第四节　汽车电控系统传感器及执行器万用表检测

一、汽车电控系统的类型与组成

1.汽车电控系统的类型

汽车电控系统种类繁多、形式各异，分类方法也不相同。根据汽车总体结构，汽车电控系统可分为发动机电控系统、底盘电控系统、车身电控系统以及综合控制系统四大类。

（1）发动机电控系统　发动机采用的电控系统主要有电控发动机燃油喷射系统（EFI）、怠速控制系统（ISC）、空燃比反馈控制系统（AFC）、断油控制系统、加速踏板控制系统（EAP）、微机控制点火系统（MCI）、发动机爆震控制系统（EDCS或DCS）、巡航控制系统（CCS）以及第二代车载故障诊断系统（OBD-Ⅱ）等。

（2）底盘电控系统　底盘电控系统主要包括电控自动变速系统（ECT）、防抱死制动系统（ABS）、驱动防滑控制系统（ASR）、电控动力转向控制系统（EPS）、电控悬架系统（ECS）以及轮胎气压控制系统（TPC）等。

（3）车身电控系统　车身电控系统主要包括辅助防护安全气囊系统（SRS）、安全带张紧控制系统（STTS）、中央门锁控制系统（CLCS）、车辆保安系统（VESS）、前照灯控制与清洗系统（HAW）、刮水器与清洗器控制系统（WWCS）以及座椅调节系统（SAMS）等。

（4）综合控制系统　综合控制系统主要包括维修周期显示系统（LSID）、液面与磨损监控系统（FWMS）、车载计算机（OBC）、车载电话（CPH）、信息显示系统（IDS）、交通控制与通信系统（TCIS）、控制器区域网络系统（CAN）、自动空调系统（ACS）以及车距报警系统（PWS）等。

2.汽车电控系统的组成

汽车电控系统主要由各种传感器、电控单元（ECU）和各种执行器组成，如图1-31所示。

电子控制高压共轨燃油系统的基本组成如图1-32所示。

二、万用表检测法

万用表检测法是检测电路或元件较为准确和迅速的一种方法。汽车传感器的结构原理不同，其检测的方法和检测的内容也有所区别。万用表在车辆检修过程中常用以下功能：检测电阻、检测电压、检测电流和检测通断等。

（1）检测电阻　主要用于可变电阻、电位计式传感器电阻、磁电式传感器电阻的检测，对于半导体元件，一般要与标准元件的检测值对比后才能得出结论。对于磁电式轮速传感器，可以用电阻挡检查其电阻值，一般在室温下进行，电阻在600～2300Ω范围内为正常；电阻太小，则为线圈短路；电阻过大，则为连接不良；电阻非常大，则为断路；线圈与外壳导通，则为搭铁。

另外，通过万用表对电路或元器件的各项参数进行测试，并与正常技术状态的参数对比，来判断故障部位所在。

注意：对于一般万用表，当被测电阻小于50～100Ω时蜂鸣器就会发出警报，所以检测CAN线通断时不建议使用检测通断功能，因为检测CAN高和低之间蜂鸣器也可能会响，可以利用电阻挡检测CAN线通断。

（2）检测电流　主要用于产生电流调制信号的新型集成电路传感器，如轮速传感器，通过万用表也可以对其进行检测。将万用表拨至量程在200mA以上的电流挡处，将表笔串接在其中一根输出线上，另一根输出线正常接线（指针式万用表要注意极性），打开汽车电路使ABS通电，用手缓慢转动传感器安装侧的车轮，正常情况下电流指示应在8～15mA之间来回波动。如果读数值只固定在8mA或15mA，同时调整空气间隙无效时，则说明传感器失效；另外，如果打开电路后电流数值直接显示为0或100mA以上时，在确认万用表接线无误后，可以判定传感器已经断路或短路。

（3）检测电压　对于有源传感器，由于在工作时传感器自身可以产生电压，因此可以使用电压检测法来检测传感器工作是否正常。例如氧气传感器、磁电式曲轴位置/凸轮轴位置传感器、爆燃传感器等。仍以ABS用磁电式轮速传感器为例，拆下ABS ECU接线插座或拔下轮速传感器的接线连接器，使被测车轮以1r/s的速度转动时，使用万用表交流“mV”挡，检测各车轮的轮速传感器对应端子间的电压，万用表指示值应为70mV以上。如果检测值低于规定值，则可能是传感器与轮齿间的间隙过大或传感器本身有问题，需要更换新件。

