电控发动机控制系统传感器检测.ppt

第七章 电控发动机控制系统传感器检测 第一节 电控发动机控制系统检修工艺 一、连接器的拆装与检查 1.拆：导线连接器都带有锁紧卡环或卡锁，拆下连接器前应先将卡环松开或按 下锁扣，然后拆下连接器。使用时间较久的连接器可能已老化，拆卸时应特别小 心防止弄断卡锁。 2.装：安装时若是卡锁则直接将连接器推到底；若是卡环，则在安装连接器后将 弹簧钢丝卡环装好。 连接器的常见故障：是松脱、连接器端脏污或连接器线束端后面的导线拉伸而 断路，如图72所示。导线在中间折断是很少见的，大多是在连接器处断开，因 此应仔细检查连接器线束端的导线。连接器端子锈蚀、外界脏物进入端子或连接 器插头与插座之间接触压力降低都会使连接器接触不良。因此检查连接器时应先 脱开连接器，检查连接器端子上有无松脱或脏污、端子片是否松动或损坏、端子 固定是否牢靠。轻轻拉动时端子应无松动，若接触压力低，可用小起子将弹簧钢 片夹紧。 在用万用表电压挡或电阻挡检查接头时 ，若是防水型接头，应仔细取出防水橡胶 ，然后将测试棒插进线束端的接头里； 若接头已拆下，还可从接头无线束的前 端插入 二、线路断路、短路的检测 1线路断路故障检测 对图74所示的线路图，若BC之间断路，确定断路部位方法： (1)检测电阻 脱开连接器A和C，测量A与C之间的电阻。如图75所示。如果连接器A端子1与 连接器C端子1之间不导通(电阻无穷大)，而连接器A端子2与连接器C端子2之间导 通(有一定电阻值)，则说明连接器A端子1与连接器C端子1之间有断路故障。 再脱开连接器B，测量连接器A与B、B与c之间的电阻。如果连接器A端子1与连 接器B端子1之间导通，而连接器B端子1与连接器C端子1之间不导通，则说明连接 器B端子1与连接器C端子1之间断路。 (2)检测电压。 在ECU连接器端子上加有电压的电路中，可以用检查电压的方法检查断路。 如图76所示，在各连接器接通的情况下，当ECU输出电压为5V时，依次测量连 接器A端子1、连接器B端子1、连接器C端子1与车身搭铁之间的电压。若连接器A 端子1与搭铁之间电压为5V，连接器B端子1与搭铁之间电压为5V，连接器C端子1 与搭铁之间电压为0V，说明连接器B端子1与连接器C端子1之间的导线有断路。 2线路短路故障检测 如果导线有搭铁故障，可通过测量各导线与车身搭铁线之间是否导通来判断 故障部位。脱开连接器A和C(图77)，测量连接器A端子1和端子2与搭铁之间的 电阻。如果连接器A端子1与搭铁之间导通，而连接器A端子2与搭铁之间不导通， 则说明连接器A端子1与连接器C端子1的导线和车身之间有搭铁故障。 脱开连接器B，分别测量连接器A端子1和连接器B端子1与车身搭铁之间的电 阻。如果连接器A端子1与搭铁之间不导通，而左侧B、C之间的连接器B端子1与搭 铁之间导通，则说明连接器B端子1与连接器C端子1的导线和车身之间有搭铁故障 。 三、发动机电控单元电源电路的检测方法 图78为丰田皇冠30轿车2JZGE发动机ECU电源电路。当点火开关打开时 ，发动机ECU上端子BATT、IGSW、MREL、+B(+B1)与E1之间的电压值均为9-14V 。若无电压或电压过低时，说明电源电路或连接器有断路或接触不良，具体检 修如下： (1)首先检查蓄电池是否有电，然后检查发动机ECU端子E1与搭铁之间的电阻值 。若电阻值小于001，说明搭铁良好，否则应检查搭铁是否松动等情况。 (2)若BATT与E1之间无电压或电压过低，则检查主熔断器和EFI熔断器。若熔断 器烧断，应更换，并注意更换后熔断器的工作情况，以确定电路是否存在某处 短路或搭铁故障。若熔断器正常，则应检查蓄电池至ECU端子BATT之间的电源导 线和连接器 (3)若IGSW与E1之间电压不正常，则检查熔断器、点火开关及点火开关至Ecu端子 IGSw之间线路。 (4)若M-REL与E1之间电压不正常，则检查EFI主继电器和连接导线及连接器。 (5)若+B(+B1)与E1之间电压不正常，则检查发动机Ecu端子MREL与E1之间的电 压是否正常。若正常，则检查蓄电池至EFI主继电器之间线路、EFI主继电器、 EFI主继电器和ECU之间线路是否正常。 (6)EFI主继电器的检查。 将EFI主继电器从插座上拔下，用万用表测量EFI主继电器各端子之间的电阻值。 正常时，端子1、2之间有一定的电阻值，而3、5之间的电阻为无穷大。在1、2之 间通电(12V)，此时应能听到触点吸合的声音，测量3、5之间的电阻，应近似为 零。如不符合上述要求，应更换主继电器。其他继电器的检测原理与此类似。 第二节传感器检测 电控发动机控制系统传感器本身故障和线路故障是造成电控系 统故障的主要原因之一，因此掌握各组成部分及线路故障的检修方 法极为重要。 传感器的检测方法:一般有在线检测和元件单独检测两种。 元件单独检测:传感器拆下或其连接器脱开的情况下，对传感 器内部情况进行检测。一般检测有关端子之间的电阻值或通断情况 ，常用万用表进行检测； 在线检测:传感器在工作状态时检测有关端子的电压(主要检查 供电电压和输出信号电压)及传感器和发动机ECU之间连线情况的综 合检测，常用的工具有万用表、诊断仪、示波器等。 