汽车位置传感器详解电子教案

1、第四章第四章 位置传感器的结构位置传感器的结构(jigu)(jigu)、原理与检测、原理与检测 汽车汽车(qch)(qch)传感器传感器第一页，共106页。第一节第一节 概述概述(i sh) (i sh) 第二节第二节 曲轴位置传感器曲轴位置传感器 第三节第三节 节气门位置传感器节气门位置传感器 第四节第四节 光电式车高传感器和转角光电式车高传感器和转角第五节第五节 液位传感器液位传感器第六节第六节 溢流环位置传感器溢流环位置传感器 第七节第七节 其他位置传感器其他位置传感器第二页，共106页。 应用在汽车上的位置传感器有曲轴位置传感器、节气门应用在汽车上的位置传感器有曲轴位置传感器、节气门位

2、置传感器、液位传感器和车辆高度传感器等。其作用是检位置传感器、液位传感器和车辆高度传感器等。其作用是检测被测对象测被测对象(duxing)的位移（位置）、角位移的变化情况，的位移（位置）、角位移的变化情况，并把检测结果转换成电信号输入给电控单元。并把检测结果转换成电信号输入给电控单元。第一节第一节 概概 述述有模拟信号、脉冲有模拟信号、脉冲(michng)信号、数字信号、数字信号。信号。一、位置一、位置(wi zhi)(wi zhi)传感器的类型传感器的类型1.1.按结构原理分类按结构原理分类有有电磁式电磁式、霍尔效应式霍尔效应式、光电式光电式、电阻式电阻式、热敏电阻式热敏电阻式等等2.2.按

3、输出信号分类按输出信号分类第三页，共106页。位置传感器位置传感器安装位置安装位置用用 途途曲轴位置曲轴位置传传 感感 器器曲轴前端、凸轮轴前端、曲轴前端、凸轮轴前端、分电器或飞轮壳上分电器或飞轮壳上检测活塞上止点和曲轴转角，检测活塞上止点和曲轴转角，也是发动机转速信号源。也是发动机转速信号源。节气门位置节气门位置传传 感感 器器节气门体上节气门体上检测节气门开度。检测节气门开度。液液 位位传传 感感 器器液体容器内液体容器内检测燃油箱油量、制动液液位、检测燃油箱油量、制动液液位、清洗液液位、冷却水液位等。清洗液液位、冷却水液位等。车辆高度车辆高度传传 感感 器器左右前轮、后桥中部左右前轮、后

4、桥中部检测车身高度的变化。检测车身高度的变化。溢流环位置溢流环位置传感器传感器柴油喷射泵柴油喷射泵检测柴油喷射泵溢流环位置。检测柴油喷射泵溢流环位置。超声波距离超声波距离传传 感感 器器车后车后/车前保险杠车前保险杠检测车辆后方、前方障碍物。检测车辆后方、前方障碍物。方方 位位传传 感感 器器车顶车顶检测车辆地磁地理方位。检测车辆地磁地理方位。3.3.按用途按用途(yngt)(yngt)分类分类第四页，共106页。曲柄连杆机构曲柄连杆机构曲轴曲轴气门气门凸轮机构凸轮机构凸轮机构凸轮机构活塞活塞油地壳油地壳配气机构配气机构发发动动机机结结构构简简介介第五页，共106页。曲柄曲柄(qbng)(qb

5、ng)连杆连杆机构简介机构简介机体机体(jt)组组活塞活塞(husi)连杆组连杆组曲轴飞轮组曲轴飞轮组第六页，共106页。3.曲轴曲轴4.飞轮飞轮1.皮带轮皮带轮 2.扭转减振器扭转减振器1.1.曲轴曲轴(qzhu)(qzhu)飞轮组功用：飞轮组功用：1) 将做功冲程从连杆将做功冲程从连杆传来的力转变传来的力转变(zhunbin)为转矩为转矩经飞轮传到传动机构；经飞轮传到传动机构；2) 靠惯性通过连杆反靠惯性通过连杆反过来推动各缸活塞过来推动各缸活塞(husi)的进气、压的进气、压缩、排气冲程；缩、排气冲程；3) 驱动配气机构和驱动配气机构和其他附属装置。其他附属装置。第七页，共106页。2.

6、2.曲轴飞轮曲轴飞轮(filn)(filn)组主要组成组主要组成减振器减振器皮带轮皮带轮上轴瓦上轴瓦曲拐曲拐定时齿轮定时齿轮飞轮飞轮起动爪起动爪下轴瓦下轴瓦主轴瓦主轴瓦主轴瓦主轴瓦第八页，共106页。结构：由前端轴、若干个曲拐和后端轴三部分结构：由前端轴、若干个曲拐和后端轴三部分(b fen)(b fen)组成。组成。3.3.曲轴曲轴(qzhu)(qzhu)的结构的结构连杆轴颈连杆轴颈或或曲柄销曲柄销曲柄曲柄曲拐曲拐功率功率输出端输出端后后端轴端轴前端轴前端轴主轴颈主轴颈凸缘凸缘平衡重平衡重1）曲拐的数量）曲拐的数量(shling)与取决于发动机的气缸数和排列方式。与取决于发动机的气缸数和排列

7、方式。2）曲柄是用来连接主轴颈和连杆轴颈。）曲柄是用来连接主轴颈和连杆轴颈。3）平衡重的作用是平衡各机件产生的离心力及其力矩。）平衡重的作用是平衡各机件产生的离心力及其力矩。第九页，共106页。四缸发动机的曲拐布置四缸发动机的曲拐布置(bzh)(bzh)四缸发动机的发火四缸发动机的发火(f hu)(f hu)顺序顺序1 1 3 3 4 4 2 24.4.曲轴形状和曲拐的布置曲轴形状和曲拐的布置(bzh)(bzh)形式形式第十页，共106页。曲轴转角曲轴转角（度（度） 一一 缸缸二二 缸缸三三 缸缸四四 缸缸发发 火火次次 序序0180作功作功排气排气压缩压缩进气进气1180360排气排气进气进

