汽车传感器常见故障及维修技术探究

陈一明　王骏　董雪强

摘 要：随着汽车工业的发展，传感器在汽车系统中的应用越来越广泛。然而，传感器的故障是导致汽车性能下降甚至安全隐患的主要原因之一，降低了汽车的使用寿命。文章针对汽车传感器的常见故障及维修技术进行探究，旨在为汽车维修人员提供有效的解决方案。文章首先对汽车传感器的发展现状进行了概述，然后分析了传感器的常见故障模式，最后提出了针对性的维修技术。通过文章的研究，可以为汽车维修提供实用的指导，提高汽车传感器的维修效率和安全性。

关键词：汽车传感器 故障维修 维修技术 探究

1 汽车传感器发展现状

传感器是一种能够感知和响应外部环境变化，并将其转换为可读和可用的信号的设备。在汽车工业中，传感器、能够监测车辆的运行状态，提高车辆的性能和安全性。随着技术的发展，汽车传感器的种类和功能也在不断增加和改进[1]。目前，汽车传感器市场已经进入了快速发展阶段，据市场研究公司预测，未来几年全球汽车传感器市场将以每年约5%的速度增长，到2025年有望达到约400亿美元的市场规模，这一增长的主要推动力是汽车行业的发展以及人们对车辆安全和环保性能的需求不断提高。在汽车传感器市场中，最主要的传感器类型包括压力传感器、温度传感器、速度传感器、位置传感器和加速度传感器等，其中，压力传感器和温度传感器是市场需求最大的两类传感器，其主要用于监测汽车发动机、制动系统和空调系统的运行状态。随着汽车智能化和电动化的发展，新型的汽车传感器也在不断涌现，例如：用于监测电池状态的电池传感器、用于监测空气质量的空气质量传感器、用于监测车速和位置的GPS传感器等，这些新型传感器的出现，为汽车的设计和性能提升提供了更多的可能性。在技术方面，汽车传感器也在不断改进，一方面，传感器技术的进步使得传感器的精度和可靠性不断提高；另一方面，随着人工智能和物联网技术的发展，传感器数据的处理和传输速度也在不断加快，其的进步，为汽车智能化和电动化的发展提供了有力的支持。

2 汽车传感器常见的故障

2.1 温度传感器

温度传感器是一种用于监测汽车温度的装置，包括发动机温度、冷却液温度、空调温度等，如果温度传感器出现故障，便会导致汽车无法正常启动或者运行不稳定。在温度传感器中，最常见的故障是短路或断路，当温度传感器出现短路时，电信号将被误导，使得ECU错误地认为温度已经达到最高值，从而限制发动机的功率输出。而当温度传感器出现短路时，ECU将无法接收到温度信号，导致发动机无法正常运行。不仅如此，温度传感器还可能会发生其他故障，如：如果温度传感器的安装位置不正确，将会导致传感器读数不准确；如果传感器内部的热敏电阻老化或失效，也会导致传感器读数不准确。为了解决温度传感器的故障，需要仔细检查传感器的线路和连接是否良好，若线路没有问题，则需要检查ECU的软件是否需要更新。如果这些方法都无法解决问题，则需要考虑更换温度传感器[2]。

2.2 氧传感器

氧传感器是一种常见的汽车传感器，通常安装在汽车的排气管上，用于检测废气中的氧含量，并将信号传递给发动机控制单元，用于控制空燃比和燃油喷射量。在氧传感器中，常见故障包括以下几个方面：①传感器中毒：由于废气中含有硫、铅等有害物质，如果长期接触这些物质，会使传感器中毒，导致信号不准确。此时，需要更换新的传感器。

②传感器陶瓷损坏：传感器陶瓷是一种敏感材料，容易受到高温和震动的影响，如果长时间使用或受到强烈震动，会导致陶瓷损坏，从而影响信号的准确性。此时，需要更换新的传感器。

③线路故障：氧传感器的线路故障是比较常见的故障之一，通常是由于线路老化或接触不良引起的。此时，需要检查线路的连接情况，并更换老化的线路。

④信号不稳定：氧传感器在正常工作时，信号应该是稳定的，如果信号出现波动或异常变化，很可能是由于传感器本身或发动机控制单元的问题引起的。此时，需要检查控制单元的软件版本是否需要升级或更换新的传感器。

2.3 空气流量传感器

空气流量传感器是汽车进气系统中重要的元件之一，直接安装在空氣滤清器与节气门体之间，用来检测进气量的多少，并将进气量转化为电信号送给发动机控制单元，以决定喷油量的大小。但是，空气流量传感器也存在故障，大致可分为以下三种情况：①线路故障。空气流量传感器一般有三根线：5V电源线、信号线和接地线，如果接地线断路，整个控制系统将无法工作；如果信号线断路或接触不良，将造成发动机运转不稳、易熄火、年检不过和发动机各故障灯不亮等问题。②空气流量传感器本身故障。空气流量传感器一般不易损坏，损坏的原因多数是由于使用、安装不当而造成损坏，如：进气口处积有异物；金属外壳生锈；安装时被碰伤；导线接头松动或接插件不良；导线绝缘层被磨破而与金属壳体接触等，一旦空气流量传感器发生故障，将会造成发动机运转不正常甚至熄火，严重威胁着用户的驾驶安全。③输出信号错误。空气流量传感器输出信号错误的原因主要有好几种，即由于空气流量传感器的信号错误而导致发动机故障灯亮起；空气流量传感器与ECU之间的连接线路接触不良或信号错误；电控单元接收不到空气流量传感器的信号而无法进行空燃比反馈控制而导致发动机运转不正常甚至熄火[3]。

