第二章 傳感器(修改)

1、第二篇 汽車電子控制系統(tǒng)第二章 汽車發(fā)動機集中控制系統(tǒng)第二章傳感器及其檢測 傳感器是微機控制系統(tǒng)的輸人裝置，其作用是正確地向ECU提供汽車及發(fā)動機運行狀況信息。微機控制系統(tǒng)中使用的傳感器類型很多，結(jié)構(gòu)、工作原理以及檢測方法各不相同。隨著汽車傳感器及傳感器技術(shù)的發(fā)展，敏感器件的種類會越來越多捕捉信息的范圍也越來越寬，精度不斷提高，壽命不斷延長，并正向固體化、數(shù)字化、智能化發(fā)展。第一節(jié)空氣流量傳感器 空氣流量傳感器是測量發(fā)動機進氣量的裝置。它能將吸入氣缸的空氣量轉(zhuǎn)變成電信號送給電控單元ECU，作為電控汽油噴射系統(tǒng)確定基本噴油量的重要信號之一，以保證發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性和排放指標的最優(yōu)。 目前，常

2、見的空氣流量傳感器有翼板式、卡門旋渦式、熱線式及熱膜式等。 一、翼板式空氣流量傳感器一、翼板式空氣流量傳感器(豐田豐田previa旅行車用旅行車用) (一)翼板式空氣流量傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理 翼板式空氣流量傳感器安裝在空氣濾清器之后的進氣管道上，主要由翼板、復(fù)位彈簧以及與翼板軸相連的電位計等組成。結(jié)構(gòu)如圖2-2-1所示。 補償擋板補償擋板緩沖室緩沖室彈簧彈簧測量板測量板溫溫度度傳傳感感器器旁通氣道旁通氣道封口封口調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)螺釘螺釘電位計電位計第二篇 汽車電子控制系統(tǒng)第二章 汽車發(fā)動機集中控制系統(tǒng) 翼板5與電位計的滑片6都固定在轉(zhuǎn)軸8上，轉(zhuǎn)軸上的復(fù)位彈簧2使翼板在沒有空氣進入氣缸時處于關(guān)閉位置。

3、 發(fā)動機工作時，翼板在流動空氣的壓力和復(fù)位彈簧的作用下，可轉(zhuǎn)至一定的角度。其轉(zhuǎn)動的角度由同軸連接的電位計轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘枴y量片的轉(zhuǎn)角(開度)大，輸出的電壓信號高；轉(zhuǎn)角(開度)小，輸出的電壓信號低。該電壓信號輸入電控單元ECU中，作為檢測發(fā)動機負荷狀況即氣缸進氣量的重要參數(shù)。 除了翼板以外，還安裝有補償片9，它起阻尼作用，可使發(fā)動機活塞運動所引起的進氣管內(nèi)的壓力波動。不至于影響翼板轉(zhuǎn)動的角度，以保證測量精度。 翼板式空氣流量傳感器在電路設(shè)計上有兩種類型，如圖2-2-2所示。 圖2-2-2(a)是用絕對電壓Us表示空氣流量的。其缺點是：當電源電壓波動時，即使空氣流量即測量板位置不變，也會使Us發(fā)生

4、變化因而其精度低。該空氣流量傳感器的特點是：進氣量越大，Us越低。 圖2-2-2(b)是用相對電壓Us/UB來表示空氣流量的。相比之下，用相對電壓法檢測空氣流量，其測量精度不受電源電壓波動的影響。因為相對電壓UsUB在電源電壓波動時，US、UB同時成正比例變化，其比值仍然保持不變。因此，一般采用相對電壓法檢測空氣流量。燃油泵開關(guān)“K”裝在電位計內(nèi)。當發(fā)動機運轉(zhuǎn)，空氣流量傳感器內(nèi)有空氣流過時，油泵開關(guān)K閉合。發(fā)動機停止工作時，油泵開關(guān)斷開即使點火開關(guān)處在接通位置，油泵也不工作，從而避免因點火開關(guān)誤開或某種事故狀態(tài)下電動汽油泵誤泵油。怠速調(diào)整螺釘4裝在旁通氣道中，用來調(diào)節(jié)流過旁通氣道的空氣量，從而

5、改變怠速混合氣濃度以調(diào)節(jié)發(fā)動機怠速轉(zhuǎn)速。 進氣溫度傳感器裝在氣流進口，隨氣溫變化改變著輸入電腦的電信號大小。 (二二)傳感器常見故障與檢查傳感器常見故障與檢查 1常見故障 (1)電位計滑片與炭膜電阻接觸不良而使信號時有時無或信號不正確。 (2)電位計中電阻值不當而使信號不正確；傳感器轉(zhuǎn)軸回位彈簧失效。 第二篇 汽車電子控制系統(tǒng)第二章 汽車發(fā)動機集中控制系統(tǒng)二、卡門旋渦式傳感器二、卡門旋渦式傳感器 卡門旋渦式空氣流量傳感器是基于卡門旋渦理論，利用超聲波或光電信號測量空氣流量的。所謂卡門旋渦，是指在流體中放置一個圓柱狀或三角狀物體時，在這一物體的下游就會產(chǎn)生的兩列旋轉(zhuǎn)方向相反，并交替出現(xiàn)的旋渦 。

6、卡門旋渦式傳感器通常與空氣濾清器外殼安裝成一體，在空氣道中內(nèi)設(shè)置一錐狀的渦流發(fā)生器。在渦流發(fā)生器后部將不斷地產(chǎn)生被稱為卡門渦流的渦流串，通過測量渦流串的頻率即可確定空氣流量的大小。測量卡門旋渦頻率的方法有超聲波檢測法和光學檢測法兩種。（一）卡門式旋渦式流量傳感受器工作原理超聲波式卡門旋渦式空氣流量傳感器在氣流的垂直方向安裝一對超聲波傳感器，一側(cè)為超聲波發(fā)生器，另一側(cè)為超聲波接收器。因卡門渦流對空氣密度的影響，就會使超聲波從發(fā)射探頭到接收探頭的時間較無旋渦變晚而產(chǎn)生相位差。對此相位信號進行處理，就可得到旋渦脈沖信號。 節(jié)氣門節(jié)氣門取樣管取樣管整流器整流器渦流發(fā)生體渦流發(fā)生體超聲波發(fā)射器超聲波發(fā)射

7、器空氣流空氣流第二篇 汽車電子控制系統(tǒng)第二章 汽車發(fā)動機集中控制系統(tǒng)二、卡門旋渦式傳感器二、卡門旋渦式傳感器 光學式卡門旋渦空氣流量傳感器(LS400之IUZ-FE發(fā)動機用)在產(chǎn)生卡門旋渦的過程中，旋渦發(fā)生器兩側(cè)的空氣壓力會發(fā)生變化，通過導(dǎo)孔作用在金屬箔上，從而使其振動，發(fā)光二極管的光照在振動的金屬箔上時，光敏三極管接收到的金屬箔上的反射光是被旋渦調(diào)制的光，其輸出經(jīng)解調(diào)得到代表空氣流量的頻率信號。 f=St*v/df-頻率t-斯特羅巴爾常數(shù)，一般為0.2V-空氣流速d-進氣道直徑第二篇 汽車電子控制系統(tǒng)第二章 汽車發(fā)動機集中控制系統(tǒng)二、卡門旋渦式傳感器二、卡門旋渦式傳感器 （二）常見故障內(nèi)部集

8、成電路損壞而無信號輸出；反光鏡損壞而不能產(chǎn)生信號；光電元件臟污或損壞使信號不正確或不能產(chǎn)生 (三）故障檢查豐田發(fā)動機用卡門（卡爾曼）檢查方法：(1)電阻檢測 點火開關(guān)置OFF檔，拔下空氣流量傳感器的導(dǎo)線連接器，用萬用表電阻檔測量該傳感器上THA與El端子之間的電阻，其標準值如表1所示。如果電阻值不符合標準值，則應(yīng)更換空氣流量傳感器。THF-E2電阻值：-20 時k 0 時 47k 20 時23k 40時 0.921.3k 60時0.40.7k 第二篇 汽車電子控制系統(tǒng)第二章 汽車發(fā)動機集中控制系統(tǒng)二、卡門旋渦式傳感器二、卡門旋渦式傳感器 （二）常見故障內(nèi)部集成電路損壞而無信號輸出；反光鏡損壞而