8、气作功作功压缩压缩3360540进气进气压缩压缩排气排气作功作功4540720压缩压缩作功作功进气进气排气排气2四缸发动机的发火四缸发动机的发火(f hu)(f hu)顺序顺序1 1 3 3 4 4 2 2第十一页，共106页。四缸发动机曲轴四缸发动机曲轴(qzhu)运动运动示意图示意图第十二页，共106页。六缸发动机的曲拐布置六缸发动机的曲拐布置(bzh)1625 34120 第十三页，共106页。曲轴转角曲轴转角/ /（ ）一缸一缸二缸二缸三缸三缸四缸四缸五缸五缸六缸六缸01800 60作功作功排气排气进气进气作功作功压缩压缩进气进气60 120压缩压缩排气排气120 180进气进气作功作

9、功180360180 240排气排气压缩压缩240 300作功作功进气进气300 360压缩压缩排气排气360540360 420进气进气作功作功420 480排气排气压缩压缩480 540作功作功进气进气540720540 600压缩压缩排气排气600 660进气进气作功作功660 720排气排气压缩压缩直列六缸发动机发火直列六缸发动机发火(f (f hu)hu)顺序顺序153624第十四页，共106页。六缸发动机曲轴六缸发动机曲轴(qzhu)运动示运动示意图意图第十五页，共106页。六缸发动机发火六缸发动机发火(f hu)顺序示意顺序示意图图第十六页，共106页。1. 飞轮为一外缘有齿圈的

10、铸飞轮为一外缘有齿圈的铸铁圆盘。飞轮边缘部分铁圆盘。飞轮边缘部分(b fen)做的厚些，可以增大转做的厚些，可以增大转动惯量。动惯量。 2. 有的飞轮上有一缸上止点有的飞轮上有一缸上止点记号和点火提前角刻度线记号和点火提前角刻度线（汽油机）或供油提前角刻（汽油机）或供油提前角刻度线（柴油机），以便调整度线（柴油机），以便调整(tiozhng)和检验点火正时，和检验点火正时，供油提前角和气门间隙。供油提前角和气门间隙。5.5.飞轮飞轮(filn)(filn)组成组成第十七页，共106页。配气机构配气机构(jgu)(jgu)简介简介第十八页，共106页。配气机构配气机构(jgu)(jgu)的的组成

11、组成 气门气门(qmn)组组气门气门(qmn)传动组传动组第十九页，共106页。凸轮轴上置式配气机构凸轮轴上置式配气机构(jgu)运动示运动示意图意图第二十页，共106页。上置双凸轮轴直接驱动上置双凸轮轴直接驱动(q dn)(q dn)四气门配气机构四气门配气机构 第二十一页，共106页。1)1)功用：驱动和控制各缸气门功用：驱动和控制各缸气门(qmn)(qmn)的开启和关闭，使其符合发的开启和关闭，使其符合发动机的工作顺序、配气相位和气门动机的工作顺序、配气相位和气门(qmn)(qmn)开度的变化规律等要开度的变化规律等要求。求。2)2)结构结构(jigu)(jigu) 斜齿轮斜齿轮(chl

12、n)(chln)：驱动分电器、（机油泵）：驱动分电器、（机油泵） 偏心轮：驱动汽油泵偏心轮：驱动汽油泵斜齿轮斜齿轮凸轮凸轮偏心轮偏心轮正时齿轮正时齿轮轴颈轴颈轴套轴套凸轮轴结构凸轮轴结构第二十二页，共106页。正时齿轮正时齿轮(chln)(chln)图片图片正正时时标标记记 四冲程发动机的一个工作四冲程发动机的一个工作(gngzu)(gngzu)循环，曲轴旋转两循环，曲轴旋转两周，而各缸进、排气门各开启一次，因此凸轮轴只须旋转一周，而各缸进、排气门各开启一次，因此凸轮轴只须旋转一周。故周。故凸轮轴正时齿轮的齿数是曲轴正时齿轮的齿数的两倍。凸轮轴正时齿轮的齿数是曲轴正时齿轮的齿数的两倍。齿数齿数

13、22齿数齿数44第二十三页，共106页。点火开关点火开关 电阻电阻点火线圈点火线圈分电器分电器火花塞火花塞蓄电池蓄电池点火系统点火系统(xtng)简介简介断电器断电器配电器配电器点火点火(din hu)提前提前调节装置调节装置电容器电容器分电器包括分电器包括(boku)：1.传统点火系统的传统点火系统的组成组成第二十四页，共106页。点火点火(din hu)(din hu)时刻与发动机的工作状况时刻与发动机的工作状况第二十五页，共106页。断电器断电器火花塞火花塞点火开关点火开关点火线圈点火线圈蓄电池蓄电池电电流流表表起动机起动机配配电电器器附加电阻附加电阻电容器电容器第二十六页，共106页。

14、四缸点火四缸点火(din hu)演演示简图示简图1) 高压电的产生，由点火线圈高压电的产生，由点火线圈(xinqun)和分电器中的断电器和分电器中的断电器完成。完成。2) 高压电的分配由分电器中的配电器完成。高压电的分配由分电器中的配电器完成。点火点火(din hu)线圈线圈配电器配电器断电器断电器第二十七页，共106页。分电器结构分电器结构(jigu)(jigu)第二十八页，共106页。点火点火(din hu)(din hu)信信号发生器号发生器 在电子点火或微机点火系统中，点火信号发生器取代了断在电子点火或微机点火系统中，点火信号发生器取代了断电器中的凸轮，用来判定电器中的凸轮，用来判定(

15、pndng)活塞所处的位置，将活塞位活塞所处的位置，将活塞位置信号输送到点火控制器，从而保证在恰当的时刻点火。置信号输送到点火控制器，从而保证在恰当的时刻点火。 主要应用的有：磁脉冲式、霍尔效应式和光电效应式。主要应用的有：磁脉冲式、霍尔效应式和光电效应式。第二十九页，共106页。 曲轴位置曲轴位置(wi zhi)传感器和凸轮轴位置传感器和凸轮轴位置(wi zhi)传感器是发动传感器是发动机集中控制系统中最重要的传感器之一，是点火系统和燃油喷射机集中控制系统中最重要的传感器之一，是点火系统和燃油喷射系统共用的传感器。系统共用的传感器。 1.功用功用 检测发动机曲轴转角和活塞上止点，并将检测信号

