汽车传感器分析解析.docx
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汽车传感器分析解析
传感器
一、进气管绝对压力传感器MAP（manifoldabsolutepressore）
⒈作用：
测量进气管内压力，以电信号的形式输入ECU，作为喷油的主控信号。
⒉安装位置：
位于节气门与进气歧管之间。
⒊压敏电阻式
●构造：
滤芯、压力转换元件和放大器等。
压力转换元件是利用半导体的压敏效应制成的硅膜片。
硅膜片的一面是真空室，另一面导入进气歧管。
●工作原理：
当KEY—ON，不发动车时，歧管内无真空，硅膜片不变形，因电阻最小，因此输出信号较高。
怠速时，歧管内真空最大，硅膜片受压变形成度最大，因此电阻较大，输出信号电压较低。
●波形
a通常输出电压在怠速时为1.25V，当节气门全开时略低于5V，全减速时接近0V。
b真空度高时（全减速时80kpa）产生对地电压信号（接近0V），真空低时（接近大气压时，全负荷接近10kpa），产生的电压信号高（接近5V）。
c一般4缸发动机杂波较多，因为真空波动比较大。
数据
KEY—ON
怠速
缓加速
急加速
恒速
急减速
VC
5V
5
5
5
5
5
PIM
3.3—3.9
1.3—1.9
上升
3.3—3.9
1.3—1.9
0.5—1.3
E2
0
0
0
0
0
0
●故障
A、传感器开路或PIM开路。
现象：
带速稍有不稳（ECU修正值），缓加速正常，急加速不良，回火甚至熄火。
检测：
①测VC，应5V与TPS共用，无电为VC线路或ECU故障。
②测PIM，应符合数据表，若为5V，证明传感器开路或插头松动（5V为ECU监控电压）。
③测ECUPIM电压应与MAP输出PIM相等，若为5V，证明PIM线开路。
B、传感器内PIM对地短路或PIM线搭铁。
现象：
发动机有着火意思，但无法发动，因为喷油量过小。
检测：
①测PIM信号应符合数据，若测PIM为0V，证明线搭铁或MAP故障。
②拨下MAP插头，测PIM若此时为5V，证明MAP故障，若仍为0V，证明PIM线搭铁。
C、MAP真空管脱落或真空管漏气
现象：
起动时淹死火花塞，怠速严重抖动、冒黑烟。
分析：
由于真空管脱落造成MAP无法检测歧管压力，而是检测大气压力，因此输出信号过高（3.3—3.9V），造成喷油量过大。
D、MAP真空管堵塞
现象：
怠速稍抖，加速不良。
二、空气流量传感器MAF
1.作用：
检测单位时间内吸入发动机汽缸内的空气量，以电信号形式输入ECU，作为基本喷油信息。
2.位置：
空气滤与节气门之间。
3.热线式空气流量计
原理图
当空气流动时会带走RH的热量，使RH电阻减小，通过电流加大，使Uo电位升高，此时a点电压上升，a和b两点电位不相等，因此控制器会控制电流增大，使RH的温度升高，同时b点电压上升，直到无电位差为止，此时在RA两端的电压作为信号输出，送给ECU。
（惠斯顿电桥原理）
进气量小，带走热量少，信号电压小
进气量大，带走热量多，信号电压大
流量计与ECU的连接——日产公司。
F自清信号
原理：
当KEY—ON后，流量计电源接通，流量计输出信号0.1—0.5V
怠速时，气道内有气流通过，流量计输出信号0.8—1.5V，加速时信号呈线型升高。
当KEY由ON变成OFF时，由ECU通过F向流量计输出9—12V信号，流量计内集成电路会向“热丝”提供10倍的电流，使热线温度达1000度，使依附在热线上的杂质烧掉。
可变电阻
在流量计一侧有一个调整丝，内部是电位计，当顺时调整时，信号升高，ECU控制混合气变浓，逆时调整信号下降，ECU控制混合气变稀，但是在出厂时已调整好了，一般不需调整，所以调整丝外边由铅块封死。
分析：
a通常热线（热膜）式空气流量传感器，输出信号电压范围是从怠速时超过0.2V至节气门全开时超过4V，当急减速时输出信号电压应比怠速时的电压稍低。
b发动机运转时，波形的副值在不断的波动，这是正常的。
（分析）因为热线式空气流量计没有任何运动部件，因此没有惯性，所以它能快速的对空气流量的变化作出反应，ECU会处理这些信号。
c不同的车型输出电压将有很大差异，测怠速时的电压可以判断空流量的好坏。
d如果怠速时电压太高，而高速时电压又达不到4V则说明流量计损坏。
e如果在急加速时信号电压上升缓慢，而在急减速时输出信号波形下降缓慢，则说明热线（热膜）脏污。
三、节气门位置传感器TPS（ThrottlePositionSenSor）
1.作用：
检测节气门开度及开度变化，信号输入ECU，用于喷油及点火计算。
2.安装位置：
节气门
3.
