?第二節　汽車電路基礎

現代汽車為了滿足人們對汽車舒適性、安全性、經濟性的需求，不斷地增加汽車上的電器設備。隨著汽車上電器設備不斷地增加，汽車電路也變得越來越復雜，讀懂汽車電路圖的難度在不斷地增加。其實讀懂汽車電路并不難，在讀懂汽車電路之前，應先了解汽車電路的基本組成。

縱觀汽車整車電路，不難發現汽車電路是由許多基本電路和電器設備組成的。汽車電路按照控制電路中有無使用繼電器可以分為直接控制電路和間接控制電路，按照控制用電器工作時是否使用電控單元可以分為電控電路和非電控電路，按照電路的作用可以分為電源電路、信號電路和執行器工作電路等。在閱讀汽車電路圖的時候，可以按照上面的分法先把整個電路分為不同種類的電路，然后再逐類分析解讀，把每類電路讀懂了，也就讀懂整車電路了。

一、直接控制電路和間接控制電路

1.直接控制電路

直接控制電路是指不使用繼電器，用電器由控制器（如點火開關、燈光開關）直接控制的電路。在這種電路中控制器和用電器串聯，直接控制用電器的工作，汽車倒車燈電路如圖1-1所示。這種直接控制電路是最簡單、最基本、最常見的電路。

在閱讀直接控制電路時，關鍵是要遵循回路原則，即用電器正常工作時必須在蓄電池正極、過載保護裝置（如熔斷器）、控制器、用電器和蓄電池負極間構成閉合回路。如圖1-1所示，電路為蓄電池正極→儀表板熔斷器盒F20 10A（過載保護裝置）→倒車開關（控制器）→倒車燈（用電器）→G401接地→蓄電池負極。

在汽車上的控制開關中，點火開關是最重要的開關，用來控制汽車各條分支電路的通斷。點火開關的主要功能有：① 置于LOCK擋時鎖止轉向盤軸；② 置于ACC擋時，接通車上的附件電器設備（如收音機、電動車窗）電路；③ 置于ON擋時，接通點火電路、油泵電路等；④ 置于ST擋時，接通啟動機電路，啟動發動機。點火開關在置于ST擋時，只要一松手就能自動回到ON擋，不能進行自行定位，而在其他擋均可自行定位，這樣可以防止啟動機長時間工作。

多功能組合開關是汽車上控制用電器工作的又一重要開關，包括照明開關（前照燈開關、變光開關）、信號開關（轉向信號開關、危險警告燈開關、超車燈開關）、擋風玻璃、刮水器和清洗器開關等，安裝在駕駛員前面的轉向柱上，便于駕駛員的操縱。

熔斷器是汽車上最常見的過載保護裝置，用于對局部電路進行保護，能以額定電流長時間工作的負載，但在通過電流超過額定電流25%時，約1min就熔斷，在超過額定電流10%時，則3min就熔斷。因此熔斷器在結構一定時，流過熔斷器的電流越大，熔斷器熔斷的時間就越短。熔斷器為一次性保護裝置，在熔斷后，只能更換新的熔斷器。

2.間接控制電路

間接控制電路是指在用電器和控制器之間使用繼電器、控制器，通過控制繼電器觸點的通斷來控制用電器工作的電路。

繼電器是間接控制電路中重要的控制器。繼電器主要由電磁線圈和觸點等組成。繼電器的工作原理如圖1-2所示。在間接控制電路中控制器（開關、電控單元）控制用電器工作過程實質是控制繼電器線圈通電產生磁力閉合繼電器觸點，接通用電器工作電路使用電器工作的過程。在這個控制過程中，把控制器控制繼電器線圈的電路稱為控制電路，把繼電器觸點控制用電器工作的電路稱為主電路。在電路中使用繼電器進行間接控制，解決了控制器允許通過的電流小和用電器工作需要的電流大之間的矛盾。通過利用小電流來控制大電流，不僅可以保護控制器，還可以使控制器做得體積更小，節約空間和材料。