9、不能產(chǎn)生信號；光電元件臟污或損壞使信號不正確或不能產(chǎn)生 (三）故障檢查豐田發(fā)動機用卡門（卡爾曼）檢查方法： (2)空氣流量傳感器的電壓檢測 插好此空氣流量傳感器的導(dǎo)線連接器，用萬用表電壓檔檢測發(fā)動機ECU端子THA-E1、VC-E1、KS-E1間的電壓。端子 電壓(V) 條件THA-E1 0.5-3.4 怠速、進氣溫度20VC-E1 4.5-5.5 點火開關(guān)ONKS-E1 4.5-5.5 點火開關(guān)ON 24(脈沖信號)怠速運轉(zhuǎn)第二篇 汽車電子控制系統(tǒng)第二章 汽車發(fā)動機集中控制系統(tǒng)二、二、熱線式空氣流量傳感器熱線式空氣流量傳感器 （一）熱線式空氣流量的工作原理器(別克V6,日產(chǎn)千里馬,VOLVO

10、 E230F發(fā)動機)當無空氣流動時，電橋處于平衡狀態(tài)，控制電路輸出某一加熱電流至熱線電阻RH；當有空氣流動時，由于RH的熱量被空氣吸收而變冷，其電阻值發(fā)生變化，電橋失去平衡，如果保持熱線電阻與吸入空氣的溫差不變并為一定值，就必須增加流過熱線電阻的電流IH。因此，熱線電流就是空氣質(zhì)量流量的函數(shù)。 第二篇 汽車電子控制系統(tǒng)第二章 汽車發(fā)動機集中控制系統(tǒng)二、二、熱線式空氣流量傳感器熱線式空氣流量傳感器 （二）常見故障熱線沾污使信號不準確；熱線斷路而無信號輸出；熱敏電阻不良使信號不準第二篇 汽車電子控制系統(tǒng)第二章 汽車發(fā)動機集中控制系統(tǒng) （三）熱線自潔功能檢查 插好導(dǎo)線連接器，拆下金屬防護網(wǎng)，起動。在

11、發(fā)動機停轉(zhuǎn)后5s，從傳感器進氣口處，可以看到熱線自動加熱燒紅(約1000)約ls。如無此現(xiàn)象發(fā)生，則須檢查自清潔信號或更換空氣流量傳感器。 注意：由于熱線極細，因而維修傳感器時，切忌將手指或工具伸人感應(yīng)管中誤傷熱線使其損壞。 四、熱膜式空氣流量傳感器四、熱膜式空氣流量傳感器 結(jié)構(gòu)和工作原理與熱線式基本相同，只是將發(fā)熱體由熱線改為熱膜。熱膜是由發(fā)熱金屬鉑固定在薄的樹脂膜上制成的。這種結(jié)構(gòu)可使發(fā)熱體不直接承受空氣流所產(chǎn)生的作用力，增加了發(fā)熱體的強度，提高了空氣流量傳感器的可靠性。其結(jié)構(gòu)如圖。控制電路控制電路熱膜熱膜溫度傳感器溫度傳感器防護網(wǎng)防護網(wǎng)第二篇 汽車電子控制系統(tǒng)第二章 汽車發(fā)動機集中控制系

12、統(tǒng)一、真空膜盒型進氣管壓力傳感器一、真空膜盒型進氣管壓力傳感器 l、結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)如圖所示。由一對真空膜盒1，初級線圈2，次級線圈3，鐵心4等組成。膜盒置于進氣管壓力傳感器殼體內(nèi)，由薄金屬焊接而成，其內(nèi)部抽成真空。進氣管壓力傳感器通過管道與進氣歧管相連，因而膜盒外部受進氣管壓力(負壓)作用，其收縮或膨脹的程度完全取決于進氣管壓力變化。位于初級繞組和次級繞組內(nèi)部的鐵心4與膜盒聯(lián)動。 2、工作原理 當進氣歧管壓力(負壓)變化時，真空膜盤就會膨脹或收縮，帶動鐵心向左或向右移動。由于發(fā)動機工作時已有電流流過初級繞組，鐵心移動時就會在次級繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。如當進氣壓力增大(節(jié)氣門開度增大)時，真空膜盒收縮

13、，使柱塞向左移動，進入線圈，電感增大，于是次級繞組輸給電控單元ECU的感應(yīng)信號增強，則噴油時間增長。這樣即可把氣壓變化的物理量轉(zhuǎn)變?yōu)榇渭壘€圈兩端輸出的電信號，從而控制噴油量。 3、傳感器的檢查 在插頭處于連接的狀態(tài)下，將點火開關(guān)閉合用電壓表測量插接器“E”、“VS”端子的輸出電壓。怠速時為04 v；當轉(zhuǎn)速升高時電壓隨之升高。在拔下真空管加上大氣壓的情況下。輸出電壓為15 V；在用口對準真空管道吸氣的情況下，表針應(yīng)從15V起向降低方向擺動。第二節(jié)第二節(jié) 進氣管壓力傳感器進氣管壓力傳感器(奧迪奧迪100,桑塔納桑塔納2000，豐田皇冠，豐田皇冠3.0) 是決定D型電控汽油噴射系統(tǒng)基本噴油量的最重要

14、的傳感器。裝在節(jié)氣門后部的進氣歧管上，作用是把檢測到的進氣歧管中的氣體壓力(負壓)轉(zhuǎn)換成電信號送到電控單元ECU，以確定噴油器的基本噴油量。 進氣管壓力傳感器主要有真空膜盤型和半導(dǎo)體型。 第二篇 汽車電子控制系統(tǒng)第二章 汽車發(fā)動機集中控制系統(tǒng)二、半導(dǎo)體型進氣管壓力傳感器二、半導(dǎo)體型進氣管壓力傳感器 (一)結(jié)構(gòu) 可以把進氣管的壓力(負壓)信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?。由殼體、壓力轉(zhuǎn)換元件、混合集成電路、輸出端子和濾清器等構(gòu)成如圖所示。 壓力轉(zhuǎn)換元件是利用半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)制成的硅膜片。硅膜片(如圖2-2-12a所示)為邊長約3mm的正方形，其中部經(jīng)光刻腐蝕形成直徑約2mm、厚約50m的膜片薄膜周圍有4個應(yīng)變電

15、阻(R1R4)，以惠斯登電橋方式連接(如圖2-2-12b所示)。硅膜片的周邊粘結(jié)固定在支座上，并封裝在真空室內(nèi)。硅膜片一面是真空，另一面與進氣管相通，進氣管的壓力作用于硅膜片上。為避免溫度變化對信號電壓的影響，硅膜片表面還制有溫度補償電路?；旌霞呻娐返淖饔檬菍D(zhuǎn)換元件輸出的電壓信號(此電壓信號很弱)進行放大處理。，濾清器對來自進氣管的氣體進行濾清，去除氣體中的雜質(zhì)和水分。第二篇 汽車電子控制系統(tǒng)第二章 汽車發(fā)動機集中控制系統(tǒng)第二篇 汽車電子控制系統(tǒng)第二章 汽車發(fā)動機集中控制系統(tǒng)第二篇 汽車電子控制系統(tǒng)第二章 汽車發(fā)動機集中控制系統(tǒng) (二二)工作原理工作原理 如圖當進氣管的壓力從一個方面作用在