（4）检测通断　用万用表检测线路各点的直流电压，如有电压，说明该测试点至电源间的电路畅通；如无电压，说明该测试点与上一个测试点之间的电路断路。

如果检测发现有故障的传感器，只能更换。

三、汽车传感器的检测方法及注意事项

1.汽车传感器的组成

汽车传感器是一种信号转换装置，它可以将非电信号转换为电信号，其主要作用是向ECU提供汽车运行的各种工况信息。

汽车传感器一般由敏感元件、转换元件和其他辅助元件组成，有时也将信号调节与转换电路及辅助电源作为其组成部分。

①信号调节与转换电路一般是指能把传感元件输出的电信号转换为便于显示、记录、处理和控制的有用电信号的电路。信号调节与转换电路的选择要视传感元件的类型而定，常用的电路有信号放大器电桥、振荡器、阻抗变换器等

②敏感元件是指直接感受被检测量（一般为非电量），并输出与被检测量成确定关系的其他量（一般为电量）的元件。如应变式压力传感器的弹性膜片就是敏感元件，其作用是将压力转换成膜片的变形。

③转换元件是指传感器中能将敏感元件感受（或响应）的被检测量转换成适合于传输和（或）检测的电信号的元件。当输出量为规定的标准信号时，则称为变送器，又称转换器，一般情况下不直接接收被检测量，而是通过敏感元件将被检测量转换为电量后输出。如应变式压力传感器的应变片，其作用是将弹性膜片的变形转换为电阻值的变化。

2.汽车传感器的检测程序

当汽车电子控制系统产生故障时，通过自诊断测试，指明某传感器有故障或怀疑某传感器有故障时，可应用示波器、万用表等对传感器进行测试，也通过可读取数据流并加以确定。测试前要明确测试数据、测试方法和测试条件。

传感器的检测程序如下。

（1）征兆判断　推断可能发生故障的部位。

（2）解码器检测　确认被怀疑的传感器在解码器中是否有故障码，并在数据流中加以强化判断。

（3）传感器外部检查　为防止不是因为传感器本身故障而导致的传感器误判，要首先对怀疑的传感器部位进行外部检查，查看是否有短路、断路、脏污、脱开、连线、水泡、腐蚀、氧化、接触不良、传感器变形等情况。

（4）外部电压、搭铁及线束导通的检查　首先要对外部电源进行检查，可防止有源传感器由于没有供给电源而导致不能正常工作。例如，霍尔式曲轴位置传感器如果没有12V或5V电压的供给，传感器是不会有信号输出的。如果电源和搭铁不正常，则应检查线路。

（5）本体检查　主要是外观检查和电阻检查，不用连接外部电路。针对能够进行电阻检测的传感器，如可变电阻式传感器、磁电式传感器，可以用万用表的电阻挡直接检测，从而判断传感器是否正常。例如，对轮速传感器电阻进行检查时可以关闭点火开关，拔下传感器连接器，检查前后轮的轮速传感器端子电阻，应均为1.0～13kΩ。同样，节气门位置传感器、磁电式曲轴位置传感器的电阻和电阻变化的平稳性，可以用万用表的电阻挡直接检测，从而判断传感器是否正常。

（6）输出信号检测　输出信号检测主要是将传感器连接到外部经检查已经是正常的线路中，或是额外提高传感器工作条件，来对传感器输出信号进行检查的过程。输出信号检查，应该是检测结果比电阻检查更前进了一步。这是因为控制单元要接收的就是输出的信号，而不是传感器本身的电阻。传感器本身电阻正常，输出的信号不一定正常。

因此，不论是有源传感器，还是无源传感器，都可以在模拟工作状况下进行输出信号检查。需要说明的是，无源传感器必须在正确供给工作电源的情况下，才可以对传感器输出信号进行检测。输出信号的检查可以使用万用表的电压挡或电流挡进行，但使用汽车万用表对输出信号只是做简单的判断，更精确地判断出信号可以使用示波器来进行。

①模拟直流信号。如节气门位置传感器，用万用表直流电压量程检测即可满足要求。

②模拟交流信号。ABS轮速传感器、磁电式曲轴位置传感器，用汽车万用表交流电压量程检测即可满足要求。

③脉宽调制信号/频率调制信号。虽然可以使用万用表检测，但结果不够准确，要想看清具体的变化过程，必须使用示波器。

（7）检修与更换　对传感器进行以上检查后，可以基本确定传感器的好坏。更换传感器时，要严格按照操作规程操作，切忌蛮干。要关闭点火开关，且不可带电操作，否则容易损坏其他电子部件。安装时要轻拿轻放。

（8）其他　检修与更换传感器后，要切记用解码器清除故障码并重新试车，模拟故障出现状况，如果在试车过程中故障现象没有重复出现，检查故障码也没有重新出现，说明判断准确，安装正确，传感器检修操作完成。

