流量传感器

当 汽车电器元件出现故障进行检查时，最重要的是数据测量和故障原因的推理，因为电器元件内部的情况不像机械部件那样能拆开看见，必须利用合理的逻辑步骤检测 才能发现问题，而在这个过程中的关键工具就是万用表。一般的万用表只能测试电压、电阻、电流，不适用于现代电控汽车的维修与检测。针对电控汽车的维修特点 而开发出的多功能汽车数字万用表，具有很多汽车电器系统的专用测试功能，如频率、占空比、脉冲宽度、温度等。下面介绍多功能数字万用表对电控发动机常见电 器元件的检测与驱动方法，以供广大汽车维修工程技术人员参考。 

二、利用汽车数字万用表对电控汽车电器元件的检测方法 

1、空气流量计（MAF）的检测 

空气流量计按结构原理可分为翼板式空气流量计、热线式、热膜式、卡门旋涡光学式、卡门旋涡超声波式等几种，按信号输送类型又分为数字式和模拟式两种。  

（1） 翼板式空气流量计主要有两种: 一种是随着空气流量的增加输出的信号电压升高；另一种是随着空气流量的增加输出的信号电压降低，这两种类型都属于模拟电压 量输出。翼板式空气流量计是一个三线传感器，其中两条是参考电压的正负端，另一条是滑动电阻活动触点臂，它向电脑提供与翼板转动角度成比例的输出电压信号 ——急加速时翼板在空气流动的动压作用下，超过正常摆动角度的过程信号，这就为控制电脑提供混合气加浓的控制信号。这是一个非常重要的传感器，因为控制电 脑依据这个信号来计算发动机负荷、点火时间、废气再循环控制及发动机怠速控制和其它参数。不良的空气流量计会造成发动机喘振和怠速不良，以及发动机性能和 排放问题。有些车型，如丰田车的翼板式空气流量计把燃油泵触点和进气温度传感器做在一起，所以有六个输出端子，它的输出电压随着进气温度的升高而减 小。   

翼 板式空气流量计动态测试方法：关闭附属电路设备、启动发动机，并使其怠速运转至稳定后，用汽车专用万用表的DC档，测量滑动触点臂输出端和信号电压负端， 怠速时输出电压应为2V左右，做加速和减速试验。将发动机转速从怠速加至油门全开，油门全开持续2秒，但不要使发动机超速运转。在加速的时候，注意观察数 字表的电压是否从1V逐渐跳变到约4V；再将发电机降至怠速并保持2s，电压的读数在减速时应降到2V左右。此时按动数字表上的（MAX/MIN动态记录 键），电压最大值约4V，最小值约1V，则该传感器正常。如果最大值等于或高于4.5±0.3V,说明流量计信号误差过大；如果最小值为0，说明流量计电 阻有断路的地方。全减速（急抬油门）时输出电压并不是非常快地从全加速电压回到怠速电压，通常（除丰田汽车外）翼板式空气流量计输出电压随着进气量的增加 而升高。 

翼 板式空气流量计静态测试方法：就丰田车来说，打开点火开关，不启动发动机，用直流（DC）电压档测量输出信号电压VS，在翼板关闭的情况下输出电压约4V 左右。用手慢慢推动流量计的翼板，输出信号电压VS应逐渐下降，翼板全开时电压变到0.5V左右。此时可启动最大值/最小值（MAX/MIN）功能，如果 最大值达到5V或最小值有0出现，说明滑动电阻有短路或断路的可能。也可以拆下插头，用电阻档测量滑动电阻的变化值，找出滑动电阻的磨损点。 

（2） 频率输出型空气流量计的测试：找到流量计的频率信号输出线，将汽车专用表打到直流（DC）档，按功能选择键（SELECT）转换成“DC+Hz”档。启动 发动机逐渐加速观察，主显示直流（DC）电压和副显示上的频率是否随转速变化而变化，一般频率型的空气流量计随着进气量的增加频率也在改变。也有例外，如 三菱车安装在空气滤清器里，随着进气量的改变，频率和脉冲宽度都在改变，这就要使用汽车万用表的频率“Hz”、占空比“DUTY”档调整功能选择键 （SELECT）到频率占空比档，同时测量空气流量计的频率和占空比。 