16、送至发检测发动机曲轴转角和活塞上止点，并将检测信号送至发动机动机ECU，用以控制点火，用以控制点火(din hu)时刻时刻(点火点火(din hu)提前角提前角)和喷油正时。和喷油正时。同时也是测量发动机转速的信号源。同时也是测量发动机转速的信号源。 通常与曲轴位置传感器相配的还有凸轮轴位置传感器，通常与曲轴位置传感器相配的还有凸轮轴位置传感器， 其中凸轮轴位置传感器的功用是判别发动机的哪一缸的活塞即其中凸轮轴位置传感器的功用是判别发动机的哪一缸的活塞即将到达上止点，又称为判缸传感器。将到达上止点，又称为判缸传感器。 以上以上(yshng)两者一起又称为发动机转速与曲轴位置传感两者一起又称为发

17、动机转速与曲轴位置传感器或称为曲轴位置器或称为曲轴位置/判缸判缸/转速传感器。转速传感器。注注：第二节第二节 曲轴位置传感器曲轴位置传感器第三十页，共106页。 安装安装(nzhung)在分电器内、曲轴上、凸轮轴上、飞轮壳在分电器内、曲轴上、凸轮轴上、飞轮壳体上。体上。 其产生信号原理分为其产生信号原理分为(fn wi)磁脉冲式、光电式、霍尔式三磁脉冲式、光电式、霍尔式三种。种。2.2.曲轴曲轴(qzhu)(qzhu)位置传感器的类型位置传感器的类型3.3.曲轴位置传感器的曲轴位置传感器的安装部位安装部位磁铁磁铁上止点标记上止点标记线圈线圈飞轮齿环飞轮齿环铁芯铁芯曲轴位置传感器曲轴位置传感器曲

18、轴位置传感器曲轴位置传感器安装在安装在飞轮壳体上飞轮壳体上第三十一页，共106页。第三十二页，共106页。 日产公爵王日产公爵王(Cedric)轿车、三菱与猎豹吉普车采用光电式曲轴轿车、三菱与猎豹吉普车采用光电式曲轴与凸轮轴位置传感器；与凸轮轴位置传感器； 丰田丰田(fn tin)系列轿车采用磁脉冲式曲轴与凸轮轴位置传感器；系列轿车采用磁脉冲式曲轴与凸轮轴位置传感器； 捷达捷达AT和和GTX型、桑塔纳型、桑塔纳2000GSi型、奥迪型、奥迪200型轿车采用磁型轿车采用磁感应式曲轴位置传感器和霍尔式凸轮轴位置传感器；感应式曲轴位置传感器和霍尔式凸轮轴位置传感器； 红旗红旗CA7220E型轿车和切

19、诺基吉普车采用了霍尔式曲轴与凸轮型轿车和切诺基吉普车采用了霍尔式曲轴与凸轮轴位置传感器，其中曲轴位置传感器为差动霍尔式传感器。轴位置传感器，其中曲轴位置传感器为差动霍尔式传感器。4.4.曲轴位置曲轴位置(wi zhi)(wi zhi)传感器的应用传感器的应用 相当多数汽车将曲轴与凸轮轴两种位置传感器制作成一体，相当多数汽车将曲轴与凸轮轴两种位置传感器制作成一体，且相同类型且相同类型(lixng)传感器的工作原理完全相同，所以将这两种传感器的工作原理完全相同，所以将这两种传感器安排在同一节中介绍。传感器安排在同一节中介绍。第三十三页，共106页。一、磁脉冲式曲轴一、磁脉冲式曲轴(qzhu)位置传

20、感器的结构、原理与检测位置传感器的结构、原理与检测（一）磁脉冲式曲轴位置传感器的结构（一）磁脉冲式曲轴位置传感器的结构(jigu)与原理与原理1. 传感器结构传感器结构(jigu)信号盘信号盘120120 信号信号用的凸用的凸缘缘 传感器盒传感器盒1)1)信号盘与传感器盒信号盘与传感器盒 该曲轴位置传感器安装在曲轴前该曲轴位置传感器安装在曲轴前端的皮带轮之后。端的皮带轮之后。信号盘装在曲轴上，信号盘装在曲轴上，在外缘沿圆周在外缘沿圆周每隔每隔4加工一个齿，共有加工一个齿，共有90个齿个齿。每隔每隔120 布置一个凸缘，布置一个凸缘，共共三个三个。日产公司磁脉冲式曲轴位置传感器日产公司磁脉冲式曲

21、轴位置传感器120120 信号信号：对于对于6 6缸发动机三对活塞缸发动机三对活塞到达上止点相对于曲轴旋转角度相到达上止点相对于曲轴旋转角度相差差120120 。第三十四页，共106页。(1) 120 信号信号(4) 搭铁线搭铁线(3) 1 信号信号(2) 电源电源磁磁头头磁磁头头磁磁头头盒板部盒板部连接器连接器2)2)传感器盒（信号传感器盒（信号(xnho)(xnho)发生发生器）结构器）结构 信号发生器安装在信号信号发生器安装在信号盘边缘，内有三个永久磁铁，盘边缘，内有三个永久磁铁，上面绕有线圈磁头。上面绕有线圈磁头。 磁头磁头产生产生120信号信号即即C信号，用于判别汽缸及信号，用于判别

22、汽缸及检测活塞上止点位置。检测活塞上止点位置。 磁头磁头和和共同共同(gngtng)产生产生1信号即信号即Ne信号，用以检测曲轴转角及信号，用以检测曲轴转角及发动机转速信号。发动机转速信号。 连接器将曲轴位置传感连接器将曲轴位置传感器的信号送至器的信号送至ECU。第三十五页，共106页。(1) 120 信号信号(2) 电源电源(3) 1 信号信号(4) 搭铁线搭铁线磁头磁头磁头磁头磁头磁头盒板部盒板部3)3)磁头磁头(ctu)(ctu)与脉冲与脉冲成形电路成形电路当曲轴当曲轴(qzhu)旋转一圈时，旋转一圈时， 在磁头在磁头上产生三个上产生三个120脉冲信号，磁头脉冲信号，磁头安装在上止点前安

