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汽車傳感�
閱讀�18819�(shí)間:2010-09-10 11:02:44

  汽車電子控制裝置的應(yīng)用越來越廣泛,每�(gè)電子控制裝置都包�傳感�、電控單�、執(zhí)行機(jī)�(gòu)三部�。它是采用傳感器�(jiān)�(cè)汽車有關(guān)總成的工作狀�,并將相�(guān)信息傳給電控單元,電控單元經(jīng)過分析、運(yùn)�、判斷后,發(fā)送指令給�(zhí)行機(jī)�(gòu),從而使相關(guān)總成的工作狀況達(dá)��

  汽車傳感器是汽車部件中一種重要的傳感電子�(shè)�,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�(jìn)�

原理

  氧傳感器安裝在排氣歧管上,它可以檢測(cè)廢氣中的氧氣濃度,據(jù)此計(jì)算空燃比,并將結(jié)果傳送到ECU�

  例如�

  1、廢氣中氧氣濃度�

  �(dāng)廢氣中氧氣的百分比很大時(shí),ECU將據(jù)此判定空燃比大,即混合氣很稀�

  2、廢氣中氧氣濃度�

  �(dāng)廢氣中氧氣的百分比很小時(shí),ECU將據(jù)此判定空燃比�,即混合氣很�。溫度高�300℃時(shí),所采用的陶瓷材�,用作氧化鐵的導(dǎo)�。在此條件下,如果傳感器兩側(cè)氧的百分比含量不�,就�(huì)在兩端產(chǎn)生電壓變� 。兩種環(huán)境(空氣�(cè)和排氣側(cè))中不同含氧量的�(cè)量值的這種變化告訴ECU,在排氣中剩余的氧含�,對(duì)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(shí)是非線性的,因而傳感器不輸送有用信�(hào)。ECU有一�(gè)特殊功能,即在曖�(jī)�(shí)(開�(huán)�(yùn)�(zhuǎn))停止對(duì)混合氣的�(diào)�。傳感器裝有加熱元件以盡快達(dá)到工作溫度。當(dāng)電流流過加熱元件�(shí),它縮短了使陶瓷成為鐵的�(dǎo)體的�(shí)�,而且使得傳感器可以裝在排氣管較后的部��

  在三元催化凈化器中,ECU利用來自氧傳感器的數(shù)�(jù),調(diào)節(jié)空燃比,但其方法EFI裝置各標(biāo)�(zhǔn)化油器多少有些不��

  在EFI裝置中,EFI的ECU通過增減從噴油噴入氣缸的燃油�,調(diào)節(jié)空燃�。如果ECU從氧傳感器檢�(cè)到混合氣太濃,就�(huì)逐漸減少燃油噴射�,于是混合氣就變稀�。實(shí)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�(shí),ECU通過氧傳感器�(cè)出這�(gè)事實(shí),就�(huì)開始逐漸增加噴射�。這樣,空燃比就會(huì)孌得低些(濃些)直到低于理論空燃�。于�,這樣循環(huán)反復(fù),ECU主濁以這種方式,不斷地增減空燃比,使實(shí)際空燃比接近理論空燃��

  在使用化油器的裝置中,是用調(diào)節(jié)�(jìn)入�(jìn)氣口的空氣量�(diào)節(jié)空燃�?;旌蠚馔ǔ13致詽饫碚摽杖急取CU�(nèi)氧傳感器不斷得到空燃比的信息,并要據(jù)�(shí)際空燃比操縱EBCU(電控�(jìn)氣閥)調(diào)節(jié)�(jìn)入化油器�(jìn)氣口的空氣量。如果混合氣太濃,就允許較多空氣�(jìn)�,使其變?。喝绻旌蠚馓?,就允許較少空氣�(jìn)�,使其變濃些�

故障

  1、氧傳感器一旦出�(xiàn)故障,將使電子燃油噴射系�(tǒng)的電腦不能得到排氣管中氧濃度的信息,因而不能對(duì)空燃比�(jìn)行反饋控�,會(huì)使發(fā)�(dòng)�(jī)油耗和排氣污染增加,發(fā)�(dòng)�(jī)出現(xiàn)怠速不�(wěn)、缺�、喘振等故障�(xiàn)�。因�,必須及�(shí)地排除故障或更換�?1、積�?

