天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29 汽车传感器是将有关汽车运行的变化量传递到有关的仪表或者控制器，在汽车上起到了“耳目耳目”的作用。 1970年以前，一般汽车上只有油压，水温，油量等三种传感器，分别监测发动机的润滑压力，冷却水温度和燃油箱的储量。天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29从70年代开始，伴随着汽车电子化的发展，汽车性能的提高和人们对环境保护意识的加强，传感器在现代汽车上的应用范围和使用数目也不断增加，目前轿车上的传感器已经广布全车，从发动机到变速器，从转向到安全气囊，从制动到悬架,从照明到空调都已经有了传感器的踪影。据统计，现在中级的轿车已有传感器20个左右，高级的轿车已达80个以上，而且趋势还在不断增加。天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29 目前汽车传感器有两大类，一类是使驾驶者直接了解汽车各部分状态的仪表传感仪表传感器器，另一类是用于控制汽车运行状态的控控制传感器制传感器。前一种早就有了，后一种是现代汽车电子技术的发展产物。 控制传感器也是一种转换器，它将物理量，电量或者化学量等信号转换成一种计算机能够理解的电信号，传感器是控制系统的关键部件，如果没有各种传感器，计算机根本无法工作，汽车电子化也就无从谈起。天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29例如现代轿车的电子燃油喷射发动机上，都安装有进气温度传感器，真空传感器等多种传感器，它们各得其位，分别安置在进气管道，节流阀，分电器轴等位置上，监测进气温度，压力，流量以及发动机转速，将这些信号变成电信号传递给计算机，又称中央控制器(ECU)，它根据信号和储存在固定存储器中的信号进行比较，计算出当前工况下最佳的点火时刻及最佳的喷油量，从而输出脉冲电流去控制操纵有关元件。天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29 汽车的工作环境是十分恶劣的，因此对传感器的要求也十分严格。这些传感器必须要经受住从40c到150c的温度变化，而且要求精度高，可靠性好，反应 快，抗干扰和抗震能力强，才能准确地将汽车运行上的有关量值进行实时检测，将它们转换成电信号供给中央控制器。天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29 目前汽车传感器已从一般的电磁式发展成为用磁敏，气敏，力敏，热敏，光电，激光等多种形式的传感器，传感器的材料也从金属发展成为用半导体，陶瓷，光学纤维等材料。尤其是以光学纤维做成的光纤传感器，由于具有容量大，体积小，绝缘好，稳定性高，不怕电磁干扰等优点，已在一些轿车上应用。天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29 目前轿车上的传感器所监测信号的范围越来越大，已从过去单纯监测车内物理变化到现在监测车内外的物理变化和化学变化，包括环境温度的变化，驾驶者的身体及精神变化，车辆的位置变化等等。传感器是电子控制系统的“探头”，传感器用得越多，车上的电子化越全面，轿车的自动控制程度也就越高。 天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29 现代汽车技术发展特征之一就是越来越多的部件采用电子控制。例如电控喷油喷射、废气排放、刹车防抱死系统、自动空调、大灯亮度控制、驾驶座位自动调整、转向控制、电控悬挂，等等。电子自动控制的工作要依赖传感器的信息反缋。 天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29 根据传感器的作用，可以分类为测量温度、压力、流量、位置、气体浓度、速度、光亮度、干湿度、距离等功能的传感器，它们各司其职，一旦某个传感器失灵，对应的装置工作就会不正常甚至不工作。因此，传感器在汽车上的作用是很重要的。天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29 汽车传感器过去单纯用于发动机上，现在巳扩展到底盘、车身和灯光电气系统上了。