汽車傳感器的原理與應用

1、汽車傳感器的原理與應用第1頁，共38頁，2022年，5月20日，9點3分，星期四VOLVO S80車速傳感器當脈動輪旋轉時，感知器產(chǎn)生一脈衝電流(方波)，其強度取決於脈動輪的位置。來自車輪感知器線圈的訊號於是受到一個磁阻元件的影響，該元件所產(chǎn)生的電流在7 mA 和14 mA 之間變化，第2頁，共38頁，2022年，5月20日，9點3分，星期四車速傳感器-E38、E39新的寶馬采用電子型式的車速傳感器，傳感器為二線式（搭鐵線為車身搭鐵），其中一條線為電腦輸出8V電壓。車速傳感器切割安裝于輪心軸承中的切割齒，切割盤上安裝有48個切割齒，產(chǎn)生信號波形電壓為0.75-2.5V的脈沖方波信號。新的寶馬后

2、輪車速傳感器切割齒安裝于輪心軸承內(nèi)。ASC/DSC電腦將車速信號D-BUS傳輸至IKE儀表電腦。第3頁，共38頁，2022年，5月20日，9點3分，星期四車速傳感器第4頁，共38頁，2022年，5月20日，9點3分，星期四E65/E66/E60車速傳感器新的寶馬735i/745i車上采用車速傳感器為三組霍爾晶體，監(jiān)測車輪靜止、前進、后退的車速變化。經(jīng)電子機構放大后輸出脈沖信號。電腦通過監(jiān)測信號波形的脈寬，起始時刻制出車輛是在靜止狀態(tài)及例車狀態(tài)或前進狀態(tài)的車速大小。第5頁，共38頁，2022年，5月20日，9點3分，星期四壓力傳感器基本原理，介質壓力通過隔離膜片和封入液，將壓力傳遞給測量 膜片，

3、膜片隨兩側壓差作正反兩方向位移。其位移量與壓差成正比，最大位移6080，用電子線路將差動電容變化量變成與之成正比電壓信號或420mA電輸出。當單項沖擊壓力到來時，除測量膜片移動外，浮動膜片和浮動膜盒也發(fā)生位移，快速將隔離膜片與變送器本體間的封入液吸入體內(nèi)，從而保護測量膜片，不產(chǎn)生過大的位移，以實現(xiàn)過壓保護。第6頁，共38頁，2022年，5月20日，9點3分，星期四VW側向加速度傳感器安裝位置：轉向柱下方偏右側，與橫擺角速度傳感器一體。任務：確定側向力失效影響：沒有G200信號，無法識別車輛狀態(tài)，ESP失效測量精度：1.2V/g測量范圍：+-1.7g(加速度）信號：0-2.5VVW側向加速度傳感

4、器第7頁，共38頁，2022年，5月20日，9點3分，星期四VW側向加速度傳感器結構原理按電容器原理工作：兩個串聯(lián)電容，中間極片可在作用力下運動。電容可吸收一定量電荷。只要沒有側向力作用在中間極片上，則兩電容間隙保持恒定，電容相等。中間電極在側向力作用下，其中一個電容間隙增加，另一個減小，串聯(lián)電容值也隨之改變。最終，電荷的改變決定了側向力的大小和方向。VW側向加速度傳感器第8頁，共38頁，2022年，5月20日，9點3分，星期四BMW剎車壓力傳感器輸出電5V電源；一條搭鐵；另一條為信號線電壓為0.54.5V。壓力正常時輸出0.5-1V左右直流電壓。監(jiān)測剎車液壓系統(tǒng)最大壓力與最小壓力，監(jiān)測范圍為

5、0-250bar。第9頁，共38頁，2022年，5月20日，9點3分，星期四BENZ剎車壓力傳感器電容式剎車壓力傳感器數(shù)據(jù)分析說明第10頁，共38頁，2022年，5月20日，9點3分，星期四VW 制動壓力傳感器 G201安裝位置：在主缸上為最大限度的保證安全，有些系統(tǒng)采用了2個傳感器（雙重保障，實際1個就夠用，本車采用1個）功能：計算制動力，控制預壓力第11頁，共38頁，2022年，5月20日，9點3分，星期四信號失效影響：ESP功能不起作用。最大測量值：170bar最大能量消耗：10mA 5V制動壓力傳感器 G201VW制動壓力傳感器 第12頁，共38頁，2022年，5月20日，9點3分，星