一、发动机冷却液温度传感器 发动机冷却液温度传感器简称水温传感器，它是双线的传感器，一般安装在发 动机水套中与冷却液直接接触，用于检测发动机冷却液的温度。发动机ECU通过 水温传感器信号修正喷油量和点火提前角。水温传感器内部是一个负温度系数的 热敏电阻，温度低时电阻值大，而温度高时电阻值小。水温传感器和ECU的连接 如图79所示。 如果水温传感器本身或其线路故障，将导致发动机冷车或热车起动困难、怠速 不稳、耗油量和废气排放量增加。 水温传感器的检修方法有： 1万用表检测 (1)在线检测 脱开水温传感器插头，打开点火开关，但不要起动发动机。用万用表测量THW与 E2端的电压，应为5V。若无电压，则应检查ECU连接器端子THW与E2的电压。若 无5V电压，应检查发动机ECU的电源电路和搭铁电路，若正常，则更换ECu。 将插头插回，起动发动机，测量传感器端子THW与E2之间在不同温度下的电 压，其电压值应随冷却液温度的升高而逐渐降低。对丰田车，当水温在20时， 电压值为1-3V；80时电压为02-1.0V。 (2)元件检测 拆下水温传感器，将水温传感器置于热水中。用万用表测量不同温度下水温 传感器两端子之间的电阻值，其值应符合规定，否则应更换传感器。如丰田汽车 水温传感器在20时，电阻为22k；80时为025k 。 2示波器检测 在菜单中选择通用传感器，示波 器黑表棒接E2，红表棒接THW，显示 波形应如图710所示。信号电压随 发动机温度升高而逐渐下降。 传感器单件测试（拆卸测试） 传感器单件测试（就车检测） 3诊断仪检测 (1)用VAG1552诊断仪检测大众车系水温传感器 输入地址码01，进入发动机电子系统测试，输入08读取测量数据组，输入组 号03读取基 本功能数据。显示如下： 显示屏第二行显示的含义为：发动机转速为800rmin，蓄电池电压为14V，冷却 液温度为936(若冷却液温度小于80，则为暖机过程)，进气温度为391 。(上述显示的含义可参阅表63及表64。) 二、进气温度传感器 进气温度传感器也是双线的传感器，通常安装在空气滤清器之后的进气管上或 翼板式空气流量计内，有的安装在谐振腔上。进气温度传感器的作用是检测发动 机的进气温度，送给ECU作为修正喷油量的参考。传感器内部也是一个负温度系 数的热敏电阻，温度升高时阻值下降，信号电压也下降。进气温度传感器和发动 机ECU的连接如图7-11所示。 如果进气温度传感器本身或其线路故障，将导致发动机起动困难、怠速不稳、废 气污染物排放量增加，其检测方法同水温传感器。 三、节气门位置传感器 节气门位置传感器又称节气门开度传感器，它安装在节气门体旁，由节气门轴 操作。有些发动机节气门位置传感器的安装位置可调整。当重新安装节气门位置 传感器时，应检测节气门位置传感器的信号，以确定节气门位置传感器安装位置 是否正确。 1开关型节气门位置传感器 早期日本车上使用的开关型节气门位置传感器电路如图712所示，有些早 期美国车上也使用该类型的节气门位置传感器。 开关型节气门位置传感器常见的故障是触点接触不 良。若怠速触点接触不良，则无怠速信号，会引起 怠速不稳或无怠速；若功率触点接触不良，则无全 负荷信号，会引起加速困难。 开关型节气门位置传感器结构简单，只需测量其 怠速触点和功率触点的通断情况即可判定其好坏。 怠速触点在节气门全闭时应闭合，节气门略打开时 即断开。闭合时端子IDL与El之间的电阻应为零，断 开时端子IDL与E1之间的电阻应为无穷大，否则为怠 速触点故障。 功率触点在节气门开度小于50时 应断开，开度超过50时应闭合。同样在闭合时端 子Psw与E1之间的电阻应为零，断开时端子PSW与E1 之间的电阻应为无穷大，否则为功率触点故障。 2线性节气门位置传感器 线性节气门位置传感器内部结构是一个滑片电阻，ECU通过节气门位置传感器 可获得节气门由全闭到全开的所有开启角度连续变化的模拟信号，以及节气门开 度的变化速率，从而可精确判定发动机运行的工况。 线性节气门位置传感器的常见故障是滑片电阻值不准确、可动触点(触臂)与滑片 电阻接触不良等。滑片电阻值不准确会使节气门位置传感器的节气门开度信号不 正确，从而造成发动机怠速过高或过低，发动机加速不良等故障；可动触点(触 臂)与滑片电阻接触不良会使节气门开度信号时通时断，从而造成发动机加速性 能时好时坏， 一般用示波器很容易检测这种故障。 线性节气门位置传感器的接线有3线和4线两种，丰田车一般采用4线，其他车系 采用3线。4线的节气门位置传感器比3线的仅多一副怠速触点。节气门位置传感 器与ECu的连接如图713所示。 (1)万用表检测 3线的线性节气门位置传感器(图713a) 脱开节气门位置传感器插头，接通点火开关，测量线束处A端子电压，应为5V 。缓慢打开节气门，测量节气门位置传感器B、C脚的电阻值，应该连续变化。插 上插头，接通点火开关，测量B、c脚的信号电压。当节气门关闭时信号电压为0 5V，随着节气门缓慢打开，信号电压应从05V逐渐升高至节气门全开(WOT)时 的45V。 4线线性节气门位置传感器 *元件检测： 闭： IDL-E2 0 VTA-E2 电阻较小 全开： IDL-E2 无穷大 VTA-E2 电阻大 闭-全开： VTA-E2电阻逐渐增大 *在线检测：打开点火开关， 发动机不起动。 