由于繼電器具有用小電流控制大電流的工作特點，使繼電器在電路中具有雙重身份。對于受繼電器控制的用電器來說，繼電器是控制器，對于控制繼電器的各種開關和電控單元來說，繼電器是用電器。在汽車間接控制電路中，常見的繼電器有：① 常開式繼電器，如圖1-3（a）、（f）所示，在繼電器線圈通電時，觸點閉合，接通用電器電路；② 常閉式繼電器，如圖1-3（b）所示，與常開式繼電器工作原理相反，在繼電器線圈通電時，觸點斷開；③ 切換式繼電器，如圖1-3（d）所示，繼電器有兩對觸點，一對為常開觸點，一對為常閉觸點，在電磁線圈通電時，常開觸點閉合，常閉觸點斷開；④ 多路控制繼電器，如圖1-3（e）所示，繼電器內線圈不止有一個，繼電器觸點受多個繼電器線圈多個控制器控制，常用于同一個用電器受多個控制器控制的電路；⑤ 多觸點繼電器，如圖1-3（c）所示，在同一個繼電器內，繼電器觸點不止有一個，繼電器各個觸點之間是聯動關系，這樣的繼電器常用于多個或多路用電器的控制電路中，在有的繼電器線圈上會并聯一電阻、電容或二極管，這樣是為了保護繼電器線圈、控制開關觸點和電控單元。

無論是何種形式的繼電器都有繼電器線圈和繼電器觸點這兩個基本元器件。繼電器在電路圖中常用電器符號表達。電路圖中常見繼電器符號如圖1-3所示。繼電器符號一般由繼電器線圈和繼電器觸點組成，線圈與觸點用虛線相連，表示此觸點受該線圈的控制。繼電器觸點在電路圖中所處的位置一般表示該系統處于停止工作狀態時的位置。若繼電器觸點處于斷開狀態，如圖1-3（f）所示，則說明該繼電器為常開繼電器。若繼電器觸點處于閉合狀態，則說明該繼電器為常閉繼電器。

圖1-3　常見繼電器符號

間接控制電路由兩部分電路構成，即控制電路和主電路，在閱讀間接控制電路時關鍵是以繼電器為中心來區分控制電路和主電路，然后再根據回路原則，分別分析控制電路和主電路。上海通用汽車前霧燈受繼電器的控制，電路如圖1-4所示。以該電路為例，來分析間接控制電路。

圖1-4　上海通用汽車前霧燈電路

（1）霧燈控制電路　駐車燈接通時通電→保險絲H（10A）→前霧燈開關觸點→繼電器16端子85→繼電器線圈→繼電器16端子86→S106鉸接點→G117接地。

在汽車電路中還使用另一種繼電器——干簧式繼電器，其結構如圖1-5所示。干簧式繼電器在工作時，繼電器線圈里通過電流產生磁力，使笛簧開關觸點閉合，接通主電路。由于干簧式繼電器線圈允許通過較大的電流，因此具有反應靈敏的特點，常用于信號采集電路，作為傳感器使用。還用于控制霧燈，電路如圖1-6所示。干簧式繼電器在電路中的符號依然采用繼電器符號，控制電路和主電路的分析方法與繼電器相同。

　

圖1-5　干簧式繼電器結構示意圖燈電路

圖1-6　干簧式繼電器控制霧燈電路

二、非電控電路

在汽車電路中非電控電路和電控電路的最大區別在于是否使用電控單元進行控制。傳統用電器的控制電路多為非電控電路。例如照明燈、轉向信號燈、手動刮水器、清洗器等用電器的控制。電控電路在汽車電路中越來越多，主要用于自動化、高精度、高靈敏度的控制。例如自動變速器、發動機、電控燃油噴射系統、點火系統的控制等。

