傳感器檢測在汽車電控發動機中的分析

摘 要：隨著科學技術的發展，電子技術的應用領域也是越來越廣泛，其中近年來在汽車領域中尤為顯著，讓汽車用戶感受到了電子技術給他們帶來的優質服務，其中傳感器技術就是近年在汽車發動機中得到普遍應用的電子技術，利用傳感器能夠對系統環境中的各種信息進行采集，并傳遞到上層進行各種邏輯分析，從而完成對發動機的調整和檢測。本文主要對汽車電控發動機中傳感器檢測進行了分析，并通過舉例來展示傳感器在電控發動機檢測中的各項功能，以期能夠不斷提升汽車的檢測技術。

關鍵詞：傳感器；電控發動機；檢測

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.05.229

電子技術使得汽車向著更加智能化、多功能化和微型化方向發展，尤其是在發動機方面的應用，使得用戶對發動機的操作更加簡單。通過電控發動機的中傳感器能夠將發動機運轉的各種狀況轉化為電子信號或是數據信號傳輸到電控單元中，這樣維修人員就能夠通過這些信號來掌握發動機的運轉狀況，從而及時診斷發動機故障，有效提高汽車的維修效率。

1 傳感器在汽車發動機中的應用

隨著汽車制造行業的不斷發展，電子技術在汽車中的應用也是越來越廣泛，為了提升對汽車功能的控制，電子技術通過集成系統，借助于計算機技術，將汽車功能集成在一個系統當中，采用分布控制結構，允許子系統在總系統之下對問題進行獨立處理，這樣能夠有效提升電子控制系統的經濟性和有效性，在布線技術上也是采用多路布線方法，在每個節點上安裝傳感器，讓線路上每個節點的變化都能夠被感知，并讓系統處理器做出相應的反應來，由此可見傳感器在汽車電子控制當中的地位。隨著處理器集成程度越來越高，芯片功能運行速度和效率也越來越高，汽車的處理器功能也是越來越強大，傳感器的信息量也應該隨之增加，這樣處理器才能更快地對傳感器信號進行處理和修正，可見傳感器信號是電子控制系統處理信息的來源，如果信號本身的優勢不明顯，那么處理器本身的高效率和高速度也就顯現不出來了。

而隨著科學技術的發展，傳感器技術也在不斷得到提升，其在汽車發動機中發揮的作用也將越來越明顯。現在汽車傳感器正在朝著微型化、智能化和可靠性方向發展，汽車自動化和智能化的不斷發展，使得其發動機控制系統也是越來越復雜，所需要的傳感器也是越來越多，而為了有效減小傳感器所占位置和重量以及減少傳感器之間的相互干擾，微型抗干擾傳感器已經成為傳感器發展的必然趨勢，傳感器自身的集成度也是會越來越高，體積越來越小，對外界的抗干擾性也是會越來越強。而另一方面，為了滿足汽車向智能化方向發展，傳感器不僅要有采集數據傳遞信號的基本功能，而且在控制上也要向著智能化的方向發展，增強信號的傳輸質量，并將原先的電子信號轉換為智能系統能夠處理的數據信號，從而有效提升傳感器的控制功能。再者，對于當前汽車發動機來說，傳感器本身不耐高溫，且長期運行會出現老化現象，需要定期進行更換，這無疑增加了汽車后期的維護費用，也降低了傳感器性能。因而如何有效提升傳感器的可靠性也是傳感器技術發展中的重點，對于汽車運行穩定也同樣具有重要價值。

2 傳感器在汽車電控發動機中的運行原理和檢測

傳感器是汽車電子技術應用的關鍵，傳感器能夠將發動機的各項數據轉化為電子信號，從而能夠為電子設備所使用，因而在電控發動機中要完成電子控制任務，傳感器是必不可少的。而不同的傳感器其測定范圍、測定類型、分辨能力、測定精度、響應性等都是不同的，而要在發動機上安裝不同類型的傳感器，對傳感器自身的經濟性、耐久性等要求也是比較高的。目前，在市場上比較常見的傳感器類型主要有溫度傳感器，對發動機運行溫度進行測定；壓力傳感器，對發動機運行過程中產生的壓力進行測定；氣體濃度傳感器，對發動機運行過程中產生的氣體濃度進行測定；轉速傳感器，對發動機轉速進行測定；以及爆燃傳感器，對發動機缸體爆燃強度進行測定等。