闭全开：VTA-E2电压逐渐增大 如不正常，则检查节气门位置传 感器与ECu之间的线路。若线路 正常，应检查ECu的搭铁电路或 电源电路。 (2)示波器检测 由于节气门位置传感器(TPS)是一个滑动电阻，在汽车长期运行过 程中，滑动电阻的某一部分会出现接触不良的情况，如果使用汽车 专用万用表可能测试不出这些缺陷，而使用汽车专用示波器则可以 轻而易举的测试出，因而如果测试节气门位置传感器(TPS)的怠速 触点或电路电阻，可以使用汽车专用万用表，而要测试传感器线性 输出信号的全过程，则可以使用汽车专用示波器。 把示波器的负极检测探针连接到节气门位置传感器(TPS)的负极搭 铁线、发动机的缸体或蓄电池负极接线柱上；把示波器的正极检测 探针连接到传感器的信号输出端子上。 测试时，打开点火开关，但不要启动发动机，用均匀的速度慢慢打 开节气门，保持一定开度后，再以同样的速度慢慢关闭节气门，此 时传感器应输出理想的波形。 四、空气流量计 空气流量计装在空气滤清器与节气门体之间，用于检测进入发动机的空气量。 1翼板式空气流量 计 翼板式空气流量计 有5线与7线两种，5 线翼板式空气流量计 内没有油泵开关，7 线翼板式空气流量计 内装有油泵开关。翼 板式空气流量计根据 信号变化情况有两种 类型：一种是随进气 量增大而信号电压升 高，电路如图7 15(a)所示；另一种 是随进气量增大而信 号电压下降，电路如 图715(b)所示。 翼板式空气流量计的常见故障有：电位计滑臂与滑道(碳膜电阻)接触不良、电 阻值发生变化、油泵开关触点接触不良或空气流量计翼板转轴回位弹簧失效等。 若电位计滑臂与滑道接触不良，则空气流量信号时通时断，造成发动机间断运行 或不工作；若电位计电阻变化会使空气流量信号不正确，从而造成发动机功率下 降、运转不平稳、油耗增加；若翼板转轴回位弹簧失效，则喷油量过多，会引起 发动机油耗及排污上升、排气管放炮；若油泵开关触点接触不良，起动后电动燃 油泵断电不工作，会造成发动机起动后随即熄火。 下面以丰田PREvIA(子弹头)车2TzFE发动机所装的翼板式空气流量计为例叙述 检测方法(图715a)。 (1)万用表检测 元件检测：拔下空气流量计插头，用万用表 测量备端子之间的电阻值，应符合表76所列 值。在检测流量计电阻时，可慢慢转动测量翼 板，检查Vs与E2端子之间的电阻值是否随测量 翼板的转动而加大。若电阻值忽大忽小，或间 断出现电阻很大()的情况，均为流量计内电 位计接触不良，应更换流量计。 流量计拆下后，还应检查流量计本体是否 开裂、轴是否松旷、测量翼板转动是否发卡等 。若有上述不良情况，应更换流量计。 在线检测：打开点火开关，发动机不 起动。检查流量计各端子间的电压 如不正常，则检查流量计与ECu之间的线 路。若线路正常，应检查ECU的搭铁电路 或电源电路。 (3)示波器检测 起动发动机并使其怠速运转，怠速稳定后，检查怠速输出信号电压波形，见图7 16左侧波形。做加速和减速试验，稳定波形，应如图716右侧所示，此图波 形是一种随进气量增大而信号电压也增大的翼板式空气流量计信号电压波形。当 打开点火开关发动机不起动时，用手推动翼板式空气流量计的翼板。如果其可变 电阻器的碳轨有小的磨损，波形中就会有间断性的毛刺。注意急加速时波形中出 现的小尖峰，它是由于翼板过量摆动造成的。 2热线式空气流量计 日产汽车vG30E发动机装用的热线式空气流量计电路如图7一17所示。其中A 为进气温度信号输入端，B为空气流量电信号输入端，F是与ECU相连的自清信号 端。 热线式空气流量计的常见故障是热线 沾污、热丝断路和温度补偿电阻不良等 。 若热线沾污，则空气流量计信号电压下降 而使供油量减小，使发动机运转 不平稳或 不工作；若热丝断路，则传感器无信号输 出，发动机不能工作；若 温度补偿电阻(冷 线)不良，则传感器信号电压不准确，使发动机油秏过高或运 转不正常。 (1)万用表检测 在线检测：打开点火开关，发动机不起动，测量E、D之间的电压应为12V。若 无电压，再测量E、C之间的电压，其值若为12V，则说明D端搭铁不良，应检查D 与ECu之间的线路或ECu的搭铁电路。 测量B、D之间的信号电压值，在发动机不起动时应小于05V；发动机起动， 怠速(热机)时为1013v；发动机达3000rmin时应为1820V。若不符 合要求，应拆下空气流量计，作进一步的检测。 元件检测：拔去空气流量计插头，如图718所示。将蓄电池的电压施加于D 、E两端子之间(注意正负极)，测量B、D之间的电压应为1121V。用嘴或电 吹风将风送至空气流量计，B、D之间的电压应上升至2-4V。信号电压应随风量的 增加而灵敏地变大，如果信号电压在风量变化时不变、变化极小或缓慢则为热线 污损。空气流量计拆下后，应检查热线有无断丝或脏污、护网有无堵塞或破裂， 如有异常，应更换空气流量计。 自清信号的检查： 使发动机水温升高至正常工作温度，发动机转速超过1500rmin，然后用电压表 测量F、D之间的电压。关闭点火开关，电压应回零并在5s后又跳跃上升，1s后再 回零，这说明自清控制信号正常。若拆下流量计的防尘金属网，从流量计进气口 处观察热线，在发动机熄火5s后会自动加热至发出红光(约1000)，并持续1s( 注意有些车型上的热线式空气流量计无此功能)。 (2)示波器检测 起动发动机并使其怠速运转，怠速稳定后， 检查怠速输出信号电压波形，见图719左侧 波形。做加速和减速试验，稳定波形，应如图 719右侧所示。 通常热线式空气流量计输出电压范围从怠 速时超过02v至节气门全开时超过4V，当全 减速(急松加速踏板)时输出电压应比怠速时的 电压稍低。 发动机运转时，波形的幅值看上去在不断 地波动，这是正常的，因为热线式空气流量计 没有任何运动部件，没有惯性，所以它能快速 地对空气流量的变化做出反应。在加速时看到 波形上有杂波实际上是在进气真空之下各缸进 气口上的空气气流脉动，控制电脑中的处理电 路会清除这些杂波信号。 3热膜式空气流量计 桑塔纳时代超人车热膜式空气流量计电路如图720所示。ECU(J220) 上的端子11为电源线(+5V)，端子12为信号负极线，端子13为信号正极线。 (1)万用表检测 因热膜式空气流量计的信号是频率型的，所以用万用表检测输出信号时 应选择频率挡(Hz)。桑塔纳时代超人车热膜式空气流量计或其线路出现故 障时的检测步骤如下： 检查附加熔断器(30A)是否良好。然 后用发光二极管试灯连接流量计端子2和 搭铁点，起动发动机，检查试灯是否点 亮。 若试灯不亮，应检查熔断器至流 量计端子2之间的线路是否良好，若正常 ，应检查燃油泵继电器。 若试灯亮，则检查流量计端子4在 点火开关打开时有无5v电压。若没有5V 电压，则检查流量计至ECU之间的线路是 否正常，若线路正常，则更换发动机ECu 。若有5V电压，则更换空气流量计。 (2)示波器检测 热膜式空气流量计输出信号的频率随空气流量的增加而增加，热膜式空气流量 计按信号频率可分为低频和高频两种。 高频式空气流量计用于通用汽车38L V6型发动机上，信号输出波形如图7 21(a)所示，观察波形脉冲大多数幅值满5v，还要看形状是否适当一致，矩形 的拐角和垂直沿一致性。波形上部左侧的拐角轻微有些圆滑是正常的，并不表明 传感器损坏。观察传感器产生的在给定空气流量下的修正频率，如果脉冲波形伸 长或缩短，或出现异常的尖峰和变圆的直角等时，则表明信号出错。 低频式空气流量计用在20世纪80年代中期的通用汽车及其他一些发动机系统 中，低频空气流量计与高频空气流量计惟一的区别是频率要低一些，其波形如图 721(b)所示。 (3)诊断仪检测 用VAG1552检测时代超人车空气流量计信号的操作如下： 输入地址码01进入发动机测试，输入08读取测量数据组，输入组号02读取基本 功能数据。显示区域4即为进气空气质量，其标准值为20-40gs。若小于2 0gs，说明进气系统有泄漏；若大于40gs，说明发动机负荷太大。偏离 标准值也可能是流量计或其线路故障。 (1)万用表检查 元件检测：脱开空气流量计插头，用万用表测量流量计内进气温度传感器端 子THA和E1之间的电阻。0时约4-7k；20时约2-3k ；60时约0.4- 0.7k 。 在线检测：检查进气温度传感器的信号电压。20时信号电压为2.5-3.4V； 60时为02-10V。 当发动机转速高于300rmin时，空气流量计5s没有输入信号，发动机就失 速，故障部位可能是Ecu与空气流量计之间的线路、空气流量计或发动机电脑。 检测如下： *打开点火开关，发动机不起动。测量流量计端子Ks和E2之间的电压，应为4 5-55V。发动机运转时，输出电压应为2-4V(脉冲电压信号)。进气量越大， 电压越高。若输出电压正常，则应检查或更换ECu。如不正常，转下一步。 *检查流量计至ECU之间的线路是否正常。 *脱开流量计连接器插头，测量端子Vc和E2，之间的电压，应为45-55v。 若不正常，应检查或更换ECU，若正常，应更换流量计。 4卡门涡旋式空气流量计 丰田凌志L$400车装用的卡 门涡旋式空气流量计电路 如图722所示。 (2)示波器检测 热膜式空气流量计在空气流量增大时仅频率随之改变，而卡门涡旋式空气流 量计在加速时不 图723卡门涡流式空气流量计信号波形但频率增加，同时 它的脉冲宽度也改变，所以检测卡门涡旋式空气流量计的信号时，波形图就 显得十分重要。 起动发动机，试验不同转速时的情况，观察波形：在任何给定的运行方 式下，波形的重复性和精确性在幅值、频率、形状、脉冲宽度等几个关键方 面参数都是相同的；在稳定转速的空气流量的情况下，空气流量计能产生稳 定频率。 在大多数情况下，波形的振幅应该满5V，同时波形的正确形状、矩形脉 冲的方角及垂直沿应一致，如图723所示。 五、进气歧管绝对压力传感器 进气歧管绝对压力传感器种类很多，其中电容式和半导体压敏电阻式进气压力 传感器在发动机电子控制系统中应用较为广泛，压敏电阻式进气压力传感器的信 号是电压型的，电容式进气压力传感器的信号是频率型的。进气压力传感器一般 都是3线的，一根电源线，一根信号 线，另一根接地线。丰田车进气压力传感器电路图如图724(a)所示。 1万用表检测 用万用表检测时因信号类型不同应选用不同的挡位，电压信号选用直流电压挡 ，频率信号选用频率挡。 拔下进气压力传感器插头，打开点火开关，测量线束端插头上VCC与E2端子 之间的电压应为45-55V。若无电压，则应检查ECU与传感器之间的线路和ECU 。 