2、节气门位置传感器的测试 

节 气门位置传感器有两种类型：一种是线性式，另一种是开关式。线性式节气门位置传感器（TPS）是一个可变电阻，向发动机ECU电脑输送节气门位置信号。节 气门开关信号是由怠速触点（IDL）和功率触点（PSW）两个构成，现代汽车节气门位置传感器大都是由这两种类型传感器组合，即一个怠速触点和一个可变电 阻线性式节气门位置传感器组合在一起。这是一个十分重要的传感器，因为发动机ECU电脑用它的信号计算发动机的负荷、点火时间、废气再循环、怠速控制。一 个损坏的节气门位置传感器会引起加速滞后和怠速不稳等问题。通常节气门位置传感器在节气门关闭时产生低于1V电压信号，在节气门全开时产生约5V的信号电 压。 

节 气门位置传感器的测试：一般在怠速时信号电压低于1V，节气门全开时低于5V。接通点火开关，不启动发动机，节气门慢慢由关到开，反复做几次，检查电压值 是否在要求的范围内。也可以启动汽车专用表的最大值/最小值（MAX/MIN）功能键，检查最小值是否是0，最大值是否是5V。 

3、霍尔传感器的测试 

霍 尔传感器是一个有源传感器，它的输出实际上是一个开关量的输出。它不受转速的限制，低速输出信号幅值和高速时一样，因此被广泛用在曲轴位置、凸轮轴位置等 传感器上。它由一个几乎完全封闭的永久磁铁和磁路组成，一个磁铁叶片转子穿过磁极间的气隙，在叶片转子上分布着缺口。在缺口处，有磁场作用到霍尔元件，有 信号输出；而在叶片转子没有在缺口位置上，没有磁场作用到霍尔元件上，也就没有信号电压输出。 

霍 尔传感器测试：霍尔和光电式传感器都属于频率输出型传感器，可用汽车专用万用表的“DUTY”、“Hz”档测量传感器频率和占空比。该传感器的脉冲幅度不 变，频率随转速而变化。打开点火开关，测试霍尔传感器的三个端子，一个端子和另一个端子间有5V或12V电压; 确认后将红表笔接到另一端子上，将汽车专 用万用表打到直流（DC）电压档按功能转换键选择“DC”和“Hz”同时测量，让霍尔传感器的叶片转子转动。这时万用表的频率和电压即为霍尔传感器的输出 信号参数，该频率随转速的增加而增加。  

4、磁电式转速传感器的测试 

磁电式转速传感器是模拟交流信号发生器，它产生的信号为交流信号。它一般由线圈和磁铁组成，当铁质环状齿轮转动经过传感器时，线圈会产生交变电压。ABS车轮转速传感器也是磁电式，它输出信号的幅值和频率随转速的增加而增加。 

磁 电式转速传感器的测试：磁电式传感器的主要组成部分是线圈，因此首先要对线圈的阻值及通断进行测试，应在符合规定的范围内。测试其信号输出，将汽车专用表 打到交流（AC）档，按功能转换键选择“AC”和“Hz”同时测量。让铁质环状齿轮转动，这时观察到信号的幅值和频率随转速的增加而增加，较小的幅值可能 是由于传感器间隙太大造成的。  

5、氧传感器的测试 

氧 传感器是电子控制燃油喷射系统中的重要反馈传感器，它检测排放气体中氧气的浓度，监测发动机是否按理论空燃比燃烧，并向发动机ECU电脑反馈。它是由能产 生电动势的二氧化锆电解质及重要电极组成，当混合气浓时排放气体中的氧比较少，大气中的氧离子通过二氧化锆差值大，产生一较高电压；当混合气比较稀时排放 气体中的氧比较多，大气中的氧离子通过二氧化锆差值小，产生一较低电压。 
氧传感器的测试：启动发动机，使发动机在2500r/min运转90s，预热氧传感器。将汽车专用表打到直流（DC）mV档，测量氧传感器的输出电压，在10s内传感器电压应在100～900mV内跳变8次以上，否则说明氧传感器反应迟钝。 

6、温度传感器的测试 

温度传感器一般都是由负温度系数的热敏电阻构成，温度传感器向发动机ECU电脑提供的5V电源信号电压，向发动机ECU电脑返回与温度成反比的电压信号。 

温度传感器的测试：各种发动机在不同水温下测试温度传感器的电阻值应符合表1（不同车型可能有些不同，但误差不大）。如不符合很可能造成冷启动困难或热车启动困难、混合气浓或稀等故障。 