  由于�(fā)�(dòng)�(jī)燃燒不好,在氧傳感器表面形成積碳,或氧傳感器�(nèi)部�(jìn)入了油污或塵埃等沉積�,會(huì)阻礙或阻塞外部空氣�(jìn)入氧傳感器內(nèi)�,使氧傳感器輸出的信�(hào)失準(zhǔn),ECU不能及時(shí)地修正空燃比� �(chǎn)生積�,主要表�(xiàn)為油耗上�,排放濃度明顯增�。此�(shí),若將沉積物清除,就�(huì)恢復(fù)正常工作�?

  2、氧傳感器中�

  氧傳感器中毒是經(jīng)常出�(xiàn)的且較難防治的一種故�,尤其是�(jīng)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�,就能消除氧傳感器表面的�,使其恢�(fù)正常工作。但往往由于過高的排氣溫�,而使鉛侵入其�(nèi)部,阻礙了氧離子的擴(kuò)�,使氧傳感器失效,這時(shí)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(rùn)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(dāng)散發(fā)出的有機(jī)硅氣�,都�(huì)使氧傳感器失�,因而要使用�(zhì)量好的燃油和�(rùn)滑油。修理時(shí)要正確選用和安裝橡膠墊圈,不要在傳感器上涂敷制造廠�(guī)定使用以外的溶劑和防粘劑�

  3、氧傳感器陶瓷碎�?

  氧傳感器的陶瓷硬而脆,用硬物敲擊或用�(qiáng)烈氣流吹�,都可能使其碎裂而失�。因�,處理時(shí)要特別小�,發(fā)�(xiàn)問題及時(shí)更換�?

  4、加熱器電阻絲燒�?

  �(duì)于加熱型氧傳感器,如果加熱器電阻絲燒�,就很難使傳感器�(dá)到正常的工作溫度而失去作��?

  5、氧傳感器內(nèi)部線路斷��

檢查

  1、氧傳感器加熱器電阻的檢�

  拔下氧傳感器線束插頭,用萬用表電阻檔�(cè)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(biāo)�(zhǔn),應(yīng)更換氧傳感器�

  2、氧傳感器反饋電壓的�(cè)�?

  �(cè)量氧傳感器的反饋電壓�(shí),應(yīng)拔下氧傳感器的線束插�,對(duì)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(xì)�(dǎo)�,然后插好線束插頭,在發(fā)�(dòng)�(jī)�(yùn)�(zhuǎn)�,從引出線上�(cè)出反饋電�(有些車型也可以由故障檢測(cè)插座�(nèi)�(cè)得氧傳感器的反饋電壓,如豐田汽車公司生產(chǎn)的系列轎車都可以從故障檢�(cè)插座�(nèi)的OX1或OX2端子�(nèi)直接�(cè)得氧傳感器的反饋電壓)�?

  �(duì)氧傳感器的反饋電壓�(jìn)行檢�(cè)�(shí),使用具有低量程(通常�2V)和高阻抗(�(nèi)阻大�10MΩ)的指針型萬用�。具體的檢測(cè)方法如下�?

  1)將發(fā)�(dòng)�(jī)熱車至正常工作溫�(或起�(dòng)后以2500r/min的轉(zhuǎn)速運(yùn)�(zhuǎn)2min)�

  2)將萬用表電壓檔的�(fù)表筆接故障檢�(cè)插座�(nèi)的E1或蓄電池�(fù)�,正表筆接故障檢�(cè)插座�(nèi)的OX1或OX2插孔,或接氧傳感器線束插頭上的號(hào)|出線�

  3)讓發(fā)�(dòng)�(jī)�2500r/min左右的轉(zhuǎn)速保持運(yùn)�(zhuǎn),同�(shí)檢查電壓表指針能否在0-1V之間來回?cái)[�(dòng),記�10s�(nèi)電壓表指針擺�(dòng)的次�(shù)。在正常情況�,隨著反饋控制的�(jìn)行,氧傳感器的反饋電壓將�0.45V上下不斷變化�10s�(nèi)反饋電壓的變化次�(shù)�(yīng)不少�8次。如果少�8�,則說明氧傳感器或反饋控制系�(tǒng)工作不正�,其原因可能是氧傳感器表面有積碳,使靈敏度降低所�。對(duì)�,應(yīng)讓發(fā)�(dòng)�(jī)�2500r/min的轉(zhuǎn)速運(yùn)�(zhuǎn)�2min,以清除氧傳感器表面的積碳,然后再檢查反饋電�。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�,或電腦反饋控制電路有故障�

  4)檢查氧傳感器有無損�

  拔下氧傳感器的線束插�,使氧傳感器不再與電腦連接,反饋控制系�(tǒng)處于開環(huán)控制狀�(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(fù)表筆良好搭鐵。在�(fā)�(dòng)�(jī)�(yùn)�(zhuǎn)中測(cè)量反饋電壓,先脫開接在�(jìn)氣管上的曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)管或其他真空軟管,人為地形成稀混合�,同�(shí)觀看電壓表,其指針讀�(shù)�(yīng)下降。然后接上脫開的管路,再拔下水溫傳感器接�,用一�(gè)4-8KΩ的電阻代替水溫傳感器,人為地形成濃混合氣,同�(shí)觀看電壓表,其指針讀�(shù)�(yīng)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(shí),混合氣變濃,反饋電壓應(yīng)上升;突然松開加速踏板時(shí),混合氣變稀,反饋電壓應(yīng)下降。如果氧傳感器的反饋電壓無上述變�,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(cè)�(shí),若是良好的氧傳感器,輸出端的電壓應(yīng)�2.5V為中心上下波�(dòng)。否則可拆下傳感器并暴露在空氣中,冷卻后�(cè)量其電阻值。若電阻值很�,說明傳感器是好�,否則應(yīng)更換傳感��?

  5)氧傳感器外觀顏色的檢�?

  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�,陶瓷芯有無破損。如有破�,則�(yīng)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:
 ?�?淡灰色:這是氧傳感器的正常顏��?
 ?�?白色:由硅污染造成�,此�(shí)必須更換氧傳感器�?
  � 棕色:由鉛污染造成�,如果嚴(yán)重,也必須更換氧傳感��?
  � 黑色:由積碳造成�,在排除�(fā)�(dòng)�(jī)積碳故障�,一般可以自�(dòng)清除氧傳感器上的積碳�

  �(jié)束語:為了節(jié)能和防止汽車污染,西方發(fā)�(dá)�(guó)家大都裝有氧傳感�,對(duì)我國(guó)來說裝汽車用氧傳感器�(shì)在必行。我�(guó)汽車工業(yè)同國(guó)外的主要差距之一,也表現(xiàn)在汽車傳感器方面。因�,可得出氧傳感器推廣�(yīng)用的前景十分樂觀�

�(shí)�

�1�傳感�的結(jié)�(gòu)、安裝位置與用�

  汽車用各種傳感器的結(jié)�(gòu)、安裝位置與用�,如�1所��

 �1  汽車傳感�的結(jié)�(gòu)、安裝位置與用�


 ?�?)汽車傳感器的類�

  傳感器按能量�(guān)系分�,可分為主動(dòng)型和被動(dòng)型傳感器。汽車上使用的傳感器大多�(shù)是被�(dòng)型傳感器,這種被動(dòng)型傳感器需要外加輸�電源(一般為�5V�,它才能輸出電信�(hào)。例�溫度傳感�,它以改�電阻值的方式向外輸出電信�(hào),但信號(hào)的輸出需要測(cè)試回路提供電源,且電源的輸出能量要受�(cè)試對(duì)象輸出信�(hào)所控制。采用電��電感、電容及�(yīng)變效�(yīng)、磁阻效�(yīng)、熱阻效�(yīng)制成的傳感器都屬于被�(dòng)型傳感器�

傳感器輸出信號(hào)的種類  主動(dòng)型傳感器是指?jìng)鞲衅鞅旧碓谖樟四芰浚ü饽芎蜔崮埽�?jīng)它本身變換后再輸出電�。例�,太陽能電池熱電�輸出的電能分別來源于傳感器吸收的光能和熱�。因此主�(dòng)型傳感器不需要外加電源,它本身是一�(gè)能量變換�。例如采用壓電效�(yīng)、磁致伸縮效�(yīng)、熱電效�(yīng)、光電效�(yīng)等制成的傳感器都屬于主動(dòng)型傳感器�

 ?�?)汽車傳感器輸出的信�(hào)

  從傳感器輸出的信�(hào),有模擬信號(hào)和數(shù)字信�(hào)兩種,如�1�1所�。信�(hào)輸人ECU后,首先通過輸人回路,這其中數(shù)字信�(hào)可直接輸入微�(jī),而模擬信�(hào)則必須由A/D(模/數(shù)�(zhuǎn)換器)轉(zhuǎn)換成�(shù)字信�(hào)后再輸人微機(jī)�

  微機(jī)根據(jù)汽車工作的需�,把各種傳感器輸入的信號(hào)和數(shù)�(jù)�(jìn)行運(yùn)算處理,并把處理�(jié)果送往輸出回路。輸出回路將微機(jī)輸出的數(shù)字信�(hào)�(zhuǎn)換成可以�(qū)�(dòng)�(zhí)行元件的輸出信號(hào),控制大功率三極�的導(dǎo)通和截止,最終控制執(zhí)行元件的�(dòng)��

  �4)汽車傳感器接頭端子連接�

  汽車傳感器接頭端子數(shù)量及連接線路如表2所��

�2  汽車傳感器接頭端子數(shù)量及連接線路

使用

      �1)汽�傳感�的性能要求

  汽車用傳感器的性能指標(biāo)包括精度指標(biāo)、響�(yīng)�、可靠�、耐久�、結(jié)�(gòu)緊湊性、適�(yīng)�、輸出電平和� 造成本等�

 ?、儆休^好的�(huán)境適�(yīng)�。汽車工作環(huán)境溫度是�-40�80°C,各種道路條件下�(yùn)�,特別是�(fā)�(dòng)�(jī)承受� 巨大的熱�(fù)荷、熱沖擊、振�(dòng)�,因此要求傳感器能適�(yīng)溫度、濕�、沖擊、振�(dòng)、腐蝕及油液污染等惡� 工作�(huán)境�

 ?、谝�?a target="_blank">汽車傳感�工作�(wěn)定性好、可靠性高�

  ③再�(xiàn)性好。由于計(jì)算機(jī)在汽車上的應(yīng)�,要求傳感器再現(xiàn)性一定要�,因?yàn)榧词箓鞲衅骶€性特性不良, 通過電腦可以修正�

 ?、芫哂信可a(chǎn)和通用性。由于汽車工�(yè)的發(fā)�,要求傳感器�(yīng)具有批量生產(chǎn)的可能�。一種傳感器可用 于多種控制,如把速度信號(hào)微分,可求得加速度信號(hào)�,所以傳感器�(yīng)具有通用��

  ⑤要求小型化,便于安裝使用,檢測(cè)�(shí)別方��

 ?、迲?yīng)符合有關(guān)�(biāo)�(zhǔn)要求�

 ?、邆鞲衅�?shù)量不受限��

  在現(xiàn)代汽�電子控制系統(tǒng)中,傳感器可把被�(cè)參數(shù)�(zhuǎn)變成電信�(hào),無論參�(shù)�(shù)量怎樣多.只要把傳感器信號(hào)輸人電腦,就可以�(jìn)行處�,實(shí)�(xiàn)高精度控�。在�1中給出了汽車傳感器的檢測(cè)�(xiàng) 目和精度要求�


  �1 汽車傳感器的檢測(cè)�(xiàng)回和精度要求

  汽車電子控制系統(tǒng)中的傳感器經(jīng)受著�(fā)�(dòng)�(jī)的熱�(fù)荷、振�(dòng)、沖擊,氣、泥濘道路等惡劣�(huán)�,因此要� 傳感器應(yīng)能適�(yīng)這種惡劣�(huán)境和條件。表2為汽車發(fā)�(dòng)�(jī)用傳感器工作�(huán)境條�。汽車用傳感器的技�(shù)指標(biāo) 如表3所��


  �2 �(fā)�(dòng)�(jī)控制用傳感器的工作環(huán)境條�


  �3  �(fā)�(dòng)�(jī)控制用傳感器的技�(shù)指標(biāo)