将插头插回，拆下传感器上的真空软管，打开点火开关，测量ECU连接器上 PIM与E2端子在大气压下的输出电压，应符合图724(b)所示的输出特性。 拆下进气歧管处的真空软管，并接在真空枪上，接通点火开关，用真空枪对 传感器施以133-667kPa的负压，端子PIM与E2之间的信号电压应符合表710 。 发动机怠速时信号电压约15V左右，随着节气门开度的增加，信号电压应上升 。注意：随着节气门开度的增加，丰田车进气压力传感器的信号上升，但有些车 (如本田)的进气压力传感器信号却下降。 2示波器检测 除了福特车进气压力传感器的输出信号是频率信号之外，几乎所有的进气压力 传感器的输出信号都是电压信号，频率信号与电压信号的检查步骤是不同的。下 面以电压信号输出的进气压力传感器为例说明示波器的检测过程。 起动发动机并怠速运转，稳定后检查怠速时的输出信号，见图725左侧波 形；做加速和减速试验，将波形定位在屏幕上，应如图725所示。 一般怠速时信号电压约125v，节气门全开时略低于5v，全减速时接近0v。 通常四缸发动机的波形上有杂波，因为在两个进气行程问真空波动比较大，但这 些杂波送至发动机控制电脑后，信号处理电路会清除杂波干扰。 电容式进气歧管绝对压力传感器（MAP）的实际应用和信号输出特点(FORD汽车) 其信号特点是随着进气歧管压力的上升，传感器输出信号的频率将不断增大。在 没有真空供给的情况下，也就是正常的大气压条件下，传感器输出信号的频率大 约为160HZ，而在发动机怠速运转时，其信号频率为105HZ。 测试时，将汽车专用万用表或示波器的正极检测探针连接到传感器的信号输出线 上，将汽车专用万用表或示波器的负极检测探针连接到传感器的搭铁线或发动机 的缸体上。 利用汽车专用示波器进行动态测试，在不同发动机转速和负荷条件下，测量传感 器的输出信号的频率，观察传感器的信号波形是否满足要求。 六、氧传感器 1氧化锆式 氧传感器有单线、双线、三线和四线四种，其电路如图726所示。单线氧 传感器的导线是信号线，传感器外壳搭铁；双线氧传感器的两根导线分别是信号 线与搭铁线；三线的氧传感器与单线和双线相比多一个加热线圈。由于氧传感器 输出信号的强弱与工作温度有关，输出信号在300左右时最明显，所以在氧传 感器内增设加热元件，以保证发动机在进气量小、排气管温度低时即能输出信号 。四线氧传感器为加热器两根线，信号、接地两根线。 氧传感器常见的故障有：铅中毒。即含铅汽油中的铅，在高温下沉附于氧传感 器表面，使之不能产生正常的信号；积碳，氧传感器铂片表面积碳，会使氧传 感器不能正常工作； 内部线路断、脱；陶瓷元件破损；加热电阻丝烧断 等。氧传感器发生故障时，会使发动机耗油和排污增加，出现怠速不稳、缺火、 喘抖等故障现象。 当读取到氧传感器损坏的故障码或发动机运行不良，怠速不稳，排气管冒黑 烟时必须检测氧传感器的信号电压。氧化锆式氧传感器的信号电压范围是01 09v，当混合气稀时氧传感器输出信号小于045V，发动机控制电脑收到小于0 45v的氧传感器信号将增加喷油器的喷油脉宽来补偿过稀的状况；当混合气浓 时氧传感器输出信号大于045v，发动机控制电脑收到大于045V的氧传感器信 号将减小喷油器的喷油脉宽来补偿过浓的状况。所以氧传感器信号在045V上下 变动，且变动率一般每10s内变动8次以上(依车型而异)。 氧传感器信号电压故障一般有一直低信号(小于045v)、一直高信号(大于0 45v)、信号断路(等于045V)和响应时间慢四种。故障原因除了氧传感器损坏 外，线路短路或断路、进气系统、燃油系统工作不正常也会造成同样的结果。 (1)氧传感器的检测 氧传感器加热线圈电阻的检测。脱开氧传感器线束插头，测量插头中加热 线圈两端子之间的电阻值，一般为4-40Q。如不符合规定值，应更换氧传感器。 氧传感器反馈信号电压的测量。有些车型可以从故障诊断座内测得氧传感 器反馈电压，如丰田汽车公司生产的轿车，都可以从故障诊断座内的OXl或OX2插 孔内直接测得氧传感器反馈电压(丰田V型6缸发动机两侧排气管上各有一个氧传 感器，分别和故障诊断座内的OXl和OX2插孔连接)。 检测氧传感器的反馈信号电压时，可采用低量程(通常为2v)和高阻抗(阻抗 太低会损坏氧传感器)的指针型电压表，以便直观地反映出反馈信号电压的变化 情况。 口发动机起动后以2500rmin的转速连续运转2-3min，使发动机和氧传感器 达到正常工作温度。 口把电压表的正极棒接故障诊断座内的OXl或OX2插孔，也可直接插入氧传感 器的线束插头上。负极捧接故障诊断座的E1插孔或蓄电池负极。 口发动机以2500rmin左右的转速保持运转，同时检查电压表指针能否在0 1v之间来回摆动，记下10s内电压表指针摆动的次数。若电压表指针在10s内的 摆动次数等于或多于8次，则说明氧传感器及反馈控制系统工作正常。 口若电压表指针在10s内的摆动次数少于8次，说明氧传感器或反馈控制系统 工作不正常，其可能原因是氧传感器表面有积炭而使灵敏度下降。对此，应再让 发动机以2500rmin的转速运转约2min，以清除氧传感器表面的积炭，然后再检 查反馈电压。若电压表指针变化依旧缓慢，则说明氧传感器损坏或电控单元反馈 控制电路有故障。 口检查氧传感器有无损坏。