这些系统采用的传感器有100多种。在种类繁多的传感器中，常见的有以下种类天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29 一 ：用在电控喷油喷射发动机上的传感器天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29进气压力传感器： 反映进气歧管内的绝对压力大小的变化，是向ECU（发动机电控单元）提供计算喷油持续时间的基准信号； 作用：根据进气歧管作用：根据进气歧管压力来压力来间接地测量发动机吸间接地测量发动机吸入的空气量。入的空气量。天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29电路及结构原理分析结构原理：电路及结构原理分析结构原理：进气压力传感器主要由硅片、真空室和电路进气压力传感器主要由硅片、真空室和电路组成，硅片由于受到进气压力作用而变形，组成，硅片由于受到进气压力作用而变形，引起电阻值的变化，从而导致其输出的电压引起电阻值的变化，从而导致其输出的电压发生变化。发生变化。Px 、Px 、 电压电压 、喷油量、喷油量 ；Px 、Px 、电压、电压 、喷油量、喷油量 ；天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29运行状态线路状态静态：4.0V怠速时:1.01.5V0V5.0V0V进气压力信号C0V传感器搭铁B5.0V5V传感器参考电源A传感器接口外形ABC天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29工作原理工作原理 在一定测量范围内，传感在一定测量范围内，传感 器受到的压力作用和测器受到的压力作用和测量信号量信号 （电压信号）成线性关（电压信号）成线性关 系，此即压力传感器系，此即压力传感器特性曲线。根据此特性曲线，特性曲线。根据此特性曲线， ECU 将接收到的电将接收到的电压信号换算成进气压力。传感器正常工作压信号换算成进气压力。传感器正常工作 时，其管时，其管脚脚 A75输出电压应在输出电压应在 0.195V 4.883V （对应（对应 进进气压力为气压力为 15kpa 120kpa）之间。在故障诊断测）之间。在故障诊断测试试 中，中，ECU 将进气压力传感器输出电压信号处理将进气压力传感器输出电压信号处理成以曲轴成以曲轴 每转每转 180 度为周期的平均输出电压，作为度为周期的平均输出电压，作为诊断模块的输入来判断故障。诊断模块的输入来判断故障。天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29进气温度传感器(IAT)1）作用：）作用： 测定进气温度，使测定进气温度，使ECM能够计算能够计算出真实的进气量，进而修正基本喷出真实的进气量，进而修正基本喷油量。油量。2）安装位置：）安装位置： 进气总管上进气总管上3）原理分析：）原理分析：其感温元件为负温其感温元件为负温度系数热敏电阻，温度越高，电阻度系数热敏电阻，温度越高，电阻值越小；反之，温度越低，电阻值值越小；反之，温度越低，电阻值越高。越高。ECM根据进气温度信号，对根据进气温度信号，对基本喷油进行修正，修正量与温度基本喷油进行修正，修正量与温度成反比。成反比。天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.294）进气温度传感器电路）进气温度传感器电路 接线端子：1- 信号地、2 - 温度信号； 20 30的常温下，其阻值为2500 1700天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29常见故障：供油失准，油耗增加。常见故障：供油失准，油耗增加。诊断与维修方法诊断与维修方法1、诊断仪：、诊断仪：A）读取故障代码，检查有无进气温度传感器故障）读取故障代码，检查有无进气温度传感器故障记录。记录。 B）读取数据流，变化进气温度观察仪器显示的进）读取数据流，变化进气温度观察仪器显示的进气温度是否变化正常，若不正常则说明传感器可能气温度是否变化正常，若不正常则说明传感器可能有故障。有故障。2、电阻法：用万用表检测进气温度传感器在不同温、电阻法：用万用表检测进气温度传感器在不同温度下的阻值，其温度与阻值的关系应符合规定。