16、硅膜片上時，此壓力與真空室壓力之間產(chǎn)生一個壓力差，該壓力差使硅膜片發(fā)生變形，因而使硅膜片電阻的阻值改變(利用半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng))，導(dǎo)致電橋輸出電壓變化，這樣就可利用惠斯登電橋?qū)⒐枘て淖冃无D(zhuǎn)變成電信號。因為輸出的電信號很微弱，所以需用混合集成電路A放大后輸出，作為進氣管壓力信號送到ECU中，以控制噴油量。 半導(dǎo)體型工作溫度范圍寬(-30100*C)，不易受溫度變化的影響，即使在嚴酷的工作環(huán)境中，精度也特別高，響應(yīng)速度很快，耐振性好，得到了廣泛應(yīng)用。 (三)傳感器常見故障與檢查 1、常見故障 (I)內(nèi)部集成電路不良使信號不準或無信號輸出。 (2)硅片(裝有壓電元件)損壞而無信號輸出。 (3)真空管

17、接頭或內(nèi)部有漏氣使信號不準。 2，故障檢查 以皇冠3.0為例。進氣管壓力傳感器與ECU的連接如圖2-2一13所示。 (1)檢查進氣管壓力傳感器的電源是否正常 撥開插接器，接通點火開關(guān)，測“VCC”與“E2”間電壓應(yīng)4.55.5V。若無電壓，則故障在ECU以前的電路及相關(guān)部件(包括ECU)。電壓正常時?？蛇M一步檢查端子“PIM與“E2”間電壓應(yīng)為3.33.9V。 (2)檢查傳感器的信號輸出電壓 如電源電壓正常，則可按下述方法檢查傳感器的信號輸出電壓。 接好插接器，拆下傳感器的真空軟管，當“ON”位置時用真空泵施以真空壓力(13.366.7 kPa)，測“PIM與“E2”端子問電壓，其電壓值應(yīng)符合

18、表。如不符，須更換。 第二篇 汽車電子控制系統(tǒng)第二章 汽車發(fā)動機集中控制系統(tǒng)第三節(jié)發(fā)動機轉(zhuǎn)速及曲軸位置傳感器第三節(jié)發(fā)動機轉(zhuǎn)速及曲軸位置傳感器 作用是檢測發(fā)動機轉(zhuǎn)速及曲軸位置，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栞斎腚娍貑卧狤CU。 安裝位置因車型而異，有的汽車將其裝在分電器中；有的則將其裝在曲軸中部或飛輪上；有的將其安裝在凸輪軸上。 制造時常組合為一體，構(gòu)成一個總成，由其中的兩個或兩個以上部分分別產(chǎn)生發(fā)動機轉(zhuǎn)速及曲軸位置等信號。 主要有電磁感應(yīng)式、霍爾效應(yīng)式、光電效應(yīng)式等多種類型。 一、磁感應(yīng)式發(fā)動機轉(zhuǎn)速及曲軸位置傳感器 基本工作原理是：利用電磁感應(yīng)原理，以永久磁鐵作為介質(zhì)，將運動速度轉(zhuǎn)換成傳感線圈的脈沖感應(yīng)電

19、動勢，并使該電動勢與發(fā)動機轉(zhuǎn)速及曲軸位置(活塞在氣缸中的位置)相對應(yīng)。 1、傳感器結(jié)構(gòu)（皇冠3.0轎車2JZ-GE型發(fā)動機皇冠3.0轎車2JZ-GE型發(fā)動機 ） 安裝在發(fā)動機氣缸蓋上，由凸輪軸驅(qū)動。主要由G1G2及Ne信號轉(zhuǎn)子和Gl、G2及Ne傳感線圈等組成。G1G2及Ne兩個信號轉(zhuǎn)子均固定在同一軸上，由配氣機構(gòu)凸輪軸上的齒輪驅(qū)動，其轉(zhuǎn)速為曲軸轉(zhuǎn)速的12。G1、G2及Ne三個傳感線圈則安裝在傳感器殼體上，其中G1、G2線圈對置安裝即夾角為180，Ne傳感線圈與G1、G2線圈互錯90，且位置靠近殼體底部。 G1G2信號轉(zhuǎn)子只有一個凸齒，而Ne信號轉(zhuǎn)子則有24個凸齒，相鄰?fù)过X間夾角為15，(對應(yīng)的

20、曲軸轉(zhuǎn)角為30)。傳感器的磁路(以GI線圈為例)為：永久磁鐵N極斗鐵心一氣隙一GIG2信號轉(zhuǎn)子_Ne信號轉(zhuǎn)子一-導(dǎo)磁板-永久磁鐵s極，如圖2-2-15所示。第二篇 汽車電子控制系統(tǒng)第二章 汽車發(fā)動機集中控制系統(tǒng) 2、傳感器工作原理 如圖2-2-15所示。發(fā)動機工作時，G1G2及Ne信號曲軸轉(zhuǎn)2圈，信號轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)1圈。當G1G2轉(zhuǎn)子凸齒接近、離開G1傳感線圈鐵心端部時在l線圈中便感應(yīng)出一個電壓脈沖；G1G2轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過180。(曲軸轉(zhuǎn)過360。)后，同樣由于其凸齒接近、離開G2線圈鐵心端部一次，因而在G2線圈也感應(yīng)出一個電壓脈沖，如圖。G1、G2線圈產(chǎn)生的脈沖分別向ECU輸人6、1缸活塞壓縮位置信號，以

21、使ECU能正確地確定6缸和1缸的噴油和點火正時。 Ne轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周，在Ne傳感線圈中會產(chǎn)生24個脈沖電壓信號，每個脈沖電壓信號所對應(yīng)的凸輪軸轉(zhuǎn)角為15即曲軸轉(zhuǎn)角為30。將這些電壓脈沖輸入電控單元ECU，通過檢測脈沖間隔，就可確定出發(fā)動機轉(zhuǎn)速及曲軸轉(zhuǎn)角。利用GI、G2及Ne信號的組合，就可確定出發(fā)動機轉(zhuǎn)速、曲軸位置以及特定氣缸的曲軸轉(zhuǎn)角和噴油、點火時刻及次序等。 第二篇 汽車電子控制系統(tǒng)第二章 汽車發(fā)動機集中控制系統(tǒng) 3、傳感器的檢查由于傳感器由感應(yīng)線圈和永久磁鐵組成，傳感器的故障較多的時候都出在感應(yīng)線圈上。因此，可通過對線圈電阻值的測量，判斷傳感器的工作情況。最好用示波器檢測傳感器輸出的脈沖波

22、形。 與ECU的連接線路如圖所示。各組線圈的電阻值見表2-2-6。 檢測中除了對線圈電阻進行檢查外，還必須對傳感器線圈與轉(zhuǎn)子間的間隙進行檢查，即用塞尺測量傳感器定子鐵心與轉(zhuǎn)子凸出部分處的空氣間隙。該間隙正常值為O.2O.4 mm。如果此間隙不符合標準應(yīng)更換傳感器。第二篇 汽車電子控制系統(tǒng)第二章 汽車發(fā)動機集中控制系統(tǒng)二、光電式發(fā)動機轉(zhuǎn)速及曲軸位置傳感器二、光電式發(fā)動機轉(zhuǎn)速及曲軸位置傳感器 是利用光電效應(yīng)原理將發(fā)動機轉(zhuǎn)動時的曲軸轉(zhuǎn)角和氣缸壓縮上止點位置信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?。圖為日產(chǎn)VG30E型發(fā)動機集中控制系統(tǒng)用的光電式曲軸轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)角及點火基準傳感器。它主要由遮光轉(zhuǎn)盤(傳感器轉(zhuǎn)子)和光源與光接收器(

23、傳感器定子)等構(gòu)成。 傳感器定子主要由發(fā)光二極管5、光敏三極管4及控制電路3等組成。發(fā)光二極管為傳感器的光源，它固定在光源架上。接通點火開關(guān)時，其中就有電流流過而發(fā)出紅外光束并用半球形透鏡聚集。光敏三極管為傳感器的光接收器，它與光源固定在同一架子上，與光源上下相對并相隔一定距離。光敏三極管的工作不同于普通三極管，它的基極電流足由光產(chǎn)生的，即當有光束照在其上時，基極就有電流流過，三極管就導(dǎo)通；當光束照射不到其上時，基極電流就消失，三極管則截止。可見，光敏三極管的基極不必輸人電信號，也無需基極引線。 遮光轉(zhuǎn)盤同定在分電器軸上，與分電器軸一同轉(zhuǎn)動。它位于發(fā)光二極管與光敏三極管之間。在遮光轉(zhuǎn)盤的圓周外