非電控電路指的是由各種手動開關、壓力開關、溫控開關、滑動變阻器等傳統控制器對用電器進行控制的電路。例如照明燈控制電路、冷卻風扇電路等。這些控制開關都是通過開關觸點的斷開或閉合來接通或斷開用電器工作電路，實現對用電器的控制。滑動變速器則是通過改變接入電路中電阻的大小來控制用電器的工作。

1.手動開關

手動開關主要是指點火開關、照明燈開關、轉向信號燈開關、危險警告燈開關、鼓風機轉速調節開關及各種控制面板開關、座椅位置調節開關、門窗玻璃升降開關等。在汽車上最重要的開關是點火開關，駕駛員通過旋轉點火開關來控制汽車上各用電器電路的通斷。點火開關在電路圖中常見的符號如圖1-7所示。照明燈開關、轉向信號燈開關、危險警告燈開關、遠近光轉換開關等開關往往組合在一起組成組合開關安裝在駕駛員面前的方向盤柱上，方便駕駛員的操作。組合開關在電路圖中往往只畫出所需的開關，再在開關旁邊注明在組合開關上。

2.溫控開關

溫控開關是指受溫度控制的開關。這類開關往往由熱敏電阻材料或溫度系數不同的雙金屬組成，在外界溫度發生變化時切斷或接通用電器的電路。例如用于控制冷卻液散熱風扇的熱敏開關；空調系統中用來感受外界的溫度，控制壓縮機工作的溫度保護開關等。溫控開關在電路圖中一般用普通開關的符號再在開關觸點上加字母q或者是在開關旁用文字說明的方法來標注常見符號，如圖1-8所示。

圖1-8　溫控開關電路符號

3.壓力開關

壓力開關是指受液壓或氣壓管路中壓力控制的電路開關。在管路壓力高于或低于一定標準值時，開關觸點斷開或關閉，切斷或接通用電器電路，起到對用電器的保護作用。例如空調系統中用于控制壓縮機工作的雙壓開關，發動機潤滑系統中的機油壓力開關等。壓力開關在電路圖中可用普通開關符號加文字標注的方法來表示，也可以用專用符號來表示。如圖1-9所示。

圖1-9　壓力開關電路符號

4.滑動變阻器

滑動變阻器通過改變串入電路中的電阻來改變電路中用電器兩端的電壓來控制用電器的轉速、亮度等。例如用來調節電動機的轉速，用來調節燈光的亮度等。調節電動機轉速的原理圖如圖1-10所示。

圖1-10　滑動變阻器調速原理圖

隨著汽車電控技術的發展，汽車上越來越多的傳統控制器將被電控單元或電控單元的功能所取代。例如可以利用壓力傳感器來代替壓力開關，利用電控單元來代替滑動變阻器，控制電動機的轉速、燈光亮度等。

三、電控電路

電控電路是在原有的控制電路上增加信號輸入裝置（信號傳感器）和電控單元，利用電控單元來對用電器進行自動控制的電路。電控電路能夠適應汽車電控技術的發展，實現對車上執行器的自動控制，在現代汽車上電控電路已代替傳統的非電控電路成為汽車控制電路的主要形式。例如電控燃油噴射系統取代機械控制燃油噴射系統，電控自動變速器控制系統取代傳統的液壓自動變速器控制系統，電控自動空調取代手動空調等，汽車越來越多的用電器被電控單元所控制。

電控單元是整個電控電路的核心。在汽車電路中，電控單元有兩種形式，一種是簡單的電子模塊式，另一種是微電腦式的電控單元。在電控電路中，根據電器設備的作用不同可把電控電路分為三部分，即信號輸入電路、執行器工作電路和電控單元電路。在電控單元工作時，電控單元接收信號輸入電路輸入的信號，根據其內部固定的電路（電子模塊式）或程序（微電腦式）對輸入信號進行分析、處理、計算后控制執行器（用電器）的工作。