度下的阻值，其温度与阻值的关系应符合规定。3、电压法：用万用表直流电压档测量传感器的输出、电压法：用万用表直流电压档测量传感器的输出电压，此电压应随温度的升高而降低。电压，此电压应随温度的升高而降低。天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29工作原理工作原理: 当当 IAT 正常工作时正常工作时 , 系统所用的进气系统所用的进气温度等于温度等于IAT 信号电压指示进气温度。信号电压指示进气温度。若若 IAT 信号端对地短路信号端对地短路 ,相应的指示进相应的指示进气温度则会过高，将设置气温度则会过高，将设置 DTC P0112。天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29节气门位置传感器节气门位置传感器1）、作用：用于检测节气门）、作用：用于检测节气门的开度，并将其转换成电信的开度，并将其转换成电信号输给电控单元，作为电控号输给电控单元，作为电控单元判定发动机运行工况的单元判定发动机运行工况的依据。依据。2）、安装位置：）、安装位置：节气门体上。节气门体上。天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29电路及结构原理分析电路及结构原理分析 结构原理：节气门位置传感结构原理：节气门位置传感器主要由滑片电阻和滑片组成，器主要由滑片电阻和滑片组成，滑片与节气门轴同转。实际为一滑片与节气门轴同转。实际为一个滑动电位计，电位计输出与节个滑动电位计，电位计输出与节气门开度成比例的电压信号。气门开度成比例的电压信号。节气门开度小时输出电压低，节气门开度小时输出电压低，节气门开度大时输出电压高。节气门开度大时输出电压高。常见故障常见故障常见故障：无怠速，怠速游车，常见故障：无怠速，怠速游车，加速不良加速不良天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29传感器接口传感器接口外形外形线线 号号线线 色色功功 能能 定定 义义检检 测测 参参 数数线路状态线路状态工作状态工作状态红红5V参考电源参考电源5.0V5.0V灰红灰红节气门信号线节气门信号线0.09V全闭时：全闭时：0.50.02全开时：全开时：4.54.8V棕黄棕黄传感器地线传感器地线0V0V天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29常见故障常见故障镀膜失效，阻值变化造成输出电压失准，起步发闯，加速镀膜失效，阻值变化造成输出电压失准，起步发闯，加速不良；不良；初始位置失准，输出电压偏高或偏低，造成怠速偏高或偏初始位置失准，输出电压偏高或偏低，造成怠速偏高或偏低。低。节气门处积炭过多，关闭不严，影响输出电压值和流量值，节气门处积炭过多，关闭不严，影响输出电压值和流量值，造成空燃比失准，怠速不稳。造成空燃比失准，怠速不稳。接头锈蚀，接触不良，造成电压偏低或不导通。接头锈蚀，接触不良，造成电压偏低或不导通。诊断与维修方法诊断与维修方法 当怀疑节气门位置传感器有故障时，应首先检查传感器与当怀疑节气门位置传感器有故障时，应首先检查传感器与ECM的连接情况的连接情况1、诊断仪：、诊断仪：A）读取故障代码，检查有无节气门位置传感器故障记录。）读取故障代码，检查有无节气门位置传感器故障记录。天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29水温传感器水温传感器作用：作用： 测定冷却液温度，测定冷却液温度，并向并向ECU输送对应的输送对应的电信号。电信号。ECU据此判据此判别发动机处于什么工别发动机处于什么工况，（冷车、暖机、况，（冷车、暖机、热机）进而修正基本热机）进而修正基本喷油量。喷油量。 安装位置：安装位置： 安装在冷却水道上安装在冷却水道上（出水口）（出水口）天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29水温传感器水温传感器 与与ECUECU连接连接天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29常见故障常见故障（1）水垢、油垢是绝热失准的大害，造成空燃比失准。