第十节 进气压力传感器
一、进气压力传感器概述
1. 进气压力传感器作用
进气压力传感器也叫歧管绝对压力传感器（MAP），该传感器其实属于速度密度型传感器，安装在进气歧管上，用来测量进气系统内的真空度。
2. 类型
进气压力传感器的种类很多，目前常用的有半导体压敏电阻式、真空膜片式、电容式等。其中半导体压敏电阻式进气压力传感器应用最为广泛。
二、进气压力传感器结构
1. 半导体压敏电阻式进气压力传感器结构
半导体压敏电阻式进气压力传感器利用半导体的压阻效应制成，主要由硅膜片、真空室、硅杯、底座、真空管和引线电极组成，见图2-83。
图2-83 半导体压敏电阻式进气压力传感器
2. 电容式进气压力传感器结构原理
电容式进气压力传感器利用氧化铝膜片和底板彼此靠近排列形成电容，根据其电容量随膜片上下压力差变化的性质研制而成。电容式进气压力传感器结构见图2-84。
图2-84 电容式进气压力传感器结构
1—真空管；2—接进气歧管；3—氧化铝膜片；4—厚膜电极
3. 真空膜片式进气压力传感器结构原理
真空膜片式进气压力传感器的膜盒由薄金属片焊接而成，其内部抽成真空，外部为气压室，与发动机进气歧管相连，见图2-85。该传感器安装在D型喷射系统发动机的进气歧管上，用来检测进气压力，并将检测到的压力信号转化为电信号输入发电机控制单元（ECU），实现ECU对喷油量的调节。
图2-85 真空膜片式进气压力传感器结构
1—膜片；2—气压室；3—气压增高；4—操纵杆
三、进气压力传感器工作原理
半导体压敏电阻式进气压力传感器的硅膜片一面通过真空室，一面承受来自进气歧管中气体的压力；在气体压力的作用下，硅膜片会产生变形，且压力越大形变越大；硅膜片上应变电阻的阻值在此压应力的作用下就会发生变化，使传感器上以惠斯通电桥方式连接的硅膜片应变电阻的平衡被打破；当电桥的输入端输入一定的电压或电流时，在电桥的输出端便可得到相应变化的信号电压或信号电流，因为此信号比较微弱，所以采用了混合集成电路进行放大后输入给ECU。
四、进气压力传感器单体电路
进气压力传感器应用压电原理，根据进气管的压力的大小变化，电压值也会随之变化。通过探测进气管压力可计算出各气缸空气量的准确数值。根据该数值对进气门的开启时间和喷射量进行相应调节。进气压力传感器电路见图2-86。
图2-86 进气压力传感器电路
五、进气压力传感器关联电路
歧管绝对压力传感器接线包括3个电路。发动机控制模块（ECM）向5V参考电压电路上的传感器提供经过调节的5V电压。发动机控制模块向低电平参考电压电路提供搭铁。歧管绝对压力传感器向发动机控制模块提供信号电压，以响应歧管绝对压力传感器信号电路上的压力变化。发动机控制模块将输入的信号电压转换为压力值。
在正常操作条件下，当点火开关置于“ON”（打开）位置且发动机关闭时，进气歧管压力最大，等于大气压力。当在节气门全开（WOT）条件下操作车辆时，涡轮增压器可将歧管压力增加到大气压力以上水平。当车辆怠速或减速时，歧管压力最低。发动机控制模块监测歧管绝对压力传感器压力信号是否超出正常范围。进气压力传感器关联电路见图2-87。
图2-87 进气压力传感器关联电路
六、进气压力传感器故障判断
（一）进气压力传感器本体检查
歧管绝对压力传感器测量进气歧管内部的压力时，进气歧管压力受发动机转速、节气门开度、空气温度、大气压力和涡轮增压器输出等因素影响。歧管绝对压力传感器内的膜片因压力变化而移动，压力变化是由发动机负荷和工作条件的变化引起的。
（二）电路检查
进气压力传感器按照下述步骤检查，对照电路图2-88。
图2-88 电路图
第一步 检查是否存在以下状况：传感器外壳损坏、真空管破裂；传感器密封件损坏；传感器松动或安装不正确；传感器真空管堵塞。
维修提示
严禁歧管绝对压力传感器的5V参考电压电路与车辆的其他部件相连，否则会损坏传感器及控制单元。
第二步 测量歧管绝对压力传感器5V参考电压。
转动点火开关至“OFF”位置。
断开歧管绝对压力传感器线束连接器EN49。
转动点火开关至“ON”位置。
测量歧管绝对压力传感器线束连接器EN49的4号端子与可靠接地之间的电压（标准电压值为4.5～5.5V）。
连接歧管绝对压力传感器线束连接器EN49。
电压是否符合规定值？如果不符合，转至第六步；如果符合，执行下一步。
第三步 测量传感器信号电路。