在分析電控電路圖的時候，可以電控單元為中心，把電控電路分為電控單元電源電路、信號輸入電路和執行器工作電路，然后再逐類分析電控電路，可以收到事半功倍的效果。

1.電控單元電源電路

電控單元電源電路是指蓄電池向電控單元供電的電路。按照蓄電池向電控單元供電電路的不同可把電控單元電源電路分為兩部分。一部分電路是蓄電池正極與電控單元直接相連，無論何時都向電控單元供電，這部分電路作用是讓電控單元在點火開關關閉時仍能保存必要的數據，電流較小稱為常電源電路；另一部分電路是蓄電池正極與電控單元間通過點火開關或繼電器相連，這部分電路一般在點火開關置于點火擋時向電控單元供電，作用是向電控單元提供工作電源，電流一般較大稱為主電源電路。

電控單元還要與蓄電池負極相連，這樣才能構成閉合回路正常工作。電控單元一般通過車體與蓄電池負極相連，這樣的電路稱為電控單元接地電路。電控單元的接地電路往往不止一條，這樣可以提高接地的可靠性。

一汽豐田汽車發動機電控單元簡稱發動機ECU電路如圖1-11所示。

（1）發動機ECU常電源電路　蓄電池“＋”→熔斷器FL→熔斷器EFI（20A）→發動機ECU端子BATT→發動機ECU

（3）發動機ECU接地電路　發動機ECU通過端子E1與車身相連和蓄電池“–”極構成回路。發動機ECU接地電路：發動機ECU→發動機ECU端子E1→接地。

2.電控單元信號輸入電路

電控單元信號輸入電路按信號的來源不同，可以分為傳感器信號電路、外接開關信號電路和電控單元間數據傳輸電路。

（1）傳感器信號電路　傳感器信號電路按傳感器在工作時需不需要電控單元或蓄電池向其提供工作電壓，可以分為有源傳感器信號電路和無源傳感器信號電路。有源傳感器信號電路一般分為電源電路、信號電路和接地電路。例如霍爾效應式車速傳感器、空氣流量計、節氣門位置傳感器等，其中信號電路一定與電控單元相連。電源電路和接地電路不一定與電控單元相連。無源傳感器信號電路只有一條信號電路與電控單元相連。例如氧傳感器、爆震傳感器。由于無源傳感器的信號較弱，為防止無線電信號的干擾，在傳感器信號線上往往加有信號屏蔽線。信號屏蔽線可以通過電控單元接地，也可以直接接地如圖1-12所示。

傳感器在電路圖中一般不繪制出其內部具體結構，只用簡單的符號或符號加文字標注的方法來表示。例如冷卻液溫度傳感器和進氣溫度傳感器工作原理基本相同，在電路圖中符號相似，可用在符號旁加文字標注的方法來表示。在閱讀分析汽車電路圖的時候，一般不需要知道傳感器的內部結構如何，只要知道傳感器各端子的作用即可。因此在電路圖中，傳感器和電控單元各端子處往往用縮略語或簡潔文字來標明端子的作用。

在現代汽車上傳感器數量眾多，傳感器信號主要應用于發動機控制、自動變速器控制、剎車控制、轉向控制、車身控制、空調控制等。

① 空氣流量計　空氣流量計用來測量發動機的進氣量，并將信號輸送到發動機電控單元，作為電控直接燃油噴射系統燃油噴射量和點火控制的主要控制信號。空氣流量計按測量空氣的原理不同，可以分為葉片式、卡門渦旋式和熱式空氣流量計。空氣流量計都為有源傳感器。

a.葉片式空氣流量計　葉片式空氣流量計通過利用與測量板同軸轉動的電位計來測量出葉片轉動的角度，將進入發動機的進氣量轉變成電壓信號輸送到發動機電控單元。葉片式空氣流量計的外觀、結構和電路如圖1-13所示。