23、装在上止点前70的位置，该信号也叫做上止点前的位置，该信号也叫做上止点前70信号，即发动机在运转时，信号，即发动机在运转时，各缸到达上止点前各缸到达上止点前70均由磁头均由磁头产生一个脉冲信号。产生一个脉冲信号。 在磁头在磁头和和上各产生相位差上各产生相位差90的的90个脉冲信号，经信号个脉冲信号，经信号合成后向合成后向ECU输送输送180个脉冲个脉冲1的信号。的信号。第三十六页，共106页。2.传感器工作传感器工作(gngzu)原理原理1)1)磁交变磁交变(jio bin)(jio bin)信号的产信号的产生过程生过程 当曲轴带动信号盘旋转时，齿相对线圈位置的变化，使线圈内当曲轴带动信号盘旋

24、转时，齿相对线圈位置的变化，使线圈内磁通发生变化，线圈内产生磁通发生变化，线圈内产生(chnshng)(chnshng)感应电动势输出。感应电动势输出。UeUe 第三十七页，共106页。2)2)磁交变磁交变(jio bin)(jio bin)信号的整形信号的整形tUe第三十八页，共106页。磁头磁头磁头磁头磁头磁头信号信号磁头磁头信号信号合成信号合成信号输入信号输入信号3)3)曲轴曲轴1 1转角信号转角信号(xnho)(xnho)的产生的产生 磁头磁头和和共同产生共同产生1信号（信号（Ne信号），用以检测信号），用以检测(jin c)曲轴转角及发动机曲轴转角及发动机转速信号。转速信号。第三十九

25、页，共106页。 即发动机在运转过程中，磁头即发动机在运转过程中，磁头在各缸到达上止点前在各缸到达上止点前70位置位置(wi zhi)均产生一个脉冲信号。均产生一个脉冲信号。4 4）磁头）磁头与曲轴与曲轴(qzhu)(qzhu)的位置的位置第四十页，共106页。1.1.开路检测法：开路检测法： 测量测量(cling)(cling)传感传感器感应线圈电阻值。器感应线圈电阻值。2.2.在路检测法：在路检测法： 1 1）测量）测量(cling)(cling)输出电压输出电压 2 2）测其工作频率）测其工作频率 3 3）检测信号输出波形）检测信号输出波形 4 4）检测导线及插头）检测导线及插头 5 5

26、）用塞尺检查曲轴转）用塞尺检查曲轴转 角传感器的空气隙，角传感器的空气隙， 其规定值为其规定值为 0.20.4mm0.20.4mm（二）磁脉冲（二）磁脉冲(michng)式曲轴位置传感器的检测式曲轴位置传感器的检测第四十一页，共106页。 丰田丰田TCCS系统磁脉冲式曲轴位置系统磁脉冲式曲轴位置(wi zhi)传感器安装在传感器安装在分电器内。该传感器分成上、下两部分，上部分产生分电器内。该传感器分成上、下两部分，上部分产生G信号，信号，下部分产生下部分产生Ne信号。信号。丰田公司磁脉冲丰田公司磁脉冲(michng)(michng)式曲轴位置传感器式曲轴位置传感器No1转子转子(zhun z)

27、G1 线圈线圈No2转子转子G2 线圈线圈1. 传感器结构传感器结构G1 线圈线圈No1转子转子No2转子转子G2 线圈线圈Ne 线圈线圈第四十二页，共106页。 Ne信号是检测曲轴转角信号是检测曲轴转角(zhunjio)及发动机转速的信号，即及发动机转速的信号，即曲轴位置传感器的曲轴位置传感器的1信号。该信号由下半部具有等间隔信号。该信号由下半部具有等间隔24个轮个轮齿的转子齿的转子(No.2转子转子)及固定于其对面的感应线圈产生。及固定于其对面的感应线圈产生。正时转子正时转子(zhun z)Ne感应感应(gnyng)线圈线圈分电盘分电盘 旋转一圈产生旋转一圈产生24个脉冲个脉冲分电盘分电盘

28、 15曲轴曲轴 30 1 曲轴转角信号曲轴转角信号是利用是利用30 转角的时间由转角的时间由ECU再均分再均分30等份产生。等份产生。发动机发动机的转速根据的转速根据Ne信号计测。信号计测。3602415 第四十三页，共106页。 G信号用于判别气缸及检测信号用于判别气缸及检测(jin c)活塞上止点位置，活塞上止点位置，G信号是信号是由位于由位于Ne发生器上方的凸缘转轮发生器上方的凸缘转轮(No.1正时转子正时转子)及其位置相隔及其位置相隔180 的两个感应线圈的两个感应线圈(G1感应线圈和感应线圈和G2感应线圈感应线圈)产生的。产生的。G信号也用作信号也用作计算曲轴转角时的基准信号。计算曲

29、轴转角时的基准信号。G2 感应线圈感应线圈G1 感应线圈感应线圈正时转子正时转子BTDC 10第第6缸缸第第1缸缸G1G2第四十四页，共106页。 G1信号信号(xnho)检测第检测第1缸上止点，缸上止点，G2信号信号(xnho)检测第检测第6缸及缸及第第1缸的上止点。缸的上止点。G1、G2信号信号(xnho)产生时，实际上并不是活塞到产生时，实际上并不是活塞到达正好上止点，而是在活塞到达上止点达正好上止点，而是在活塞到达上止点(BTDC)前前10 的位置。的位置。第四十五页，共106页。 捷达捷达AT和和GTX型轿车、桑塔纳型轿车、桑塔纳2000GSi型轿车、奥迪型轿车、奥迪200型轿车均采