进气温度传感器的结构类型、工作原理和检测方法与发动机温度传感器基本相同。 

7、喷油嘴测试  

喷油嘴作为喷射系统的主要执行元件，它的好坏直接影响发动机的性能。测试喷油器时，将汽车专用表打到频率（Hz）档，按副显示键选择触发正、负脉冲（ms），测试喷油嘴的喷油脉冲宽度。  

8、燃油泵电流测试  

在 实际维修时燃油泵的工作电流测试，可以帮助确诊一些燃油泵间断性的故障。测试时使用汽车专用表的电流档（A），按功能键（SELECT）调到直流（DC） 档，串在燃油泵线路上。在燃油泵工作时按下动态记录键（MAX/MIN）。当车辆行驶中发现供油异常时观察自动记录的最大值和最小值电流，用以和正常值对 比，找出故障原因。 

9、怠速电磁阀测试 

怠速电磁阀一般由发动机ECU电脑控制其输出的占空比来控制其开度，测试时选择频率（DUTY—Hz）档，按2nd VIEW（副显示键）调整副显示正、负脉冲占空比，检查数据是否符合标准。 

10、传感器的模拟与执行器的驱动 

汽车专用万用表具有可调频率、占空比方波输出功能，外接转换模块可以驱动喷油器、点火线圈、点火模块、发动机转速表、电子里程表等执行器，也可以对数字信号和电压、电阻信号进行模拟测试。 

（1）空气流量计的模拟 

数 字型空气流量计的模拟：找出空气流量计的信号线，确定该流量计是高频还是低频型，如果是低频就将万用表调到50Hz档，如果是高频就调到2500Hz档。 将转换模块开关打向右边正脉冲档，将红表笔插入从传感器上拔下的信号线内，黑表笔插入从传感器上拔下的接地端，观察发动机的工作状态。 

电压型空气流量计的模拟：将万用表打到“V”档，将转换模块开关打向“VΩ”档，将旋钮逆时针转到低的位置，将红表笔插入从传感器上拔下的信号线内，黑表笔插入从传感器上拔下的接地端，顺时针转动旋钮，调到所需的电压值，观察发动机的工作状态。 

（2）节气门位置传感器的模拟 

节气门位置传感器的模拟和电压型空气流量计的模拟相同。  

（3）水温传感器的模拟 

水温传感器是一个热敏电阻，用可调电阻来模拟各种水温信号送到电脑。先将万用表打到“Ω”档，插上转换模块，不接电源线; 调整旋钮，使表显示你需要的电阻值; 然后从表上拔下模块，利用红、黑表笔输给水温传感器来模拟。 

也可调整电压来模拟，其方法是: 将模块打到“VΩ”档，万用表打到“V”档;拆下水温传感器插头，将模块上的红、黑表笔分别插在插头上的5V和接地线上；调整电压旋钮。电压越低，水温越高；电压越高，水温越低，观察发动机的工作状态。 

（4）点火模块的驱动 

点火信号的模拟，将万用表调到10Hz档，占空比调到5%—10%范围内，将转换模块开关打到右边正脉冲档，利用红、黑表笔接触点火信号线，观察点火模块的工作性能。 

（5）点火线圈的驱动 

点火模块的模拟：将万用表调到10Hz—100Hz档，占空比调到5%—10%范围内；将转换模块开关打到左边负脉冲档，利用红表笔接触点火线圈负极线，观察点火线圈的工作性能。 

（6）发动机转速表和电子车速里程表的驱动 

转速表和电子车速里程表的传感器的模拟：大多数发动机转速表的信号取自点火线圈负端，将万用表调到10Hz档，将转换模块开关打到右边正脉冲档；红表笔接上信号线，调整万用表的频率，观察转速表的工作性能。电子车速里程表和转速表的相同。 

（7）喷油器的驱动 

驱动喷油器时，可以单个驱动，也可以将喷油器使用自制连线并联起来一起驱动。但如果驱动低阻型（3～5Ω）喷油器或并联多个喷油器时，一定要将占空比调到5%～10%范围内，具体方法和驱动点火线圈相同。 

（8）有分电器的电子点火系统的检测 

以 日本丰田车系有分电器的电子点火系统电路图为例来介绍汽车专用万用表检查该系统的方法：该电路的原理是发动机ECU电脑根据曲轴转角等传感器，确定点火时 间。发动机ECU将点火信号IGT送给点火控制单元，当IGT信号变为低电位时，点火线圈的初级电流被切断，次级感应出高压电，再由分电器送至各缸点火。 该电路同时具有控制点火时间和点火能量功能，当点火线圈初级电流被切断时，初级线圈产生自感电动势触发信号，点火控制单元发生电路输出一个点火确认信号 IGF给发动机ECU电脑，能监视点火控制电路是否正常工作。 

