汽车位置传感器详解.ppt

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1、第四章第四章 位置传感器的结构、原理与检测位置传感器的结构、原理与检测 汽车汽车传感器传感器第一节第一节 概述概述 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 应用在汽车上的位置传感器有应用在汽车上的位置传感器有曲轴位置传感器、节气门曲轴位置传感器、节气门位置传感器、液位传感器位置传感器、液位传感器和和车辆高度传感器车辆高度传感器等。等。其作用是检其作用是检测测被测

2、对象的位移（位置）、角位移的被测对象的位移（位置）、角位移的变化情况，并把检测变化情况，并把检测结果转换成电信号输入给电控单元。结果转换成电信号输入给电控单元。第一节第一节 概概 述述有有模拟信号模拟信号、脉冲信号脉冲信号、数字信号数字信号。一、位置传感器的类型一、位置传感器的类型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.按输出信号分类按输出信号分类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

3、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

4、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.按用途分类按用途分类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曲柄连杆机构简介曲柄连杆机构简介机体组机体组活塞连杆组活塞连杆组曲轴飞轮组曲轴飞轮组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.曲轴飞轮组曲轴飞轮组功用功用：1)将做功冲程从连将做功冲程从连杆传来的力转变为杆传来的力转变为转矩经飞轮传到传转矩经飞轮传到传动机构

5、；动机构；2)靠惯性通过连杆靠惯性通过连杆反过来推动各缸活反过来推动各缸活塞的进气、压缩、塞的进气、压缩、排气冲程；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。2.2.曲轴飞轮组主要组成曲轴飞轮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结构：结构：由由前端轴前端轴、若干个、若干个曲拐曲拐和和后端轴后端轴三部分三部分组成。组成。3.3.曲轴的结构曲轴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

6、）曲拐的数量数量与取决于发动机的与取决于发动机的气缸数气缸数和和排列方式排列方式。2）曲柄是用来连接）曲柄是用来连接主轴颈主轴颈和和连杆轴颈连杆轴颈。3）平衡重的作用是）平衡重的作用是平衡平衡各机件产生的各机件产生的离心力离心力及其及其力矩力矩。四缸发动机的曲拐布置四缸发动机的曲拐布置四缸发动机的四缸发动机的发火顺序发火顺序1 3 4 24.4.曲轴形状和曲拐的布置形式曲轴形状和曲拐的布置形式曲曲轴转角角（度（度）一一 缸缸二二 缸缸三三 缸缸四四 缸缸发 火火次次 序序0180作功作功排气排气压缩进气气1180360排气排气进气气作功作功压缩3360540进气气压缩排气排气作功作功45407

7、20压缩作功作功进气气排气排气2四缸发动机的四缸发动机的发火顺序发火顺序1 3 4 2四缸发动机四缸发动机曲轴运动示意图曲轴运动示意图六缸发动机的六缸发动机的曲拐布置曲拐布置1625 34120 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气作功作功压缩进气气60 120压缩排气排气120 180进气气作功作功180360180 240排气排气压缩240 300作功作功进气气300 360压缩排气排气360540360 420进气气作功作功420 480排气排气压缩480 540作功作功进气气540720540 600压缩排气排气6

8、00 660进气气作功作功660 720排气排气压缩直列六缸发动机直列六缸发动机发火顺序发火顺序 153624六缸发动机六缸发动机曲轴运动示意图曲轴运动示意图六缸发动机六缸发动机发火顺序发火顺序示意图示意图1.飞轮为一外缘有齿圈的飞轮为一外缘有齿圈的铸铁圆盘。飞轮边缘部分铸铁圆盘。飞轮边缘部分做的厚些，可以增大转动做的厚些，可以增大转动惯量。惯量。2.有的飞轮上有一缸有的飞轮上有一缸上止上止点记号点记号和和点火提前角刻度点火提前角刻度线（汽油机）线（汽油机）或或供油提前供油提前角刻度线（柴油机）角刻度线（柴油机），以，以便调整和检验点火正时，便调整和检验点火正时，供油提前角和气门间隙。供油提前