30、用型轿车均采用(ciyng)齿轮磁脉冲式曲轴位置传感器。齿轮磁脉冲式曲轴位置传感器。齿轮齿轮(chln)磁脉冲式曲轴位置传磁脉冲式曲轴位置传感器感器传感器磁头传感器磁头大齿缺大齿缺(基准标记基准标记)缸体缸体信号转子信号转子小齿缺小齿缺凸齿凸齿 信号信号(xnho)转子转子58个凸齿、个凸齿、57个小齿缺、个小齿缺、1个大齿缺，每个凸齿个大齿缺，每个凸齿和小齿缺占曲轴转角和小齿缺占曲轴转角3，大齿缺占曲轴转角，大齿缺占曲轴转角15。58 3 + 57 3 + 15360第四十六页，共106页。 由信号由信号(xnho)发生发生器和带光孔的信号器和带光孔的信号(xnho)盘组成。盘组成。二、光电

31、式曲轴位置传感器的结构、原理二、光电式曲轴位置传感器的结构、原理(yunl)与检测与检测( (一一) )光电式曲轴光电式曲轴(qzhu)(qzhu)位置传感器的结构和原理位置传感器的结构和原理1.1.传感器的结构传感器的结构发光二极管发光二极管光敏二极管光敏二极管整形电路整形电路信号盘信号盘分火头分火头密密封封盖盖信号发生器：信号发生器： 固定安装在底座板上。固定安装在底座板上。由两只发光二极管、两只光由两只发光二极管、两只光敏晶体管和整形电路组成。敏晶体管和整形电路组成。信号盘：信号盘： 与分电器的发火头与分电器的发火头同轴旋转。同轴旋转。第四十七页，共106页。1)1)产生产生NeNe信号

32、信号( (转速和转角信号转速和转角信号) )：信号盘边缘：信号盘边缘(binyun)(binyun)刻有刻有360360条条缝缝 隙，用来产生隙，用来产生1 1凸轮轴转角信号或凸轮轴转角信号或2 2 曲轴转角信号。曲轴转角信号。2.2.传感器工作传感器工作(gngzu)(gngzu)原理原理2)2)产生产生G G信号信号( (缸序判别信号缸序判别信号) ) ：对于六缸发动机，内侧分布：对于六缸发动机，内侧分布 六个间隔六个间隔60 60 的光孔；对于四缸发动机，内侧分布四个的光孔；对于四缸发动机，内侧分布四个9090 的光孔。其中的光孔。其中(qzhng)(qzhng)较宽的光孔用来判断第较宽

33、的光孔用来判断第1 1缸活塞上止点。缸活塞上止点。120120 信号信号 (1(1缸缸) )120120 信号信号1 1 信号信号第四十八页，共106页。三、霍尔效应式曲轴位置三、霍尔效应式曲轴位置(wi zhi)传感器的结构、原理与检测传感器的结构、原理与检测（一）霍尔效应式曲轴（一）霍尔效应式曲轴(qzhu)位置传感器的结构、原理位置传感器的结构、原理1. 霍尔效应霍尔效应(xioyng)原理原理UH- -+ + 当电流以垂直于磁场方当电流以垂直于磁场方向通过置于磁场中的半导体向通过置于磁场中的半导体基片的霍尔元件时，在垂直基片的霍尔元件时，在垂直于电流和磁场的方向上将产于电流和磁场的方向

34、上将产生一个与电流和磁场强度成生一个与电流和磁场强度成正比的电势正比的电势 ，即霍尔电势，即霍尔电势UH : UH=k IB 当电流当电流I一定，则一定，则UH与与磁场强度磁场强度B成正比。成正比。第四十九页，共106页。 霍尔效应式曲轴位置传感器：信号轮转动时，每当触发叶霍尔效应式曲轴位置传感器：信号轮转动时，每当触发叶片进入磁铁与霍尔元件片进入磁铁与霍尔元件(yunjin)之间的空隙时，磁通被触发叶之间的空隙时，磁通被触发叶片所旁路片所旁路(或称隔磁或称隔磁)，这时不产生霍尔电压；当触发叶片离开空，这时不产生霍尔电压；当触发叶片离开空隙时，磁铁的磁通穿过霍尔元件隙时，磁铁的磁通穿过霍尔元件

35、(yunjin)产生霍尔电压。从而产生霍尔电压。从而使霍尔元件使霍尔元件(yunjin)产生脉冲电压信号，经放大整形后即为所产生脉冲电压信号，经放大整形后即为所需的曲轴位置信号。需的曲轴位置信号。电流电流霍尔元件霍尔元件叶片叶片电流电流霍尔效应位置传感器原理霍尔效应位置传感器原理第五十页，共106页。由具有触发轮齿的信号由具有触发轮齿的信号(xnho)盘和霍尔传感器组盘和霍尔传感器组成。成。2.2.轮齿触发轮齿触发(chf)(chf)霍尔式曲轴位置传感器结构霍尔式曲轴位置传感器结构作用作用(zuyng)：提供曲轴转角和发动机转：提供曲轴转角和发动机转速信息。速信息。 克来斯勒克来斯勒2.5L四

36、缸发动机和四缸发动机和4.0L六缸发动机的曲轴位置传感器六缸发动机的曲轴位置传感器用于四缸发动机用于四缸发动机用于六缸发动机用于六缸发动机曲轴位置曲轴位置传感器传感器信号盘信号盘齿槽齿槽安装安装：信号盘信号盘安装在变速器输入端，安装在变速器输入端，传感器传感器在变速器壳体在变速器壳体上。上。第五十一页，共106页。对于四缸发动机：信号盘有两组相隔对于四缸发动机：信号盘有两组相隔(xingg)180的轮子齿组，每的轮子齿组，每组四个齿槽中相邻齿槽间隔角度均为组四个齿槽中相邻齿槽间隔角度均为20 。2.2.传感器工作传感器工作(gngzu)(gngzu)原理：原理：用于四缸发动机用于四缸发动机曲轴

37、位置传感器曲轴位置传感器信号盘信号盘齿槽齿槽 当一组齿槽和轮齿通过霍尔传感器便产生当一组齿槽和轮齿通过霍尔传感器便产生4个高个高-低电位脉冲低电位脉冲(michng)信号。信号。 曲轴每转一圈产生曲轴每转一圈产生8个脉冲个脉冲(michng)信号。信号。ECU每接收到每接收到 8个脉冲个脉冲(michng)就知道曲轴旋转了一转。就知道曲轴旋转了一转。 两组信号中的第一个脉冲信号两组信号中的第一个脉冲信号上升沿开始，能确定现在有上升沿开始，能确定现在有两个汽两个汽缸缸的活塞的活塞正在正在向上止点运动。第向上止点运动。第四个脉冲下降沿位于活塞上止点四个脉冲下降沿位于活塞上止点前前4的位置。故根据第