（1）作用
IDL和PSW可检测节气门的运行工况。
IDL信号主要用于断油控制、怠速控制和点火提前角的修正。
PSW为全负荷开关信号，用于增加喷油量，以提高发动机的输出功率,同时也是变速器强制降档信号。
（2）工作原理
当节气门全关时，IDL开关闭合为0V，表示发动机处于怠速工况。
当TPS接近全开时，PSW开关闭合，说明发动机处于大负荷工作。
（3）数据
工况
线种
全关（怠速）
半开（中速）
全开（大负荷）
IDL
0V
5
5
PSW
5V
5
0
E2
0V
0
0
（4）一般故障
A、IDL线搭铁或IDL开关卡死。
现象：
怠速正常，加速不良，特别是D型控制会加速游车。
分析：
由于出现以上故障后，造成ECU已直接受到节气门全关信号而错误的将喷油量和点火提前角控制在怠速状态。
检测：
①测IDL信号，TPS全关时为0V，稍打开立刻变为5V，若一直为0V，说明有故障。
②拨下TPS插头，测IDL线，若此时为5V，说明TPS内部故障，若仍为0V，说明ID线搭铁。
B、IDL线开路
现象：
怠速不稳，忽高忽低，减速时无断油功能；
分析：
ECU收不到发动机怠速工况信号，而无法修正怠速时的喷油量、怠速阀和点火时间。
检测：
①测TPS测IDL，TPS全开时应为0V，若为5V，证明TPS故障或传感器调整不当。
②若为0V，再测ECU的IDL，若这里为5V，说明IDL线开路，若这为0V，说明ECU故障。
C、PSW开关线搭铁
现象：
喷油量会增大，点火时间会提前，但都不太明显。
D、PSW线开路
现象：
急加速不良，因为ECU收不到大负荷信号。
4.线型
（1）传感器内为电位计式，VTA为信号输出，输出的为模拟信号，与TPS开度成正比变化。
在少部分车上，VTA信号与TPS开度成正比关系，例如桑塔纳2000。
（2）检测：
①测电压，VC为5V，测VTA、TPS全关时为0.4—0.8V，TPS开度增大电压升高，最高可达3.8—4.5V，变化中应无突变现象。
IDL当TPS全关时为0V，稍开以后为5V或12V。
②测电阻，测VC与VTA间电阻（需取下插头），TPS全关时电阻最大，TPS全开增大，电阻减小。
（4）、调整TPS
①松开固定丝
②TPS保持全关，测VTA应在0.4—0.8V，重则转动其外壳。
③固定
（5）、一般故障
A、无信号输出，怠速不稳，加速不良。
B、VTA信号过高，怠速高，耗油大。
C、VTA信号间断，加速不良，行车中右后座现象。
5.组合型
四、进气温度传感器IAT与冷却液温度传感器ECT
1.作用：
IAT检测进气温度，作为喷油点火的修正信号。
ECT检测冷却液温度，作为喷油点火的修正信号，同时也作为控制其他辅助设备的控制信号。
2.位置：
IAT在进气道上，ECT在水道上。
3.
进气温度
进气温度
进气温度
水温
桑塔纳水温传感器
水温
工作原理：
传感器内装有负温度特性的热敏电阻。
温度越低，电阻愈大，反之，电阻愈小。
数据表
温度
电阻KΩ
电压V
-20
8-10K
4-4.8
0
4-5
3-4
20
2-3
2-3
40
0.9-1.3
1-2
60
0.4-0.8
0.8-1.5
80
0.2-0.5
0.3-0.5
100
0.05-0.1
0.1-0.3
4.一般故障
A、传感器开路或THW线开路
现象：
ECU无修正，造成误判为低温信号，ECU会一直加浓混合气，使凉车起动正常，但热机怠速高成不稳，冒黑烟。
ECU有修正功能，ECU会自动提80℃中间值，因此冷起动困难，冷机怠速抖动，但热机正常。
。
检查：
①测THW线电压应附合当前温度下的数据，例如20℃时为2—3V.