引）水垢、油垢是绝热失准的大害，造成空燃比失准。引起冷起动困难，怠速不稳、加速不良或冒黑烟费油。起冷起动困难，怠速不稳、加速不良或冒黑烟费油。（2）传感器失效。指断路或短路，断路时，喷油量增大，）传感器失效。指断路或短路，断路时，喷油量增大，怠速过高，短路时，喷油量减小，冷起动困难。怠速过高，短路时，喷油量减小，冷起动困难。（3）他生故障影响自身性能的好坏：节温器的失效或失准，）他生故障影响自身性能的好坏：节温器的失效或失准，影响机体的温度的高低，特别是电动风扇受影响机体的温度的高低，特别是电动风扇受CTS（冷排）（冷排）控制的冷却系统尤为严重：控制的冷却系统尤为严重： 天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29诊断与维修方法诊断与维修方法 1、诊断仪：、诊断仪：A）读取故障代码，检查有无水温度传感器故障记录。）读取故障代码，检查有无水温度传感器故障记录。B）读取数据流，起动发动机观察仪器显示的水温度是否变）读取数据流，起动发动机观察仪器显示的水温度是否变化正常，若不正常则说明传感器可能有故障。化正常，若不正常则说明传感器可能有故障。 2、电阻法：用万用表检测冷却液温度传感器在不同温度下、电阻法：用万用表检测冷却液温度传感器在不同温度下的阻值，其温度与阻值的关系应符合规定。的阻值，其温度与阻值的关系应符合规定。 3、电压法：用万用表直流电压档测量传感器的输出电压，、电压法：用万用表直流电压档测量传感器的输出电压，此电压应随温度的升高而降低。此电压应随温度的升高而降低。天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29位置与角度传感器检测 应用在汽车上的位置传感器有曲轴位置传感器、节气门位置传感器、液位传感器和车辆高度传感器。（还有凸轮轴位置传感器和方向盘位置传感器）其中曲轴位置传感器是发动机电子控制系统的主要部件，它是控制发动机点火正时、曲轴位置的的信号源。 用于检测活塞上止点信号和曲轴转角信号，它也是测量发动机转速的信号。 天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29曲轴位置传感器曲轴位置传感器有三种型式：电磁脉冲式曲轴位置传感器、霍尔效应式曲轴位电磁脉冲式曲轴位置传感器、霍尔效应式曲轴位置传感器、光电效应式曲轴位置传感器置传感器、光电效应式曲轴位置传感器。曲轴位置传感器型式不同，其控制方式和控制精度也不同。曲轴位置传感器一般安装于曲轴皮带轮或链曲轴位置传感器一般安装于曲轴皮带轮或链轮侧面，有的安装于凸轮轴前端，也有的轮侧面，有的安装于凸轮轴前端，也有的安装于分电器安装于分电器。天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29日产磁脉冲式曲轴位置传感器日产磁脉冲式曲轴位置传感器该曲轴位置传感器安装该曲轴位置传感器安装在曲轴前端的皮带轮之在曲轴前端的皮带轮之后。在皮带轮后端设置后。在皮带轮后端设置一个带有细齿的薄圆齿一个带有细齿的薄圆齿盘（用以产生信号，称盘（用以产生信号，称为信号盘），它和曲轴为信号盘），它和曲轴皮带轮一起装在曲轴上，皮带轮一起装在曲轴上，随曲轴一起旋转。在信随曲轴一起旋转。在信号盘的外缘，沿着圆盘号盘的外缘，沿着圆盘每隔每隔4度有个齿，共有度有个齿，共有90个齿，并且每隔个齿，并且每隔120度布置度布置1个凸缘，共个凸缘，共3个。个。天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29安装在信号盘边缘的传感器安装在信号盘边缘的传感器盒是产生电信号的信号发生盒是产生电信号的信号发生器。信号发生器内有器。信号发生器内有3个在永个在永久磁铁上绕有感应线圈的磁久磁铁上绕有感应线圈的磁头，其中磁头（头，其中磁头（2）产生）产生120度信号，磁（度信号，磁（1）和磁头）和磁头（3）共同产生曲轴）共同产生曲轴1度转角度转角信号。信号。磁头（磁头（2）对着信号盘的）对着信号盘的120度凸缘，磁头（度凸缘，磁头（1）和磁头）和磁头（3）对着信号盘的圈，彼此）对着信号盘的圈，彼此相隔相隔3度曲轴转角安装。度曲轴转角安装。 