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1、汽车传感器的原理与应用本讲稿第一页，共三十八页VOLVO S80车速传感器當脈動輪旋轉時，感知器產生一脈衝電流(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，該元件所產生的電流在7 mA 和14 mA 之間變化，本讲稿第二页，共三十八页车速传感器车速传感器-E38、E39n新的宝马采用电子型式的车速传感器，传感器为二线式（搭铁线为车身搭铁），其中一条线为电脑输出8V电压。车速传感器切割安装于轮心轴承中的切割齿，切割盘上安装有48个切割齿，产生信号波形电压为0.75-2.5V的脉冲方波信号。n新的宝马后轮车速传感器切割齿安装于轮心轴承内。nASC/DSC电
2、脑将车速信号D-BUS传输至IKE仪表电脑。本讲稿第三页，共三十八页车速传感器本讲稿第四页，共三十八页E65/E66/E60车速传感器n新的宝马735i/745i车上采用车速传感器为三组霍尔晶体，监测车轮静止、前进、后退的车速变化。经电子机构放大后输出脉冲信号。电脑通过监测信号波形的脉宽，起始时刻制出车辆是在静止状态及例车状态或前进状态的车速大小。本讲稿第五页，共三十八页压力传感器基本原理基本原理，介质压力通过隔离膜片和封入液，将压力传递给测量 膜片，膜片随两侧压差作正反两方向位移。其位移量与压差成正比，最大位移6080，用电子线路将差动电容变化量变成与之成正比电压信号或420mA电输出。当单
3、项冲击压力到来时，除测量膜片移动外，浮动膜片和浮动膜盒也发生位移，快速将隔离膜片与变送器本体间的封入液吸入体内，从而保护测量膜片，不产生过大的位移，以实现过压保护。本讲稿第六页，共三十八页VW侧向加速度传感器安装位置：转向柱下方偏右侧，与横摆角速度传感器一体。任务：确定侧向力失效影响：没有G200信号，无法识别车辆状态，ESP失效测量精度：1.2V/g测量范围：+-1.7g(加速度）信号：0-2.5VVW侧向加速度传感器本讲稿第七页，共三十八页VW侧向加速度传感器结构原理按电容器原理工作：两个串联电容，中间极片可在作用力下运动。电容可吸收一定量电荷。只要没有侧向力作用在中间极片上，则两电容间隙
4、保持恒定，电容相等。中间电极在侧向力作用下，其中一个电容间隙增加，另一个减小，串联电容值也随之改变。最终，电荷的改变决定了侧向力的大小和方向。VW侧向加速度传感器本讲稿第八页，共三十八页BMW刹车压力传感器n输出电5V电源；一条搭铁；另一条为信号线电压为0.54.5V。压力正常时输出0.5-1V左右直流电压。监测刹车液压系统最大压力与最小压力，监测范围为0-250bar。本讲稿第九页，共三十八页BENZ刹车压力传感器电容式刹车压力传感器数据分析说明本讲稿第十页，共三十八页VW 制动压力传感器 G201安装位置：在主缸上为最大限度的保证安全，有些系统采用了2个传感器（双重保障，实际1个就够用，本
5、车采用1个）功能：计算制动力，控制预压力本讲稿第十一页，共三十八页信号失效影响：ESP功能不起作用。最大测量值：170bar最大能量消耗：10mA 5V制动压力传感器 G201VW制动压力传感器 本讲稿第十二页，共三十八页光电-声波传感器n转向角度传感器n倒车距离检测传感器n室内防盗传感器n轮胎压力监测本讲稿第十三页，共三十八页倒车距离检测传感器超声波传感器工作时会发出嘀、嘀响声，可以用耳朵贴近听见，说明传感器有工作。本讲稿第十四页，共三十八页室内监测传感器 室内监测传感器超声波监测驾驶室，当正常工作时发射超声波，并经室内物体反射后，探测障碍物信号，并将此时位置记忆。当反射探测到有物体位置改变
6、时，则会引起防盗系统作用，防盗喇叭工作。本讲稿第十五页，共三十八页轮胎压力检测系统本讲稿第十六页，共三十八页轮胎压力监控装置nBENZ传感器本讲稿第十七页，共三十八页安装位置：转向柱上，转向开关与方向盘之间，与安全气囊时钟弹簧集成为一体。任务：向带有EDL/TCS/ESP的ABS控制单元传递方向盘转角信号。测量范围为+-720度，4圈测量精度：1.5度分辨速度：1-2000度/秒VW方向盘转角传感器本讲稿第十八页，共三十八页方向盘转角传感器G85结构原理利用光栅原理测量角度。传感器构成如下：-a 光源；-b 编码盘；-c+d光学传感器；-e整圈计数器我们将结构简化一下，如左图：带孔模板1和模板
