汽車電子與傳感器檢測

高曉勇，孫自文，趙向明，喬 榕

（西安汽車科技職業(yè)學院，陜西 西安 710000）

汽車電子與傳感器檢測

高曉勇，孫自文，趙向明，喬 榕

（西安汽車科技職業(yè)學院，陜西 西安 710000）

傳感器是電控汽車系統(tǒng)中重要的元件，擔負著發(fā)動機電控系統(tǒng)、底盤電控系統(tǒng)、車身控制系統(tǒng)、電器設備等控制系統(tǒng)的信息采集和傳輸，是電子控制系統(tǒng)中重要的元件。如果傳感器不能正常工作，汽車就不能正常地行駛。文章從汽車用傳感器作用、結構、原理、檢測方法和它與電控系統(tǒng)的聯(lián)系來闡述。

汽車電子；電控系統(tǒng)；傳感器

隨著我國汽車工業(yè)增長迅速，電子信息技術已經(jīng)成為汽車發(fā)展方向的主導因素，傳感器在汽車上的使用越來越廣，傳感器的發(fā)展引起整個電控系統(tǒng)的逐步廣泛。智能傳感器是具有代表性的核心器件之一。

1 汽車電子的發(fā)展階段

從分立電子元器件搭建的單片機控制，再到電子元器組件與微處理器構筑成各自獨立的、半自動和自動的操控系統(tǒng)，現(xiàn)在進入了車載網(wǎng)絡技術階段，統(tǒng)一交換汽車運行中的各種電子裝備和系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)綜合、智能調控的新階段。車載網(wǎng)絡技術階段的各個電子控制單元（ECU）可以獨立操控，同時又能協(xié)調到整體運行，獲取最佳運行狀態(tài)。為使發(fā)動機處于最佳工作狀態(tài)，發(fā)動機燃油噴射系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、廢氣排放監(jiān)控系統(tǒng)等組合，可使汽車獲取足夠的動力、降低燃油消耗及減少廢氣排放。

2 汽車電子對汽車發(fā)展的影響

（1）汽車電子元件適應各種復雜的工作環(huán)境。汽車的各個部件都有各自獨立運行的特性，大多處于非常惡劣的環(huán)境中。例如工作狀態(tài)時的高溫，靜止不工作時的低溫，高濃度的燃油蒸汽及有毒氣體，還有高速運動和高強度的沖擊和振動等。電子元器件和電路的高穩(wěn)定、抗環(huán)境和自適應、自補償調整能力適應了汽車的發(fā)展。

（2）電子控制單元的智能化。汽車運行安全是駕駛員及乘客生命安全的基本要求。電子操控系統(tǒng)的動作快速、正確、可靠。通過硬件集成、數(shù)據(jù)直接交換、提高智能化程度來確?？刂茊卧獎幼鞯恼_性、可靠性和適時性適應了汽車的發(fā)展?，F(xiàn)在，電子控制系統(tǒng)幾乎控制所有的汽車的機械結構部件。理想的情況是，電子控制單元與受控制部件緊密結合，構成整體。因此器件和電路的微型化、集成化是不可回避的發(fā)展道路。

（3）生產(chǎn)成本低。汽車電子控制單元用的電子元器件、模塊能大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，并能降低成本，是電子技術發(fā)展的關鍵性條件。例如智能加速度傳感器，不僅能較好地滿足現(xiàn)代汽車的各項需要，而且可以在集成電路標準硅工藝線上批量生產(chǎn)，生產(chǎn)成本較低，所以在汽車工業(yè)中得以應用，也有力地促進了汽車工業(yè)的電子信息化。

3 智能化傳感器

智能化傳感器是由兩塊芯片組成，一是具有自檢測能力的單元，二是微傳感器與微處理器（MCU）間的接口電路和MCU。這是一種已相當實用的器件，可用于汽車的制動和懸掛系統(tǒng)中，還可用于安全氣囊。智能傳感器、執(zhí)行器、變送器器件、處理電路集成在一個芯片上，具有一定的仿生能力。如模糊邏輯運算、主動鑒別環(huán)境、自動調整和補償適應環(huán)境的能力、自診斷、自維護等。

4 傳感器的檢測

傳感器可分為有源器件和無源器件。當傳感器電路出現(xiàn)故障時，若為有源器件，首先應檢查傳感器的電源與搭鐵電路，然后再同無源器件一樣進行如下方面的檢查：①檢查傳感器電器特性。②檢查傳感器管路連接。③模擬傳感器的工作狀況，檢查傳感器的輸出特性。④檢查傳感器的安裝情況。

