三部分組成。傳感器的作用是將汽車工作過程中重要部位的工作參數收集并轉換成電流、電壓或波形電訊號，然后輸送給中央處理器（ECU），中央處理器將這些數據進行綜合分析、處理、并對照預先存儲在ECU中的設定參數然后發送電訊號給執行器，再由執行器完成相應的工作，從而實現汽車各電控系統的智能控制。在這些過程中，傳感器就是是把光、電、時間、溫度、壓力、振動及氣體等的物理、化學變量轉換成電信號的變換器。傳感器作為汽車電控系統的關鍵部件，它直接影響汽車的技術性能的發揮。目前，普通汽車上大約裝有10-20只傳感器，高檔豪華轎車則更多，這些傳感器主要分布在發動機控制系統、底盤控制系統和車身控制系統中。

二、傳感器分類及功能介紹

發動機電控系統傳感器。

發動機電控系統主要有電控點火系統、電控燃油噴射系統、電控可變氣門系統、電控增壓系統、電控廢氣再循環系統等。它們涉及到許多傳感器，有溫度傳感器、壓力傳感器、轉速傳感器、位置傳感器、流量傳感器、爆震傳感器等。這類傳感器是整個發動機的核心，利用它們提供的信號可控制和調整發動機的點火時刻、噴油時刻、燃油濃度或噴油量，以及氣門開度和開閉時刻，使氣缸內的混合氣燃燒更充分、更準時，排氣更徹底，從而提高發動機動力性、提高燃油經濟性、改善廢氣排放質量、減輕發動機爆震。有的傳感器為單一系統服務，有的傳感器將為多個系統服務，并且傳感器工作幾乎都是在發動機振動、高溫、汽油蒸氣、油污和泥水等惡劣環境中，因此從材料上和結構上要求它們對惡劣環境有較強的適應能力，同時要有較高測量精度與可靠性，否則由傳感器檢測帶來的誤差最終將導致發動機控制系統失靈或產生其他故障。

溫度傳感器：主要用于測定發動機溫度、吸入氣體溫度、冷卻水溫度、燃油溫度、機油溫度、催化溫度等。實際應用的溫度傳感器主要有線繞電阻式、熱敏電阻式和熱電偶式。線繞電阻式溫度傳感器精度較高，但響應特性差；熱敏電阻式傳感器靈敏度高，響應特性較好，但線性差，適用溫度較低；熱電偶式精度高，測溫范圍寬，但需考慮放大器和冷端處理問題。

流量傳感器：主要有空氣流量傳感器和燃油流量傳感器。用于測定進入發動機的空氣進氣量和燃油流量以控制混合氣的空燃比，空氣流量傳感器用于檢測進入發動機的空氣量從而控制噴油器的噴油量，實際應用的有卡門旋渦式、葉片式、熱線式。卡門式無可動部件、反應靈敏、精度較高；熱線式易受吸入氣體脈動影響，且易斷絲；空氣流量傳感器主要安裝在進氣管中。燃料流量傳感器用于測定燃油消耗量。主要有水車式、球循環式。

壓力傳感器：主要檢測進氣歧管絕對壓力、真空度、大氣壓力、發動機油壓、制動器油壓、輪胎壓力等。車用壓力傳感器目前已有若干種，應用較多的有電容式、壓敏電阻式、膜盒傳動的可變電感式（LVDT）、表面彈性波式（SAW）。電容式傳感器具有輸入能量高，動態響應好、環境適應性好等特點；該文原載于中國社會科學院文獻信息中心主辦的《環球市場信息導報》雜志http：//www.ems86.com總第522期2013年第39期-----轉載須注名來源壓敏電阻式受溫度影響大，需另設溫度補償電路，但適用于大量生產；LVDT式有較大輸出，易于數字輸出，但抗振性較差；SAW式具有體積小、質量輕、功耗低、可靠性強、靈敏度高、分辨率高、數字量輸出等特點，是一種較為理想的傳感器。

轉速、角度和車速傳感器：主要有發動機轉速傳感器、車輪轉速傳感器、曲軸位置傳感器和凸輪軸位置傳感器、節氣門位置傳感器等，用于檢測曲軸、凸輪軸轉角、發動機轉速、車速等。主要有發電機式、磁阻式、霍爾效應式、光學式、振動式等。