9、角和气门间隙。5.5.飞轮组成飞轮组成配气机构简介配气机构简介配气机构的组成配气机构的组成 气门组气门组气门传动组气门传动组凸轮轴上置式配气机构运动示意图凸轮轴上置式配气机构运动示意图上置双凸轮轴直接驱动上置双凸轮轴直接驱动四四气门气门配气机构配气机构 1)1)功用功用：驱动和控制各缸气门的开启和关闭，使其符合发动驱动和控制各缸气门的开启和关闭，使其符合发动机的机的工作顺序工作顺序、配气相位配气相位和和气门开度气门开度的变化规律等要求。的变化规律等要求。2)2)结构结构 斜齿轮斜齿轮：驱动分电器、（机油泵）：驱动分电器、（机油泵）偏心轮偏心轮：驱动汽油泵：驱动汽油泵斜齿轮斜齿轮凸轮凸轮偏心轮偏

10、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正时齿轮图片正时齿轮图片正正时时标标记记 四冲程发动机的一个工作循环，四冲程发动机的一个工作循环，曲轴旋转两周曲轴旋转两周，而各，而各缸进、排气门各开启一次，因此缸进、排气门各开启一次，因此凸轮轴只须旋转一周凸轮轴只须旋转一周。故。故凸轮轴正时齿轮的齿数凸轮轴正时齿轮的齿数是是曲轴正时齿轮的齿数曲轴正时齿轮的齿数的的两倍两倍。齿数齿数22齿数齿数44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简介点火系统简介断电器断电器 配电器配电器点火提前调节装置点火提前调节装置电容器电容器分电器包括：分电器包

11、括：1.传统点火系统的传统点火系统的组成组成点火时刻与发动机的工作状况点火时刻与发动机的工作状况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四缸点火演示简图四缸点火演示简图1)高压电的产生，由点火线圈和分电器中的断电器完成。高压电的产生，由点火线圈和分电器中的断电器完成。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。点火线圈点火线圈配电器配电器断电器断电器分电器结构分电器结构点火信号发生器点火信号发生器 在电子点火或微机点火系统中，在电子点火或微机点火系统中，点火信号发生器点火信

12、号发生器取代了取代了断电器中的断电器中的凸轮凸轮，用来判定活塞所处的位置，将，用来判定活塞所处的位置，将活塞位置信活塞位置信号号输送到点火控制器，从而保证在恰当的时刻点火。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：主要应用的有：磁脉冲式磁脉冲式、霍尔效应式霍尔效应式和和光电效应式光电效应式。曲轴曲轴位置传感器和位置传感器和凸轮轴凸轮轴位置传感器是位置传感器是发动机集中控制发动机集中控制系统系统中最重要的传感器之一，是中最重要的传感器之一，是点火系统点火系统和和燃油喷射系统燃油喷射系统共共用的传感器。用的传感器。1.1.功用功用 检测发动机检测发动机曲轴转角曲轴转角和和活塞上止点

13、活塞上止点，并将检测信号送至发，并将检测信号送至发动机动机ECU，用以控制点火时刻，用以控制点火时刻(点火提前角点火提前角)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通常与曲轴位置传感器相配的还有凸轮轴位置传感器凸轮轴位置传感器，其中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，即将到达上止点，又称为又称为判缸传感器判缸传感器。以上两者一起又称为以上两者一起又称为发动机转速与曲轴位置传感器发动机转速与曲轴位置传感器或称或称为为曲轴位置曲轴位置/判缸判

14、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 安装在安装在分电器内分电器内、曲轴上、凸轮轴上、飞轮壳体上。、曲轴上、凸轮轴上、飞轮壳体上。其其产生信号原理产生信号原理分为分为磁脉冲式磁脉冲式、光电式光电式、霍尔式霍尔式三种三种。2.2.曲轴位置传感器的类型曲轴位置传感器的类型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 日产公爵王日产公爵王(Cedric)轿车、三菱与猎豹吉普车采用轿车、三菱与猎豹吉普车采用

