汽車傳感器

汽車傳感器的寫法

汽車傳感器介紹

汽車電子控制裝置的應用越來越廣泛，每個電子控制裝置都包括傳感器、電控單元、執(zhí)行機構三部分。它是采用傳感器監(jiān)測汽車有關總成的工作狀況，并將相關信息傳給電控單元，電控單元經過分析、運算、判斷后，發(fā)送指令給執(zhí)行機構，從而使相關總成的工作狀況達到。

汽車傳感器是汽車部件中一種重要的傳感電子設備，隨著汽車配置的越來越高，汽車傳感器的發(fā)展也越來越先進。

原理

氧傳感器安裝在排氣歧管上，它可以檢測廢氣中的氧氣濃度，據此計算空燃比，并將結果傳送到ECU。

例如：

1、廢氣中氧氣濃度高

當廢氣中氧氣的百分比很大時，ECU將據此判定空燃比大，即混合氣很稀。

2、廢氣中氧氣濃度低

當廢氣中氧氣的百分比很小時，ECU將據此判定空燃比小，即混合氣很濃。溫度高于300℃時，所采用的陶瓷材料，用作氧化鐵的導體。在此條件下，如果傳感器兩側氧的百分比含量不同，就會在兩端產生電壓變化。兩種環(huán)境（空氣側和排氣側）中不同含氧量的測量值的這種變化告訴ECU，在排氣中剩余的氧含量，對保證燃燒有害廢氣生成是不合適的百分比。陶瓷材料在低于300℃溫度時是非線性的，因而傳感器不輸送有用信號。ECU有一個特殊功能，即在曖機時（開環(huán)運轉）停止對混合氣的調整。傳感器裝有加熱元件以盡快達到工作溫度。當電流流過加熱元件時，它縮短了使陶瓷成為鐵的導體的時間，而且使得傳感器可以裝在排氣管較后的部位。

在三元催化凈化器中，ECU利用來自氧傳感器的數據，調節(jié)空燃比，但其方法EFI裝置各標準化油器多少有些不同。

在EFI裝置中，EFI的ECU通過增減從噴油噴入氣缸的燃油量，調節(jié)空燃比。如果ECU從氧傳感器檢測到混合氣太濃，就會逐漸減少燃油噴射量，于是混合氣就變稀了。實際空燃比因此變得比理論空燃比大些（稀些）。發(fā)生這種情況時，ECU通過氧傳感器測出這個事實，就會開始逐漸增加噴射量。這樣，空燃比就會孌得低些（濃些）直到低于理論空燃比。于是，這樣循環(huán)反復，ECU主濁以這種方式，不斷地增減空燃比，使實際空燃比接近理論空燃比。

在使用化油器的裝置中，是用調節(jié)進入進氣口的空氣量調節(jié)空燃比?；旌蠚馔ǔ１３致詽饫碚摽杖急?。ECU內氧傳感器不斷得到空燃比的信息，并要據實際空燃比操縱EBCU（電控進氣閥）調節(jié)進入化油器進氣口的空氣量。如果混合氣太濃，就允許較多空氣進入，使其變?。喝绻旌蠚馓。驮试S較少空氣進入，使其變濃些。

故障

1、氧傳感器一旦出現故障，將使電子燃油噴射系統(tǒng)的電腦不能得到排氣管中氧濃度的信息，因而不能對空燃比進行反饋控制，會使發(fā)動機油耗和排氣污染增加，發(fā)動機出現怠速不穩(wěn)、缺火、喘振等故障現象。因此，必須及時地排除故障或更換。?1、積碳?

由于發(fā)動機燃燒不好，在氧傳感器表面形成積碳，或氧傳感器內部進入了油污或塵埃等沉積物，會阻礙或阻塞外部空氣進入氧傳感器內部，使氧傳感器輸出的信號失準，ECU不能及時地修正空燃比。產生積碳，主要表現為油耗上升，排放濃度明顯增加。此時，若將沉積物清除，就會恢復正常工作。?

2、氧傳感器中毒

氧傳感器中毒是經常出現的且較難防治的一種故障，尤其是經常使用含鉛汽油的汽車，即使是新的氧傳感器，也只能工作幾千公里。如果只是輕微的鉛中毒，接著使用一箱不含鉛的汽油，就能消除氧傳感器表面的鉛，使其恢復正常工作。但往往由于過高的排氣溫度，而使鉛侵入其內部，阻礙了氧離子的擴散，使氧傳感器失效，這時就只能更換了。?