2.4 位置传感器

位置传感器是汽车传感器的一种，主要用于检测和传输汽车的位置信息。常见的位置传感器包括节气门位置传感器、车速传感器、曲轴位置传感器等，这些传感器在汽车行驶过程中发挥着重要的作用，如果发生故障，将会导致汽车行驶不平稳、加速缓慢、发动机故障等问题。首先是节气门位置传感器故障。节气门位置传感器位于节气门体上，用于检测节气门的开度，并将信号传输给发动机控制单元，如果节气门位置传感器出现故障，将会导致发动机加速缓慢、油耗增加、排放超标等问题，将需要更换新的传感器。其次是车速传感器故障。车速传感器用于检测汽车的车速，并将信号传输给发动机控制单元和自动变速器控制单元，如果车速传感器出现故障，将会导致发动机加速缓慢、自动变速器换挡异常等问题。最后是曲轴位置传感器故障。曲轴位置传感器用于检测曲轴的位置，并将信号传输给发动机控制单元，如果曲轴位置传感器出现故障，会导致发动机无法启动、加速缓慢等问题。

2.5 压力传感器

压力传感器广泛应用于汽车发动机控制系统、空调系统、刹车系统等。然而，压力传感器也经常会出现一些故障，影响汽车的正常运行。首先，压力传感器的常见故障之一是信号偏差。在长时间使用后，压力传感器的信号值可能会发生变化，导致控制系统的控制精度降低，这种情况会造成发动机控制不准确、空调制冷效果不佳等问题，降低用户的使用体验感。其次，压力传感器的另一个常见故障是电路故障。由于压力传感器与汽车其他控制系统的电路连接复杂，因此容易出现电路故障，这会造成传感器无法正常工作或无法输出信号，大大增强了驾驶过程中的危险性，严重威胁着用户的人身安全。最后，压力传感器的其他常见故障包括机械故障和污染故障。机械故障是由于传感器内部部件损坏或松动所导致的；而污染故障则是由于传感器受到灰尘、污垢等污染物的污染所导致的，久而久之，将会影响整个压力传感器的运转。

2.6 其他传感器方面

除上述故障外，汽车传感器还包括进气压力传感器故障、水温传感器故障及爆震传感器故障三种，每一种都是汽车传感器必不可少的组成部分，一旦出现故障，会形成驾驶过程中的安全事故。对于进气压力传感器，其是用于监测进气歧管中的气压变化的传感器，能够感知发动机的负荷变化，并根据进气歧管中的气压变化来控制喷油量。如果进气压力传感器出现故障，那么汽车的喷油量将会受到影响，导致汽车的动力不足、加速缓慢、怠速不稳等问题。对于水温传感器，其是用于监测发动机水温的传感器，能够感知发动机的水温变化，并根据水温的变化来控制喷油量、点火正时等。如果水温传感器出现故障，汽车的喷油量和点火正时将会受到影响，也会导致汽车的动力不足、加速缓慢、怠速不稳等问题。对于爆震传感器，其是用于监测发动机爆震的传感器，能够感知发动机的振动变化，并根据振动变化来控制点火正时等。如果爆震传感器出现故障，汽车的点火正时将会受到影响，无法在点火按钮按下时就立即启动[4]。

3 汽车传感器维修技术

3.1 电路维修

电路维修是汽车传感器维修技术中的重要一环。电路维修主要针对传感器电路的故障进行维修，由于传感器电路的复杂性，电路维修需要具备一定的专业知识和技能。一般来说，电路维修包括以下几个方面：①电源电路维修。电源电路是传感器的重要组成部分，其负责为传感器提供电能。当电源电路出现故障时，传感器将无法正常工作。因此，对于电源电路的维修，需要检查传感器的电源电压是否正常，保险丝是否烧断等故障，在维修过程中，还要使用万用表等工具进行测量和检查，让电源电路实现正常工作。②信号电路维修。信号电路是传感器信息传输的核心部分。当信号电路出现故障时，传感器传输的信息将无法被正确识别和处理。因此，对于信号电路的维修，需要检查传感器的信号输出是否正常，信号线的连接是否牢固等故障。在维修过程中，需要使用示波器等工具进行测量和检查，使信号电路正常工作。③接地电路维修。接地电路是传感器安全运行的重要保障。当接地电路出现故障时，传感器容易受到干扰或损坏。因此，对于接地电路的维修，需要检查传感器的接地线是否连接牢固、接地电阻是否符合要求等故障。在维修过程中，可以使用万用表等工具来进行测量和检查，该工具的应用范围大、用途广，是保证接地电路正常运行的关键性工具。总的来说，汽车传感器维修技术中的电路维修是一项复杂而重要的工作，要求维修人员具备一定的专业知识和技能，才能够有效地进行维修工作，同时也能提高维修工作的准确性和可靠性。