38、一个上升的位置。故根据第一个上升沿即能确定正在向当前上止点运沿即能确定正在向当前上止点运动的两个活塞当前的运行位置。动的两个活塞当前的运行位置。 第五十二页，共106页。对于六缸发动机：信号对于六缸发动机：信号(xnho)盘有盘有三组相隔三组相隔120的轮子齿组，每组四的轮子齿组，每组四个齿槽中相邻两个齿槽间隔角度与个齿槽中相邻两个齿槽间隔角度与四缸机相同。产生三组共四缸机相同。产生三组共12脉冲信脉冲信号号(xnho)。 ECU每接收到每接收到12个脉冲就知道个脉冲就知道曲轴旋转了一转。同样也是第四个曲轴旋转了一转。同样也是第四个脉冲下降沿位于活塞上止点前脉冲下降沿位于活塞上止点前4的的位置

39、。其工作过程与四缸机相同。位置。其工作过程与四缸机相同。 不论是四缸机还是六缸机，不论是四缸机还是六缸机，ECU均能根据对各脉冲通过均能根据对各脉冲通过时间的计算，能计算出时间的计算，能计算出1曲轴转角曲轴转角(zhunjio)的时间，并计的时间，并计算出曲轴的当前确切位置和发动机的转速。算出曲轴的当前确切位置和发动机的转速。用于六缸发动机用于六缸发动机曲轴位置传感器曲轴位置传感器信号盘信号盘第五十三页，共106页。3.3.霍尔式同步霍尔式同步(tngb)(tngb)信号发信号发生器生器 产生与曲轴产生与曲轴(qzhu)位置传感器位置传感器信号对应的同步信号。信号对应的同步信号。ECU据该信号

40、据该信号对发动机的工作循环及活塞所处位置对发动机的工作循环及活塞所处位置作出判断。结合曲轴作出判断。结合曲轴(qzhu)位置传位置传感器输出信号，确定发动机喷油正时感器输出信号，确定发动机喷油正时和点火正时的及顺序。和点火正时的及顺序。安装安装(nzhung)：在分电器或凸轮：在分电器或凸轮轴上。轴上。同步信号发生器同步信号发生器作用作用： ECU从从第一个脉冲沿第一个脉冲沿虽可判断有虽可判断有两个活塞在接近上止点两个活塞在接近上止点，但并，但并不能判断出是哪两个缸的活塞，也不能对这两个汽缸正在进行不能判断出是哪两个缸的活塞，也不能对这两个汽缸正在进行的工作行程作出判断。要能使的工作行程作出判

41、断。要能使ECU对对汽缸缸序汽缸缸序作出判断，还需要作出判断，还需要一个汽缸判别信号。一个汽缸判别信号。第五十四页，共106页。1 缸缸进气进气压缩压缩 作功作功排气排气 3 缸缸排气排气 进气进气压缩压缩 作功作功4 缸缸作功作功排气排气 进气进气压缩压缩 2 缸缸压缩压缩 作功作功排气排气 进气进气四缸发动机的发火四缸发动机的发火(f hu)(f hu)顺序顺序1 1 3 3 4 4 2 2曲轴曲轴(qzhu)转转角角360 0 540 720 180 上止点上止点上止点上止点643604上止点上止点180折算曲轴转角折算曲轴转角曲轴位置信号曲轴位置信号同步信号同步信号2(3) 缸缸曲轴转

42、角曲轴转角1(4) 缸缸4(1) 缸缸第五十五页，共106页。（1 1）安装在分电器内的霍尔式同步）安装在分电器内的霍尔式同步(tngb)(tngb)信号发信号发生器生器第五十六页，共106页。（2）安装）安装(nzhung)在凸轮轴上的霍尔式同步信号发生在凸轮轴上的霍尔式同步信号发生器器第五十七页，共106页。第三节第三节 节气门位置节气门位置(wi zhi)传传感器感器有线性输出型、开关有线性输出型、开关(kigun)型和数码编码三种。型和数码编码三种。 节气门位置传感器是发动机集中控制系统中最重要节气门位置传感器是发动机集中控制系统中最重要(zhngyo)的传感器之一，是点火系统、燃油喷

43、射系统和自动的传感器之一，是点火系统、燃油喷射系统和自动变速器系统共用的传感器。变速器系统共用的传感器。 1.1.功用功用 检测节气门的开度和关闭状况，并将检测信号送至发动机检测节气门的开度和关闭状况，并将检测信号送至发动机 ECU，用以控制燃油喷油量、点火时刻用以控制燃油喷油量、点火时刻(点火提前角点火提前角)和和自动变速器换档自动变速器换档。2.2.节气门位置传感器类型节气门位置传感器类型有有模拟信号模拟信号、开关量开关量、数码信号数码信号。3.3.输出信号输出信号第五十八页，共106页。节气门体旁与节气门体旁与节气门同轴。节气门同轴。3.3.安装安装(nzhung)(nzhung)位置位

44、置第五十九页，共106页。节气门全开节气门全开(qunki)节气门全闭节气门全闭第六十页，共106页。 有两对活动触点，其中一对有两对活动触点，其中一对(y du)作为主电位器，另一对作为主电位器，另一对(y du)作为节气门关闭位置指示的微型开关。其活动触点或滑动触作为节气门关闭位置指示的微型开关。其活动触点或滑动触点与节气门同轴。点与节气门同轴。一、线性输出型节气门位置传感器的结构一、线性输出型节气门位置传感器的结构(jigu)、原理与检测、原理与检测（一）线性输出型节气门位置传感器的结构（一）线性输出型节气门位置传感器的结构(jigu)、原理、原理第六十一页，共106页。电阻电阻(din