氧傳感器：氧傳感器安裝在排氣管內，通過測量排氣管中的廢氣殘留含氧量，進而判斷發動機的實際空燃比與理論值的偏差，控制系統根據反饋信號，調節可燃混合氣的濃度，使空燃比接近于理論值，從而提高經濟性，降低排氣污染。這是發動機電控系統中閉環控制系統的典型應用，實際應用的是氧化鋯和氧化鈦傳感器。

爆震傳感器：它能把發動機工作時發動機機體上的爆震信號傳給控制系統，進而通過調整點火正時或噴油時刻來抑制爆震的發生。主要有磁致伸縮式和非共振型壓電式。

（二）、底盤電控系統傳感器

底盤電控系統傳感器是指分布在自動變速器控制系統、懸架控制系統、動力轉向系統、ABS制動防抱系統中的傳感器，在不同系統中作用不同，但工作原理與發動機中傳感器是相同的，主要有以下幾種形式傳感器：

自動變速控制系統傳感器：用于電控自動變速器，它是發動機轉速傳感器、節氣門開度傳感器、車速傳感器、加速度傳感器、水溫傳感器、變速器油溫傳感器檢測所獲得的信息，經ECU綜合處理后發送指令給換擋電磁閥，進而由變速器油泵產生的高壓油推動離合器工作從而實現自動變速器的換擋，這些傳感器最終共同控制變速器的換檔點和液力變矩器的鎖止，實現汽車最大動力和最大燃油經濟性的相互兼顧。

懸架系統控制傳感器：主要有車速傳感器、節氣門開度傳感器、加速度傳感器、車身高度傳感器、轉向盤轉角傳感器等。這些傳感器根據檢測到的信息自動調整車高，抑制車輛姿勢的變化等，實現對車輛舒適性、操縱穩定性和行車穩定性的控制。

動力轉向系統傳感器：它是根據車速傳感器、發動機轉速傳感器、轉矩傳感器等使動力轉向電控系統實現轉向操縱輕便，提高響應特性，減少發動機損耗，增大輸出功率，節省燃油等。

ABS制動防抱傳感器：它是根據車輪角速度傳感器，檢測車輪轉速，在各車輪的滑移率為20%時，控制制動油壓、改善制動性能，確保車輛的操縱性和穩定性。

（三）車身控制用傳感器

采用這類傳感器的主要目的是提高汽車安全性、可靠性、舒適性等，主要有應用于自動空調系統中的多種溫度傳感器、風量傳感器、日照傳感器等；安全氣囊系統中加速度傳感器；亮度自控中光傳感器；死角報警系統中超聲波傳感器；圖像傳感器等。

三、傳感器故障的主要檢測方法

雖然傳感器有很多種，產生的故障形式也不盡相同，但是它們都有一個共同的特點，那就是它們測定的信息最終都會轉變成電訊號才能被汽車電腦識別，因此我們在維修過程中主要是通過檢測它們輸出的電訊號來判斷其是否存在故障。這些電訊號通常是根據自身電流通斷、電阻變化來輸出可變信號其輸出信號大致可分為三種：電壓信號、電流信號、波形信號。

電壓信號：如節氣門（位置）開度傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器、

氧傳感器等，它們將隨被檢測參數的變化輸出與之相對應的可變電壓信號。

電流信號：如發動機轉速傳感器、車速傳感器等，它們將隨被檢測參數的變化輸出與

之相對應的可變電流信號。

波形信號：它們將隨被檢測參數的變化輸出與之相對應的電壓或電流波形信號。如曲軸位置和凸輪軸位置傳感器、爆震傳感器，熟練掌握了汽車傳感器的輸出信號特征后，在汽車故障檢測過程中，我們就可以用汽車電路檢測試燈、萬用電表、示波器對傳感器進行通斷、工作電壓、電流以及電壓或電流波形檢測，并與傳感器的正常參數進行比較從而判斷傳感器的技術狀況，進一步排除汽車故障，各種傳感器的技術參數我們可以通過查閱相關資料獲取到，這里我就不再一一列舉。

（作者單位：遵義市職業高級中學）