脱开氧传感器插头，发动机运转，使反馈控制系统 进入开环控制状态，同时用电压表检测反馈电压。脱开节气门体上真空软管，使 进气管漏气，以人为形成稀混合气，同时观察电压表，其指针读数应下降；接上 脱开的真空软管，然后拔下水温传感器接 头，用4-8k的电阻代替水温传感器，以人为形成浓混合气，同时观察电压表， 其指针读数应上升。也可以用突然踩下或松开加速踏板的方法来改变混合气浓度 ，在突然踩下加速踏板时，混合气变浓，反馈信号电压应上升；突然松开加速踏 板时，混合气变稀，反馈电压应下降。如果氧传感器的信号电压无上述变化，表 明氧传感器已损坏。 如果氧传感器反馈电压能按上述规律变化，说明氧传感器良好，反馈控制系 统工作不正常是其他原因造成的。如氧传感器线路故障或发动机进气系统、燃油 系统故障而造成混合气过浓或过稀，影响反馈控制系统的正常工作。此时应先检 查空气供给系统和燃油供给系统有无导致混合气过稀或过浓的故障(如燃油压力 过高、喷油器雾化状况及各缸喷油器喷油量是否均匀、空气流量计信号、节气门 位置传感器信号等)。若混合气浓度正常，则故障在电控单元ECu，应更换发动机 Ecu。 氧传感器的拆卸检查。从排气管上拆下氧传感器，检查氧传感器外壳上的通气 孔有无堵塞、陶瓷心有无破损。如有损坏，应更换氧传感器。 检查氧传感器的颜色。拆下氧传感器，检查传感器的颜色，氧传感器正常 颜色为淡灰色。若为白色，说明有硅污染，此时必须更换氧传感器；若为棕色， 则为铅污染，此时必须更换氧传感器，并换用无铅汽油；若为黑色，则是由积炭 造成，在排除发动机积炭故障后，一般可以自动清除氧传感器上的积炭。 氧传感器的更换。若氧传感器损坏，应更换新件，不可采用拔下氧传感器 线束插头或将插头短路的方法来消除故障。因为这样做会使发动机ECU得不到正 常的反馈信息，使反馈控制系统转入开环控制状态，同样会使发动机故障警告灯 亮。 更换氧传感器时，应在氧传感器上安装新的密封垫片，按30-50Nm的扭矩 拧紧氧传感器。不要使用含硅的密封胶，以免氧传感器发生硅中毒而失效。 (2)示波器检测 氧传感器波形如图727所示，图727(a)是从开环到闭环控制的氧传感器 信号波形。起动后，传感器输出电压逐渐达到450mv时，开始进入浓、稀转换的 闭环控制，带加热器的氧传感器从冷车到进入闭环需23s。图727(b)是良好的 氧传感器信号波形，图727(c)是损坏的氧传感器信号波形。 一般可从三个方面检查氧传感器的好坏：最高电压、最低电压和响应时间。良好 的氧传感器信号最高电压应大于850mV，最低电压应为75175n、V，从浓到稀的 响应时间应小于100ms。任何一个方面不满足要求，均应更换氧传感器。 可用急加速方法对氧传感器进行测试。首先将发动机运转至正常温度并怠速 运转。在2s内从怠速加速至节气门完全打开(发动机转速一般不要超过4000r min)，再立即放开加速踏板使节气门全关，连续5-6次，即可得到图7-28所示波 形。其中上升波形是急加速造成的，下降波形是急减速造成的。本图中氧传感器 波形的最大幅值达到800mV以上，最小幅值小于200mv，从浓到稀的响应时间小于 ms，故该传感器良好。 如果汽车上安装有主、副两个氧传感器，则它们分别提供了催化转化之前和之 后的氧含量输出电压，主氧传感器用作混合比控制的反馈信号，副氧传感器用于 测试催化转化的效率。图729是催化转化器前后主副氧传感器波形，当催化转 化效率降低时，副氧传感器信号的幅值 (3)诊断仪检测 桑塔纳2000时代超人车的氧传感器为4线传感器。用VAG1552检测时代超 人车氧传感器(入传感器)的操作如下。 测试入传感器工作情况：输入地址码0l进入发动机检测，输入08读取测量 数据组，选择组号03读取基本功能数据。检查区域3所示的冷却液温度应大于 80才能检查氧传感器的工作情况。再选择组号07读取入控制和ACF阀系统数据 。其中区域1为混合气控制，应为-10-10。其中正值表示预先设定的基本 喷油时间太短，为了达到 =1混合气成分，实际电脑修正增加喷油时间的百分 比；负值说明预先设定的基本喷油时间太长，为了达到入 =1混合气成分，实 际电脑修正喷油时间减少的百分比。区域2为氧传感器信号电压，在冷起动或入 控制不工作时，电压为045-05v；当入工作时，信号电压应在0.1-1.0V之间 波动。 如果控制开始工作前，发动机性能不好，这不是由于入控制引起的问题；如 果在控制开始工作后，发动机性能变差，应测试入控制的工作情况。如果入控 制起作用，发动机性能会改善。 测试入控制作用：当进气系统有泄漏、喷油器雾化不良等造成入值偏离1 ，但由于入控制起作用，补偿解决使 =1，可以通过检查调节值来证实： 进入选择功能08，读取08组数据，检查入值应在标准范围内，否则应排除故 障。也可以在04功能“基本设定”中，选择显示组08，使活性炭罐电磁阀关闭。 再进入99组(在99组，入控制能打开或关闭)，按4键和8键在“基本设定”(入控 制关闭)和“读数据组”(入控制打开)来回变化，判断发动机性能是否有变化。 用万用表检测氧传感器浓稀变动较困难，所以一般采用示波器或诊断仪检测。 2氧化钛式 氧化钛式氧传感器中包含一个可变电阻，可变电阻值根据周围的空燃比变化而 改变电阻值，由发动机控制电脑读取电阻两端的电压降。