现代电控发动机传感器故障典型案例分析和排除

李 超

（重庆科创职业学院汽车工程学院，重庆 永川 402160）

中国汽车保有量逐年递增，已成为世界上汽车保有量最大的国家，汽车已经成为家庭的必需品。现代汽车故障电控系统问题日益增多，汽车电控系统故障大部分都受到传感器的影响，汽车传感器功能、使用方法和检测方法对于排除汽车电控故障特别重要。

1 汽车传感器的概念

传感器是一种检测装置，能检测到被测量的信息，并将检测到的信息，按一定规律转换成为电信号或其他所需形式的信号进行输出，以满足信息的传输、处理、存储、记录及系统控制等各方面要求。汽车传感器是汽车控制系统的输入装置，它把汽车运行中各种工况信息，如车速、介质温度、发动机运转工况等情况转化成电信号输给汽车控制系统，以便发动机处于最佳工作状态。汽车上传感器很多，判断传感器是否出现故障时，不应仅只考虑传感器本身，而应考虑出现故障的整个控制电路。因此，在查询故障时，除了检查传感器之外，还要检查线束、插接器以及传感器与ECU之间有关的全部电路。

2 汽车传感器功能介绍

汽车分为发动机、底盘、电器和车身4大部件，在这4大组成部件中，传感器应用特别广泛，汽车传感器过去单纯用于发动机上，现已扩展到底盘、车身和电器系统上了。这些系统采用的传感器有100多种，比如发动机上传感器有空气流量计、进气压力传感器、进气温度传感器、冷却液温度传感器、节气门位置传感器、曲轴位置传感器、排气氧传感器等。汽车底盘传感器有：车速传感器、温度传感器、轴转速传感器、压力传感器等，转向系统传感器有转角传感器、转矩传感器、液压传感器等。现在简单介绍汽车发动机进气歧管绝对压力传感器。

进气歧管绝对压力传感器MAP的功能和安装位置：D型电控燃油喷射系统中，由进气歧管绝对压力传感器测量进气管压力，把该信号转换为电信号输入发动机ECU。它安装在发动机节气门与进气门之间的进气管上，实际测量的是进气管的真空度，通过计算换算成反映进气量的参数，并把该信号反馈到发动机ECU。进气歧管绝对压力传感器通常可以分为压敏电阻式、电容式、膜盒式3种类型。电容式进气歧管绝对压力传感器是利用电容效应检测绝对压力，发动机工作时，进气管里的进气压力相当于作用于膜片，使电容C1和电容C2发生变化，电容的变化量经过测量电路转换成电压信号输送给ECU，ECU通过处理这些信号计算出进气歧管压力大小，从而计算出进气量的大小。

进气歧管绝对压力传感器的拆检流程和参数的技术标准为：MAP和ECU一般为3根导线进行连接，分别为电源线、输出信号线和搭铁线。把点火开关打在ON挡位时，测量电源线和搭铁线之间的电压应该为5 V左右，这是ECU提供给MAP的电源电压。在加速情况下，输出信号线和搭铁线的电压应该随着真空度的增加而下降。

3 故障案例

3.1 故障现象

一辆新大众桑塔纳汽车，车辆识别代码LSVAP4BR5HU 811426，车主反映：2017年6月购买，目前行驶不到12000 km。该车热车时发动机怠速不稳，加速不良并且伴随有排气管冒黑烟情况，在踩油门踏板加速时排气管还有突突的爆炸声。

3.2 传感器故障分析与排除

1）读取发动机故障代码

本车型是大众桑塔纳2017年最新款，采用缸外喷射自然吸气式4缸发动机，该发动机采用独立点火线圈点火，出现上述情况，首先采用元征X431解码器读取汽车发动机故障代码，解码器显示没有任何故障代码。维修人员觉得不太可能，于是更换成金德KT600解码仪读取故障代码，仍然没有任何故障代码。