圖1-13　葉片式空氣流量計

b.卡門渦旋式空氣流量計　卡門渦旋式空氣流量計利用卡門原理制成，其結構與電路如圖1-14所示。在空氣流通道內設置渦流發生器，當空氣流過時，在渦流發生器后方會產生許多空氣渦旋。空氣渦旋的數量與空氣的流速成正比，因此只需測出空氣渦旋的數量就可以計算出空氣的流速。再將空氣通道的有效截面積與空氣流速相乘即可計算出發動機的進氣量。測量空氣渦旋數量的方法有反光鏡測量法和超聲波測量法兩種。圖1-14中所示為反光鏡測量法。超聲波測量法空氣流量計各端子的作用與反光鏡測量法空氣流量計各端子的作用標注相同。

圖1-14　卡門渦旋式空氣流量計

c.熱式空氣流量計　熱式空氣流量計把發熱電阻絲組成橋式電路，其電路如圖1-15所示。把橋式電路放在空氣流量計進氣道內，蓄電池向橋式電路中的發熱電阻絲供電。當有空氣從空氣流量計流過時，帶走發熱絲的熱量使橋式電路失去平衡，產生電壓差。發動機電控單元通過測量精密電阻RH上的電壓下降值來計算出發動機的進氣量。熱式空氣流量計與發動機電控單元連接的電路如圖1-16所示。熱式空氣流量計根據橋式電路安裝的位置不同可分為主流測量式、旁通測量式和熱膜式空氣流量計三種。

圖1-15　熱式空氣流量計橋式電路及檢測原理

圖1-16　熱式空氣流量計與發動機電控單元連接電路

② 進氣壓力傳感器

a.信號作用　進氣壓力傳感器用來測量發動機進氣管壓力，并把壓力信號輸送到發動機電控單元，發動機電控單元利用該信號和發動機轉速信號間接計算出發動機進氣量，是電控間接型燃油噴射系統的重要信號。

b.結構與工作原理　進氣壓力傳感器主要由壓力轉換元件和壓力信號放大元件組成。壓力轉換元件由具有壓電效應的硅片（膜）組成。在進氣壓力作用下，硅片（膜）將產生變形，使硅片（膜）的電阻阻值發生變化，從而使電橋電壓發生變化。由于電橋電壓值很小，需要通過壓力信號放大元件放大后輸送到發動機電控單元PIM端。發動機電控單元通過端子VCC向進氣壓力傳感器提供5V工作電壓。進氣壓力傳感器與發動機電控單元間的電路如圖1-17所示。

圖1-17　進氣壓力傳感器與發動機電控單元電路

c.工作原理應用　在汽車上各傳感器中，除了進氣壓力傳感器利用該工作原理外，還有機油壓力傳感器、各種液壓傳感器等壓力傳感器。

③ 進氣溫度傳感器

a.信號作用　由于空氣的密度會隨著溫度的升高而變小。進氣溫度傳感器的作用就是檢測進氣溫度，并把進氣溫度信號輸送到發動機電控單元。發動機電控單元根據該信號來對發動機噴油量進行修正，以便獲得最佳空燃比。

b.結構與工作原理　進氣溫度傳感器里的電阻由熱敏電阻材料制成。熱敏電阻在外界溫度發生很小的變化時，阻值就會發生很大的變化。根據熱敏電阻材料的性質不同，可把熱敏電阻分為正溫度系數熱敏電阻和負溫度系數熱敏電阻。進氣溫度傳感器常采用負溫度系數熱敏電阻。進氣溫度傳感器與發動機電控單元間的電路如圖1-18所示。在發動機工作時，發動機電控單元向進氣溫度傳感器提供5V或12V的工作電壓，通過測量與進氣溫度傳感器串聯電阻R兩端的電壓來確定發動機的進氣溫度。

　

圖1-18　進氣溫度傳感器與發動機電控單元電路

c.工作原理與應用　在汽車上各傳感器中，除了進氣溫度傳感器利用該工作原理外，還有冷卻液溫度傳感器、自動變速器油溫傳感器。空調系統中的環境溫度傳感器、車內溫度傳感器、出風口溫度傳感器、蒸發器表面溫度傳感器等溫度傳感器。