通常发动机控制电脑提 供给氧化钛传感器一个工作电压。有些传感器工作电压为5V，因此传感器信号在 0-5v间变化；而有些用1V工作电压，传感器信号在0-1V间变化。 吉普(2herokee汽车氧传感器信号波形如图730所示。其输出信号电压与氧 化锆式氧传感器相反，浓时输出电压低，稀时输出电压高。 氧化钛式与氧化锆式氧传感器的响应时间一般是一样的。 七、曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器 曲轴位置传感器用于检测曲轴转角信号，又称为转角传感器；凸轮轴位置传感 器用于检测凸轮轴位置信号，向电脑提供某缸工作行程的信号(如压缩行程或排 气行程)。曲轴和凸轮轴位置传感器是发动机点火和燃油喷射的主控制信号。有 些车型会把它们两个组合成一体安装于分电器或曲轴前端，而有些则分别安装于 发动机的各个相应位置。 当发动机无法起动、怠速不稳或加速不良时应检测曲轴和凸轮轴位置传感器 。目前常用的曲轴和凸轮轴位置传感器有磁感应式、霍尔效应式和光电式。 1万用表检测 (1)磁感应式传感器 如图73l所示为丰田汽车磁感应式曲轴和凸轮轴位置传感器。 脱开传感器插头，测量传感器感应线圈的电阻值，应符合规定(表713)。 在线检测时，万用表置交流电压挡，两根表棒接传感器感应线圈的两个端子 ，发动机运转时观察有无交流电压信号。丰田车分电器内的曲轴位置传感器 (NE)信号在怠速时约077V，2000rmin时约13V；凸轮轴位置传感器(G) 信号在怠速时约045V，2000rmin时约1V。将分电器从发动机上拆下，用 手快速转动分电器轴，NE信号电压约O.08V，G信号电压约0.04V。 交流信号电压应随信号转子转速的增加而增大。也可用万用表的频率挡 测其频率。 (2)霍尔效应式传感器 图732克莱斯勒25L发动机曲轴与凸轮位置传感器电路 霍尔效应式传感器信号是频率调制信号，其波形是方波，所以可用直流电压挡 检测平均电压，以判别霍尔传感器有无信号输出。检测方法如下： 脱开传感器插头，打开点火开关，检查插头上电源端子与搭铁之间的电压 ，应为8V。若无电压则应检查传感器至发动机控制电脑之间的线路，若线路正常 ，则应检查或更换发动机控制电脑。 将插头插回，起动发动机，测量传感器输出端子信号电压，应为36V， 如无信号电压则为传感器故障。 2示波器检测 (1)磁感应式传感器 磁感应式曲轴位置和凸轮轴位置传感器波形如图733所示。对曲轴位置传感 器而言，良好的波形在0v电平上下幅值应基本接近，幅值和频率会随发动机转速 增加而增大。转速相同时，幅值、频率和形状应是一致的、可重复的、有规律的 和可预测的，两脉冲时间间隔应一致(除触发轮齿上缺齿的同步脉冲外)。如果波 形峰值变小或变形，将会出现发动机失速、断火或熄火。如果波形显示不正常， 应首先检查线路是否正常，再检查机械转动部分(分电器凸轮轴曲轴)是否正 常。最后检查触发轮齿是否有缺角或弯曲。 曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器显示在同一显示屏上，可检查凸轮轴与 曲轴之间的正时关系。 (2)霍尔效应式传感器 霍尔式曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器信号波形如图734所示。检查脉冲 幅值、频率和形状的一致性，频率应随发动机转速变化，波形上下沿的拐角异常 则故障与传感器有关。信号特点是随着发动机转速的提高，信号的频率越来越快 ，但传感器的输出信号的振幅并不发生变化， 如果在示波器0V电压处显示一条直线， 则检查示波器与传感器的连接；分电器 、曲轴、凸轮轴是否能转动；传感器电 源电路与控制电脑的电源与接地是否良 好。 如果在示波器电源电压处显示一条直线 ，则检查传感器接地是否良好；分电器 、曲轴、凸轮轴是否能转动，如以上均 良好则传感器损坏。如果幅值过高，说 明电阻太大或接地不良。 如果波形显示不正常，则检查导线、连 接器、测试线，可摇动线束来判定故障 原因是传感器还是导线或连接器。 (3)光电式传感器 光电式曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器信号波形如图735所示，波形 分析与霍尔式传感器相同。 3诊断仪检测 用vAG1552诊断仪察看桑塔纳时代超人车上的发动机转速传感器(曲轴位置 传感器)时，可用08功能(读取数据块)中的03显示组，其中区域1为发动机转速， 如转速显示为Ormin，则表示转速传感器或其导线和连接器有故障。 发动机不能起动时，如果高压无火，首先检查曲轴位置传感器有无信号输出 ，因为曲轴位置传感器无信号，则高压肯定无火。用电眼睛或其他诊断仪读取和 显示的怠速时发动机点火正时数值，是发动机ECU根据曲轴位置传感器和其他信 号计算出来的数值，而不是实际数值。所以实际检测时，用诊断仪读取怠速时的 发动机点火正时数值的同时，应该用点火正时灯检查实际点火正时数值，如两者 不符，则可能是点火正时不对，正时皮带错位，也可能是曲轴位置传感器信号错 误。具体点火正时的检查方法见第八章。 八、爆震传感器 爆震传感器一般安装在缸体上，用于检测发动机有无爆震产生。