15、光电光电式曲轴与凸轮轴位置传感器式曲轴与凸轮轴位置传感器；丰田系列轿车采用丰田系列轿车采用磁脉冲式曲轴与凸轮轴位置传感器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型轿车型轿车采用采用磁感应式曲轴位置传感器磁感应式曲轴位置传感器和和霍尔式凸轮轴位置传感器霍尔式凸轮轴位置传感器；红旗红旗CA7220E型轿车和切诺基吉普车采用了型轿车和切诺基吉普车采用了霍尔式曲轴霍尔式曲轴与凸轮轴位置传感器与凸轮轴位置传感器，其中曲轴位置传感器为，其中曲轴位置传感器为差动霍尔式传差动霍尔式传感器感器。4.4.曲轴位置传感器的曲轴位置传感器的应用应用

16、 相当多数汽车将相当多数汽车将曲轴曲轴与与凸轮轴凸轮轴两种两种位置传感器位置传感器制作成一制作成一体，且相同类型传感器的工作原理完全相同，所以将这两种体，且相同类型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。一、磁脉冲式曲轴位置传感器的结构、原理与检测一、磁脉冲式曲轴位置传感器的结构、原理与检测（一）磁脉冲式曲轴位置传感器的结构与原理（一）磁脉冲式曲轴位置传感器的结构与原理1.传感器结构传感器结构信号盘信号盘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该曲轴位置传感器安

17、装在曲轴前端的皮带轮之后。前端的皮带轮之后。信号盘装在曲信号盘装在曲轴上，在外缘沿圆周轴上，在外缘沿圆周每隔每隔4加工一加工一个齿，共有个齿，共有90个齿个齿。每隔每隔120 布置布置一个凸缘，一个凸缘，共三个共三个。日产公司磁脉冲式曲轴位置传感器日产公司磁脉冲式曲轴位置传感器120120 信号信号：对于对于6 6缸发动机三对活缸发动机三对活塞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。(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（信号发生器）结构传感器盒（信号发生器

18、）结构 信号发生器信号发生器安装在信安装在信号盘边缘，内有三个永久号盘边缘，内有三个永久磁铁，上面绕有线圈磁头。磁铁，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，用于判别汽缸信号，用于判别汽缸及检测活塞上止点位置。及检测活塞上止点位置。磁头磁头和和共同产生共同产生1信号即信号即Ne信号，用以检信号，用以检测曲轴转角及发动机转速测曲轴转角及发动机转速信号。信号。连接器将曲轴位置传连接器将曲轴位置传感器的信号送至感器的信号送至ECU。(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)磁头与脉冲成形电路磁头与脉冲成形电

19、路当曲轴旋转一圈时，当曲轴旋转一圈时，在在磁头磁头上产生三个上产生三个120脉冲信号，磁头脉冲信号，磁头安装在上止点安装在上止点前前70的位置，该信号也叫做的位置，该信号也叫做上止点前上止点前70信号信号，即发动机在运，即发动机在运转时，各缸到达上止点前转时，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。在在磁头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，经信个脉冲信号，经信号合成后向号合成后向ECU输送输送180个脉冲个脉冲1的信号。的信号。2.传感器工作原理传感器工作原理1)1)磁交变信号的产生过程磁交变信号的产生过程 当曲轴带动信号盘旋转时，齿相

20、对线圈位置的变化，使当曲轴带动信号盘旋转时，齿相对线圈位置的变化，使线圈内磁通发生变化，线圈内产生感应电动势输出。线圈内磁通发生变化，线圈内产生感应电动势输出。UeUe 2)2)磁交变信号的整形磁交变信号的整形tUe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 转角信号的产转角信号的产生生 磁头磁头和和共同产共同产生生1信号（信号（Ne信号），信号），用以检测曲轴转角及发用以检测曲轴转角及发动机转速信号。动机转速信号。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位置均产生一个脉冲信号。位置

21、均产生一个脉冲信号。4 4）磁头）磁头与曲轴的位置与曲轴的位置1.1.开路检测法开路检测法：测量传感器感应线圈测量传感器感应线圈电阻值。电阻值。2.2.在路检测法在路检测法：1）测量输出电压）测量输出电压 2）测其工作频率）测其工作频率 3）检测信号输出波形）检测信号输出波形 4）检测导线及插头）检测导线及插头 5）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 0.20.4mm（二）磁脉冲式曲轴位置传感器的检测（二）磁脉冲式曲轴位置传感器的检测 丰田丰田TCCS系统磁脉冲式曲轴位置传感器安装在系统磁脉冲式曲轴位置传感器安装在分电器分电器内内。该传