④ 節氣門位置傳感器

a.信號作用　節氣門位置傳感器安裝在節氣門體上，將節氣門打開或關閉的角度信號轉變成電壓信號輸送到發動機電控單元。發動機電控單元根據節氣門位置傳感器信號來控制噴油器的噴油量，節氣門位置傳感器信號不僅應用于發動機電控單元，還被其他電控單元所應用，例如自動變速器電控單元。

b.結構與工作原理　節氣門位置傳感器實質是一滑動變阻器，節氣門位置傳感器的外觀與電路如圖1-19所示。節氣門位置傳感器的電阻隨著節氣門開度的增大而增大，輸出的電壓信號也隨著節氣門開度增大而增大。節氣門位置傳感器往往和怠速開關做成一整體，在節氣門處于怠速位置時，怠速開關觸點閉合，向發動機電控單元輸送怠速信號，用于發動機電控單元對發動機的怠速控制。

圖1-19　節氣門位置傳感器結構與電路

c.工作原理應用　在汽車上各傳感器中，該工作原理除了應用于節氣門位置傳感器外，還有葉片式空氣流量計，EGR閥位置傳感器、燃油表位置傳感器等傳感器。

⑤ 發動機轉速與曲軸位置傳感器

a.信號作用　空氣流量計把單位時間內進入發動機的空氣量輸送到發動機電控單元。為了計算出每次循環進入發動機的進氣量，確定噴油器的最佳噴油量，需要測出發動機在單位時間內的轉速。發動機轉速傳感器就是用來測量發動機轉速的。發動機電控單元為了選取最合適的噴油時刻和點火時刻，還需要知道發動機曲軸轉角的位置。曲軸位置傳感器就是用來測量發動機曲軸轉角的。

b.結構與工作原理　發動機轉速傳感器和曲軸位置傳感器往往可以共用一個傳感器。發動機轉速與曲軸位置傳感器可以有很多種形式，如電磁感應式、霍爾效應式、光電式等，其中應用最為廣泛的是電磁感應式。

電磁感應式發動機轉速與曲軸位置傳感器主要由信號轉子、托架、電磁線圈和永久磁鐵構成。永久磁鐵的磁力線經信號轉子、電磁線圈、托架構成閉合回路，在轉子旋轉時，轉子凸起與托架間的磁隙不斷發生變化，工作原理如圖1-20所示，通過線圈的磁通量也不斷發生變化，在線圈中便產生了感應電壓，并以交流形式輸出。電磁感應式傳感器為無源信號傳感器，不需電控單元或蓄電池額外供給電源。傳感器上有兩條線都與電控單元相連。電磁感應式傳感器還應用在ABS系統中的輪速傳感器、自動變速器上的轉速傳感器、車速傳感器等。

圖1-20　電磁式傳感器

⑥ 霍爾式傳感器

霍爾式發動機轉速與曲軸位置傳感器是根據霍爾原理制成的傳感器。其結構與工作原理如圖1-21所示。當觸發葉輪以其缺口對著空氣隙時，磁鐵產生的磁通經導板、空氣隙到半導體基片構成回路，這時傳感器輸出霍爾電壓。當觸發葉輪的葉片進入空氣隙時，原磁路被葉片旁通，此時，傳感器無霍爾電壓輸出。霍爾電壓變化的時刻反映了曲軸的位置，單位時間內霍爾電壓變化的次數可反映發動機的轉速。霍爾效應式傳感器還可應用在自動變速器的輸入軸轉速傳感器、車速傳感器等。霍爾效應式傳感器為有源式傳感器，一般由三條線路與電控單元相連，分別是電源線、接地線和信號線。光電式發動機轉速與曲軸位置傳感器主要由發光二極管、光敏二極管、遮光盤和控制電路組成，結構如圖1-22所示。遮光盤上均勻刻有360條縫隙，每條縫隙代表曲軸的每度轉角，遮光盤固定在凸輪軸上，隨凸輪軸一起轉動，當遮光盤擋住發光二極管光線時，光敏二極管截止，控制電路輸出低電壓，當縫隙對準發光二極管與光敏二極管時，光線照射到光敏二極管上，控制電路輸出高電壓。凸輪軸每旋轉一周，控制電路將輸出360個脈沖信號，發動機電控單元根據該信號來確定一缸上止點位置和缸序，控制噴油器噴油和點火線圈點火。光電式傳感器為有源式傳感器，有三條電路與電控單元相連。光電式傳感器還應用于主動懸架系統中的車身高度傳感器等。