24、圈上均勻地刻有360條縫隙，每轉(zhuǎn)過一條縫隙對應(yīng)凸輪軸的轉(zhuǎn)角為1度。在遮光轉(zhuǎn)盤圓周的內(nèi)圈上，還刻有表示1缸上止點位置的較寬縫隙和60。(6缸機)間隔的縫隙，如圖2-2-18(b)和(c)所示。發(fā)動機運轉(zhuǎn)時，遮光轉(zhuǎn)盤隨之轉(zhuǎn)動，當遮光轉(zhuǎn)盤上的縫隙處。發(fā)光二極管5與光敏三極管4之間時，光束通過縫隙照在其下邊的光敏三極管的基極上，使光敏三極管導(dǎo)通，控制電路輸出高電平。當光線被遮光轉(zhuǎn)盤上的實體部分擋住時，光敏三極管截止，控制電路輸出低電平。凸輪軸每轉(zhuǎn)一周，電路將輸出360個脈沖信號，每個脈沖信號對應(yīng)于凸輪軸的1 轉(zhuǎn)角(相當于曲軸的20)，向ECU輸人的轉(zhuǎn)速及曲軸轉(zhuǎn)角信號。由較寬縫隙產(chǎn)生的1缸上止點位置信號

25、和60間隔縫隙所控制的電路，將向ECU輸入1缸曲軸位置信號和缸序判別信號。第二篇 汽車電子控制系統(tǒng)第二章 汽車發(fā)動機集中控制系統(tǒng)三、霍爾元件式發(fā)動機轉(zhuǎn)速及曲軸位置傳感器三、霍爾元件式發(fā)動機轉(zhuǎn)速及曲軸位置傳感器霍爾式曲軸位置傳感器是利用霍爾效應(yīng)的原理，產(chǎn)生與曲軸轉(zhuǎn)角相對應(yīng)的電壓脈沖信號的。它是利用觸發(fā)葉片或輪齒改變通過霍爾元件的磁場強度，從而使霍爾元件產(chǎn)生脈沖的霍爾電壓信號，經(jīng)放大整形后即為曲軸位置傳感器的輸出信號。1.霍爾效應(yīng) 霍爾效應(yīng)是一種磁電效應(yīng)，是德國物理學家霍爾1879年研究載流導(dǎo)體在磁場中受力的性質(zhì)時發(fā)現(xiàn)的。根據(jù)霍爾效應(yīng)，人們用半導(dǎo)體材料制成霍爾元件，它具有對磁場敏感、結(jié)構(gòu)簡單、體積

26、小、頻率響應(yīng)寬、 輸出電壓變化大和使用壽命長等優(yōu)點，因此，在測量、自動化、計算機和信息技術(shù)等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。當電流垂直于外磁場方向通過導(dǎo)體時，在垂直于磁場和電流方向的導(dǎo)體的兩個端面之間出現(xiàn)電勢差的現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)，該電勢差稱為霍爾電勢差。第二篇 汽車電子控制系統(tǒng)第二章 汽車發(fā)動機集中控制系統(tǒng)2.工作原理 如圖。觸發(fā)葉輪隨分電器軸轉(zhuǎn)動時，每當葉片進人永久磁鐵與霍爾集成塊之間的空氣隙時，霍爾集成塊中的磁場即被觸發(fā)葉輪的葉片1所旁路(即隔磁)，如圖所示，這時霍爾元件不產(chǎn)生霍爾電壓，霍爾集成塊內(nèi)部輸出級三極管V處于截止狀態(tài)，霍爾效應(yīng)式傳感器此時輸出高電平即信號輸出線“O”與搭鐵線“-”之間為高電壓

27、(見圖2-2-21所示)。當觸發(fā)葉輪的葉片離開空氣隙a時，永久磁鐵的磁通便通過導(dǎo)板2、霍爾集成塊、空氣隙。構(gòu)成回路，如圖2-2-22(b)所示，這時霍爾元件產(chǎn)生霍爾電壓，霍爾集成塊內(nèi)部輸出級三極管V處于導(dǎo)通狀態(tài)，此時輸出低電平即信號輸出線“O”與搭鐵線“-”之間為低電壓(見圖2-2-21所示)。輸出波形如圖。高、低電平的時間比取決于葉片寬度與缺口寬度之比。 類型有：觸發(fā)葉片式和觸發(fā)齒輪式。傳感器可安裝在分電器中，也可裝在發(fā)動機曲軸前端或飛輪殼上。工作時在霍爾組件中產(chǎn)生變化的霍爾電壓，此信號電壓經(jīng)放大整形電路處理后，便成為標準的電壓脈沖。霍爾電壓變化的時刻反映了曲軸的位置。單位時間內(nèi)霍爾電壓變化

28、的次數(shù)可反映出發(fā)動機的轉(zhuǎn)速。第二篇 汽車電子控制系統(tǒng)第二章 汽車發(fā)動機集中控制系統(tǒng) 3傳感器檢查 (1)動態(tài)測平均電壓法 在傳感器電路連接正常的情況下，接通點火開關(guān)，慢慢轉(zhuǎn)動曲軸，用萬用表在傳感器信號輸出端測電壓，指針擺動即有信號電壓，且信號電壓隨轉(zhuǎn)速的升高而增大，說明傳感器正常。 (2)輸入、輸出電壓檢測法 輸入電壓檢測霍爾效應(yīng)式傳感器系有電源器件，需輸入一定外電源才能工作。因此，應(yīng)先測量其輸入電壓是否正常。如圖2-2-24所示，接通點火開關(guān)，電壓表應(yīng)顯示接近蓄電池電壓，約11.211.5V，否則，說明外電沒有送給傳感器，應(yīng)檢查電源、供電線路和電控單元等供電回路和部件。若電壓表顯示電壓正常，

29、可進一步測量傳感器的輸出狀況。 輸出電壓檢測將直流電壓表接在點火信號發(fā)生器信號輸出線“O”(綠白線)與“-”(棕白線即措鐵線)之間，接通點火開關(guān)，測量點火信號發(fā)生器的輸出電壓。當觸發(fā)葉輪的葉片在霍爾點火信號發(fā)生器的空氣隙時，電壓表應(yīng)顯示與輸入電壓值相近的電壓，即約11.111.3V；而當觸發(fā)葉輪的l葉片轉(zhuǎn)離霍爾點火信號發(fā)生器的空氣隙時，電壓表所顯示的電壓應(yīng)接近零伏(約0 30 4v)。 上述檢測結(jié)果均符合要求，即可確認霍爾效應(yīng)式傳感器良好。否則傳感器損壞。第二篇 汽車電子控制系統(tǒng)第二章 汽車發(fā)動機集中控制系統(tǒng)第四節(jié)節(jié)氣門位置傳感器第四節(jié)節(jié)氣門位置傳感器 節(jié)氣門位置傳感器又稱節(jié)氣門開度傳感器，其

30、作用是檢測節(jié)氣門的開度大小，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栞斀o電控單元ECU。有線性式和開關(guān)式兩種。一、傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理 1、開關(guān)式節(jié)氣門位置傳感器 開關(guān)式也稱節(jié)氣門開關(guān)。凸輪板1與節(jié)氣門同軸，活動觸點臂的運動受到裝在凸輪板月牙槽內(nèi)的銷釘?shù)南拗?，銷釘與活動觸點臂固連。當節(jié)氣門開度在怠速位置時，怠速觸點5與活動觸點相接通。向電控單元ECU輸送一個電信號，電控單元將其與轉(zhuǎn)速信號綜合分析，當發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于一定值時(如1200rmin)，電控單元便發(fā)出怠速加濃信號；而當發(fā)動機轉(zhuǎn)速高于某值時(如1800rmln)，電控單元便判定為減速或利用發(fā)動機制動，從而發(fā)出停止噴油指令。 當節(jié)氣門開度最大或接近最大時，全開