2）检测发动机气缸压缩压力

因为解码仪没有读取出任何故障代码，该维修小组就按照电控发动机怠速不良的诊断流程，取下火花塞，逐一检查每缸气缸的压缩压力，检测4次，算出平均值，该发动机4缸压缩压力都是在0.98 MPa左右。该汽车发动机气缸压缩压力正常范围是在0.8～1.2 MPa之间，故发动机压缩压力正常，没有出现气缸漏气的情况。

3）配气正时和燃油压力检测

上述参数正常，按照发动机加速不良诊断流程，检测点火正时属于正常，用示波器检测点火波形也正常，燃油泵工作压力和保持压力也属于正常，于是，维修小组对发动机空气滤清器、汽油滤清器、节气门阀体、喷油器进行清洗和更换，效果不明显，故障依然存在。

4）读取发动机动态数据流

用元征X431解码仪读取汽车发动机怠速工作时相关参数，检测到相关数据为：发动机怠速转速850 r／min、冷却液温度85℃、喷油脉宽6.1 ms、氧传感器输出电压0.8～1.1 V，这些参数中，除喷油脉宽外其他参数正常。喷油脉宽是每一次喷油的时间，其标准值一般为2～4 ms，该车是6.1 ms，明显超过标准值，说明汽车发动机燃烧的空燃比较低，混合气过浓。

5）故障原因分析

该车发动机怠速不良，排气管冒黑烟和排气管伴随着突突声音的现象是由于发动机燃烧空燃比过小而引起，而决定喷油量大小的因素主要是空气流量的多少和发动机转速的大小。因此在处理该类型故障时，应重点检查空气流量计、进气歧管绝对压力传感器MAP及转速传感器的信号是否准确以及控制电路的问题。

空气流量计和进气歧管绝对压力传感器是汽车发动机控制空燃比的第1参数。因此维修小组决定先对进气歧管绝对压力传感器进行检测，判断是不是传感器的电控故障，由于发动机ECU内无故障码显示，说明进气歧管绝对压力传感器不存在断路和短路故障。在发动机怠速运转过程中，维修人员拔下MAP的传感器插头，这时故障现象发生变化，故障报警灯闪亮，但发动机运转平稳，黑烟消失，突突声音也消失，加速性能良好。说明发生本故障的原因应该在MAP上。

6）故障诊断与排除

拔下MAP传感器接头，用数字万用表测量MAP传感器的电源电压在5.0 V左右，插上插头，起动发动机，测量传感器的信号电压为4.5 V，猛踩加速踏板时电压无任何变化。拔下MAP的真空软管，信号电压仍为4.5 V，发动机熄火，点火开关置于ON挡位，信号电压仍为4.5 V。再次起动发动机，用手触摸MAP上的真空软管，感觉不到真空吸力，至此真相大白，MAP传感器真空管堵塞是造成信号电压不变的直接因素，此时MAP输送给ECU的4.5 V电压相当于节气门全开时的电压，使发动机ECU一直误认为节气门处于全开状态，因而发出加浓喷油的指令，使混合气过浓，空燃比失调，造成发动机燃烧不完全，排气管冒黑烟，发动机动力下降。用金属探针将进气歧管上的细铁管的积炭钻通并清洗后装复MAP，起动发动机，发现汽车发动机加速良好，怠速平稳，黑烟消失，排气管突突声也消失，该故障彻底排除。

4 结论

汽车工作过程中，提高汽车发动机性能指标关键在于精准控制燃油喷射量和点火提前角。为了精确控制这2个参数就需要很多传感器提供有效信息，如发动机的进气量、凸轮轴位置等。为此，电控汽油发动机上装有空气流量传感器等，以便对发动机各电控系统进行精确的控制。汽车传感器作为汽车电子控制系统的信息源，是汽车电子控制系统的核心部件。今后，汽车用传感器除了提高可靠性及品质外，还将向多功能化、模块化、智能化、微型化技术方向发展。掌握汽车传感器的工作原理、安装位置、功能作用、检修方法排除汽车电控故障特别重要，这也是我们提高工作效率和提高汽车维修水平必须掌握的一门核心技能。