6、期四光電-聲波傳感器轉向角度傳感器倒車距離檢測傳感器室內(nèi)防盜傳感器輪胎壓力監(jiān)測第13頁，共38頁，2022年，5月20日，9點3分，星期四倒車距離檢測傳感器超聲波傳感器工作時會發(fā)出嘀、嘀響聲，可以用耳朵貼近聽見，說明傳感器有工作。第14頁，共38頁，2022年，5月20日，9點3分，星期四室內(nèi)監(jiān)測傳感器 室內(nèi)監(jiān)測傳感器超聲波監(jiān)測駕駛室，當正常工作時發(fā)射超聲波，并經(jīng)室內(nèi)物體反射后，探測障礙物信號，并將此時位置記憶。當反射探測到有物體位置改變時，則會引起防盜系統(tǒng)作用，防盜喇叭工作。第15頁，共38頁，2022年，5月20日，9點3分，星期四輪胎壓力檢測系統(tǒng)第16頁，共38頁，2022年，5月20日

7、，9點3分，星期四輪胎壓力監(jiān)控裝置BENZ傳感器第17頁，共38頁，2022年，5月20日，9點3分，星期四安裝位置：轉向柱上，轉向開關與方向盤之間，與安全氣囊時鐘彈簧集成為一體。任務：向帶有EDL/TCS/ESP的ABS控制單元傳遞方向盤轉角信號。測量范圍為+-720度，4圈測量精度：1.5度分辨速度：1-2000度/秒VW方向盤轉角傳感器第18頁，共38頁，2022年，5月20日，9點3分，星期四方向盤轉角傳感器G85結構原理利用光柵原理測量角度。傳感器構成如下：-a 光源；-b 編碼盤；-c+d光學傳感器；-e整圈計數(shù)器我們將結構簡化一下，如左圖：帶孔模板1和模板2，光源在兩板之間，光學

8、傳感器在兩板之外。我們將結構簡化一下，如左圖：帶孔模板1和模板2，光源在兩板之間，光學傳感器在兩板之外。光束通過孔隙照到傳感器上，產(chǎn)生電壓信號。如果光線被擋住，電壓消失。第19頁，共38頁，2022年，5月20日，9點3分，星期四移動模板產(chǎn)生2個不同的電壓序列。其中一個模板因孔隙間隔一致，產(chǎn)生的電壓信號也是規(guī)則信號。另一塊模板因不規(guī)則間隙生成不規(guī)則信號。比較2個信號，系統(tǒng)可以計算出模板移動的距離。由不規(guī)則板確定運動的起始點。方向盤轉角傳感器G85第20頁，共38頁，2022年，5月20日，9點3分，星期四側向加速度傳感器G200安裝位置：轉向柱下方偏右側，與橫擺角速度傳感器一體。任務：確定側向

9、力失效影響：沒有G200信號，無法識別車輛狀態(tài)，ESP失效測量精度：1.2V/g測量范圍：+-1.7g(加速度）信號：0-2.5V第21頁，共38頁，2022年，5月20日，9點3分，星期四側向加速度傳感器G200結構原理按電容器原理工作：兩個串聯(lián)電容，中間極片可在作用力下運動。電容可吸收一定量電荷。只要沒有側向力作用在中間極片上，則兩電容間隙保持恒定，電容相等。中間電極在側向力作用下，其中一個電容間隙增加，另一個減小，串聯(lián)電容值也隨之改變。最終，電荷的改變決定了側向力的大小和方向。第22頁，共38頁，2022年，5月20日，9點3分，星期四汽車新型傳感器的機構原理與應用(二）第23頁，共38

10、頁，2022年，5月20日，9點3分，星期四光電-聲波傳感器轉向角度傳感器倒車距離檢測傳感器室內(nèi)防盜傳感器輪胎壓力監(jiān)測第24頁，共38頁，2022年，5月20日，9點3分，星期四倒車距離檢測傳感器超聲波傳感器工作時會發(fā)出嘀、嘀響聲，可以用耳朵貼近聽見，說明傳感器有工作。第25頁，共38頁，2022年，5月20日，9點3分，星期四室內(nèi)監(jiān)測傳感器 室內(nèi)監(jiān)測傳感器超聲波監(jiān)測駕駛室，當正常工作時發(fā)射超聲波，并經(jīng)室內(nèi)物體反射后，探測障礙物信號，并將此時位置記憶。當反射探測到有物體位置改變時，則會引起防盜系統(tǒng)作用，防盜喇叭工作。第26頁，共38頁，2022年，5月20日，9點3分，星期四輪胎壓力檢測系統(tǒng)第