另外，氧傳感器發(fā)生硅中毒也是常有的事。一般來說，汽油和潤滑油中含有的硅化合物燃燒后生成的二氧化硅，硅橡膠密封墊圈使用不當散發(fā)出的有機硅氣體，都會使氧傳感器失效，因而要使用質量好的燃油和潤滑油。修理時要正確選用和安裝橡膠墊圈，不要在傳感器上涂敷制造廠規(guī)定使用以外的溶劑和防粘劑等

3、氧傳感器陶瓷碎裂?

氧傳感器的陶瓷硬而脆，用硬物敲擊或用強烈氣流吹洗，都可能使其碎裂而失效。因此，處理時要特別小心，發(fā)現問題及時更換。?

4、加熱器電阻絲燒斷?

對于加熱型氧傳感器，如果加熱器電阻絲燒蝕，就很難使傳感器達到正常的工作溫度而失去作用。?

5、氧傳感器內部線路斷脫。

檢查

1、氧傳感器加熱器電阻的檢查

拔下氧傳感器線束插頭，用萬用表電阻檔測量氧傳感器接線端中加熱器接柱與搭鐵接柱之間的電阻，其阻值為4-40Ω(參考具體車型說明書)。如不符合標準，應更換氧傳感器。

2、氧傳感器反饋電壓的測量?

測量氧傳感器的反饋電壓時，應拔下氧傳感器的線束插頭，對照車型的電路圖，從氧傳感器的反饋電壓輸出接線柱上引出一條細導線，然后插好線束插頭，在發(fā)動機運轉中，從引出線上測出反饋電壓(有些車型也可以由故障檢測插座內測得氧傳感器的反饋電壓，如豐田汽車公司生產的系列轎車都可以從故障檢測插座內的OX1或OX2端子內直接測得氧傳感器的反饋電壓)。?

對氧傳感器的反饋電壓進行檢測時，使用具有低量程(通常為2V)和高阻抗(內阻大于10MΩ)的指針型萬用表。具體的檢測方法如下：?

1)將發(fā)動機熱車至正常工作溫度(或起動后以2500r/min的轉速運轉2min)；

2)將萬用表電壓檔的負表筆接故障檢測插座內的E1或蓄電池負極，正表筆接故障檢測插座內的OX1或OX2插孔，或接氧傳感器線束插頭上的號|出線；

3)讓發(fā)動機以2500r/min左右的轉速保持運轉，同時檢查電壓表指針能否在0-1V之間來回擺動，記下10s內電壓表指針擺動的次數。在正常情況下，隨著反饋控制的進行，氧傳感器的反饋電壓將在0.45V上下不斷變化，10s內反饋電壓的變化次數應不少于8次。如果少于8次，則說明氧傳感器或反饋控制系統(tǒng)工作不正常，其原因可能是氧傳感器表面有積碳，使靈敏度降低所致。對此，應讓發(fā)動機以2500r/min的轉速運轉約2min，以清除氧傳感器表面的積碳，然后再檢查反饋電壓。如果在清除積碳可后電壓表指針變化依舊緩慢，則說明氧傳感器損壞，或電腦反饋控制電路有故障。

4）檢查氧傳感器有無損壞

拔下氧傳感器的線束插頭，使氧傳感器不再與電腦連接，反饋控制系統(tǒng)處于開環(huán)控制狀態(tài)。將萬用表電壓檔的正表筆直接與氧傳感器反饋電壓輸出接線柱連接，負表筆良好搭鐵。在發(fā)動機運轉中測量反饋電壓，先脫開接在進氣管上的曲軸箱強制通風管或其他真空軟管，人為地形成稀混合氣，同時觀看電壓表，其指針讀數應下降。然后接上脫開的管路，再拔下水溫傳感器接頭，用一個4-8KΩ的電阻代替水溫傳感器，人為地形成濃混合氣，同時觀看電壓表，其指針讀數應上升。也可以用突然踩下或松開加速踏板的方法來改變混合氣的濃度，在突然踩下加速踏板時，混合氣變濃，反饋電壓應上升；突然松開加速踏板時，混合氣變稀，反饋電壓應下降。如果氧傳感器的反饋電壓無上述變化，表明氧傳感器已損壞。?

