傳感器檢測(cè)在汽車電控發(fā)動(dòng)機(jī)中的分析

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電子技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域也是越來(lái)越廣泛，其中近年來(lái)在汽車領(lǐng)域中尤為顯著，讓汽車用戶感受到了電子技術(shù)給他們帶來(lái)的優(yōu)質(zhì)服務(wù)，其中傳感器技術(shù)就是近年在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中得到普遍應(yīng)用的電子技術(shù)，利用傳感器能夠?qū)ο到y(tǒng)環(huán)境中的各種信息進(jìn)行采集，并傳遞到上層進(jìn)行各種邏輯分析，從而完成對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的調(diào)整和檢測(cè)。本文主要對(duì)汽車電控發(fā)動(dòng)機(jī)中傳感器檢測(cè)進(jìn)行了分析，并通過(guò)舉例來(lái)展示傳感器在電控發(fā)動(dòng)機(jī)檢測(cè)中的各項(xiàng)功能，以期能夠不斷提升汽車的檢測(cè)技術(shù)。

關(guān)鍵詞：傳感器；電控發(fā)動(dòng)機(jī)；檢測(cè)

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

電子技術(shù)使得汽車向著更加智能化、多功能化和微型化方向發(fā)展，尤其是在發(fā)動(dòng)機(jī)方面的應(yīng)用，使得用戶對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的操作更加簡(jiǎn)單。通過(guò)電控發(fā)動(dòng)機(jī)的中傳感器能夠?qū)l(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的各種狀況轉(zhuǎn)化為電子信號(hào)或是數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸?shù)诫娍貑卧?，這樣維修人員就能夠通過(guò)這些信號(hào)來(lái)掌握發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，從而及時(shí)診斷發(fā)動(dòng)機(jī)故障，有效提高汽車的維修效率。

1 傳感器在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中的應(yīng)用

隨著汽車制造行業(yè)的不斷發(fā)展，電子技術(shù)在汽車中的應(yīng)用也是越來(lái)越廣泛，為了提升對(duì)汽車功能的控制，電子技術(shù)通過(guò)集成系統(tǒng)，借助于計(jì)算機(jī)技術(shù)，將汽車功能集成在一個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中，采用分布控制結(jié)構(gòu)，允許子系統(tǒng)在總系統(tǒng)之下對(duì)問(wèn)題進(jìn)行獨(dú)立處理，這樣能夠有效提升電子控制系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和有效性，在布線技術(shù)上也是采用多路布線方法，在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上安裝傳感器，讓線路上每個(gè)節(jié)點(diǎn)的變化都能夠被感知，并讓系統(tǒng)處理器做出相應(yīng)的反應(yīng)來(lái)，由此可見(jiàn)傳感器在汽車電子控制當(dāng)中的地位。隨著處理器集成程度越來(lái)越高，芯片功能運(yùn)行速度和效率也越來(lái)越高，汽車的處理器功能也是越來(lái)越強(qiáng)大，傳感器的信息量也應(yīng)該隨之增加，這樣處理器才能更快地對(duì)傳感器信號(hào)進(jìn)行處理和修正，可見(jiàn)傳感器信號(hào)是電子控制系統(tǒng)處理信息的來(lái)源，如果信號(hào)本身的優(yōu)勢(shì)不明顯，那么處理器本身的高效率和高速度也就顯現(xiàn)不出來(lái)了。

而隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，傳感器技術(shù)也在不斷得到提升，其在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中發(fā)揮的作用也將越來(lái)越明顯。現(xiàn)在汽車傳感器正在朝著微型化、智能化和可靠性方向發(fā)展，汽車自動(dòng)化和智能化的不斷發(fā)展，使得其發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)也是越來(lái)越復(fù)雜，所需要的傳感器也是越來(lái)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(jīng)成為傳感器發(fā)展的必然趨勢(shì)，傳感器自身的集成度也是會(huì)越來(lái)越高，體積越來(lái)越小，對(duì)外界的抗干擾性也是會(huì)越來(lái)越強(qiáng)。而另一方面，為了滿足汽車向智能化方向發(fā)展，傳感器不僅要有采集數(shù)據(jù)傳遞信號(hào)的基本功能，而且在控制上也要向著智能化的方向發(fā)展，增強(qiáng)信號(hào)的傳輸質(zhì)量，并將原先的電子信號(hào)轉(zhuǎn)換為智能系統(tǒng)能夠處理的數(shù)據(jù)信號(hào)，從而有效提升傳感器的控制功能。再者，對(duì)于當(dāng)前汽車發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，傳感器本身不耐高溫，且長(zhǎng)期運(yùn)行會(huì)出現(xiàn)老化現(xiàn)象，需要定期進(jìn)行更換，這無(wú)疑增加了汽車后期的維護(hù)費(fèi)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(shù)發(fā)展中的重點(diǎn)，對(duì)于汽車運(yùn)行穩(wěn)定也同樣具有重要價(jià)值。

2 傳感器在汽車電控發(fā)動(dòng)機(jī)中的運(yùn)行原理和檢測(cè)

傳感器是汽車電子技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵，傳感器能夠?qū)l(fā)動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為電子信號(hào)，從而能夠?yàn)殡娮釉O(shè)備所使用，因而在電控發(fā)動(dòng)機(jī)中要完成電子控制任務(wù)，傳感器是必不可少的。而不同的傳感器其測(cè)定范圍、測(cè)定類型、分辨能力、測(cè)定精度、響應(yīng)性等都是不同的，而要在發(fā)動(dòng)機(jī)上安裝不同類型的傳感器，對(duì)傳感器自身的經(jīng)濟(jì)性、耐久性等要求也是比較高的。目前，在市場(chǎng)上比較常見(jiàn)的傳感器類型主要有溫度傳感器，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行溫度進(jìn)行測(cè)定；壓力傳感器，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的壓力進(jìn)行測(cè)定；氣體濃度傳感器，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的氣體濃度進(jìn)行測(cè)定；轉(zhuǎn)速傳感器，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行測(cè)定；以及爆燃傳感器，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體爆燃強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)定等。

2.1 傳感器工作原理

利用傳感器不僅能夠?qū)我蛔兞窟M(jìn)行測(cè)定，而且還能夠?qū)⒆兞吭陔S著時(shí)間變化而產(chǎn)生的變化給反映出來(lái)，并可以給出相應(yīng)的取出和判斷，性能突出的傳感器的敏感度也很好，能夠?qū)Πl(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行靈敏捕捉，并將其轉(zhuǎn)換為電子信號(hào)，而轉(zhuǎn)換之間元數(shù)據(jù)與信號(hào)之間的失真比率往往是衡量傳感器質(zhì)量好壞的關(guān)鍵，也就是要從對(duì)傳感器在處理信號(hào)的能力上對(duì)其自身的性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，而傳感器的信號(hào)處理能力主要是依賴于磁電效應(yīng)、壓電效應(yīng)、霍爾效應(yīng)、熱電效應(yīng)以及光電效應(yīng)等，來(lái)完成信號(hào)處理的機(jī)理，這是傳感器工作的本質(zhì)。在工作原理上，傳感器能夠通過(guò)對(duì)制定物理量進(jìn)行感受，并按照事先設(shè)定好的規(guī)律將物理量轉(zhuǎn)換為相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，從這一過(guò)程可以看出，傳感器實(shí)際上就是一個(gè)采集和轉(zhuǎn)換裝置，將采集來(lái)的非電量轉(zhuǎn)換成電子設(shè)備能夠進(jìn)行處理的電量裝置。在結(jié)構(gòu)上，傳感器主要是由敏感元件、轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)以及測(cè)量電路來(lái)組成，其中敏感元件主要是起到采集數(shù)據(jù)的作用，通過(guò)元件對(duì)外界環(huán)境變化的感應(yīng)或相應(yīng)來(lái)記錄相應(yīng)的環(huán)境數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)變成能夠?yàn)檗D(zhuǎn)換元件所接受的非電量，完成數(shù)據(jù)的采集工作，且敏感元件能夠持續(xù)不斷地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，只要發(fā)動(dòng)機(jī)和傳感器還在運(yùn)行就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車電控發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。而轉(zhuǎn)換元件，顧名思義則是將敏感元件傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)按照相應(yīng)的規(guī)則轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)。測(cè)量電路則是將轉(zhuǎn)換元件傳遞過(guò)來(lái)的電量經(jīng)過(guò)處理轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷夯蚴穷l率信號(hào)傳輸?shù)诫娍貑卧?dāng)中，由電控單元對(duì)這些電子信號(hào)或數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行進(jìn)一步處理。