转动点火开关至“OFF”位置。
断开歧管绝对压力传感器线束连接器EN49。
转动点火开关至“ON”位置。
在EN49的3号和4号端子之间连接一根带5A熔丝的跨接线，用故障诊断仪观察“实际歧管绝对压力传感器电压”参数（标准电压值为4.5～5.5V）。
连接歧管绝对压力传感器线束连接器EN49。
数据正常吗？如果不正常，转至第七步；如果正常，执行下一步。
第四步 测量歧管绝对压力传感器接地电路。
转动点火开关至“OFF”位置。
断开歧管绝对压力传感器线束连接器EN49。
转动点火开关至“ON”位置。
测量歧管绝对压力传感器线束连接器EN49的1号端子与可靠接地之间的电阻（标准电阻值小于1Ω）。
连接歧管绝对压力传感器线束连接器EN49。
电阻值正常吗？如果不正常，转至第八步；如果正常，执行下一步。
第五步 更换歧管绝对压力传感器，转至第十步。
第六步 检查传感器5V参考电压电路。
转动点火开关至“OFF”位置。
断开歧管绝对压力传感器线束连接器EN49。
断开ECM线束连接器EN44。
测量歧管绝对压力传感器线束连接器EN49的4号端子与ECM线束连接器EN44的59号端子之间的电阻值，检查是否存在断路情况，否则修理故障部位。
测量歧管绝对压力传感器线束连接器EN49的4号端子与可靠接地之间的电阻值，检查是否存在对地短路情况，否则修理故障部位。
测量歧管绝对压力传感器线束连接器EN49的4号端子与可靠接地之间的电压值，检查是否存在对电源短路情况，否则修理故障部位。
以上各测量参数见表2-13。
表2-13 测量参数（一）
电阻值正常吗？如果正常，执行下一步；如果不正常，转至第九步。
第七步 检查传感器信号电路。
转动点火开关至“OFF”位置。
断开歧管绝对压力传感器线束连接器EN49。
断开ECM线束连接器EN44。
测量歧管绝对压力传感器线束连接器EN49的3号端子与ECM线束连接器EN44的19号端子之间的电阻值，检查是否存在断路情况，否则修理故障部位。
测量歧管绝对压力传感器线束连接器EN49的3号端子与可靠接地之间的电阻值，检查是否存在对地短路情况，否则修理故障部位。
测量歧管绝对压力传感器线束连接器EN49的3号端子与可靠接地之间的电压值，检查是否存在对电源短路情况，否则修理故障部位。
以上各测量参数见表2-14。
表2-14 测量参数（二）
电阻值正常吗？如果不正常，执行下一步；如果正常，转至第九步。
第八步 检查传感器接地电路。
转动点火开关至“OFF”位置。
断开歧管绝对压力传感器线束连接器EN49。
断开ECM线束连接器EN44。
测量歧管绝对压力传感器线束连接器EN49的1号端子与ECM线束连接器EN44的40号端子之间的电阻值，检查是否存在断路情况，否则修理故障部位。
测量歧管绝对压力传感器线束连接器EN49的1号端子与可靠接地之间的电压值，检查是否存在对电源短路情况，否则修理故障部位。
以上各测量参数见表2-15。
表2-15 测量参数（三）
电阻值正常吗？如果不正常，执行下一步；如果正常，执行下一步。
第九步 检查ECM电源电路。
检查ECM电源电路是否正常。
检查ECM接地电路是否正常。
电路正常吗？如果不正常，处理故障部位；如果正常，执行下一步。
第十步 更换ECM。
第十一步 利用故障诊断仪确认故障代码是否再次存储。
连接故障诊断仪至诊断测试接口。
转动点火开关至“ON”位置。
清除故障代码。
启动发动机并怠速暖机运行至少5min。
路试车辆至少10min。
再次对控制系统进行故障代码读取，确认系统无故障代码输出。如果没有再次存储，属于间歇性故障，故障排除。
（三）故障码分析
为了提供喷油嘴正确的喷油量，进气量须由增压型歧管绝对压力传感器反馈至PCM。装配位置通常位于进气歧管顶部。PCM依据发动机的其他相关参数状态，进而推算出实际进入发动机参与燃烧的实际空气量（实际进气量）。
PCM依据流体力学原理，根据进气歧管内的空气温度和压力实际测试数据并组合考虑到其他相关参数的影响因素并根据所得出的进气量为发动机提供理想比例的燃油喷射量。
1. 故障码P0105分析
（1）故障描述 进气压力传感器电路，进气压力传感器没有动作。
（2）故障原因 可能的故障原因：进气压力传感器线路接头不良；进气压力传感器线束断路或短路；进气压力传感器故障；发动机控制单元故障。