11、27頁，共38頁，2022年，5月20日，9點3分，星期四輪胎壓力監(jiān)控裝置BENZ傳感器第28頁，共38頁，2022年，5月20日，9點3分，星期四安裝位置：轉向柱上，轉向開關與方向盤之間，與安全氣囊時鐘彈簧集成為一體。任務：向帶有EDL/TCS/ESP的ABS控制單元傳遞方向盤轉角信號。測量范圍為+-720度，4圈測量精度：1.5度分辨速度：1-2000度/秒VW方向盤轉角傳感器第29頁，共38頁，2022年，5月20日，9點3分，星期四方向盤轉角傳感器G85結構原理利用光柵原理測量角度。傳感器構成如下：-a 光源；-b 編碼盤；-c+d光學傳感器；-e整圈計數(shù)器我們將結構簡化一下，如左圖：

12、帶孔模板1和模板2，光源在兩板之間，光學傳感器在兩板之外。我們將結構簡化一下，如左圖：帶孔模板1和模板2，光源在兩板之間，光學傳感器在兩板之外。光束通過孔隙照到傳感器上，產(chǎn)生電壓信號。如果光線被擋住，電壓消失。第30頁，共38頁，2022年，5月20日，9點3分，星期四移動模板產(chǎn)生2個不同的電壓序列。其中一個模板因孔隙間隔一致，產(chǎn)生的電壓信號也是規(guī)則信號。另一塊模板因不規(guī)則間隙生成不規(guī)則信號。比較2個信號，系統(tǒng)可以計算出模板移動的距離。由不規(guī)則板確定運動的起始點。方向盤轉角傳感器G85第31頁，共38頁，2022年，5月20日，9點3分，星期四側向加速度傳感器G200安裝位置：轉向柱下方偏右側

13、，與橫擺角速度傳感器一體。任務：確定側向力失效影響：沒有G200信號，無法識別車輛狀態(tài)，ESP失效測量精度：1.2V/g測量范圍：+-1.7g(加速度）信號：0-2.5V第32頁，共38頁，2022年，5月20日，9點3分，星期四側向加速度傳感器G200結構原理按電容器原理工作：兩個串聯(lián)電容，中間極片可在作用力下運動。電容可吸收一定量電荷。只要沒有側向力作用在中間極片上，則兩電容間隙保持恒定，電容相等。中間電極在側向力作用下，其中一個電容間隙增加，另一個減小，串聯(lián)電容值也隨之改變。最終，電荷的改變決定了側向力的大小和方向。第33頁，共38頁，2022年，5月20日，9點3分，星期四旋轉加速、橫

14、向加速傳感器 旋轉的鐵心由慣性運動經(jīng)電子機構放大輸出信號橫向加速傳感器第34頁，共38頁，2022年，5月20日，9點3分，星期四橫擺角速度傳感器G202安裝位置：轉向柱下方偏右側，與側向加速度傳感器一體。任務：G202感知作用在車輛上的扭矩，識別車輛圍繞垂直于地面軸線方向的旋轉運動。失效影響：沒有此信號，控制單元不能識別車輛是否發(fā)生轉向，ESP功能失效。VW橫擺角速度傳感器第35頁，共38頁，2022年，5月20日，9點3分，星期四結構原理其基本工作原理簡化成左圖雙調節(jié)叉結構，1激勵叉，1測量叉雙叉經(jīng)過匹配，使得激勵叉在11千赫時共振，而測量叉在11.33千赫時產(chǎn)生共振，向雙叉施加11千赫的交變電壓，在激勵叉上發(fā)生共振，而測量叉上不出現(xiàn)。發(fā)生共振的調節(jié)叉對于外力的反應，要比沒有發(fā)生共振的調節(jié)叉運動響應慢。VW橫擺角速度傳感器G202第36頁，共38頁，2022年，5月20日，9點3分，星期四這意味著，