3.传感器检测应注意的事项

①除在测试过程中特殊指明外，不能用指针式万用表测试ECU及传感器，应使用高阻抗数字式万用表或汽车万用表进行测试。禁止使用“划火法”检查晶体管电路的通、断状况。不要用普通试灯去测试任何和ECU相连接的电气装置，以防止晶体管损坏，脉冲电路应采用LED灯或示波器进行检查。

②蓄电池搭铁极性切不可接错，必须是负极搭铁。严禁在发动机高速转动时将蓄电池从电路中断开，以防产生瞬时过电压使ECU和传感器损坏。

③在车身上进行电弧焊时，应先拔下ECU电源。在靠近ECU或传感器的地方进行车身修理作业时，更应特别注意。

④必须防止ECU和传感器受潮。不允许将微机或传感器的密封装置损坏，更不允许用水冲洗。ECU必须防止受剧烈振动。

⑤在汽车的电控系统中，故障大多不是ECU、传感器和执行部件，而是连接器。连接器常会因松旷、脱焊、烧蚀、锈蚀和脏污而接触不良或瞬时短路，因此当出现故障时不要轻易更换电子器件，而应首先检查连接器的状况。

⑥当电控系统出现故障时，不能将蓄电池从电路中断开，以防止电控单元中存储的故障码及传感器的信息被清除。只有通过自诊断系统将故障码及传感器信息资料调出并诊断出故障原因后，方可将蓄电池从电路中断开。

当需要断开蓄电池时应该注意：必须关闭点火开关，如果在点火开关接通的状态下拔下蓄电池连接，电路中的自感电动势会对电子元器件有击穿的危险；检查自诊断故障码是否存在，若有故障码，应记下代码后再拔下蓄电池；断开蓄电池前，应牢记带防盗码的音响设备的编码，否则在下次使用中，音响系统自锁会影响使用。

⑦在拆卸或安装电感式传感器时，应将点火开关关闭（OFF），以防止其自感应电动势损伤ECU以及产生新的故障。

⑧注意检查搭铁线的连接状况，其电阻值一般不应大于1.5Ω。

⑨带有安全气囊系统的汽车，对其安全气囊进行检修时，如果操作不当会使安全气囊意外张开而造成驾乘人员受伤，因此必须严格按操作程序进行。对安全气囊进行检修作业时，应将点火开关置于关闭位置，应拔下蓄电池负极，等待90s再进行操作，以免发生意外。

⑩检修氧传感器时，注意不要让氧传感器跌落或碰撞到其他物体，不要用水进行冷却。更换氧传感器时，一定要用专用防粘胶液刷涂螺纹，以免下次拆卸困难。

某些故障报警灯的功率不得随意改变，否则会出现异常情况。

注意屏蔽线。对于电磁式凸轮轴位置传感器，仅通过检测其电压或电阻来确定其好坏是不全面的，有很多电磁式传感器的检测电阻和电压都正常，但如线路屏蔽不好，也会导致故障的发生。

在点火开关接通的情况下，不要进行拔下任何电气设备的操作，以免电路中产生的感应电动势，损坏电子元件。

ECU有学习功能，但ECU的电源电路一旦被切断（如拆下蓄电池）后，它在发动机运行过程中存储的数据就会消失，因此，蓄电池拔下后要装复。如果出现发动机工作状况不如以前时，先不要随便更换零部件，因为这种情况可能是蓄电池拔下后ECU中的学习修正记忆消除的缘故。因为ECU根据系统实际情况进行的学习修正与根据厂家存储在只读存储器（ROM）中的数据进行控制，相比起来发动机工作状况会有差异。如果是此种原因，待发动机运行一段时间后，ECU会自动建立修正记忆。如果想让ECU完全“恢复记忆”，则需通过在不同工况下的路试让ECU重新学习，发动机工作的不良状况会自动消失。

四、汽车执行器的检测方法及注意事项

汽车电子控制系统的执行器又称为执行元件，是电子控制系统的执行机构，它将根据电控单元（ECU）的指令完成具体的操作动作。

（1）执行器检测程序　当汽车电子控制系统产生故障时，通过自诊断测试，指明某执行器有故障或怀疑某执行器有故障时，应用示波器、万用表等对执行器进行测试。测试前要明确测试数据、测试方法和测试条件。执行器检测程序与传感器的检测程序基本相同。

（2）检测执行器应注意的事项　用万用表检测执行器，通常是采用检测执行器线束连接器相关引端子间的电压、电阻和工作状态的方法来进行检查；如检测结果不符合规定，则应修理或更换执行器。

特别注意：采用万用表检测柴油汽车电控燃油喷射系统时的注意事项与汽油机基本相同。所不同且非常重要的一点是，柴油机供油系统的燃油压力比汽油机高几十倍甚至上百倍。因此在检测燃油系统时需要注意，一定要按照维修手册的步骤进行泄压。