汽车各传感器构造与原理解读10929.pdf

《汽车各传感器构造与原理解读10929.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《汽车各传感器构造与原理解读10929.pdf（19页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、 1 电子控制系统构造与原理 电子控制系统的组成：由传感器、控制单元、执行器组成 2 传感器的类型及功能 一、节气门位置传感器 1.功能及类型 功能：检测节气门开度转换为电压信号传递给ECU 判定发动机运转工况的依据 类型：线性输出型(滑动电阻式)开关量输出型(触点式)（1）线性输出型 结构和原理 VCC：传感器电源端子。由ECU 提供 5V 电压 VTA：节气门开度信号端子。节气门开度越大，VTA-E2 间电阻越大，开度电压信号越大 IDL：怠速开关端子。节气门关闭时，怠速开关闭合，IDL E2 间电压为 0V；节气门打开时，怠速开关断开，IDL E2 间电压为12V E2：传感器通过ECU

2、 接地 输出特性 输出电压随节气门开度的增大而线性增大 当节气门完全关闭时，怠速触点闭合，发动机处于怠速状态 3 控制电路 VTA 信号：节气门由关闭逐渐开大，在05V 间变化 IDL 信号：怠速时0V，节气门打开时12V （2）开关量输出型 结构与原理 怠速工况 输出特性 传感器有开和关两种信号 怠速触点闭合：节气门全闭，发动机处于怠速状态 全开触点闭合：节气门开度50，发动机处于大负荷状态 4 控制电路 带ACC 信号输出的开关量输出型 怠速触点闭合，怠速状态；如高速时怠速触点闭合，减速状态 加减速检测触点闭合，同时该触点与ACC1和 ACC2 交替闭合/断开，急加速工况 大负荷触点闭合，

3、大负荷工况 加减速检测触点断开，同时该触点与ACC1和 ACC2 交替闭合/断开，减速工况 二、进气温度传感器（THA）1.功能与结构 检测进气温度转化为电阻信号，送给 ECU 作为喷油量修正信号和点火修正信号，获得最佳空燃比和点火提前角。热敏电阻传感器 5 2.工作原理 负温度系数热敏电阻特性：进气温度升高，热敏电阻值降低 3.控制电路 THA 信号：进气温度越高，热敏电阻越低，电路总电阻减小，电路电流增大，ECU 内电阻R 分压增加，热敏电阻分压降低，即 THA 信号电压减小 E2：传感器接地 三、冷却液温度传感器（THW）1.功能 检测冷却液温度转化为电阻信号，送给ECU 作为喷油量、点

4、火正时的修正信号 2.结构与原理 热敏电阻传感器 负温度系数热敏电阻特性：冷却液温度升高，热敏电阻值降低 6 3.控制电路 THW 信号：冷却液温度越高，热敏电阻越低，电路总电阻减小，电路电流增大，ECU 内电阻R 分压增加，热敏电阻分压降低，即THW 信号电压减小 E2：传感器接地 四、曲轴/凸轮轴位置和转速传感器 1.功用、类型及位置 功用：检测活塞上止点、曲轴转角、发动机转速信号送给ECU，以确认曲轴位置，用来控制喷油正时和 点火正时。类型：电磁感应式（磁电式）、光电式、霍尔式 位置：经常安装在发动机的曲轴端、凸轮轴端、飞轮上或分电器内。1、磁电式（1）结构与原理（2）丰田TCCS 系统

5、，位于分电器内.7 （2）发动机转速(Ne)信号 曲轴转角1信号=30转角时间/30 等分 发动机转速：Ne信号以2个脉冲时间（曲轴60）为基准计算和检测 （3）曲轴位置(G)信号 G 信号：辨别气缸及检测活塞上止点位置。G1 为第6 缸压缩上止点前10，G2 为第1缸压缩上止点前10 G 信号：ECU 利用Ne 信号计算曲轴转角的基准信号 8 （4）控制电路 G1-G-：第6 缸上止点位置电脉冲信号 G2-G-：第1 缸上止点位置电脉冲信号 Ne-G-：曲轴转速电脉冲信号 3.光电式（1）结构与原理 NISSAN 公司，位于分电器内 （2）1和120信号 曲轴1信号：供ECU 计算曲轴转角和

6、发动机转速 9 曲轴120信号：供ECU 确认活塞上止点(前70)位置 （3）控制电路 3.霍尔式（1）触发叶片式(GM 公司)1）结构型式 外信号轮：均布18 个叶片和窗口，宽度10弧长 内信号轮：3 个叶片宽度100、90、110弧长；3 个窗口宽度20、30、10弧长。10 2）霍尔传感器原理 叶片对永久磁铁和霍尔元件隔磁，不产生霍尔电压 叶片离开空气隙，产生霍尔电压 3）控制电路 3.霍尔式（1）触发叶片式(GM 公司)1）结构型式 外信号轮：均布18 个叶片和窗口，宽度10弧长 内信号轮：3 个叶片宽度100、90、110弧长；3 个窗口宽度20、30、10弧长。11 2）霍尔传感器

7、原理 叶片对永久磁铁和霍尔元件隔磁，不产生霍尔电压 叶片离开空气隙，产生霍尔电压 3）输出信号 18X 信号：一个脉冲为20/20 等份=1信号控制点火时刻 3X 信号：120信号判断气缸和点火时刻基准信号 100弧长触发叶片前沿：1、4 缸上止点前75 90弧长触发叶片前沿：3、6 缸上止点前75 110弧长触发叶片前沿：2、5 缸上止点前75 12 （2）触发轮齿式(克莱斯勒公司)1）结构型式（四缸发动机飞轮壳）轮槽通过时：霍尔效应输出高电位(5V)轮齿通过时：霍尔效应输出低电位(0.3V)第 4 个槽脉冲下降沿：活塞上止点前(TDC)4 1 组 4 个脉冲信号：1、4 缸接近上止点 另1