天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29电磁脉冲式曲轴位电磁脉冲式曲轴位置传感器置传感器 大多数将两种位置传大多数将两种位置传感器做成一体，其工作感器做成一体，其工作原理相同。原理相同。 磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器，它主要由它主要由信号发生器和转子组成。信号发生器和转子组成。如图：如图：信号转子每转过一个齿，传信号转子每转过一个齿，传感线圈中便产生一个周期的感线圈中便产生一个周期的交变电动势，线圈相应输出交变电动势，线圈相应输出一个交变电压信号。如此，一个交变电压信号。如此，则可测出该轴的转速。则可测出该轴的转速。 天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29恒定磁通式：工作气隙中磁通不变，线圈中的感应电势由线圈相对永久磁铁运动并切割磁力线产生。变磁通式：磁铁、线圈均不动，感应电势由变化的磁通产生。如图示转速测量：1一永久磁铁一永久磁铁2一软磁铁，一软磁铁，3一感应线圈一感应线圈4一测量齿轮一测量齿轮天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29磁感应式传感器主要由信号转子、传感线圈、永久磁铁和导磁磁扼组成，工作原理如图 所示。 图5-1 磁感应式传感器工作原理（a）接近；（b）对正；（c）离开1-信号转子；2-传感器线圈；3-永久磁铁；4-磁轭天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29磁感应式传感器的突出优点磁感应式传感器的突出优点是不需要外加电源，永久磁铁起着将机械能转换为电能的作用，其磁能不会损失。当发动机转速变化时，转子凸齿转动的速度将发生变化，铁心中的磁通变化率也将随之发生变化。转速越高，磁通变化率也就越大，传感线圈中的感应电动势也就越高。天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29光电式曲轴位置传感器光电式曲轴位置传感器光电传感器是各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件，它是把光信号转变成为电信号的器件。一、光电效应 是指物体吸收了光能后转换为该物体中某些电子的能量，从而产生的电效应。光电传感器光电传感器的工作原理基于光电效应。的工作原理基于光电效应。光电效应分为外光电效外光电效应和内光电效应应和内光电效应两大类。1、外光电效应、外光电效应 在光线的作用下，物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象称为外光电效应。向外发射的电子叫做光电子。基于外光电效应的光电器件有光电管、光电倍增管等。天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.292、内光电效应 当光照射在物体上，使物体的电阻率电阻率发生变化，或产生光生电动势光生电动势的现象叫做内光电效应，它多发生于半导体内。根据工作原理的不同，内光电效应分为光电导效应和光生伏特效应两类： （1） 光电导效应 在光线作用下，电子吸收光子能量从键合状态过渡到自由状态，而引起材料电导率电导率的变化，这种现象被称为光电导效应。基于这种效应的光电器件有光敏电阻。 （2） 光生伏特效应 在光线作用下能够使物体产生一定方向的电动势电动势的现象叫做光生伏特效应。 基于该效应的光电器件有光电池和光敏二极管、三极光电池和光敏二极管、三极管管。天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29主要由信号发主要由信号发生器、信号盘生器、信号盘（即信号转子）、（即信号转子）、配电器、传感器配电器、传感器壳体和线束插头壳体和线束插头等组成。信号盘等组成。信号盘是传感器的信号是传感器的信号转子，安装在传转子，安装在传感器轴上，结构感器轴上，结构如图所示如图所示 光电式曲轴位置传感器结构光电式曲轴位置传感器结构天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29三天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29 光电式原理图： 通过叶片对发光二极管照射到光敏三通过叶片对发光二极管照射到光敏三级管的光线地遮挡和通过，来控制光敏三级管的光线地遮挡和通过，来控制光敏三级管的开关，从而使输出电压变化，以测级管的开关，从而使输出电压变化，以测得曲轴与凸轮轴位置转速。