2.1 傳感器工作原理

利用傳感器不僅能夠對單一變量進行測定，而且還能夠將變量在隨著時間變化而產生的變化給反映出來，并可以給出相應的取出和判斷，性能突出的傳感器的敏感度也很好，能夠對發動機的實際運行數據信號進行靈敏捕捉，并將其轉換為電子信號，而轉換之間元數據與信號之間的失真比率往往是衡量傳感器質量好壞的關鍵，也就是要從對傳感器在處理信號的能力上對其自身的性能進行評價，而傳感器的信號處理能力主要是依賴于磁電效應、壓電效應、霍爾效應、熱電效應以及光電效應等，來完成信號處理的機理，這是傳感器工作的本質。在工作原理上，傳感器能夠通過對制定物理量進行感受，并按照事先設定好的規律將物理量轉換為相對應的電信號，從這一過程可以看出，傳感器實際上就是一個采集和轉換裝置，將采集來的非電量轉換成電子設備能夠進行處理的電量裝置。在結構上，傳感器主要是由敏感元件、轉換結構以及測量電路來組成，其中敏感元件主要是起到采集數據的作用，通過元件對外界環境變化的感應或相應來記錄相應的環境數據，并將其轉變成能夠為轉換元件所接受的非電量，完成數據的采集工作，且敏感元件能夠持續不斷地對數據進行采集，只要發動機和傳感器還在運行就可以進行數據采集，從而實現對汽車電控發動機的實時監控。而轉換元件，顧名思義則是將敏感元件傳輸過來的數據按照相應的規則轉換成電子信號。測量電路則是將轉換元件傳遞過來的電量經過處理轉變為電壓或是頻率信號傳輸到電控單元當中，由電控單元對這些電子信號或數據信號進行進一步處理。

2.2 傳感器的檢測

傳感器在汽車發動機當中具有重要地位，因而如果傳感器在運行過程中出現問題，那么會直接影響發動機的運行，給汽車運行帶來安全隱患，而一般來講傳感器主要是存在線路故障和本身故障兩種類型，掌握對其進行檢測的方法，對于有效診斷故障部位和故障原因具有重要意義。在檢測上主要是存在三種方法，分別是元件在線檢測方法，單獨檢測方法和診斷儀檢測方法，其中在線檢測防范是通過對傳感器運行時端子電壓進行測量，然后對發動機電控單元和傳感器之間的連線進行檢測，以此來判斷是哪里出現了故障，在實際檢測過程中，維修人員多是采用在線檢測儀器來完成檢測，像是汽車LED試燈、汽車專用示波器、故障診斷儀等。這種檢測方法的關鍵就在于要保持傳感器在線工作狀態，在傳感器工作的前提下進行檢測和診斷；而單獨檢測方法則是在傳感器停用的時候進行檢測的一種方法，將傳感器摘下來之后對傳感器的內部進行檢測，包括對敏感元件、轉換元件等連線、電阻值等進行檢查，在檢查時可用萬用表對傳感器元件進行檢測，這種檢測方法一般是在明確傳感器出現故障之后采用的一種檢測方法。在檢測過程中，除了對傳感器內部元件進行檢測之外，還要對電源線、信號線等進行檢測，其中電源線的檢測方法是將傳感器插頭拔下，然后將點火開關接通，對電控單元和傳感器兩側的電源電壓進行測量，檢查兩側電壓數值是否相同。在對信號線進行檢測時則需要將傳感器的插頭插上，然后將點火開關接通，讓發動機運轉，對信號電壓進行測量，在對電控單元測定的電壓數值進行比較，對兩組數據之間是否存在差異來判斷傳感器是否出現故障問題。

3 汽車電控發動機傳感器檢測

這里以桑塔納2000AJR電控發動機為例，對傳感器進行檢測時主要可以從以下幾點來入手：

一是對空氣流量計進行檢測，在空氣流量計出現故障之后，電控單元能夠自動檢測到流量計故障，維修人員可用專用的診斷儀對流量計進行檢測，如對正極短路或是搭鐵開路，在空氣流量計出現問題之后應該及時進行更換。在對其進行檢測時將點火開關接通，將空氣流量計連接器中的三線和電控單元相連接，呈搭鐵狀態，然后對空氣流量計的電壓進行讀取，如果不在正常范圍之內，則說明空氣流量計出現故障；

二是對轉速傳感器進行檢測，轉速傳感器是發動機中不可缺少的傳感器，其能夠對發動機轉速信息進行采集和傳輸，如果轉速傳感器出現問題，需要連接專用診斷儀對其故障信號進行讀取，如果沒有信號的話則需要及時將轉速傳感器進行更換。在檢測時需將點火開關連通，然后連接電控單元對轉速傳感器的電壓值進行讀取，如果電壓值不在正常范圍之內則說明轉速傳感器出現故障，需要及時進行更換；

三是對霍爾傳感器進行檢測，同樣用專用診斷儀對霍爾傳感器故障進行讀取，如果檢測無效，則需要及時進行更換。在檢測電壓值時同樣將點火開關連通，然后將霍爾傳感器與電控單元相連接，對霍爾傳感器的電壓值進行讀取，如果電壓值不在正常范圍內則說明霍爾傳感器出現問題，需要進行更換等。由此可見，對于傳感器的檢測都需要連接電控單元，通過對電控單元中各電壓值或電阻值的讀取來判斷是哪種傳感器出現了故障，進而進行維修或更換，這一過程不僅需要專業的操作，還需要維修人員自身的經驗。

4 結語

隨著集成電路技術的不斷發展，電控發動機在汽車領域中的應用也是越來越普遍，而要實現高效率的電子控制與傳感器技術是分不開的，且傳感器也正在朝著智能化、微型化的方向發展，從而為發動機檢測提供更加高質量的數據服務，有效提升信息數據的采集效率，對汽車發動機進行實時監控，有效提升發動機故障診斷效率，為汽車運行安全和效率提供保障。

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作者簡介：

田興強（1973-），男，土家族，貴州印江人，本科、工學學士，副教授，研究學科或方向、成就等：從事機械制造技術、汽車運用技術研究，職業教育教學改革研究。