另外，氧化鈦式氧傳感器在采用上述方法檢測時，若是良好的氧傳感器，輸出端的電壓應以2.5V為中心上下波動。否則可拆下傳感器并暴露在空氣中，冷卻后測量其電阻值。若電阻值很大，說明傳感器是好的，否則應更換傳感器。?

5)氧傳感器外觀顏色的檢查?

從排氣管上拆下氧傳感器，檢查傳感器外殼上的通氣孔有無堵塞，陶瓷芯有無破損。如有破損，則應更換氧傳感器。

;通過觀察氧傳感器部位的顏色也可以判斷故障：①淡灰色：這是氧傳感器的正常顏色；?②白色：由硅污染造成的，此時必須更換氧傳感器；?③棕色：由鉛污染造成的，如果嚴重，也必須更換氧傳感器；?④黑色：由積碳造成的，在排除發(fā)動機積碳故障后，一般可以自動清除氧傳感器上的積碳。

結束語：為了節(jié)能和防止汽車污染，西方發(fā)達國家大都裝有氧傳感器，對我國來說裝汽車用氧傳感器勢在必行。我國汽車工業(yè)同國外的主要差距之一，也表現在汽車傳感器方面。因此，可得出氧傳感器推廣應用的前景十分樂觀。

識別

（1）傳感器的結構、安裝位置與用途

汽車用各種傳感器的結構、安裝位置與用途，如表1所示。

　表1汽車傳感器的結構、安裝位置與用途

（2）汽車傳感器的類型

傳感器按能量關系分類，可分為主動型和被動型傳感器。汽車上使用的傳感器大多數是被動型傳感器，這種被動型傳感器需要外加輸人電源（一般為＋5V），它才能輸出電信號。例如溫度傳感器，它以改變電阻值的方式向外輸出電信號，但信號的輸出需要測試回路提供電源，且電源的輸出能量要受測試對象輸出信號所控制。采用電阻、電感、電容及應變效應、磁阻效應、熱阻效應制成的傳感器都屬于被動型傳感器。

主動型傳感器是指傳感器本身在吸收了能量（光能和熱能）經它本身變換后再輸出電能。例如，太陽能電池和熱電偶輸出的電能分別來源于傳感器吸收的光能和熱能。因此主動型傳感器不需要外加電源，它本身是一個能量變換器。例如采用壓電效應、磁致伸縮效應、熱電效應、光電效應等制成的傳感器都屬于主動型傳感器。

（3）汽車傳感器輸出的信號

從傳感器輸出的信號，有模擬信號和數字信號兩種，如圖1－1所示。信號輸人ECU后，首先通過輸人回路，這其中數字信號可直接輸入微機，而模擬信號則必須由A／D（模／數轉換器）轉換成數字信號后再輸人微機。

微機根據汽車工作的需要，把各種傳感器輸入的信號和數據進行運算處理，并把處理結果送往輸出回路。輸出回路將微機輸出的數字信號轉換成可以驅動執(zhí)行元件的輸出信號，控制大功率三極管的導通和截止，最終控制執(zhí)行元件的動作。

（4）汽車傳感器接頭端子連接線路

汽車傳感器接頭端子數量及連接線路如表2所示。

表2汽車傳感器接頭端子數量及連接線路

使用

（1）汽車傳感器的性能要求

汽車用傳感器的性能指標包括精度指標、響應性、可靠性、耐久性、結構緊湊性、適應性、輸出電平和制造成本等。

①有較好的環(huán)境適應性。汽車工作環(huán)境溫度是在-40～80°C，各種道路條件下運行，特別是發(fā)動機承受著巨大的熱負荷、熱沖擊、振動等，因此要求傳感器能適應溫度、濕度、沖擊、振動、腐蝕及油液污染等惡劣工作環(huán)境。

②要求汽車傳感器工作穩(wěn)定性好、可靠性高。

③再現性好。由于計算機在汽車上的應用，要求傳感器再現性一定要好，因為即使傳感器線性特性不良，通過電腦可以修正。

④具有批量生產和通用性。由于汽車工業(yè)的發(fā)展，要求傳感器應具有批量生產的可能性。一種傳感器可用于多種控制，如把速度信號微分，可求得加速度信號等，所以傳感器應具有通用性。