8、 组 4 个脉冲信号：2、3 缸接近上止点 2）控制电路 CPS 信号：确定活塞上止点和发动机转速；但并不知道有哪两个缸的活塞接近上止点，同步信号传感器：装在分电器内，协助传感器判缸。（3）同步信号传感器(霍尔式)1）结构型式（四缸发动机分电器内）脉冲环前沿通过时：产生5V 高电压 脉冲环后沿离开时：产生0V 信号电压 分电器旋转一周：高低电位各占180(曲轴转角360)13 2）控制电路 产生5V 电压信号时：表示下一个到达上止点的是1、4 缸，1 缸为压缩行程，4 缸为排气行程。产生0V 电压信号时：表示下一个到达上止点的仍是1、4 缸，但气缸工作行程与前相反。五、氧传感器 1.功用与类型

9、 功用：在使用三元催化转换器降低排放污染的发动机上，氧传感器是必不可少的。氧传感器测定排气中氧浓度信号，发动机ECU 据此信号反馈修正喷油量，控制空燃比控制于理论值范围内，使 三元催化转换器效果最佳。氧传感器的工作使发动机处于闭环控制状态 类型：氧化锆式(应用最多)和 氧化钛式 （2）氧化锆式 结构型式 锆管：氧化锆固体电解质制作的多孔陶瓷体试管 锆管内侧：大气 锆管外侧：排气 14 锆管元件：微电池 （2）工作原理 混合气稀：排气中含氧多，两侧氧浓度差小，产生电压信号较低 混合气浓：排气中含氧少，两侧氧浓度差大，产生电压信号较高 （3）输出电压信号特点 氧传感器电压在=1(理论空燃比 14.

10、7)时突变：1 时输出电压几乎为0 1 时输出电压接近1V 反馈控制只能使混合气在理论空燃比附近一个狭小的范围内波动：故氧传感器输出电压在0.10.9V 之间不断变化，如果变化过缓或不变则表明存在故障 15 （4）带加热器的氧传感器原理 氧传感器输出信号与工作温度有关：早期通过排气加热，发动机起动数分钟后才能工作 带加热器的氧传感器，起动后2030s内工作 （5）控制电路 OX 端子：产生氧传感器信号电压 HT 端子：控制加热丝电路通断（2）氧化钛式 结构型式 又称电阻型氧传感器：氧化钛常温下为高电阻半导体，一旦缺氧，电阻随之减小 也有电加热器：保证传感器工作温度不变 16 （2）控制电路 与

11、ECU 连接的输出端子电压：0.10.9V 混合气稀：输出电压高于参考电压 混合气浓：输出电压低于参考电压 六、爆震传感器 1.功用与类型 功用：检测发动机有无爆震现象，并将信号送入发动机ECU，判定有无爆震及爆震强弱，修正点火提前角。类型：磁致伸缩式和压电式 2.磁致伸缩式（左图）缸体出现振动时，传感器在7kHz左右处产生共振，铁心的导磁率发生变化，致使永久磁铁穿过铁心的磁通密度也变化，从而在绕组中产生感应电动势 3.压电式（1）结构原理 压电效应：当缸体振动时，配重受振动影响产生加速度，压电元件受到加速度惯性力的作用而产生电压信号。17（2）输出特性 4.控制电路 七、电子单元（ECU）1

12、.电子单元组成 2.电子单元工作过程 从传感器来的信号，首先进入输入回路，对具体信号进行处理。如是数字信号，根据CPU 的安排，经I/O 接口直接进入微机；如是模拟信号，还要经过A/D 转换，转换成数字信号后，才能经I/O 接口进入微机。大多数信息，暂时存储在RAM 内，根据指令再从RAM 送至CPU。下一步是将 18 存储在ROM 中的参考数据引入CPU，使输入传感器的信息与之进行比较。CPU 对这些数据比较运算后，作山决定并发出输出指令信号，经I/O 接口，必要的信号还经D/A 转换器转变成模拟信号，最后经输出回路去控制执行器动作。例如喷油器驱动信号，通过控制喷油正时和喷油脉宽，完成控制喷

13、油功能。读书的好处 1、行万里路，读万卷书。2、书山有路勤为径，学海无涯苦作舟。3、读书破万卷，下笔如有神。4、我所学到的任何有价值的知识都是由自学中得来的。达尔文 5、少壮不努力，老大徒悲伤。6、黑发不知勤学早，白首方悔读书迟。颜真卿 7、宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来。8、读书要三到：心到、眼到、口到 9、玉不琢、不成器，人不学、不知义。10、一日无书，百事荒废。陈寿 11、书是人类进步的阶梯。12、一日不读口生，一日不写手生。13、我扑在书上，就像饥饿的人扑在面包上。高尔基 14、书到用时方恨少、事非经过不知难。陆游 1 15、读一本好书，就如同和一个高尚的人在交谈歌德 16、读一切好书，就是和许多高尚的人谈话。笛卡儿 17、学习永远不晚。高尔基 18、少而好学，如日出之阳；壮而好学，如日中之光；志而好学，如炳烛之光。刘向 19、学而不思则惘，思而不学则殆。孔子 20、读书给人以快乐、给人以光彩、给人以才干。培根