31、觸點2與活動觸點接通，向電控單元傳送一全負荷加濃信號，從而進行全負荷加濃。當節(jié)氣門位置在怠速與全負荷之間的開度時，電控單元指令噴油器按正常供油量噴油。 開關(guān)式節(jié)氣門位置傳感器輸出信號如圖2-2-26所示。 2、線性式節(jié)氣門位置傳感器 有兩對與節(jié)氣門聯(lián)動的活動觸點(即滑動觸片)，其中3作為主電位器滑動片，它可以在電阻體2上滑動；1為檢測節(jié)氣門全閉用活動觸點即怠速觸點。傳感器內(nèi)部電路如圖2-2-27(b)所示。 當節(jié)氣門開度改變時，活動觸點3也隨之在電阻體2上滑動，使電位器的電阻值改變，即節(jié)氣門位置信號VTA電壓相應(yīng)改變。當節(jié)氣門全閉時，節(jié)氣門全閉活動觸點1可使怠速開關(guān)IDL接通。線性式節(jié)氣門位置

32、傳感器輸出特性如圖2 228。第二篇 汽車電子控制系統(tǒng)第二章 汽車發(fā)動機集中控制系統(tǒng) 二、傳感器常見故障與檢查二、傳感器常見故障與檢查 節(jié)氣門位置傳感器故障會導(dǎo)致發(fā)動機怠速不穩(wěn)或無怠速、加速困難、運轉(zhuǎn)不平穩(wěn)等。 (一)線性式節(jié)氣門位置傳感器的常見故障與檢查 1常見故障 (1)怠速觸點接觸不良而無怠速信號。 (2)滑片與電阻接觸不良而使節(jié)氣門開度信號不正確或時有時無。 2故障檢查 可通過測其電壓和電阻的方法來檢查判斷?，F(xiàn)以皇冠3.O為例，說明其具體檢查方法。 (1)檢查節(jié)氣門位置傳感器的電壓 在確保節(jié)氣門位置傳感器插接器連接良好的情況下，接通點火開關(guān)(不起動發(fā)動機)，用萬用表直流電壓擋測ECU插

33、接器上的有關(guān)接腳的電壓，并與標準值比較(見表2-2-7)。如果電壓正常，則節(jié)氣門位置傳感器無故障，否則需作進一步檢查。 （2）檢查節(jié)氣門位置傳感器的電阻 拔開節(jié)氣門位器傳感器插接器，用萬用表電阻擋測量節(jié)氣門位置傳感器各端子間的電阻，其標準電阻值如表2-2-18所示，如果電阻值不符，應(yīng)更換傳感器。第二篇 汽車電子控制系統(tǒng)第二章 汽車發(fā)動機集中控制系統(tǒng) 慢慢轉(zhuǎn)動節(jié)氣門觀察“VTA與E2”或“VC與VTA”間電阻是否隨節(jié)氣門的開度改變而連續(xù)變化。如果電阻忽大忽小或有無窮大出現(xiàn)。也應(yīng)更換節(jié)氣門位置傳感器。 （二）開關(guān)式節(jié)氣門位置傳感器的常見故障與檢查 l常見故障 開關(guān)式節(jié)氣門位置傳感器的常見故障主要是

34、怠速觸點和全負荷觸點接觸不良； 2故障檢查 (1)檢查怠速觸點處于關(guān)閉位置時，用萬用表電阻擋測量節(jié)氣門位置傳感器怠速觸點端子，其電阻應(yīng)為0。節(jié)氣門一打開，電阻顯示應(yīng)為無窮大。 (2)檢查全負荷觸點關(guān)閉或開度小時，全負荷觸點電阻應(yīng)為無窮大。節(jié)氣門開度達到一定值時，全負荷觸點電阻應(yīng)為0。 開關(guān)式節(jié)氣門位置傳感器各端子導(dǎo)通情況見表2-2-9所示。第二篇 汽車電子控制系統(tǒng)第二章 汽車發(fā)動機集中控制系統(tǒng)第五節(jié)溫度傳感器第五節(jié)溫度傳感器 用于檢測發(fā)動機冷卻水溫度、進氣溫度、排氣溫度等，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栞斀oECU，以判定發(fā)動機的熱狀況、計算進氣質(zhì)量流量以及排氣凈化處理等。溫度傳感器主要有熱敏電阻式和熱敏鐵

35、氧體式。一、熱敏電阻式溫度傳感器 是利用某些半導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化的原理制成的。熱敏電阻按其溫度與電阻值變化的關(guān)系可分為三種：、正溫度系數(shù)電阻(PTC)，特點是在工作溫度范圍內(nèi)，其隨溫度的升高而增大；、負溫度系數(shù)熱敏電阻(NTC)，其特點是 在工作溫度范圍內(nèi)，隨溫度的升高而減??；、臨界溫度熱敏電阻(CTR)，其特點是在臨界溫度時，其電阻值會發(fā)生躍變。第二篇 汽車電子控制系統(tǒng)第二章 汽車發(fā)動機集中控制系統(tǒng) (一)結(jié)構(gòu)和工作原理 現(xiàn)以負溫度系數(shù)的熱敏電阻式冷卻液溫度傳感器為例，講述其結(jié)構(gòu)和工作原理。冷卻液溫度傳感器裝于發(fā)動機缸體上伸入水套內(nèi)。其結(jié)構(gòu)如圖2-2-29所示。冷卻液溫度越低，熱敏組件5

36、的電阻值就越大，向電控單元ECU輸入低溫信號，使其向噴油器發(fā)出多噴油和早點火的指令。隨著冷卻液溫度的逐漸升高熱敏組件5的電阻值將逐漸減小，向電控單元ECU輸入高溫信號，使其指令噴油器逐漸減少補充噴油量和推遲點火。 (二)傳感器的檢查 現(xiàn)以皇冠3O冷卻液溫度傳感器為例說明其檢查方法。 1、冷卻液溫度傳感器熱敏電阻的檢查 從發(fā)動機上拆下冷卻液溫度傳感器，將傳感器放入水中測量其電阻值的變化，如圖2-2-31所示，逐漸升高水溫，同時用萬用表測量傳感器兩個插座間的電阻值。如果傳感器兩插座間的電阻值與水溫能按照比例的關(guān)系變化，并且?guī)讉€點的測量值與維修手冊中給出的正常范圍相吻合，即可初步認為水溫傳感器良好。

37、表2-2-10給出了冷卻液溫度傳感器在各種溫度下的電阻值，可供參考。第二篇 汽車電子控制系統(tǒng)第二章 汽車發(fā)動機集中控制系統(tǒng) 2、冷卻液溫度傳感器輸出電壓的檢查 打開點火開關(guān)，測量ECU的“THW與“E2間的電壓。電壓0.21.0V之間。如果電壓值不在此范圍內(nèi)。說明從ECU到傳感器間存在故障。如果經(jīng)過電阻檢測，熱敏特性正常，則原因一般為線路故障。檢查冷卻液溫度傳感器線路的步驟為： (1)檢查ECU接地端子E1的接地情況； (2)檢查ECU各電源端于電壓； (3)檢查冷卻液溫度傳感器線路； (4)如果以上檢查均正常，則說明故障出在ECU的內(nèi)部。 進氣溫度傳感器的結(jié)構(gòu)、工作原理及檢測方法與冷卻液溫度

38、傳感器相似。它安裝在進氣管或空氣流量傳感器內(nèi)，作用是將檢測進氣溫度轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘査徒oECU。 二、熱敏鐵氧體溫度傳感器 熱敏鐵氧體磁性具有隨溫度急劇變化的特性。當鐵氧體溫度超過某一值時，鐵氧體的導(dǎo)磁率會急劇下降，即從強磁性急速轉(zhuǎn)變?yōu)槿醮判?。利用這一性質(zhì)即可制成熱敏鐵氧體溫度傳感器。 l、傳感器結(jié)構(gòu)和工作原理 由殼體、熱敏鐵氧體、笛簧開關(guān)和永久磁鐵等構(gòu)成，如圖。在笛簧開關(guān)磁路中配置了兩個急變溫度不同的環(huán)狀熱敏鐵氧體和永久磁鐵。利用鐵氧體磁性隨溫度急劇變化的特性，使笛簧開關(guān)接通或斷開。其工作原理：當熱敏鐵氧體所處環(huán)境溫度低于某一值如650C時，兩個鐵氧體為強磁性體，被永久磁鐵磁化，笛簧開關(guān)的觸頭中