2.2 傳感器的檢測(cè)

傳感器在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)中具有重要地位，因而如果傳感器在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題，那么會(huì)直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行，給汽車運(yùn)行帶來(lái)安全隱患，而一般來(lái)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(duì)其進(jìn)行檢測(cè)的方法，對(duì)于有效診斷故障部位和故障原因具有重要意義。在檢測(cè)上主要是存在三種方法，分別是元件在線檢測(cè)方法，單獨(dú)檢測(cè)方法和診斷儀檢測(cè)方法，其中在線檢測(cè)防范是通過(guò)對(duì)傳感器運(yùn)行時(shí)端子電壓進(jìn)行測(cè)量，然后對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元和傳感器之間的連線進(jìn)行檢測(cè)，以此來(lái)判斷是哪里出現(xiàn)了故障，在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中，維修人員多是采用在線檢測(cè)儀器來(lái)完成檢測(cè)，像是汽車LED試燈、汽車專用示波器、故障診斷儀等。這種檢測(cè)方法的關(guān)鍵就在于要保持傳感器在線工作狀態(tài)，在傳感器工作的前提下進(jìn)行檢測(cè)和診斷；而單獨(dú)檢測(cè)方法則是在傳感器停用的時(shí)候進(jìn)行檢測(cè)的一種方法，將傳感器摘下來(lái)之后對(duì)傳感器的內(nèi)部進(jìn)行檢測(cè)，包括對(duì)敏感元件、轉(zhuǎn)換元件等連線、電阻值等進(jìn)行檢查，在檢查時(shí)可用萬(wàn)用表對(duì)傳感器元件進(jìn)行檢測(cè)，這種檢測(cè)方法一般是在明確傳感器出現(xiàn)故障之后采用的一種檢測(cè)方法。在檢測(cè)過(guò)程中，除了對(duì)傳感器內(nèi)部元件進(jìn)行檢測(cè)之外，還要對(duì)電源線、信號(hào)線等進(jìn)行檢測(cè)，其中電源線的檢測(cè)方法是將傳感器插頭拔下，然后將點(diǎn)火開(kāi)關(guān)接通，對(duì)電控單元和傳感器兩側(cè)的電源電壓進(jìn)行測(cè)量，檢查兩側(cè)電壓數(shù)值是否相同。在對(duì)信號(hào)線進(jìn)行檢測(cè)時(shí)則需要將傳感器的插頭插上，然后將點(diǎn)火開(kāi)關(guān)接通，讓發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)信號(hào)電壓進(jìn)行測(cè)量，在對(duì)電控單元測(cè)定的電壓數(shù)值進(jìn)行比較，對(duì)兩組數(shù)據(jù)之間是否存在差異來(lái)判斷傳感器是否出現(xiàn)故障問(wèn)題。

3 汽車電控發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器檢測(cè)

這里以桑塔納2000AJR電控發(fā)動(dòng)機(jī)為例，對(duì)傳感器進(jìn)行檢測(cè)時(shí)主要可以從以下幾點(diǎn)來(lái)入手：