22、感器分成上、下两部分，上部分产生。该传感器分成上、下两部分，上部分产生G信号信号，下部，下部分产生分产生Ne信号信号。丰田公司磁脉冲式曲轴位置传感器丰田公司磁脉冲式曲轴位置传感器No1转子转子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 Ne信号是检测信号是检测曲轴转角曲轴转角及及发动机转速发动机转速的信号，即曲轴位的信号，即曲轴位置传感器的置传感器的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个轮齿的个轮齿的转子转子(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

23、面的感应线圈产生。正时转子正时转子Ne感应线圈感应线圈分电盘分电盘 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 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。发动机的转速根据等份产生。发动机的转速根据Ne信号计测。信号计测。3602415 G信号用于信号用于判别气缸判别气缸及检测及检测活塞上止点活塞上止点位置，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)及其位置相及其位置相隔隔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

24、感应线圈)产生的。产生的。G信号也用作计算曲轴转角时的信号也用作计算曲轴转角时的基准信号基准信号。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 G1信号检测第信号检测第1缸上止点，缸上止点，G2信号检测第信号检测第6缸及第缸及第1缸的缸的上止点。上止点。G1、G2信号产生时，实际上并不是活塞到达正好信号产生时，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上止点，而是在活塞到达上止点(BTDC)前前10 的位置。的位置。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型轿车均采用型轿车

25、均采用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。齿轮磁脉冲式曲轴位置传感器齿轮磁脉冲式曲轴位置传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 信号转子信号转子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和小齿缺占曲轴转角曲轴转角3，大齿缺占大齿缺占曲轴转角曲轴转角15。58 3+57 3+15360 由信号发生器和带由信号发生器和带光孔的信号盘组成。光孔的信号盘组成。二、光电式曲轴位置传感器的结构、原理与检测二、光电式曲轴位置传感器的结构、原理与检测(一一)光电式曲轴位置传感器的

26、结构和原理光电式曲轴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：固定安装在底座板固定安装在底座板上。由两只发光二极管、上。由两只发光二极管、两只光敏晶体管和整形两只光敏晶体管和整形电路组成。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。1)1)产生产生Ne信号信号(转速和转角信号转速和转角信号)：信号盘边缘刻有：信号盘边缘刻有360条缝条缝 隙，用来产生隙，用来产生1凸轮轴转角凸轮轴转角信号或信号或2 曲轴转角曲轴转角信号。信号。2.2.

27、传感器工作原理传感器工作原理2)2)产生产生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 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90 的光孔。其中较宽的光孔用来判断的光孔。其中较宽的光孔用来判断第第1缸活塞上止点缸活塞上止点。120120 信号信号(1(1缸缸)120120 信信号号1 1 信信号号三、霍尔效应式曲轴位置传感器的结构、原理与检测三、霍尔效应式曲轴位置传感器的结构、原理与检测（一）霍尔效应式曲轴位置传感器的结构、原理（一）霍尔效应式曲轴位置传感器的结构、原理1.霍尔效应原理霍尔效

28、应原理UH-+当电流以垂直于磁场当电流以垂直于磁场方向通过置于磁场中的半方向通过置于磁场中的半导体基片的霍尔元件时，导体基片的霍尔元件时，在垂直于电流和磁场的方在垂直于电流和磁场的方向上将产生一个与电流和向上将产生一个与电流和磁场强度成正比的电势磁场强度成正比的电势，即霍尔电势即霍尔电势UH :UH=k IB 当当电流电流I一定，则一定，则UH与磁场强度与磁场强度B成正比。成正比。霍尔效应式曲轴位置传感器：霍尔效应式曲轴位置传感器：信号轮转动时，每当触发叶信号轮转动时，每当触发叶片进入磁铁与霍尔元件之间的空隙时，磁通被触发叶片所旁路片进入磁铁与霍尔元件之间的空隙时，磁通被触发叶片所旁路(或称或