 ?�?)汽車傳感器的使用原�

  ①量程的選擇。量程是傳感器測(cè)量上限和下限的代�(shù)差。例如檢�(cè)車高用的位移傳感�,要求測(cè)量上限為 40mm,測(cè)量下限為-40mm,則選擇位移傳感器的量程�(yīng)�80mm�

 ?、陟`敏度的選擇。傳感器輸出變化值與被測(cè)量的變化值之比稱之為靈敏�。例如,�(cè)量發(fā)�(dòng)�(jī)水溫的傳� �,它的測(cè)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�。分辨率表示傳感器可能檢�(cè)出的被測(cè)信號(hào)的最小增量。例�,發(fā)�(dòng)�(jī)曲軸位置傳感�� 要求分辨率為0.1°,也就是表示�(shè)�(jì)或選��(shù)字傳感器�(shí),它的脈沖當(dāng)量選擇為0.1°�

 ?、苷`差的選擇。誤差是指測(cè)量指示值與真值之間的�。有的用值表�,例�溫度傳感�的誤差為 ±2�;有的用相對(duì)于滿量程之比表示。例�,空�流量傳感�的相�(duì)誤差為�1�。傳感器誤差是系�(tǒng)總體 誤差所要求�,應(yīng)�(dāng)?shù)玫綕M足�

 ?、葜�?fù)性的選擇。重�(fù)性是傳感器在工作條件�,被�(cè)量的同一�(shù)�,在一�(gè)方向上�(jìn)行重�(fù)�(cè)量時(shí),測(cè) 量結(jié)果的一致性。例如檢�(cè)�(fā)�(dòng)�(jī)在轉(zhuǎn)速上升時(shí)期對(duì)某一�(gè)速度重復(fù)�(cè)量時(shí)�(shù)值的一致性或誤差值多�,應(yīng) 滿足�(guī)定要求�

 ?、蘧€性度的選�。汽車傳感器的線性度是指它的輸人輸出�(guān)系曲線與其理論擬合直線之間的偏差。這種� 差要選擇大小一�,重�(fù)性要�,而且有一定的�(guī)律,這樣在電腦處理數(shù)�(jù)�(shí)可以用硬件或軟件�(jìn)行補(bǔ)��

  ⑦過載的選擇。過載表示傳感器允許承受的輸人量(被�(cè)量)。在這�(gè)輸人量作用下傳感器的各項(xiàng)� �(biāo)�(yīng)保證不超過其�(guī)定的公差范圍。一般用允許超過�(cè)量上限(或下限)的被�(cè)量值與量程的百分比表示� 選擇�(shí)只要�(shí)際工況超載量不大于傳感器說明書上�(guī)定值就可以�

 ?、嗫煽慷鹊倪x�??煽慷鹊暮x是在�(guī)定條件(�(guī)定的�(shí)�,產(chǎn)品處的環(huán)境條�、維�(hù)條件和使用條件等 )下,傳感器正常工作的可能�。例�壓力傳感�的可靠度�0.997�2000h�,它是指�力傳感器符合上述 條件�(shí),工�20OOh,它的可靠性(概率)為0.997�99.7%)。在選擇工作�(shí)間長(zhǎng)短及概率兩指�(biāo)�(shí)都要� 合要�,才能保證整�(gè)系統(tǒng)的可靠性指�(biāo)�

 ?、犴�?yīng)�(shí)間的選擇。傳感器的響�(yīng)�(shí)間(或稱建立�(shí)間)是在階躍信號(hào)激�(lì)�,傳感器輸出值達(dá)到穩(wěn)定� 的最小規(guī)定百�?jǐn)?shù)(如5%)�(shí)所需�(shí)�。例如壓力傳感器響應(yīng)�(shí)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(hào)加人�,要�(jīng)10ms�,它的輸出值才�(dá)到所要求的數(shù)值。這�(gè)參數(shù)大小�(huì)直接影響� 車起�(dòng)�(shí)間的大小,所以在選擇�(shí)只能小于10ms,才能滿足汽車起�(dòng)�(shí)間或工況變換的時(shí)間要��

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