②若THW线5V，再测E2应0V，若5V说明搭铁不良。
③若E2正常说明传感器开路。
④测传感器电阻。
结论：
当发动机故障现象跟温度有关时，首先考虑水温和进气温传感器
B、传感器短路
现象：
冷车难起动，同时怠速抖动。
检测：
测传感器电阻，应附合当前数据，并且改变其本身温度测量，若固定在某值不变化证明传感短路。
当检测温度传感器时，应改变其本身温度来测量，在不同温度下有不同的电阻，表示正常，否则更换。
5、通用公司和克莱斯勒公司的水温传感器。
在96年以前，在ECU内采用双量程电路，其目的是为了使传感器测得数据更准确。
在ECU内有两个电阻，当温度低于51.6℃时，5V电压只通过10KΩ电阻，但发动机一旦升温，由于10KΩ电阻值大，测定的数据不准确；因此达到51.6℃时，ECU内三极管导通，则5V电压通过并联电阻909Ω至传感器，使数据准确。
冷整曲线（用10Ω电阻）
热整曲线（用909Ω电阻）
°F（℃）
电压/V
°F（℃）
电压/V
-200（-28.8）
4.7
125（51.6）
4.0
-10（-23.3）
4.57
130（54.4）
3.77
0（-17.7）
4.45
140（60）
3.6
10（12.2）
4.30
150（65.5）
3.4
20（-6.6）
4.1
160（71.1）
3.2
30（-1.1）
3.9
170（76.6）
3.02
40（4.4）
3.6
180（82.2）
2.8
50（10）
3.3
190（87.7）
2.6
60（15.5）
3.0
200（93.3）
2.4
70（21.1）
2.75
210（98.8）
2.2
80（36.3）
2.44
220（104.4）
2.0
90（32.2）
2.15
230（110）
1.8
100（43.3）
1.83
240（115.5）
1.62
110（45.3）
1.57
250（121.1）
1.45
120（48.8）
1.25
五、氧传感器O2S
1.作用
作用是检测排气中氧分子的浓度，并将其转换成电压信号，ECU根据此信号来控制混合气成分。
2.分类
氧化锆式
氧化钛式
加热型
非加热型
3.氧化锆式
1）、构造
传感器基本元件为专用陶瓷体，即氧化锆固体电解质。
陶瓷体制成管状，亦称锆管，其内表面与大气相通，而表面与废气相通；锆管内外表面都覆盖着一层多孔性的铂膜作为电极；在镐管外表的铂膜上覆盖着一层多孔的陶瓷层，防止废气中杂质腐蚀铂膜，并且还装一个防护套管，套管上开有窗口。
2）、原理
当温度较高时（400—600℃），氧气发生电离，锆管元件成了一个微电池，
当混合气稀时，排气中含氧多，两侧氧浓度差小，只产生小的电压；而当混合气浓时，排气中氧含量少，这样使锆管两侧浓度差突然增大，两极电压便突然增大。
正常输出信号在0.1—0.9V之间变化。
平均电压为0.45V，高于0.45V为混合气浓，低于0.45V为混合气稀
为了便以测量气信号，特意将信号线引到TDCL上。
（丰田公司）
4）、一般故障
A、气传感器铅中毒
现象：
输出电压在0.3V以下，且不变化，相当于混合气稀，因此ECU控制混合气浓，造成冒黑烟，油耗大。
拆下传感器呈棕色。
排除：
清洗或更换。
B、氧传感器烧死。
（失效）
现象：
混合气浓，严重冒黑烟，怠速抖动，加速不良，并且造成三元催化烧坏，火花塞积碳等。
4、氧化锆式又分两种即加热型或非加热型。
1）、非加热型
一般有单线和双线两种。
2）、加热型
作用是为了使传感器很快达工作温度，特意在传感器内部加装一个电热丝，
控制方式有两种一是常供电，二是由ECU控制。
常供电式控制比较简单，当传感器温度低时，加热丝电阻小，可通过最大电流，当温度达300℃左右时，电阻增大，电流自动减小到0。
由ECU控制型，当工作中ECU收到正确的氧传感器信号后，将切断加热。
加热型又分三线和四线两种，四线比3三线多一根搭铁线
3、双氧传感器
很多车上装有两个、三个或四个
前氧传感器是来反馈混合气浓稀的，后氧传感器是检测TWC情况
当ECU检测到后氧信号为0.1-0.2V时，表示三无催化工作正常，如果后氧信号一样时，说明TWC失效，必须更换
⒌氧化钛式
1）、构造与原理
氧化钛式是利用二氧化钛（TiO2）材料的电阻值随排气中氧会量的变化而变化的特性构成的，故又称电阻型氧传感器。
二氧化钛在室温下是具有很高电阻的半导体，但当排气中氧含量少时，氧分子将脱离，使其晶体出现缺陷，便有更多的电子可用来传送电流，材料的电阻亦随之降低。
2）、波形分析，87年吉普（克莱斯勒）
切诺基从1996年开始使用氧化钛式，并且使用双氧传感器。
在ECU内有一个诊断电路，对氧加热进行监测。
冷起动时，加热器通电后，传感器温度很快升高，传感器电阻很快降低，ECU通过监测信号电压从高于4V降到3V所需时间，即判断加热器的工作状况
排除故障时，除要根据ECU的故障码和数据流外，也必须进行常规检查，一般保养。
六、爆震传感器DS（KS）
1.作用：
检测爆震强度以控制点火。
2.位置：
缸体上。
爆震是指燃烧室中，本应逐渐燃烧的部分混合气突然自燃的现象。
爆震使发动机部件受高温、高压，会使燃烧室和冷却系过热，严重的可使活塞顶部熔化，爆震还会使发动机功率下降，燃油消耗率上升。
点火时间过早是产生爆震的一个主要原因
3.压电式爆震传感器
利用压电晶体的压电效应制成的爆震传感器，把爆震传到缸体上的机械振动转变成电信号，这种爆震传感器有共振型和非共振型两种。
共振型爆震传感器，是由与爆震几乎具有相同共振频率的振子和能够检测振动压力并将其转换成电信号的压电元件构成，非共振型爆震传感器是用压电元件直接检测爆震信息。
除此之外，还有在火花塞的热圈部位装上压电元件。
在控制组件上只检出频率达到7kHz左右时爆震所产生的电压，通过该电压值的大小可判定爆震强度。
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