⑤要求小型化，便于安裝使用，檢測識別方便。

⑥應符合有關標準要求。

⑦傳感器數量不受限制。

在現代汽車電子控制系統(tǒng)中，傳感器可把被測參數轉變成電信號，無論參數數量怎樣多．只要把傳感器信號輸人電腦，就可以進行處理，實現高精度控制。在表1中給出了汽車傳感器的檢測項目和精度要求。

表1汽車傳感器的檢測項回和精度要求

汽車電子控制系統(tǒng)中的傳感器經受著發(fā)動機的熱負荷、振動、沖擊，氣、泥濘道路等惡劣環(huán)境，因此要求傳感器應能適應這種惡劣環(huán)境和條件。表2為汽車發(fā)動機用傳感器工作環(huán)境條件。汽車用傳感器的技術指標如表3所示。

表2發(fā)動機控制用傳感器的工作環(huán)境條件

表3發(fā)動機控制用傳感器的技術指標

（2）汽車傳感器的使用原則

①量程的選擇。量程是傳感器測量上限和下限的代數差。例如檢測車高用的位移傳感器，要求測量上限為40mm，測量下限為-40mm，則選擇位移傳感器的量程應為80mm。

②靈敏度的選擇。傳感器輸出變化值與被測量的變化值之比稱之為靈敏度。例如，測量發(fā)動機水溫的傳感器，它的測量變化值為170℃（-50～120℃），而它的輸出電壓值要求為0～5V，所以選擇其靈敏度為5V/170℃。

③分辨率的選擇。分辨率表示傳感器可能檢測出的被測信號的最小增量。例如，發(fā)動機曲軸位置傳感器，要求分辨率為0.1°，也就是表示設計或選擇數字傳感器時，它的脈沖當量選擇為0.1°。

④誤差的選擇。誤差是指測量指示值與真值之間的差。有的用值表示，例如溫度傳感器的誤差為±2℃；有的用相對于滿量程之比表示。例如，空氣流量傳感器的相對誤差為±1％。傳感器誤差是系統(tǒng)總體誤差所要求的，應當得到滿足。

⑤重復性的選擇。重復性是傳感器在工作條件下，被測量的同一數值，在一個方向上進行重復測量時，測量結果的一致性。例如檢測發(fā)動機在轉速上升時期對某一個速度重復測量時數值的一致性或誤差值多大，應滿足規(guī)定要求。

⑥線性度的選擇。汽車傳感器的線性度是指它的輸人輸出關系曲線與其理論擬合直線之間的偏差。這種偏差要選擇大小一定，重復性要好，而且有一定的規(guī)律，這樣在電腦處理數據時可以用硬件或軟件進行補償。

⑦過載的選擇。過載表示傳感器允許承受的輸人量（被測量）。在這個輸人量作用下傳感器的各項指標應保證不超過其規(guī)定的公差范圍。一般用允許超過測量上限（或下限）的被測量值與量程的百分比表示。選擇時只要實際工況超載量不大于傳感器說明書上規(guī)定值就可以。

⑧可靠度的選擇?？煽慷鹊暮x是在規(guī)定條件（規(guī)定的時期，產品處的環(huán)境條件、維護條件和使用條件等）下，傳感器正常工作的可能性。例如壓力傳感器的可靠度為0.997（2000h），它是指壓力傳感器符合上述條件時，工作20OOh，它的可靠性（概率）為0.997（99.7％）。在選擇工作時間長短及概率兩指標時都要符合要求，才能保證整個系統(tǒng)的可靠性指標。

⑨響應時間的選擇。傳感器的響應時間（或稱建立時間）是在階躍信號激勵后，傳感器輸出值達到穩(wěn)定值的最小規(guī)定百分數（如5％）時所需時間。例如壓力傳感器響應時間要求是10ms，也就是要求該傳感器在工作條件下，從輸人信號加人后，要經10ms后，它的輸出值才達到所要求的數值。這個參數大小會直接影響汽車起動時間的大小，所以在選擇時只能小于10ms，才能滿足汽車起動時間或工況變換的時間要求。