一是對(duì)空氣流量計(jì)進(jìn)行檢測(cè)，在空氣流量計(jì)出現(xiàn)故障之后，電控單元能夠自動(dòng)檢測(cè)到流量計(jì)故障，維修人員可用專用的診斷儀對(duì)流量計(jì)進(jìn)行檢測(cè)，如對(duì)正極短路或是搭鐵開(kāi)路，在空氣流量計(jì)出現(xiàn)問(wèn)題之后應(yīng)該及時(shí)進(jìn)行更換。在對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)時(shí)將點(diǎn)火開(kāi)關(guān)接通，將空氣流量計(jì)連接器中的三線和電控單元相連接，呈搭鐵狀態(tài)，然后對(duì)空氣流量計(jì)的電壓進(jìn)行讀取，如果不在正常范圍之內(nèi)，則說(shuō)明空氣流量計(jì)出現(xiàn)故障；

二是對(duì)轉(zhuǎn)速傳感器進(jìn)行檢測(cè)，轉(zhuǎn)速傳感器是發(fā)動(dòng)機(jī)中不可缺少的傳感器，其能夠?qū)Πl(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信息進(jìn)行采集和傳輸，如果轉(zhuǎn)速傳感器出現(xiàn)問(wèn)題，需要連接專用診斷儀對(duì)其故障信號(hào)進(jìn)行讀取，如果沒(méi)有信號(hào)的話則需要及時(shí)將轉(zhuǎn)速傳感器進(jìn)行更換。在檢測(cè)時(shí)需將點(diǎn)火開(kāi)關(guān)連通，然后連接電控單元對(duì)轉(zhuǎn)速傳感器的電壓值進(jìn)行讀取，如果電壓值不在正常范圍之內(nèi)則說(shuō)明轉(zhuǎn)速傳感器出現(xiàn)故障，需要及時(shí)進(jìn)行更換；

三是對(duì)霍爾傳感器進(jìn)行檢測(cè)，同樣用專用診斷儀對(duì)霍爾傳感器故障進(jìn)行讀取，如果檢測(cè)無(wú)效，則需要及時(shí)進(jìn)行更換。在檢測(cè)電壓值時(shí)同樣將點(diǎn)火開(kāi)關(guān)連通，然后將霍爾傳感器與電控單元相連接，對(duì)霍爾傳感器的電壓值進(jìn)行讀取，如果電壓值不在正常范圍內(nèi)則說(shuō)明霍爾傳感器出現(xiàn)問(wèn)題，需要進(jìn)行更換等。由此可見(jiàn)，對(duì)于傳感器的檢測(cè)都需要連接電控單元，通過(guò)對(duì)電控單元中各電壓值或電阻值的讀取來(lái)判斷是哪種傳感器出現(xiàn)了故障，進(jìn)而進(jìn)行維修或更換，這一過(guò)程不僅需要專業(yè)的操作，還需要維修人員自身的經(jīng)驗(yàn)。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展，電控發(fā)動(dòng)機(jī)在汽車領(lǐng)域中的應(yīng)用也是越來(lái)越普遍，而要實(shí)現(xiàn)高效率的電子控制與傳感器技術(shù)是分不開(kāi)的，且傳感器也正在朝著智能化、微型化的方向發(fā)展，從而為發(fā)動(dòng)機(jī)檢測(cè)提供更加高質(zhì)量的數(shù)據(jù)服務(wù)，有效提升信息數(shù)據(jù)的采集效率，對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，有效提升發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷效率，為汽車運(yùn)行安全和效率提供保障。

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作者簡(jiǎn)介：

田興強(qiáng)（1973-），男，土家族，貴州印江人，本科、工學(xué)學(xué)士，副教授，研究學(xué)科或方向、成就等：從事機(jī)械制造技術(shù)、汽車運(yùn)用技術(shù)研究，職業(yè)教育教學(xué)改革研究。