29、称隔磁隔磁)，这时不产生霍尔电压；当触发叶片离开空隙时，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产生霍尔电压。磁铁的磁通穿过霍尔元件产生霍尔电压。从而使霍尔元件产生从而使霍尔元件产生脉冲电压信号，经放大整形后即为所需的曲轴位置信号。脉冲电压信号，经放大整形后即为所需的曲轴位置信号。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由具有触发轮齿的由具有触发轮齿的信号盘信号盘和和霍尔传感器霍尔传感器组成组成。2.2.轮齿触发霍尔式曲轴位置传感器结构轮齿触发霍尔式曲轴位置传感器结构作用作用：提供：提供曲轴转角曲轴转角和和发动机转速发动机转速

30、信息。信息。克来斯勒克来斯勒2.5L四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安装在变速器输入端，输入端，传感器传感器在变速器壳体在变速器壳体上。上。对于四缸发动机对于四缸发动机：信号盘有两组信号盘有两组相隔相隔180的轮子齿组，每组的轮子齿组，每组四个齿槽中四个齿槽中相邻齿槽间隔角度均为相邻齿槽间隔角度均为20。2.2.传感器传感器工作原理：工作原理：用于四缸发动机用于四缸发动机曲轴位置传感器曲轴位置传感器信号盘信

31、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个个高高-低电位低电位脉冲信号脉冲信号。曲轴每转一圈产生曲轴每转一圈产生8个脉冲信号。个脉冲信号。ECU每接收到每接收到 8个脉冲就知道曲轴旋转了一转。个脉冲就知道曲轴旋转了一转。两组信号中的第一个脉冲两组信号中的第一个脉冲信号上升沿开始，能确定现在信号上升沿开始，能确定现在有有两个汽缸两个汽缸的活塞的活塞正在正在向上止向上止点运动。第四个脉冲下降沿位点运动。第四个脉冲下降沿位于活塞上止点前于活塞上止点前4的位置。故根的位置。故根据第一个上升沿即能确定正在据第一个上升沿即能确定正在向当前上止点运动的两个活塞

32、向当前上止点运动的两个活塞当前的运行位置。当前的运行位置。对于六缸发动机对于六缸发动机：信号盘有三组：信号盘有三组相隔相隔120的轮子齿组，每组四个的轮子齿组，每组四个齿槽中相邻两个齿槽间隔角度与齿槽中相邻两个齿槽间隔角度与四缸机相同。产生四缸机相同。产生三组共三组共12脉冲脉冲信号。信号。ECU每接收到每接收到12个脉冲就知个脉冲就知道曲轴旋转了一转。同样也是第道曲轴旋转了一转。同样也是第四个脉冲下降沿位于活塞上止点四个脉冲下降沿位于活塞上止点前前4的位置。其工作过程的位置。其工作过程与四缸与四缸机相同。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

33、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曲轴转角的时间，并计算出曲轴的曲轴转角的时间，并计算出曲轴的当前确切位置和发动机的转速。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3.3.霍尔式同步信号发生器霍尔式同步信号发生器 产生与曲轴位置传感器信号产生与曲轴位置传感器信号对应的对应的同步信号同步信号。ECU据该信号据该信号对发动机的工作循环及活塞所处对发动机的工作循环及活塞所处位置作出判断。结合曲轴位置传位置作出判断。结合曲轴位置传感器输出信号，确定发动机喷油感器输出信号，确定发动机喷油正时和点火正时的及顺序。正时和点火正时的及

34、顺序。安装：安装：在分电器或凸轮轴上。在分电器或凸轮轴上。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，但并不能判断出是哪两个缸的活塞，也不能对这两个汽缸正在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的工作行程作出判断。要能使进行的工作行程作出判断。要能使ECU对对汽缸缸序汽缸缸序作出判断，作出判断，还需要一个汽缸判别信号。还需要一个汽缸判别信号。1 缸缸进气气压缩 作功作功排气排气 3 缸缸排气排气 进气气压缩 作功作功4 缸缸作功作功排气排气 进气气压缩 2 缸缸压缩 作功作功排气排气