39、有直通的磁力線穿過產(chǎn)生吸力，開關(guān)觸頭閉合；當熱敏鐵氧體周圍溫度高于某一值如100時，兩個鐵氧體的導(dǎo)磁率急劇下降，變?yōu)槿醮判泽w，熱敏鐵氧體基本上沒有被磁化相當于沒有鐵氧體存在，在永久磁鐵磁場作用下，笛簧開關(guān)的觸頭仍閉合；當熱敏鐵氧體所處環(huán)境溫度在65100C之間時，其中急變溫度為65度的鐵氧體變?yōu)槿醮判泽w沒被磁化，而急變溫度為100的鐵氧體為強磁性體而被磁化。并與其左邊的永久磁鐵形成一個磁鐵。這時笛簧開關(guān)的觸頭受到排斥力，觸頭打開熱敏鐵氧體溫度傳感器一般用于控制汽車散熱器的電動風扇等。 2傳感器的檢查 如圖2-2-33所示。用表檢查傳感器內(nèi)笛簧開關(guān)的通斷情況。當水溫低于規(guī)定值650C或高于規(guī)定值

40、如1000C時，笛簧開關(guān)應(yīng)成通路；當水溫在651000C之間時，笛簧開關(guān)應(yīng)斷開。第二篇 汽車電子控制系統(tǒng)第二章 汽車發(fā)動機集中控制系統(tǒng)第六節(jié)第六節(jié) 氧傳感器氧傳感器 裝于排氣管中，作用是通過檢測廢氣中氧含量的多少來判斷混合氣的空燃比與理論空燃比的偏差程度，以確定最佳噴油量，把空燃比控制在理論空燃比附近。 目前應(yīng)用的氧傳感器有兩種：一種是二氧化鋯型；另一種是二氧化鈦型。 一、二氧化鋯(ZrO2)型氧傳感器 (一)傳感器的結(jié)構(gòu)與工作原理 即電壓型，它是根據(jù)大氣與排氣中氧濃度之差而產(chǎn)生電動勢的一種電池。其結(jié)構(gòu)如圖2-2-34所示。主要由鋯管、保護殼、保護罩、彈簧、通風口、電插頭等組成。 鋯管的外形呈

41、彎管狀，如圖2-2-35所示。中間為活性材料二氧化鋯6，內(nèi)外表面均覆蓋層多孔鉑電極3。鋯管的內(nèi)電極與大氣接觸，外電極則暴露于廢氣中，外電極表面還有一層多孔的氧化鋁陶瓷保護層2，可防止廢氣腐蝕電極。 當溫度超過300時。陶瓷層可使氧離子化，而二氧化鋯吸收氧離子，這使得靠近鉑電極側(cè)的二氧化鋯表面積聚起負電荷。由于二氧化鋯接觸空氣一側(cè)的含氧量總是較大，其負電荷也就相對較多，與廢氣接觸一04產(chǎn)生電位差，電位差的大小取決于鋯管內(nèi)外側(cè)含氧量之差。因空氣中的含氧量是一定的，這樣，廢氣中的含氧量多少就被轉(zhuǎn)變成電信號的大小，傳給電控單元ECU進行分析，最后得出混合氣偏濃或偏稀的結(jié)論，并據(jù)此發(fā)出相應(yīng)的加油減油指令

42、，使混合氣濃度盡量適合發(fā)動機當時的工況要求。第二篇 汽車電子控制系統(tǒng)第二章 汽車發(fā)動機集中控制系統(tǒng) 輸出特性如圖所示。當空燃比為理論空燃比14：7時，氧傳感器輸出的信號電壓約0.5V左右；當空燃比偏濃時，排氣中的氧含量極少，二氧化鋯(ZrO2)內(nèi)外側(cè)氧濃度差大，因而產(chǎn)生的電動勢較高約1V；當混合氣偏稀時，排氣中含有較多的氧，二氧化鋯內(nèi)外側(cè)的氧濃度差較小，產(chǎn)生的電動勢幾乎為0V。 二氧化鋯表面加鉑，可提高氧傳感器的靈敏度。鉑可催化O2與CO反應(yīng)，這樣可使混合氣偏濃時，排氣中的氧含量幾乎為O，增加二氧化鋯內(nèi)外側(cè)的氧濃度差，使之可產(chǎn)生IV左右的電壓；在棍舍氣偏稀時，排氣中02的濃度高，而CO濃度低，

43、CO與O2反應(yīng)后對O2的濃度影響不太，因而產(chǎn)生的電壓仍然很低，幾乎為0V。 為保證氧傳感器可靠工作，特別是在怠速和剛起動時能有效的工作，其內(nèi)部一般都裝有加熱組件(加熱線圈)，加熱線圈由電控單元ECU控制。當發(fā)動機起動或怠速時，進氣量小，排氣溫度低。加熱線圈通電。以加熱二氧化鋯組件使其正常工作。 注意：如果廢氣中含鉛，將使氧傳感器失靈，因此裝有氧傳感器的發(fā)動機不能使用含鉛汽油。 (二)傳感器的檢查 1氧傳感器輸出電壓檢查 由于氧傳感器上電動勢所形成的能量非常小，必須用高阻的數(shù)字式萬用表或示波器測量。檢查方法如下。 (1)將發(fā)動機預(yù)熱至規(guī)定溫度。 (2)拔下壓力調(diào)節(jié)器的真空軟管，堵上支管，使空燃比

44、變濃。 (3)在怠速狀態(tài)下測量電控單元ECU插座的端電壓，應(yīng)大于0.5V。 2、氧傳感器功能測試 (1)起動發(fā)動機，并暖機到65以上。 (2)卸下排氣管上廢氣檢測口螺釘，把CO廢氣分析儀安裝到排氣管接口上。 (3)撥下氧傳感器的插接器，并將氧傳感器的連接線措鐵。若CO排放量上升，表明連接線路和電控單元良好。 (4)將數(shù)字式表連到信號輸出線與搭鐵間。當CO排放量正常時，電應(yīng)為O.5V；若0V說明混合氣過稀；若在1V，說明過濃。混合氣過稀或過濃，均說明氧傳感器損壞不起作用。 3氧傳感器加熱線圈電阻的檢查 拔下插頭。20時，應(yīng)為3歐；預(yù)熱發(fā)動機，當排氣管達到3500C時，加熱線圈電阻應(yīng)為13歐。第二

45、篇 汽車電子控制系統(tǒng)第二章 汽車發(fā)動機集中控制系統(tǒng)第七節(jié)第七節(jié) 爆震傳感器爆震傳感器 作用：檢測是否發(fā)生爆震以及爆震的強度，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栞斎隕CU，以便微機對點火提前角進行校正，實現(xiàn)點火系統(tǒng)的閉環(huán)控制。 產(chǎn)生爆震可以用檢測發(fā)動機缸壓、發(fā)動機機體振動、燃燒噪聲等方法進行。其中最常用的檢測方法是檢測發(fā)動機機體振動。 根據(jù)機體振動檢測爆震的傳感器有多種形式。最常見的有壓電晶體式爆震傳感器和磁致伸縮式爆震傳感器。一、傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理 1、壓電晶體式爆震傳感器 根據(jù)壓電晶體的壓電效應(yīng)原理制成，即壓電晶體在一定的方向上受到機械應(yīng)力的作用時，晶體表面會產(chǎn)生電荷，外力的作用消除后，電荷隨之消失。