7、2，光源在两板之间，光学传感器在两板之外。我们将结构简化一下，如左图：带孔模板1和模板2，光源在两板之间，光学传感器在两板之外。光束通过孔隙照到传感器上，产生电压信号。如果光线被挡住，电压消失。本讲稿第十九页，共三十八页移动模板产生2个不同的电压序列。其中一个模板因孔隙间隔一致，产生的电压信号也是规则信号。另一块模板因不规则间隙生成不规则信号。比较2个信号，系统可以计算出模板移动的距离。由不规则板确定运动的起始点。方向盘转角传感器G85本讲稿第二十页，共三十八页侧向加速度传感器G200安装位置：转向柱下方偏右侧，与横摆角速度传感器一体。任务：确定侧向力失效影响：没有G200信号，无法识别车辆状
8、态，ESP失效测量精度：1.2V/g测量范围：+-1.7g(加速度）信号：0-2.5V本讲稿第二十一页，共三十八页侧向加速度传感器G200结构原理按电容器原理工作：两个串联电容，中间极片可在作用力下运动。电容可吸收一定量电荷。只要没有侧向力作用在中间极片上，则两电容间隙保持恒定，电容相等。中间电极在侧向力作用下，其中一个电容间隙增加，另一个减小，串联电容值也随之改变。最终，电荷的改变决定了侧向力的大小和方向。本讲稿第二十二页，共三十八页汽车新型传感器的机构原理与应用(二）本讲稿第二十三页，共三十八页光电-声波传感器n转向角度传感器n倒车距离检测传感器n室内防盗传感器n轮胎压力监测本讲稿第二十四
9、页，共三十八页倒车距离检测传感器超声波传感器工作时会发出嘀、嘀响声，可以用耳朵贴近听见，说明传感器有工作。本讲稿第二十五页，共三十八页室内监测传感器 室内监测传感器超声波监测驾驶室，当正常工作时发射超声波，并经室内物体反射后，探测障碍物信号，并将此时位置记忆。当反射探测到有物体位置改变时，则会引起防盗系统作用，防盗喇叭工作。本讲稿第二十六页，共三十八页轮胎压力检测系统本讲稿第二十七页，共三十八页轮胎压力监控装置nBENZ传感器本讲稿第二十八页，共三十八页安装位置：转向柱上，转向开关与方向盘之间，与安全气囊时钟弹簧集成为一体。任务：向带有EDL/TCS/ESP的ABS控制单元传递方向盘转角信号。
10、测量范围为+-720度，4圈测量精度：1.5度分辨速度：1-2000度/秒VW方向盘转角传感器本讲稿第二十九页，共三十八页方向盘转角传感器G85结构原理利用光栅原理测量角度。传感器构成如下：-a 光源；-b 编码盘；-c+d光学传感器；-e整圈计数器我们将结构简化一下，如左图：带孔模板1和模板2，光源在两板之间，光学传感器在两板之外。我们将结构简化一下，如左图：带孔模板1和模板2，光源在两板之间，光学传感器在两板之外。光束通过孔隙照到传感器上，产生电压信号。如果光线被挡住，电压消失。本讲稿第三十页，共三十八页移动模板产生2个不同的电压序列。其中一个模板因孔隙间隔一致，产生的电压信号也是规则信号
11、。另一块模板因不规则间隙生成不规则信号。比较2个信号，系统可以计算出模板移动的距离。由不规则板确定运动的起始点。方向盘转角传感器G85本讲稿第三十一页，共三十八页侧向加速度传感器G200安装位置：转向柱下方偏右侧，与横摆角速度传感器一体。任务：确定侧向力失效影响：没有G200信号，无法识别车辆状态，ESP失效测量精度：1.2V/g测量范围：+-1.7g(加速度）信号：0-2.5V本讲稿第三十二页，共三十八页侧向加速度传感器G200结构原理按电容器原理工作：两个串联电容，中间极片可在作用力下运动。电容可吸收一定量电荷。只要没有侧向力作用在中间极片上，则两电容间隙保持恒定，电容相等。中间电极在侧向
12、力作用下，其中一个电容间隙增加，另一个减小，串联电容值也随之改变。最终，电荷的改变决定了侧向力的大小和方向。本讲稿第三十三页，共三十八页旋转加速、横向加速传感器 旋转的铁心由惯性运动经电子机构放大输出信号横向加速传感器本讲稿第三十四页，共三十八页横摆角速度传感器G202安装位置：转向柱下方偏右侧，与侧向加速度传感器一体。任务：G202感知作用在车辆上的扭矩，识别车辆围绕垂直于地面轴线方向的旋转运动。失效影响：没有此信号，控制单元不能识别车辆是否发生转向，ESP功能失效。VW横摆角速度传感器本讲稿第三十五页，共三十八页结构原理其基本工作原理简化成左图双调节叉结构，1激励叉，1测量叉双叉经过匹配，
13、使得激励叉在11千赫时共振，而测量叉在11.33千赫时产生共振，向双叉施加11千赫的交变电压，在激励叉上发生共振，而测量叉上不出现。发生共振的调节叉对于外力的反应，要比没有发生共振的调节叉运动响应慢。VW横摆角速度传感器G202本讲稿第三十六页，共三十八页这意味着，车辆的角加速度使得测量叉与车辆同步运动，而共振叉滞后于车辆的运动。结果，双叉发生扭曲。摇摆的结果是改变了叉上的电荷分配，传感器感知此信号并将其传递给控制单元。横摆角速度传感器G202本讲稿第三十七页，共三十八页VW纵向加速度传感器G249注：只在4驱车上安装此传感器。对于单轴驱动车辆，系统通过计算制动压力、车轮转速信号以及发动机管理系统信息，得出纵向加速度。本讲稿第三十八页，共三十八页