35、进气气四缸发动机的四缸发动机的发火顺序发火顺序1 3 4 2曲轴转角曲轴转角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)缸缸曲轴转角曲轴转角1(4)缸缸4(1)缸缸（1 1）安装在分电器内的霍尔式同步信号发生器）安装在分电器内的霍尔式同步信号发生器（2）安装在凸轮轴上的）安装在凸轮轴上的霍尔式同步信号发生器霍尔式同步信号发生器第三节第三节 节气门位置传感器节气门位置传感器有有线性输出型线性输出型、开关型开关型和和数码编码数码编码三种。三种。节气门位置传感器是节气门位置传感器是发

36、动机集中控制系统发动机集中控制系统中最重要的传中最重要的传感器之一，是感器之一，是点火系统点火系统、燃油喷射系统燃油喷射系统和和自动变速器系统自动变速器系统共共用的传感器。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检测节气门的开度和关闭状况，并将检测信号送至发动机机 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)和和自自动变速器换档动变速器换档。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.输出信号输出信号节气门体旁与节气门体旁与节气门同轴。节气门同轴

37、。3.3.安装位置安装位置节气门全开节气门全开节气门全闭节气门全闭 有两对活动触点，其中一对作为有两对活动触点，其中一对作为主电位器主电位器，另一对作为，另一对作为节气门节气门关闭位置指示的微型开关关闭位置指示的微型开关。其活动触点或滑动触点与。其活动触点或滑动触点与节气门同轴。节气门同轴。一、线性输出型节气门位置传感器的结构、原理与检测一、线性输出型节气门位置传感器的结构、原理与检测（一）线性输出型节气门位置传感器的结构、原理（一）线性输出型节气门位置传感器的结构、原理电阻体电阻体 有两对活动触点，其中一对作为有两对活动触点，其中一对作为主电位器主电位器，另一对作为，另一对作为节气门节气门关

38、闭位置指示的微型开关关闭位置指示的微型开关。其活动触点实为滑动触点，。其活动触点实为滑动触点，与节气门同轴。当活动触点随节气门的打开而改变电位器的与节气门同轴。当活动触点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。电阻值时，其输出电压与节气门的开度成正比。2.2.传感器工作原理传感器工作原理 随着节气门逐渐打开，随着节气门逐渐打开，VTA端子端子输出电压增大；反之，输出电压增大；反之，减小。减小。VTA信号输入信号输入ECU后，后，ECU将此信号作为将此信号作为控制喷油量控制喷油量的条件之一。的条件之一。节气门微动开关即节气门微动开关即怠速开关怠速开关，当节气门全闭时

39、，触点闭当节气门全闭时，触点闭合，合，IDL端的电位为端的电位为0，此时，此时ECU对发动机进行怠速控制或对发动机进行怠速控制或是断油控制。是断油控制。输入输入/输出特性输出特性节气门位置传感器与节气门位置传感器与ECU连接示意图连接示意图VCC：电源：电源VTA：节气门开度电压信号输出接头：节气门开度电压信号输出接头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（二）线性输出型节气门位置传感器检测（二）线性输出型节气门位置传感器检测 拔下传感器导线插头，用手拨动节气门，测量拔下传感器导线插头，用手拨动节气门，测量VTA-E2端端子间的电阻，电阻值成正比增加，且不应出现中断现象

40、。子间的电阻，电阻值成正比增加，且不应出现中断现象。2.怠速触点导通情况检查怠速触点导通情况检查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 端子间的电压值，应符合规定电压值。端子间的电压值，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（一）

41、开关型节气门位置传感器的结构、原理（一）开关型节气门位置传感器的结构、原理二、开关型节气门位置传感器的结构、原理与检测二、开关型节气门位置传感器的结构、原理与检测1)节气门轴节气门轴：随节气门旋转。：随节气门旋转。2)凸轮凸轮：随：随节气门轴节气门轴旋转。旋转。3)控制杆控制杆：气门轴上的驱动。气门轴上的驱动。4)导向凸轮沟槽导向凸轮沟槽：限制动触点：限制动触点 沿凸轮的槽运动。沿凸轮的槽运动。5)可动触点可动触点：又称为：又称为TL触点，触点，由凸轮带动。由凸轮带动。6)功率触点功率触点：又称为满负荷触：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)怠速触点怠速触点：又又