该 系统出现故障后，应从最简单、最易下手的地方检查。先用汽车专用表模拟功能驱动点火线圈进行检查，再用该表模拟驱动点火控制单元，将输出的信号加给 IGT，观察点火线圈的跳火情况。如果跳火正常，则发动机ECU电脑没有给点火控制单元输送点火信号IGT；如果跳火不正常，则检查点火控制单元的点火确 认信号IGF。如果没有IGF信号，可能该点火控制单元已经损坏，不能向发动机控制模块输送点火确认信号，接收不到点火确认信号不能发出喷油脉冲。 

分电器内的传感器的基准位置信号G和转速信号Ne的检查：因为这两个传感器都是磁电式的，应先测量线圈电阻，如果都正常，可用汽车专用表信号模拟功能分别对G和Ne信号进行模拟，看是否有高压火花，从而确定这两个传感器的好坏。 

（9）无分电器（DLI）点火系统的检测 

以 丰田车系无分电器DLI点火系统的电路图为例来介绍汽车专用表检查该系统的方法：由检测曲轴转角的凸轮轴位置传感器、控制电脑（ECU）及点火组件，根据 凸轮轴位置传感器的信号，选择应该点火的汽缸，并把点火信号输送给点火组件，点火线圈直接向火花塞送高压电。这个系统最主要的特点是一个点火线圈给两个汽 缸同时点火，一个缸处于排气，该火花为废火花。 

该 系统出现故障，应先确定这几个点火线圈的性能是否正常，高压线阻值是否过大或破损漏电。使用万用表驱动点火线圈确认其正常后，再启动发动机，检查是一个点 火线圈无高压，还是所有的都无高压。如果是某一个点火线圈，则故障可能在点火组件上；如果全部点火线圈无高压，则模拟IGT点火信号。点火线圈有高 压，IGF确认信号正常，则再模拟凸轮轴位置传感器和转速传感器，如果仍无高压，故障可能出现在ECU电脑上。 

一、汽车电子信号的主要类型 

电 控汽车的传感器、执行器的电信号可以看成控制系统中互相通讯的语言。汽车电子信号主要有直流电压信号、交流电压信号、频率调制信号、脉宽调制信号和串行数 据信号等，正是这些电子信号利用各自不同的特点，实现了汽车电子控制系统中各传感器与ECU电脑、ECU电脑与各执行器、ECU电脑与ECU电脑之间的不 同通信的目的。 

1、直流电压信号（DC） 

汽 车中产生直流电压信号的电源装置有蓄电池（12V）和ECU电脑输出给传感器的参考电压（5V）。模拟直流电压信号的传感器有：发动机温度传感器 （ECT）、燃油量传感器、进气温度传感器（IAT）、节气门位置传感器（TPS）、节气门开关、废气再循环和位置传感器、翼板式或热线式空气流量计 （MAF）和进气压力传感器（MAP）等。 

2、交流电压信号（AC） 

汽车中产生交流电压信号装置的传感器主要有：车速传感器（VSS）、防滑制动轮速传感器、磁电式曲轴位置传感器（CKP）、磁电式凸轮轴位置传感器（CMP）和爆震传感器（KS）等。 

3、频率调制信号 

汽 车中产生可变频率的传感器主要有：数字式空气流量计、数字式进气压力传感器、光电式车速传感器（VSS）、光电式曲轴位置传感器（CKP）、光电式凸轮轴 位置传感器（CMP）、霍尔式车速传感器（VSS）、霍尔式曲轴位置传感器（CKP）和霍尔式凸轮轴位置传感器（CMP）等。 

4、脉宽调制信号 

汽车中产生脉宽调制信号的电路主要有：初级点火线圈、电子点火正时电路、废气再循环控制阀（EGR）、喷油器、怠速控制电机、活性炭罐电磁阀（EVAP）、涡轮增压和其它电磁阀等。 

5、串行数据信号 

汽车电路中由发动机控制电脑（PCM）、车身控制电脑（BCM）、防滑制动系统（ABS）或其它电脑产生的串行数据信号具有相互传输能力。它是汽车电信号中最复杂的，在实际中，要用专门的解码器读取信息。