45、z)体体第六十二页，共106页。 有两对活动触点有两对活动触点(ch din)，其中一对作为主电位器，另一对作，其中一对作为主电位器，另一对作为节气门关闭位置指示的微型开关。其活动触点为节气门关闭位置指示的微型开关。其活动触点(ch din)实为滑动实为滑动触点触点(ch din)，与节气门同轴。当活动触点，与节气门同轴。当活动触点(ch din)随节气门的打随节气门的打开而改变电位器的电阻值时，其输出电压与节气门的开度成正比。开而改变电位器的电阻值时，其输出电压与节气门的开度成正比。2.2.传感器工作传感器工作(gngzu)(gngzu)原理原理第六十三页，共106页。 随着节气门逐渐打开，

46、随着节气门逐渐打开， VTA端子输出电压增大；反之，减小。端子输出电压增大；反之，减小。 VTA信号输入信号输入ECU后，后，ECU将此信号作为控制将此信号作为控制(kngzh)喷油量的条件喷油量的条件之一。之一。 节气门微动开关即怠速开关，当节气门全闭时，触点闭合，节气门微动开关即怠速开关，当节气门全闭时，触点闭合，IDL端端的电位为的电位为0 ，此时，此时ECU对发动机进行怠速控制对发动机进行怠速控制(kngzh)或是断油控制或是断油控制(kngzh)。输入输入/ /输出特性输出特性第六十四页，共106页。节气门位置节气门位置(wi zhi)传感器与传感器与ECU连接示意图连接示意图VCC

47、：电源：电源VTA：节气门开度电压信号输出：节气门开度电压信号输出(shch)接接头头IDL： 怠速开关触点信号接头怠速开关触点信号接头E2： 搭铁搭铁第六十五页，共106页。（二）线性输出型节气门位置（二）线性输出型节气门位置(wi zhi)传感器检测传感器检测 拔下传感器导线拔下传感器导线(doxin)插头，用手拨动节气门，测量插头，用手拨动节气门，测量VTA-E2端子间的电阻，电阻值成正比增加，且不应出现中断现象。端子间的电阻，电阻值成正比增加，且不应出现中断现象。 2.怠速触点导通情况怠速触点导通情况(qngkung)检查检查1.传感器电阻检查传感器电阻检查3.传感器电压检查传感器电压

48、检查 关闭节气门，测量关闭节气门，测量IDL-E2端子间的电阻为端子间的电阻为0。 点火开关置于点火开关置于ON，测量，测量VCC -E2、IDL-E2、 VTA -E2 端子间端子间的电压值，应符合规定电压值。的电压值，应符合规定电压值。 端端 子子 条条 件件 标准电压标准电压 /V /V IDL- E2 节气门开节气门开 9 14 VCC - E2 4.0 5.5 VTA - E2 节气门全闭节气门全闭0.3 0.8节气门全开节气门全开3.2 4.9 第六十六页，共106页。（一）开关型节气门位置（一）开关型节气门位置(wi zhi)传感器的结构、传感器的结构、原理原理二、开关型节气门位

49、置传感器的结构二、开关型节气门位置传感器的结构(jigu)、原理与检测、原理与检测1)节气门轴：随节气门旋转。节气门轴：随节气门旋转。2)凸轮：随节气门轴旋转。凸轮：随节气门轴旋转。3)控制杆：气门轴上的驱动。控制杆：气门轴上的驱动。4)导向凸轮沟槽：限制导向凸轮沟槽：限制(xinzh)动触动触点点 沿凸轮的槽运动。沿凸轮的槽运动。5)可动触点：又称为可动触点：又称为TL触点，触点， 由凸轮带动。由凸轮带动。6)功率触点：又称为满负荷触功率触点：又称为满负荷触 点或点或PSW触点，固定不动。触点，固定不动。7)怠速触点：又称为怠速触点：又称为IDL触点，触点， 固定不动。固定不动。8)导线连接

50、器导线连接器节气门轴节气门轴控制杆控制杆可动触点可动触点怠速触点怠速触点功率触点功率触点导向凸轮导向凸轮导线连接器导线连接器导向凸轮沟槽导向凸轮沟槽1.传感器结构传感器结构第六十七页，共106页。输入输入(shr)/(shr)/输出特性输出特性PSWIDL节气门状态节气门状态TL触点与触点与IDL输出输出 PSW输出输出IDLPSW全关闭全关闭闭合闭合断开断开低电平低电平 “0”高电平高电平 “1”中间开度中间开度断开断开断开断开高电平高电平 “1”高电平高电平 “1”开度开度 50断开断开闭合闭合高电平高电平 “1”低电平低电平 “0”ECU传感器传感器PSW输出信号输出信号怠速信号怠速信号

51、TL+BIDL2.传感器工作传感器工作(gngzu)原理原理第六十八页，共106页。（二）传感器检测（二）传感器检测(jin c)： 与线性输出与线性输出(shch)型相比，其结构简单且价廉，但节气门型相比，其结构简单且价廉，但节气门开度的检测性差。开度的检测性差。开路开路/ /在路在路检测条件检测条件检测端子检测端子标准值标准值在路电压检测在路电压检测点火开关点火开关ON节气门关闭，节气门关闭，IDL闭合且闭合且PSW断开。断开。IDL E 0.5VPSWE4.5V 5.0V节气门全开，节气门全开，IDL断开且断开且PSW闭合。闭合。IDL E4.5V 5.0VPSWE 0.5V节气门在全开

52、与关闭之间，节气门在全开与关闭之间， IDL与与PSW均断开。均断开。IDL E不能同时不能同时 0.5VPSWE触点通断检测触点通断检测点火开关点火开关OFF，取下传感器导取下传感器导线连接器线连接器节气门关闭节气门关闭IDL E 10 PSWE 1M 节气门全开节气门全开IDL E 1M PSWE 10 节气门在全开与关闭之间节气门在全开与关闭之间IDL E不能同时不能同时 10 PSWE第六十九页，共106页。丰田丰田(fn tin)开关型节气门位置传感器开关型节气门位置传感器IDL、ACC1、ACC2、PSW 发动机控制发动机控制(kngzh)信号；信号；IDL、L1、L2、L3 液力