42、称为称为IDL触点，触点，固定不动。固定不动。8)导线连接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输入输入/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

43、TL+BIDL2.传感器工作原理传感器工作原理（二）传感器（二）传感器检测：检测：与线性输出型相比，其结构简单且价廉，但节气门开与线性输出型相比，其结构简单且价廉，但节气门开度的检测性差。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。

44、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，取下传感器导线连接器导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丰田开关型节气门位置传感器丰田开关型节气门位置传感器IDL、ACC1、ACC2、PSW 发动机控制信号；发动机控制信号；IDL、L1、L2、L3 液力变矩器（自动变速器）控制信号。液力变矩器（自动变速器）控制信号。ACC1ACC2L2PSWL3IDL触点触点IDLEL1I

45、DLACC1ACC2PSWL1L2L320 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四节第四节 光电式车高传感器和转角传感器光电式车高传感器和转角传感器一、车身高度传感器的结构、原理与检测一、车身高度传感器的结构、原理与检测 检测车身高度检测车身高度变化变化(悬架位移量悬架位移量)并将其并将其转换成电信号输转换成电信号输入到电控主动悬架系统的入到电控主动悬架系统的EUC，调节车身高度，调节车身高度，使车身保持使车身保持稳定。稳定。1.1.车高传感器作用车高传感器作用3.3.安装位置安装位置：一般安装在左、右前

46、轮胎挡泥板上。：一般安装在左、右前轮胎挡泥板上。2.2.车高传感器车高传感器类型类型：片簧开关式、霍尔集成电路式、：片簧开关式、霍尔集成电路式、光电式光电式。车高传感器车高传感器电子控制空气悬挂（电子控制空气悬挂（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途锐的主动空气悬挂系统途锐的主动空气悬挂系统1）传感器轴）传感器轴：由连杆带动。：由连杆带动。2）圆盘）圆盘：圆盘上开有许多窄槽，固定在传感器轴上。：圆盘上开有许多窄槽，固定在传感器轴上。3）遮光器）遮光器：由发光二极管和光敏晶体管组成：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、原理（一）车身高度

47、传感器的结构、原理1.1.传感器的结构传感器的结构圆盘圆盘转轴转轴遮光器遮光器电缆电缆外壳外壳盖盖 车身高度变化时，由连杆带动的传感器轴旋转，使圆车身高度变化时，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盘的转动，遮光器输出脉冲信号，并把转换信号输送给悬架架ECU。ECU据此可检测出车身高度的变化。据此可检测出车身高度的变化。2.2.传感器工作原理传感器工作原理透光透光遮光遮光二、光电式转角传感器的结构、原理与检测二、光电式转角传感器的结构、原理与检测 检测汽车转向盘检测汽车转向盘中中间位置间位置、转动方向转动方向、转转动角度动角度、转动速度转动速度并将并

48、将其其转换成电信号输入到转换成电信号输入到电动式助力转向系统电动式助力转向系统的的EUC。在电控主动悬架系在电控主动悬架系统中，统中，EUC根据车速根据车速传传感器信号和转角传感器感器信号和转角传感器信号，判别汽车转向时信号，判别汽车转向时侧向例的大小，以控制侧向例的大小，以控制车身的倾斜车身的倾斜。1.1.光电转角光电转角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 （二）光电式转角传感器的结构、原理（二）光电式转角传感器的结构、原理遮光器遮光器1.1.传感器的结构传感器的结构转角传感器转角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

49、窄缝窄缝转向轴转向轴2.光电式转角传感器原理光电式转角传感器原理3.3.传感器电路传感器电路 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转向盘状态转向盘状态：1)直线行驶直线行驶：信号：信号A高电平；高电平；2)左转向左转向：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：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

50、于高电平。处于高电平。第五节第五节 液位传感器液位传感器 检测汽车燃油箱油量、制动液液位、清洗液位、冷却水检测汽车燃油箱油量、制动液液位、清洗液位、冷却水液位等。液位等。有浮子式、电热式、电容式、热敏电阻式、舌簧开关式。有浮子式、电热式、电容式、热敏电阻式、舌簧开关式。1.1.液位传感器的作用液位传感器的作用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。液位。1 1）按结构原理分类）按结构原理分