电子元器件在汽车上应用模式及检修要求
随着汽车技术的发展，电子元器件在汽车上的应用越来越广泛。传感器、执行器、电子控制单元（简称电控单元ECU，也称电控模块ECM）都属于电子元器件，也是汽车电气系统中不可缺少的组成部件。
以发动机电控系统为例，传感器的作用是进行信号变换，把被测的非电量信号变换成电信号输入到发动机电控单元，电控单元按照设定的程序对这些信号进行分析计算，用于在发动机整个工作范围内控制最优燃油喷射量、喷射时间及点火控制、怠速控制、废气排放控制等，以降低废气排放并提高发动机功率和燃油经济性。图1是发动机电控系统控制模式，传感器进行数据采集并输入到电控单元，电控单元进行数据处理后，发出控制指令控制执行器工作；同时，电控单元也能对传感器和执行器进行功能诊断。
图1 发动机电控系统控制模式图
对于从事汽车电控系统及电子元器件检修的汽车维修电工等技术人员，应具备电工电子基础知识与基本技能，熟悉电子元器件的结构组成、工作原理与检测方法，并能够利用万用表、诊断仪器、示波器等设备进行故障诊断与排除。
汽车电子元器件类型、应用及检测方法
汽车电子元器件从结构原理的角度，可分为开关、电阻器、磁电、霍尔、压力检测、电磁线圈、电机、集成电路等类型，以下以磁电式传感器为例，介绍各类型电子元器件在汽车上的应用及检测方法，其他类型的电子元器件请参考《汽车维修电工手册》相关的内容。
（1）磁电式器件在汽车上的应用
磁电式传感器是利用电磁感应原理，将输入的运动速度转换成线圈中的感应电势输出。它直接将被测物体的机械能量转换成电信号输出，工作不需要外加电源，是一种典型的无源传感器。在汽车上典型的应用如曲轴/凸轮轴位置传感器、车轮速度传感器等。这种传感器一般由永磁体、线圈、软铁芯等组成。传感器与信号齿圈（齿形转子）之间的气隙也很重要，如果装配不当时会影响信号输出。
图2是磁电式曲轴位置传感器结构示意图，有2条电气导线。图3是磁电式曲轴位置传感器波形，其中的①和③是信号齿圈上非缺口（正常齿）处产生的波形；②是缺口处产生的畸变波形（上止点基准标记），ECU通过判别该处齿形缺口的信号来识别曲轴位置。通常信号齿圈上有58个齿，缺口处少2个齿。
5—线圈 6—信号齿圈（基准标记） 7—气隙
1—正常齿波形（+） 2—缺口波形（上止点基准标记） 3—正常齿波形（-）
（2）磁电式器件在汽车上的应用
磁电式传感器通过转子与线圈的相互作用，在线圈内产生交变的电压信号。磁电式传感器检测方法如下：
1）电阻（静态测量）
采用万用表的电阻档检测线圈电阻。检测时，将传感器插接器拔下，使用电阻档测量传感器两个针脚之间的电阻，将测量值与标准值进行对比。磁电式曲轴位置传感器的电阻值一般为1000Ω左右，如别克凯越的曲轴位置传感器电阻800~1200Ω，丰田凯美瑞的曲轴位置传感器电阻1150~1450Ω。以上对线圈电阻进行测量属于静态测量。在维修实践中，除了静态测量，还要结合动态测量才能准确判断元器件的好坏。
2）波形测试（动态测量）
采用示波器测试波形（交流波形），可以很准确地判定器件是否有故障。测量时，传感器接入电路，被测部件或系统正常工作，将示波器测试探头连接传感器的两个端子测试波形。正常波形为均匀变化的交流波形。
磁电式曲轴、凸轮轴位置传感器输出交流模拟信号，信号电压随转速升高而升高，信号波形的形状与感应齿板有关，如果采用万用表检测，只能判断“有或没有”信号，不能准确判断信号是否准确，因此应采用示波器检测。
如图4所示，安装在曲轴上的传感器齿板有一定数量的齿，通常为58个齿（均匀分布的60个齿，去掉2个作为上止点的标识）。传感器齿板旋转，每个齿通过感应线圈时，产生脉冲信号。发动机每转动一转，感应线圈就产生信号（信号数量根据齿的数量确定）。根据这些信号，ECU计算曲轴位置以及发动机的转速，确定燃油喷射时间和点火正时。
图4 曲轴位置传感器及感应齿板
如图5是磁电式曲轴位置传感器的正常波形，图6是不良波形。正常的波形在0V上下的幅值应基本一致，且随发动机转速增加而增大，幅值、频率和形状在同样转速下是一致的、可重复的、有规律的；不良的波形则在同样转速下会发生变化，杂乱无章，甚至有时波形信号消失。
图5 磁电式曲轴位置传感器正常波形
图6 磁电式曲轴位置传感器不良波形
如果用双踪（通道）的示波器，可在显示屏上同时显示被检测的曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器两个波形，从而可检查凸轮轴与曲轴之间的正时关系，用于诊断怀疑是正时机构装配错误等故障。如图7所示的是曲轴位置波形与凸轮轴位置波形的对比图。
图7 磁电式曲轴位置波形与凸轮轴位置波形的对比图
3）数据流（动态测量）
采用诊断仪器读取对应系统的数据流，可以判断该传感器是否有正常信号输出。测试转速的传感器会以转速的形式在数据流列表中呈现。通常维修电工会改变发动机转速或者轮速，观察数据流是否同步变化。表1是发动机数据流中转速相关的项目。
更多的知识和技能，请查阅《汽车维修电工手册》。
《汽车维修电工手册》
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本书是一本汽车电气维修的实用工具书，主要适用于一线汽车维修电工进行汽车电路及电控系统知识和维修技能的学习，并可作为实际维修工作的参考资料，也可作为汽车机电维修技术人员的培训教材及中、高职汽车专业师生的教学参考书。
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图文制作：李崇康
责任编辑：齐福江
审核人：张 萍
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