53、变矩器（自动变速器）控制液力变矩器（自动变速器）控制(kngzh)信号。信号。ACC1ACC2L2PSWL3IDL触点触点IDLEL1IDLACC1ACC2PSWL1L2L320 301050060 70 80 90 10040节气门开度节气门开度红线表示高电平红线表示高电平黑线表示低电平黑线表示低电平第七十页，共106页。第四节第四节 光电式车高传感器和转角光电式车高传感器和转角(zhunjio)传感传感器器一、车身高度传感器的结构一、车身高度传感器的结构(jigu)、原理与、原理与检测检测 检测车身检测车身(ch shn)高度变化高度变化 (悬架位移量悬架位移量) 并将其转换成电并将其转换

54、成电信号输入到电控主动悬架系统的信号输入到电控主动悬架系统的EUC，调节车身，调节车身(ch shn)高度，高度，使车身使车身(ch shn)保持稳定。保持稳定。1.1.车高传感器作用车高传感器作用第七十一页，共106页。3.3.安装安装(nzhung)(nzhung)位置：一般安装位置：一般安装(nzhung)(nzhung)在左、右前轮胎挡泥板上。在左、右前轮胎挡泥板上。2.2.车高传感器类型车高传感器类型(lixng)(lixng)：片簧开关式、霍尔集成电路式、光电式。：片簧开关式、霍尔集成电路式、光电式。车高传感器车高传感器第七十二页，共106页。电子电子(dinz)控制空气悬挂（控制

55、空气悬挂（ECAS）ECU高度传感器高度传感器气囊气囊电磁阀电磁阀正正常常高高度度第七十三页，共106页。途锐的主动空气途锐的主动空气(kngq)悬挂系统悬挂系统第七十四页，共106页。1）传感器轴：由连杆带动。）传感器轴：由连杆带动。2）圆盘）圆盘(yun pn)：圆盘：圆盘(yun pn)上开有许多窄槽，固定在传上开有许多窄槽，固定在传感器轴上。感器轴上。3）遮光器：由发光二极管和光敏晶体管组成：）遮光器：由发光二极管和光敏晶体管组成：（一）车身高度传感器的结构（一）车身高度传感器的结构(jigu)、原理、原理1.1.传感器的结构传感器的结构(jigu)(jigu)圆盘圆盘转轴转轴遮光器遮

56、光器电缆电缆外壳外壳盖盖第七十五页，共106页。 车身车身(ch shn)高度变化时，由连杆带动的传感器轴旋转，使高度变化时，由连杆带动的传感器轴旋转，使圆盘的转动，遮光器输出脉冲信号，并把转换信号输送给悬架圆盘的转动，遮光器输出脉冲信号，并把转换信号输送给悬架ECU。ECU据此可检测出车身据此可检测出车身(ch shn)高度的变化。高度的变化。2.2.传感器工作传感器工作(gngzu)(gngzu)原理原理透光透光遮光遮光第七十六页，共106页。二、光电式转角传感器的结构二、光电式转角传感器的结构(jigu)、原理与检测、原理与检测 检测汽车转向盘中间检测汽车转向盘中间(zhngjin)位置

57、、转动方位置、转动方向、转动角度、转动速度向、转动角度、转动速度并将其转换成电信号输入并将其转换成电信号输入到电动式助力转向系统的到电动式助力转向系统的EUC。 在电控主动悬架系统在电控主动悬架系统中，中，EUC根据车速传感器根据车速传感器信号和转角传感器信号，信号和转角传感器信号，判别汽车转向时侧向例的判别汽车转向时侧向例的大小，以控制车身的倾斜。大小，以控制车身的倾斜。1.1.光电转角光电转角(zhunjio)(zhunjio)传感器的作用传感器的作用2.2.传感器安装位置传感器安装位置在转向柱上在转向柱上第七十七页，共106页。 （二）光电式转角传感器的结构（二）光电式转角传感器的结构(

58、jigu)、原理、原理遮光器遮光器1.1.传感器的结构传感器的结构(jigu)(jigu)转角转角(zhunjio)(zhunjio)传感器传感器传感器圆盘传感器圆盘转角传感器转角传感器传感器圆盘传感器圆盘窄缝窄缝转向轴转向轴第七十八页，共106页。2.光电式转角光电式转角(zhunjio)传感器原传感器原理理第七十九页，共106页。3.3.传感器电路传感器电路(dinl)(dinl) 遮光器光电耦合元件产生遮光器光电耦合元件产生A、B两路相位相差两路相位相差(xin ch)90输出输出信号，信号，ECU根据根据A、B两路判断转向盘的动作状态。两路判断转向盘的动作状态。输输出出信信号号B输输出

59、出信信号号AEVCC输出信号输出信号A A输出信号输出信号B B转向转向(zhunxing)盘状态：盘状态：1)直线行驶：信号直线行驶：信号A高电平；高电平；2)左转向左转向(zhunxing)：信号：信号A的出现下降的出现下降 沿时，信号沿时，信号B处于低电平；处于低电平；3)右转向右转向(zhunxing)：信号：信号A的出现下降的出现下降 沿时，信号沿时，信号B处于高电平。处于高电平。第八十页，共106页。第五节第五节 液位传感器液位传感器 检测检测(jin c)汽车燃油箱油量、制动液液位、清洗液位、冷汽车燃油箱油量、制动液液位、清洗液位、冷却水液位等。却水液位等。有浮子式、电热式、电容

60、式、热敏电阻有浮子式、电热式、电容式、热敏电阻(r mn din z)式、舌簧开式、舌簧开关式。关式。1.1.液位传感器的作用液位传感器的作用(zuyng)(zuyng)2.2.液位传感器的类型液位传感器的类型 模拟输出型液位传感器主要用于检测燃油箱油量；开关输模拟输出型液位传感器主要用于检测燃油箱油量；开关输出型液位传感器用于测量制动液液位、清洗液位、冷却水液位。出型液位传感器用于测量制动液液位、清洗液位、冷却水液位。1 1）按结构原理分类）按结构原理分类2 2）按输出信号分类）按输出信号分类分模拟量输出型和开关型两类。分模拟量输出型和开关型两类。第八十一页，共106页。一、浮子舌簧开关式液