圖1-21　霍爾式傳感器工作原理與電路

圖1-22　光電式傳感器工作原理與電路

⑦ 爆震傳感器

a.信號作用　爆震傳感器的作用是把發動機發生爆震時傳到缸體上的機械振動轉換成電壓信號輸送到發動機電控單元。發動機電控單元根據該信號來推遲點火提前角，減小發動機的爆震，實現發動機電控單元對爆震的控制。

b.結構與工作原理　爆震傳感器根據工作原理不同，可以分為共振型、非共振型和火花塞座金屬墊型三種。這三種類型的爆震傳感器在工作時都不需要額外的電源供電，為無源式傳感器，通過信號屏蔽線與發動機電控單元相聯，電路如圖1-23所示。

圖1-23　爆震傳感器與發動機電控單元連接電路

• 共振型爆震傳感器是由與爆震幾乎具有相同共振頻率的振子和能夠檢測振子振動電壓并將其轉換成電壓信號的壓電元件構成，其結構如圖1-24（a）所示。
• 非共振型爆震傳感器與共振型爆震傳感器相比在結構上缺少產生振動的振子，直接利用能夠將振動轉變成電壓信號的壓電元件構成，其結構如圖1-24（b）所示。
• 火花塞座金屬墊型爆震傳感器是在火花塞的墊圈部位裝上壓電元件，根據燃燒壓力直接檢測爆震信號，并將振動壓力轉換成電壓信號輸送到發動機電控單元。該類型爆震傳感器一般在每缸火花塞上都安裝一個，其結構如圖1-24（c）所示。

圖1-24　爆震傳感器的類型

⑧ 氧傳感器

a.信號作用　現代汽車普遍采用三元催化排氣凈化器，把發動機排出廢氣中的有害氣體轉化成無害氣體。由于只有當發動機在標準的理論空燃比14.7∶1運轉時，三元催化轉化器的轉化效率最高，為此必須對發動機空燃比進行精確控制。氧傳感器用來檢測發動機排氣廢氣中氧的含量，并轉化成電壓信號輸送到發動機電控單元。發動機電控單元根據該信號來確定實際空燃比是比理論空燃比高還是低，并控制噴油器增加或減小噴油量。

b.結構與工作原理　氧傳感器的結構與外觀如圖1-25所示。在敏感元件陶瓷材料（氧化鋯）的內外表面都覆蓋了薄層鉑，傳感器內側與大氣相通，外側與發動機廢氣相接觸。在400～800℃的高溫環境里，若氧化鋯內外表面處氧的濃度有很大差別，則氧化鋯元件內外側兩鉑電極之間將會產生一電壓。由于氧化鋯只有在400～800℃的高溫環境里才能正常工作，為保證氧傳感器在發動機進氣量小，排氣溫度低時也能正常工作，在氧傳感器中增加了電加熱裝置來對氧傳感器進行加熱。這樣的氧傳感器稱為加熱型氧傳感器。氧傳感器屬于無源傳感器，加熱型氧傳感器則屬于有源傳感器。加熱型氧傳感器與發動機電控單元的連接電路如圖1-26所示。