3.2 故障检测针对性维修

汽车传感器故障检测是维修前的重要环节，通过准确判断传感器故障原因，为针对性维修提供依据。据研究，汽车传感器的故障检测方法包括电压检测法、电阻检测法、信号模拟法、数据流检测法四种，能够找到具体的故障位置，及时维修。电压检测法：通过测量传感器两端的电压，判断传感器是否正常工作[5]。电阻检测法：通过测量传感器的电阻值，判断传感器是否正常工作；信号模拟法：通过模拟传感器的工作环境，判断传感器是否正常工作；数据流检测法：通过读取汽车ECU的数据流，判断传感器是否正常工作。针对不同的传感器故障类型，需要采取不同的维修技术，及时遏制故障危险性的蔓延，让汽车传感器长期处在稳定、安全的状态下运行，提高用户行驶过程中的行车安全。在维修工作中，常见的汽车传感器维修技术包括以下几个方面：①更换传感器：对于已经损坏的传感器，需要及时更换新的传感器。在更换传感器时，要注意传感器的型号、规格以及安装位置是否正确。

②清洗传感器：对于受到污染或积碳等影响的传感器，需要进行清洗。在清洗过程中，要注意使用正确的清洗剂和清洗方法，避免对传感器造成损害。

③调整传感器：对于一些需要调整的传感器，如节气门位置传感器、氧传感器等，需要根据实际情况进行调整。在调整过程中，要注意调整的幅度和顺序是否正确，以避免对传感器造成损害。

④修复线路：对于线路故障引起的传感器故障，需要修复相应的线路。在修复过程中，要注意线路的布局和连接是否正确，以避免出现短路或断路等问题。

⑤优化工作环境：对于工作环境对传感器造成影响的故障，需要优化相应的工作环境，例如：在发动机舱内加装保护罩，以减少灰尘和水分对传感器的影响。这些检测技术的应用，能够延长传感器的使用寿命，提高传感器的稳定性。

3.3 软件维修工具

当前，对于软件维修工具的应用越来越广泛。软件维修工具可以借助计算机或单板计算机等设备，对传感器进行在线检测和调试，快速定位故障并进行修复。与传统的硬件维修方式相比，软件维修工具具有操作简便、维修速度快、成本低等优点，已经成为现代汽车维修的重要发展方向。在使用软件维修工具时，需要掌握一定的计算机技术和编程技能，首先，需要了解汽车传感器的类型和基本原理，以及各个传感器的功能和特点[6]。其次，需要掌握在线检测和调试设备的操作方法，以及相关的维修软件和编程语言。在维修过程中，一定要根据故障现象和数据表现，快速定位故障原因，并采取相应的修复措施。同时，还要对维修过程进行记录和整理，以便对维修结果进行评估和总结。在未来，随着汽车技术的不断发展，汽车传感器维修技术也将不断进步，为保障汽车的正常运行和安全性能做出更大的贡献。

4 结语

随着科学技术的发展，汽车传感器发生了极大变化，正在由机械化向电子化、智能化的方向发展，提高了汽车的先进性，用户的使用也更加便捷。当前，由于传感器技术的不断提升，其电子器件也更加紧密，虽然对汽车来讲是有优势的，但对于维修工作来说却提高了难度，一旦汽车传感器出现故障，这将给维修人员增加了压力，其不仅要考虑整个传感器本身可能会出现的故障，还要考虑整个计算机系统是否存在故障问题，这在一定程度上扩大了维修工作的范圍，无法保证维修质量。基于此，相关企业一定要重点讨论汽车传感器常见的故障，由此制定针对性的解决对策，探索正确的维修技术，一旦发现传感器故障问题必须第一时间联系专业维修人员，并且还要在日常行车过程中关注各传感器的变化，了解更多传感器知识，这样能够保障汽车的安全行驶，从而推动汽车行业的发展。

参考文献：

[1]SensPro传感器中枢DSP获得ASIL B和ASIL D汽车安全合规认证[J].单片机与嵌入式系统应用，2022，22（02）：95.

[2]钱伯章.SABIC推出新型雷达吸收PBT材料，用于汽车雷达传感器 [J]. 聚酯工业， 2022，35（01）：56.

[3]邵锦才.分布式轮毂直驱电动汽车关键传感器容错控制策略研究[D].杭州：浙江科技学院，2022.

[4]李文娜，郝俊，佟丽珠.《智能汽车传感器检测技术》课程“课证融通”研究[J].时代汽车，2022，（01）：74-75.

[5]宫文峰，王元哲，陈辉等.基于深度学习的无人驾驶汽车导航传感器异常诊断方法 [J]. 机械工程学报，2021，57（24）：268-278.

[6]英飞凌推出用于汽车应用的高精度无磁芯电流传感器XENSIV～（TM）TLE4972[J]. 电子质量，2021，（11）：93-94.