以氧傳感器的檢測為例分析檢測方法。氧傳感器用于尾氣中氧含量，并輸送給控制單元一個電壓信號。如果傳感器過熱或傳感器過冷、傳感器不工作空燃比閉環(huán)控制關閉，將使電壓不變或緩慢變化，發(fā)動機可能出現(xiàn)怠速不穩(wěn)、油耗上升和排放超標等現(xiàn)象。

（1）氧傳感器加熱線圈的檢查。點火開關置于OFF，脫開傳感器電插頭，用萬用表電阻擋測量加熱線圈的電阻。加熱線圈的電阻應符合要求，否則更換氧傳感器。

（2）氧傳感器反饋信號電壓的檢測。①點火開關置于OFF，脫開傳感器電插頭,并從信號輸出端引出一根細導線。用電壓表測量。②啟動發(fā)動機，完成暖機后以2500r/min的轉速空轉2min以上。③使發(fā)動機的轉速保持在2500r/min，觀測氧傳感器的信號電壓。10s內指針擺動的次數(shù)不少于八次，否則表明氧傳感器有故障。④松開進氣管上的PCV軟管或其他的真空管，以形成稀混合氣。這時電壓表的讀數(shù)應下降，否則說明氧傳感器有故障。⑤恢復以上管路的連接。點火開關置于“OFF”，脫開冷卻液溫度傳感器電插頭。在線束插頭兩端子之間連接一較大阻值的電阻（2000Ω左右）代替冷卻液傳感器以形成較濃混合氣。⑥這時電壓表的讀數(shù)應上升，否則表明氧傳感器有故障。⑦從排氣管上拆下氧傳感器 ，檢查通氣孔是否堵塞、瓷芯是否破裂等。如有，更換損壞的氧傳感器。

5 電控系統(tǒng)中傳感器的應用

（1）起動時噴油量控制。發(fā)動機起動時轉速波動大，ECU無法根據(jù)轉速和進氣量信號確定基本噴油量。ECU根據(jù)冷卻液溫度信號確定基本噴油量，根據(jù)進氣溫度、蓄電池電壓對噴油量進行修正。

（2）起動后的噴油量控制。確定基本噴油量后，控制單元ECU根據(jù)發(fā)動機轉速信號和空氣流量信號，及控制單元存儲的基本噴油量三維圖確定基本噴油量。然后再根據(jù)汽車運行狀況對噴油量進行修正：①起動后加濃，發(fā)動機完成起動后，ECU根據(jù)冷卻液溫度信號確定噴油時間，然后逐步達到正常。②暖機加濃，為使發(fā)動機迅速進入最佳工況，ECU根據(jù)冷卻液溫度信號對噴油量進行修正，暖機加濃還受怠速信號控制使發(fā)動機暖機。③進氣溫度修正。ECU根據(jù)進氣溫度傳感器信號計算進氣密度，然后對噴油量進行修正。④大負荷時，ECU根據(jù)進氣量信號、節(jié)氣門位置信號來判斷發(fā)動機負荷狀況，根據(jù)負荷適當增加噴油時間。⑤加速或減速時的修正。ECU根據(jù)進氣量、發(fā)動機轉速、車速、節(jié)氣門位置和空檔起動開關確定發(fā)動機的工況，進而修正噴油量。

總之，傳感器隨著汽車電子技不斷發(fā)展會有更大的空間，電控系統(tǒng)的控制也會更加成熟。汽車傳感器作為汽車電子控制系統(tǒng)的信息源,是汽車電子控制系統(tǒng)的關鍵部件，是將汽車在工作時所產(chǎn)生的某些非電量轉換成便于檢測系統(tǒng)自動計算與自動控制的電量信號的轉換裝置。

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［2］張紅蘭，李揚.基于多傳感器的智能火災報警器的設計［J］.儀器儀表用戶，2009，4（16）：48-50.

［3］劉敏，莊勤亮.智能柔性傳感器的應用及其發(fā)展前景［J］.紡織科技進展，2009，（1）：38-42.

Detection of Auto Electronics and Sensors

GAO Xiao-yong，SUN Zi-wen，ZHAO Xiang-m ing，QIAO Rong
（Xi'an Auto Science and Technology Vocational College，Xi'an，Shaanxi 710000，China）

Sensor isan importantelement in electric vehicle system and electronic control system，which collectsand transfer the information of engine electronic control system，chassis electronic control system，body control system，electrical equipment and other control systems.If the sensor can'twork normally，the car can't run normally.The paper expounds from function，structure，principle，testingmethod ofautomotive sensorand its linkswith the electronic controlsystem.

automotiveelectronics；electronic controlsystem；sensor

TP212

A

2095-980X（2016）11-0031-02

2016-10-07

高曉勇（1983-），男，陜西榆林人，汽車助理工程師、水利水電工程師，主要研究方向：車輛工程。