爆震传感器 的个数在不同发动机上不同，有的发动机上装一个，有的发动机上装两个。桑塔 纳时代超人车上装两个，1、2缸间装一个，3、4缸问装一个。桑塔纳时代超人车 的爆震传感器电路如图736所示。ECU(J220)上的端子60是2号爆震传感器的信 号线，端子67是两个爆震传感器的信号负极线，端子68是1号爆震传感器的信号 线。 1万用表检测 一般可通过测量电阻的方法对爆震传感器进行粗略的检测。对磁致伸缩式爆 震传感器，由于其传感器内部采用了感应线圈，故用万用表检测时应有一定的电 阻值，电阻值为零或无穷大均表示感应线圈有短路或断路故障；对压电式爆震传 感器，由于传感器是用压电材料制做的，故用万用表检测时，其电阻值应为无穷 大，若电阻值为零，表示有短路故障。 桑塔纳时代超人车的爆震传感器，三个端子中的任意两个，都不应有短路现 象，否则应更换爆震传感器。 2示波器检测 测试爆震传感器时，可对发动机加载 ，再察看波形显示。波形的峰值电压和 频率将随发动机的负荷和转速的增加而 增加。若发动机点火过早、燃烧温度不 正常、废气再循环不正常时，其幅度和 频率也会增加。 也可打开点火开关，发动机不起动 ，用金属物敲击爆震传感器附近的缸体 。在敲击发动机缸体后，示波器上应有 一突变波形，敲击越大，幅值也越大， 如图737所示。如果波形显示只是一 条直线，则说明爆震传感器没有信号输 出，应检查线路和爆震传感器。 3诊断仪诊断 用VAG1552检测桑塔纳时代超人车爆震传感器的步骤如下： 输入地址码01，输入08读取测量数据组。输入组号13，读取4个缸的爆震控 制点火滞后角数据(发动机大油门，3挡行驶，水温大于80)。应在0-15之 间。 输入组号14和15，分别读取4个缸的爆震控制点火滞后角数据(某一转速和负 荷下)，应在规定范围内。 输入组号16，读取爆震传感器信号电压(发动机怠速)，应为0.3-1.4V。同时 要求各缸爆震传感器信号电压之间的偏差不得大于50。注意：猛踩加速踏板时 爆震传感器信号最大可达5.1v。 九、车速传感器 车速传感器用以测量汽车行驶速度，输入控制电脑后主要用于控制发动机怠速 和汽车加减速的空燃比控制等。车速传感器常用的有舌簧开关型和光电耦合型等 。 舌簧开关型车速传感器常见故障是舌簧开关本身弹性丧失，闭合后不能分开 。光电耦合型车速传感器常见故障为发光二极管、光敏三极管沾污、损坏；转子 切槽翘曲等。 1万用表检测 将换挡杆置于“N”挡，用手转动车轮，同时用万用表电压挡测量ECu端车速 传感器的信号电压，应有电压指示(脉冲电压)。若显示不正常，应检查车速传感 器线路，如正常，应检查或更换ECU。 有些车型采用磁电式车速传感器，其检查方法同磁感应式曲轴位置传感器， 感应线圈电阻和交流电压信号均应符合要求。 2诊断仪检测 用vAG1552或金奔腾检测时代超人车的车速，可在08功能显示组11的区域3 中观察到。用电眼睛和其他诊断仪检测车速项目显示VIcHEL SPEED(实际车速)， 显示单位有kmh(KPH)和mileh(MPH)两种。 第三节开关信号的检测 电控发动机控制系统开关信号有起动信号、空调需求信号、驻车空挡开关 信号、制动开关信号和动力转向开关信号等，这些信号都是开关量的。 开关有接地型开关和正极型开关两种 接地型开关:以福特车为例，驻车空挡开关和动力转向开关都是接地型开关， 平时开关断开，发动机控制电脑测得信号电压为5V，接通时发动机控制电脑测得 的信号电压为0V，如图738(a)所示。 正极型开关:断开时发动机控制电脑测得0V信号，接通时测得12V信号。例如，制 动灯开关就属于正极型开关，其作用是告诉发动机ECU踩了制动，ECU会使自动变 速器中变矩器松开，并使发动机缓慢降速以免发动机熄火。 一、起动信号 起动时由起动开关向发动机控制电脑提供一个起动信号(12V)，作为喷油量和 点火提前角的修正信号。 起动时sTA端子与E1端子的电压应为6-14V，若无电压，检测步骤如下： (1)检查起动时起动机是否工作。 (2)若起动机工作正常，则检查发动机ECU的STA端子至点火开关STl之间导线 和连接器是否正常。若正常，则检查ECU的E1端子搭铁是否良好。若良好，则应 更换ECU。 (3)若起动时起动机不能起动，则检查点火开关至起动机继电器之间线路、 连接器和蓄电池、点火开关、空挡起动开关(自动变速器)和起动机继电器是否正 常。 若正常，则检查起动机50端子的电压，在起动时应为6-14v。若电压正常， 则应检查起动机；若电压不正常，则应检查蓄电池至起动机继电器之间线路和起 动机继电器和起动机50端子之间的线路是否正常。 二、驻车空挡开关信号 驻车空挡开关又称空挡起动开关、停车空挡开关或PN开关，一般安装在 自动变速器壳体旁，没有自动变速器的车辆就没有驻车空挡开关。它用来向发 动机控制电脑提供换挡杆位置的信号。此开关信号主要用于怠速系统的控制， Ecu通过对驻车空挡开关(NSW)信号的识别，对怠速进行控制，在发动机处于过 渡工况时修正喷油量。 图740是丰田凌志 LS400轿车开关电路。 当自动变速器处于D、 2、L或R挡时，空挡起 动开关断开，NSW端是 高电平(蓄电池电压) 。当自动变速器处于N 挡或P挡时，空挡