（2）外接開關信號電路　在汽車電控系統電路中，外接開關的接通與斷開也是作為一種特殊的信號輸入發動機電控單元的。例如空調開關、自動變速器擋位開關、制動燈開關、電動座椅調整開關、電動門窗升降開關等。這些開關在接通或關閉時電控單元將根據開關信號控制或改變相應執行器的工作。例如，當制動燈開關觸點閉合時，制動防抱死系統（ABS）電控單元將啟動ABS系統工作，空調開關觸點閉合時，把空調系統打開信號輸送到發動機電控單元。若車上配置的空調為自動空調系統，空調開關同時還要把空調打開信號輸送到自動空調電控單元。發動機電控單元根據空調開關閉合信號來增加噴油器的噴油量，提高發動機在怠速時的轉速，防止發動機因增大負荷而熄火。

在汽車電控系統外接開關中，有的開關觸點是靠手動斷開或閉合，例如座椅調整開關、電動門窗升降開關，有的開關觸點則是根據外部條件自動斷開或閉合的，例如風扇熱敏開關。外接開關根據向電控單元輸入的信號電路不同可以分為接地式、輸入電壓式和輸入信號式。其電路及工作原理如圖1-27所示。在汽車電控系統外接開關信號電路里屬于接地式開關信號電路的有：① 自動變速器擋位開關；② 安全帶開關；③ 怠速控制開關；④ 離合器踏板開關；⑤ 動力轉向壓力開關；⑥ 制動燈開關等。

屬于輸入電壓式開關電路有：① 空調開關；② 巡航速度控制開關；③ 空調空氣循環模式開關；④ 啟動信號開關；⑤ 電動座椅調節開關；⑥ 電動門窗開關等。

屬于輸入信號式開關電路有：① 自診斷信號開關；② 點火鑰匙通電開關；③ 風門位置開關等。

3.執行器工作電路

執行器工作電路是指受電控單元控制的用電器的工作電路。執行器在工作時必須構成閉合回路才能正常工作。電控單元可以通過控制執行器的電源電路來控制執行器的工作，例如防盜警告器、行李廂蓋鎖電動機等。可以通過執行器接地電路來控制執行器的工作，例如噴油器、點火線圈、換擋電磁閥等。執行器既可以通過電控單元接地又可以通過執行器接地。

汽車電控系統的執行器按照工作原理的不同可以分為如下。

① 電磁閥類　電控單元通過控制電磁閥類執行器來控制汽車油路、氣路、水路的工作。例如通過控制噴油器來控制發動機的噴油量；通過控制自動變速器換擋電磁閥來控制自動變速器換擋的油路來控制自動變速器換擋；通過控制熱水閥來控制車內暖氣的工作。

② 照明指示燈類　例如閱讀燈、故障指示燈、警告燈、儀表信號燈等。

③ 警告裝置　例如防盜系統中的警報器、儀表臺上的蜂鳴器等。

④ 各種繼電器　電控單元通過控制各種繼電器來控制大功率用電器的工作，例如二次空氣泵繼電器、燃油泵繼電器等。

⑤ 電動機類　電控單元通過控制電動機來控制汽車各系統的工作。電控單元對電動機的控制多是通過控制繼電器來進行間接控制。例如燃油泵電動機，通過燃油泵繼電器控制；空調系統中的各風門電動機、自動座椅各調節電機等，也有電控單元直接控制的電機，例如怠速步進電機、電動油門電機等。

⑥ 各種儀表　電控單元通過各種儀表顯示來告訴駕駛員車輛各系統的運行狀況。

⑦ 各種顯示屏　各種顯示屏除了顯示車輛的運行狀況外，還用于車輛的娛樂、導航等。

⑧ 各種數據傳輸接口　數據傳輸接口主要是指故障診斷接口。在對車輛進行故障診斷時，故障診斷儀通過故障診斷接口與電控單元相聯。此時故障診斷儀相對電控單元是執行器。故障診斷儀通過故障接口來讀取儲存在電控單元里的故障診斷碼，同時又可對電控單元進行程序升級、修復、更換等。