（3）故障识别条件 节气门开度小于30%且发动机转速350r/min以上，而发动机运转2s以下，每7.81ms诊断一次中，PCM检测160个测试样本内有120个失败，当上述条件满足时故障码会被设定。
2. 故障码P0107分析
（1）故障描述 进气压力传感器电压太低。
（2）故障原因 可能的故障原因：进气压力传感器线束断路或短路到接地；进气压力传感器故障；发动机控制单元损坏；TPS传感器故障。
（3）故障识别条件 发动机控制单元检测到进气压力传感器电压低于0.20V，持续5s以上。发动机转速1000r/min以下时节气门开度大于0%或发动机转速1000r/min以上时节气门开度大于20%时，当PCM检测到的进气歧管压力值信号电压小于0.2V，设置故障码P0107。
3. 故障码P0108分析
（1）故障描述 进气压力传感器电压太高。
（2）故障原因 可能的故障原因：进气压力传感器线束短路到电源；进气压力传感器故障；发动机控制单元损坏；TPS传感器故障。
（3）故障识别条件 发动机控制单元检测到进气压力传感器电压高于4.8V，持续5s以上。发动机转速2400r/min以下时节气门开度小于15%或发动机转速2400r/min以上时节气门开度小于35%时，当PCM检测到的进气歧管压力值信号电压大于4.8V，在每125ms诊断一次中，ECM检测640个测试样本内有320个测试失败，当上述条件满足时故障码会被设定。
（四）失效影响
为了确定燃油喷射量，必须将进气流量信息输入至发动机控制单元。进气压力传感器（MAP）是速度-密度类型的传感器，测量进气歧管内的压力，间接测量空气流量。MAP将与进气歧管压力成正比的模拟信号输出到ECM，ECU（ECM）根据此信号和发动机转速计算空气流量。
进气压力传感器失灵时，根据节气门位置和发动机转速计算出一个替代值。在这两种情况下，故障存储器中都会记录一个故障。
七、进气压力传感器的更换
1. 进气压力传感器拆卸（图2-89）
图2-89 更换进气压力传感器
维修图解
拔开进气压力传感器连接器A。
旋出螺栓B，从进气歧管上拆卸进气压力传感器。
2. 进气压力传感器安装
按照拆卸相反顺序进行安装，把传感器插入安装孔。注意，安装时小心操作，不要损坏传感器。
八、进气温度-增压压力传感器
（一）概述
进气温度-增压压力传感器（图2-90）是组合式传感器，向发动机控制单元提供以下信息：增压空气温度；增压压力。
图2-90 进气温度-增压压力传感器
1—进气温度-增压压力传感器；2—4芯插头
增压压力传感器用于增压压力调节。利用进气压力传感器的信号，发动机控制单元还将对节气门的位置进行补偿。
（二）功能说明
1. 增压压力传感器
采用应变仪进行压力测量。施加压力时，传感器中装有应变仪的金属膜会发生变形。应变仪的电阻变化将通过一个测量电桥，以电子方式进行记录并分析。然后，所测得的电压将作为实际值输入到增压压力调节装置中。
2. 进气温度传感器
进行温度记录时，使用的是与温度有关的电阻器。该电路包括一个分压器，可对其测量与温度有关的电阻值，通过一条传感器特有的特性线转换成温度值。在进气温度传感器中安装有一个热导体（NTC），其电阻值随温度的上升而下降。此电阻值根据温度在167kΩ～150Ω的范围内变化，对应于-40～130℃的温度。
（三）进气温度-增压压力传感器电路
1. 内部电路
维修图解
进气温度-增压压力传感器通过一个4芯插头进行连接，该传感器由发动机控制系统提供5V的电压。内部电路见图2-91。
图2-91 传感器内部电路
1—增压压力传感器；2—进气温度传感器；KL.31E—总线端KL.31，电子接地线；SIG1—增压压力信号；5V—5V供电电压；SIG2—进气温度信号
2. 传感器特性
增压压力的信息将通过一条信号线传输给发动机控制装置。增压压力的有效信号根据压力变化而波动。测量范围0.5～4.5V，对应于20～250kPa（0.2～2.5bar）的增压压力，见图2-92。
图2-92 传感器特性
进气温度传感器的电阻随着温度在167kΩ～150Ω的范围内变化，对应于-40～130℃的温度。
3. 工作参数
表2-16为进气温度-增压压力传感器参数。
表2-16 进气温度-增压压力传感器参数
（四）故障影响
在进气温度-增压压力传感器失效时，将出现以下情况：在发动机控制单元中记录故障代码；以替代值紧急运行。