46、圖2-2-38是安裝氣缸蓋上的壓電式爆震傳感器的組成示意圖。當發(fā)動機工作時，壓電測振組件5隨發(fā)動機振動受到拉、壓作用當發(fā)動機的振動頻率與壓電組件5的 固有頻率一致時，將產(chǎn)生共振，信號最大。設(shè)計時將晶體的固有頻率調(diào)節(jié)在爆震時引起的發(fā)動機機體振動頻率之內(nèi)，則在爆震時，傳感器會輸出異常的電壓信號。 壓電式爆震傳感器也可以制成環(huán)狀，與火花塞一起安裝，如圖22 39所示。 二、二氧化鈦二、二氧化鈦(Ti02)(Ti02)型氧傳感器型氧傳感器 二氧化鈦(TiO2)型氧傳感器的敏感組件是二氧化鈦。特性：電阻值會隨周圍氧的濃度的變化而變化。周圍氧的濃度高時，電阻值增大，反之則減小。 與二氧化鋯型不同的是，二氧

47、化鈦型需輸人電流，因此其傳感器除信號輸出端子外，還應(yīng)具有一個基準電壓輸入端子，其內(nèi)部電路連接如圖2-2-37所示。R2為溫度補償電阻。因為二氧化鈦的電阻會隨溫度的變化而變化，不加補償電阻其信號電壓也會隨溫度而變化。溫度補償電阻的溫度系數(shù)與二氧化鈦相似，這樣傳感器輸出的信號電壓就不會因溫度的變化而變化。為使二氧化鈦型氧傳感器能正常的工作，其內(nèi)部也需有加熱組件。第二篇 汽車電子控制系統(tǒng)第二章 汽車發(fā)動機集中控制系統(tǒng) 2、磁致伸縮式爆震傳感器 是應(yīng)用最早的一種爆震傳感器，它安裝在發(fā)動機上，如圖所示，由永久磁鐵4，靠永久磁鐵激磁的強磁性鐵心2以及鐵心周圍的傳感線圈l構(gòu)成。 高鎳合金組成的磁性鐵心2外側(cè)

48、設(shè)有永久磁鐵4，在其周圍纏繞著傳感線圈1磁性鐵心受振偏移致使傳感線圈內(nèi)磁通發(fā)生變化。根據(jù)電磁感應(yīng)原理，通過傳感線圈的磁通變化時。傳感線圈將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，此電動勢即為爆震傳感器輸出的電壓信號。輸出電壓信號的大小取決于發(fā)動機振動的頻率，當傳感器固有振蕩頻率與設(shè)定爆震強度時發(fā)動機的振動頻率產(chǎn)生共振時，傳感器將輸出最大電壓信號，如圖2-2-41所示。二、傳感器的檢測二、傳感器的檢測 1示波器檢測 采用示波器檢測發(fā)動機工作時爆震傳感器輸出電壓的波形，如圖2-2-41所示。以此來判別爆震傳感器是否正常。如果有不規(guī)則的振動波形出現(xiàn)，并且該渡波形隨發(fā)動機爆震情況的變化而有明顯的變化，說明爆震傳感器工作正常。

49、如果沒有波形輸出或輸出波形不隨發(fā)動機工作情況的變化而變化，則說明爆震傳感器有故障，應(yīng)予更換。 2、測電阻檢測 在沒有示波器的情況下，可通過測量電阻的方法對爆震傳感器進行粗略的檢測。拔下爆震傳感器與ECIJ問的線路連接器，制量傳感器端子與接地線之間的電阻值，如果此電阻值極小，說明爆震傳感器確故障，應(yīng)更換。第二篇 汽車電子控制系統(tǒng)第二章 汽車發(fā)動機集中控制系統(tǒng)第八節(jié)車身高度傳感器第八節(jié)車身高度傳感器 1車身高度傳感器的作用與分類 作用是：把車身高度(汽車懸架裝置的位移量)轉(zhuǎn)換成電信號，輸送給電控單元，用于電控懸架系統(tǒng)。 分為光電式、霍爾式和片簧開關(guān)式等幾種類型。 2.光電式車身高度傳感器 應(yīng)用最多

50、的一種高度傳感器。 內(nèi)部有一靠連桿帶動轉(zhuǎn)動的傳感器軸。傳感器軸上固定一開有許多窄槽的圓盤。遮光器由發(fā)光二極管和光電三極管組成，圓盤的轉(zhuǎn)動使遮光器的輸出ON或OFF轉(zhuǎn)換，輸送給懸架的ECU。電控單元可以檢測出圓盤的轉(zhuǎn)動角度，即懸架變形量。 高度傳感器定在車架上，傳感器軸的外端裝有導(dǎo)桿，導(dǎo)桿的另一端通過一連桿與獨立懸架的下擺臂相連。根據(jù)傳感器內(nèi)使用的遮光器的數(shù)量，傳感器可把車身高度狀態(tài)分為不同數(shù)量的區(qū)域，以便對車身高度進行精確的控制。 電控懸架系統(tǒng)使用的光電式轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器的結(jié)構(gòu)、原理與光電式高度傳感器相似。第二篇 汽車電子控制系統(tǒng)第二章 汽車發(fā)動機集中控制系統(tǒng) 3、霍爾式高度傳感囂 霍爾式高度

51、傳感器由兩個霍爾集成電路、磁體構(gòu)成，由于兩者的相對位置不同，車身高度分為三個區(qū)域檢測。 圖2-2-44所示為霍爾式高度傳感器結(jié)構(gòu)和原理圖。 4、片簧開關(guān)式高度傳感器 片簧開關(guān)式高度傳感器是利用四個片簧開關(guān)的開關(guān)，把車身高度的狀態(tài)分為四個區(qū)域而且與輸入回路的兩個輸出晶體管的工作配臺進行控制。工作原理如圖。第九節(jié)第九節(jié) 減速度與橫向加速度傳感器減速度與橫向加速度傳感器 主要應(yīng)用在一些四輪驅(qū)動的汽車的ABS系統(tǒng)中，又稱G傳感器。作用是在汽車制動時，獲得汽車減速度信號。因車在高附著系數(shù)路面上制動叫，減速度大在低附著系數(shù)路面上制動時，減速度小，因而該信號送人ECU后，可以對路面進行區(qū)別，判斷路面附著系數(shù)

52、高低情況。當判定汽車行駛在雪路、結(jié)冰路等易打滑的路面上時，采取相應(yīng)控制措施，以提高制動性能。 有：光電式、水銀式、差動變壓器式和半導(dǎo)體式等幾種類型。 橫向加速度傳感器主要用于一些高檔轎車、跑車的ABS系統(tǒng)，其作用是當制動中出現(xiàn)側(cè)滑趨勢時。輸入信號給ECU，通過調(diào)整車輪制動力來防止汽車側(cè)滑的產(chǎn)生。 1、光電式減速度傳感器 基本結(jié)構(gòu)及原理與光電式高度傳感器相似。由兩個發(fā)光二極管、兩個光電三極管、一個透光板和一個信號電路組成。 汽車勻速行駛時，透光板靜止不動。當汽車減速度時，透光板則隨著減速度的變化沿汽車的縱軸方向擺動。減速度越大，透光板擺動位置越大，由于透光板的位置不同，允許發(fā)光管傳送到光電三極管

53、的光線不同，使光電三極管形成開和關(guān)兩種狀態(tài)。兩個發(fā)光二極管和兩個光電三極管組合作用，可將汽車的減速度區(qū)分為四個等級，此信號送人電控單元就能感知路面附著系數(shù)情況第二篇 汽車電子控制系統(tǒng)第二章 汽車發(fā)動機集中控制系統(tǒng)2水銀式減速度傳感器 由玻璃管和水銀組成在低附著系數(shù)路面時，汽車減速度小，水銀在管內(nèi)基本不動。開關(guān)在坡璃管內(nèi)處于接通(ON)狀態(tài)。在高附著系數(shù)路面上制動時，汽車減速度大，水銀靠慣性作用前移，使玻璃管內(nèi)開關(guān)斷開(OFF)，此信號送人ECU就能感知路面附著系數(shù)情況。在后退方向也能輸出減速度信號。 3.差動變壓式減速度傳感器 傳感器由兩部分組成，其上部為差動變壓器。下部為電子電路。差動變壓器

54、主要由一個初級繞組、兩個相串聯(lián)的次級繞組和鐵心組成。直流電經(jīng)過振蕩電路變成交流電壓up，加到初級繞組上，因此時穿過鐵心的磁通發(fā)生變化，在次級繞組中分別產(chǎn)生電壓ul與u2。當鐵心在中間位置時，u1與u2相等，當鐵心偏離中間位置時，u1與u,不再相等，二者出現(xiàn)一個電壓差us。us的高低與鐵心的位移距離成正比。us信號經(jīng)過電路處理后成為傳感器輸出信號。 在正常行駛時，鐵心處于線圈中間位置；當汽車制動減速時，鐵心受慣性力的作用向前移動。汽車制動時減速度越大，鐵心位移越大，輸出電壓信號越大。該信號送人ECU用來控制ABS系統(tǒng)工作。 4.橫向加速度傳感器 結(jié)構(gòu)比較簡單。主要由開關(guān)觸點組成，因而一般稱為橫向

55、加速度開關(guān)。用來檢測汽車橫向加速度范圍。在此開關(guān)中串聯(lián)有兩對開啟方向相反的開關(guān)觸點。當汽車的橫向加速度低于限定值時，兩觸點都處于閉合狀態(tài)，插頭兩端子通過開關(guān)內(nèi)部構(gòu)成回路；當在高速急轉(zhuǎn)彎過程中，橫向加速度超過限定值時，一對觸點在自身慣性力的作用下處于開啟狀態(tài)，插頭兩端子之間在開關(guān)內(nèi)部形成斷路，此信號輸人ECU后可對制動防抱死控制指令進行修正，以便有效地調(diào)節(jié)左右車輪制動分泵的液壓，使ABS更有效地工作。第二篇 汽車電子控制系統(tǒng)第二章 汽車發(fā)動機集中控制系統(tǒng)第十節(jié)第十節(jié) 轉(zhuǎn)向扭矩傳感器轉(zhuǎn)向扭矩傳感器 又稱轉(zhuǎn)矩傳感器，用于測定轉(zhuǎn)向盤與轉(zhuǎn)向器之間的相對轉(zhuǎn)矩，輸人電控電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的ECU，以判斷系統(tǒng)是否需

56、要助力。 基本工作如圖。用磁性材料制成的定子和轉(zhuǎn)子可以形成閉合的磁路。線圈A、B、C、D分別繞在極靴上，接成一個橋式回路。轉(zhuǎn)向盤桿扭轉(zhuǎn)變形的扭轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)矩成比例，所以只要測定桿的扭轉(zhuǎn)角，就可間接地知道轉(zhuǎn)向力的大小。 在線圈的u、T兩端施加連續(xù)的脈沖電壓信號Ui，當轉(zhuǎn)向桿上的轉(zhuǎn)矩為零時，定子與轉(zhuǎn)子的相對轉(zhuǎn)角也為零。這時轉(zhuǎn)子的縱向?qū)ΨQ面處于圖示定子AC、BD的對稱平面上，每個極靴上的磁通量是相同的。因而電橋是平衡的，在V、W兩端的電位差Uo=0。 如果轉(zhuǎn)向桿上存在轉(zhuǎn)矩時，定子與轉(zhuǎn)子的相對轉(zhuǎn)角不為零，此時轉(zhuǎn)子與定子間產(chǎn)生如圖2-2-48所示的角位移。極靴A、D間的磁阻增加，B、C間的磁阻減少，各個極靴

57、的磁通產(chǎn)生差別，電橋失去平衡，在V、W之間出現(xiàn)電位差。這個電位差與桿的扭轉(zhuǎn)角和輸入電壓ui成正比。 由電橋出現(xiàn)的電位差U0，就可以知道轉(zhuǎn)向軸桿的扭轉(zhuǎn)角，從而便可以知道轉(zhuǎn)向盤軸的轉(zhuǎn)矩。 在實際使用中，不少轉(zhuǎn)矩傳感器作成圖2-2-49所示的結(jié)構(gòu)形式，這種結(jié)構(gòu)與上述結(jié)構(gòu)在工作原理上基本相同。其優(yōu)點是便于安裝。日本富士重工電子控制電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)用轉(zhuǎn)矩傳感器，是將負載力矩引起的扭桿扭轉(zhuǎn)角位移測出。并轉(zhuǎn)換為電位計電阻的變化。轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生的電信號經(jīng)滑環(huán)由定子傳遞出來，其結(jié)構(gòu)如圖2-2-50所示。第二篇 汽車電子控制系統(tǒng)第二章 汽車發(fā)動機集中控制系統(tǒng)第十一節(jié)第十一節(jié) 碰撞傳感器碰撞傳感器 一、碰撞傳感器的作用 檢

58、測車輛發(fā)生碰撞時的減速度或慣性力，并將信號送到安全氣囊專用電腦。 二、碰撞傳感器的分類 按其功能可分為：碰撞烈度(激烈程度)傳感器和防護碰撞傳感器兩大類。 碰撞烈度傳感器按安裝位置分為：前碰撞傳感器(包括左、右前和中央碰撞傳感器)和中心碰撞傳感器，用于檢刪汽車遭受碰撞的激烈程度，其信號是供電腦判斷是否引爆點火劑而使充氣劑給氣囊充氣。 防護碰撞傳感器與碰撞烈度傳感器串聯(lián)用于防止前碰撞傳感器短路而造成氣囊誤爆現(xiàn)象，其信號是供電腦確定是否發(fā)生碰撞。 碰撞傳感器按其總體結(jié)構(gòu)分為：機電結(jié)合式碰撞傳感器、電子式碰撞傳感器和水銀開關(guān)式碰撞傳感器。 機電結(jié)合式碰撞傳感器是利用機械機構(gòu)運動(滾動或轉(zhuǎn)動)來控制觸

59、點動作，再由觸點斷開與閉臺來控制SRS氣囊電路接通與切斷。目前常用的有滾球式、滾軸式和偏心錘式等。 電子式碰撞傳感器是利用傳感器輸出的電壓信號，通過SRS電腦，指示點火工作。 目前常用的有電阻應(yīng)變計RSG式和壓電效應(yīng)式碰撞傳感器。 水銀開關(guān)式碰撞傳感器是利用水銀導(dǎo)電的特性來控制SRS氣囊電路接通或切斷。第二篇 汽車電子控制系統(tǒng)第二章 汽車發(fā)動機集中控制系統(tǒng)三、碰撞傳感器的安裝位置三、碰撞傳感器的安裝位置 在安全氣囊系統(tǒng)中，前碰撞傳感器設(shè)有2-3只，一般安裝在車身前部，比如車身兩側(cè)的前翼子板內(nèi)側(cè)、兩側(cè)前照燈支架下面、發(fā)動機散熱器(水箱)支架左、右兩側(cè)等。 防護碰撞傳感器(簡稱為防護傳感器)又稱為

60、安全碰撞傳感器(簡稱為安全傳感器)或偵測碰撞傳感器(簡稱為偵測傳感器)，一般都與SRS電腦組裝在一起，安裝在駕駛室中部變速桿前、后的裝飾板下面。 四、碰撞傳感器的結(jié)構(gòu)與原理 1、滾球式碰撞傳感器 圖示波許公司研制生產(chǎn)的滾球式碰撞傳感器，又稱為偏壓磁鐵傳感器，尼桑和馬自達汽車安全氣囊系統(tǒng)采用的即為這種傳感器。主要由滾球1、永久磁鐵2、導(dǎo)缸3、觸點4和殼體5組成。兩個觸點4聞定不動，并分別與傳賭器的引線端子連接。鐵質(zhì)滾球1用來感測慣性力或減速度的大小，可在導(dǎo)缸3內(nèi)移動或滾動。殼體5上印制有箭頭標記，安裝時必須按使用說明書規(guī)定進行安裝(指向前方或后方)。 滾球式碰撞傳感器的工作原理如圖2-2-52所