得曲轴与凸轮轴位置转速。天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29霍尔式曲轴位置传感器霍尔式曲轴位置传感器霍尔元件的结构和工作原理霍尔元件的结构和工作原理 半导体薄片置于磁感应强度为B 的磁场中，磁场方向垂直于薄片，当有电流当有电流I 流过薄片时，在垂直于电流流过薄片时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动和磁场的方向上将产生电动势势UH，这种现象称为霍尔霍尔效应效应。霍尔效应是美国约翰.霍普金斯大学物理学家霍尔 博士首先发现的UH图5-6 霍尔效应原理图UH= IBRHdRH -霍尔系数d -白金导体的厚度天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29图5-7 霍尔式传感器结构原理图主要由触发叶轮、霍尔集成电路、导磁钢片（磁轭）与永久磁铁组成。主要由触发叶轮、霍尔集成电路、导磁钢片（磁轭）与永久磁铁组成。触发叶轮安装在转子轴上，叶轮上制有叶片。霍尔式集成电路有霍尔元触发叶轮安装在转子轴上，叶轮上制有叶片。霍尔式集成电路有霍尔元件、放大电路、稳压电路、温度补偿电路、信号变换电路和输出电路等件、放大电路、稳压电路、温度补偿电路、信号变换电路和输出电路等组成。组成。 天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29 当触发叶轮随转子轴一同转动时，叶片便在霍尔集成电当触发叶轮随转子轴一同转动时，叶片便在霍尔集成电路与永久磁铁之间转动，霍尔式集成电路中的磁场就会发路与永久磁铁之间转动，霍尔式集成电路中的磁场就会发生变化，霍尔元件中就会产生霍尔电压，经过信号处理电生变化，霍尔元件中就会产生霍尔电压，经过信号处理电路处理后，就可输出方波信号。路处理后，就可输出方波信号。 当传感器轴转动时，触发叶轮的叶片便从霍尔集成电路当传感器轴转动时，触发叶轮的叶片便从霍尔集成电路与永久磁铁之间的气隙中转过。当叶片进人气隙时，霍尔与永久磁铁之间的气隙中转过。当叶片进人气隙时，霍尔集成电路中的磁场被叶片旁路，如图集成电路中的磁场被叶片旁路，如图 5-7 ( a ）所示，霍）所示，霍而电压而电压 U H 为零，集成电路输出级的三极管截止，传感器为零，集成电路输出级的三极管截止，传感器输出的信号电压输出的信号电压U0为高电平。为高电平。 当叶片离开气隙时，永久磁铁的磁通便经霍尔集成电路当叶片离开气隙时，永久磁铁的磁通便经霍尔集成电路和导磁钢片构成回路，如图和导磁钢片构成回路，如图 5-7 ( b ）所示，此时霍尔元）所示，此时霍尔元件产生电压（件产生电压（U H二二 1 .9v 一一 2 .0V ) ，霍尔集成电路输出，霍尔集成电路输出级的三极管导通，传感器输出的信号电压级的三极管导通，传感器输出的信号电压U0为低电平。为低电平。 天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29主要由触发叶轮、霍尔集成电路、导磁钢片（磁轭）与永久主要由触发叶轮、霍尔集成电路、导磁钢片（磁轭）与永久磁铁组成。触发叶轮安装在转子轴上，叶轮上制有叶片。霍磁铁组成。触发叶轮安装在转子轴上，叶轮上制有叶片。霍尔式集成电路有霍尔元件、放大电路、稳压电路、温度补偿尔式集成电路有霍尔元件、放大电路、稳压电路、温度补偿电路、信号变换电路和输出电路等组成。电路、信号变换电路和输出电路等组成。 霍尔式曲轴与凸轮轴传感器工作原理霍尔式曲轴与凸轮轴传感器工作原理天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29霍尔式曲轴与凸轮轴传感器工作原理霍尔式曲轴与凸轮轴传感器工作原理当触发叶轮随转子轴一同转动时，叶片便在霍尔集成电路与永当触发叶轮随转子轴一同转动时，叶片便在霍尔集成电路与永久磁铁之间转动，霍尔式集成电路中的磁场就会发生变化，霍久磁铁之间转动，霍尔式集成电路中的磁场就会发生变化，霍尔元件中就会产生霍尔电压，经过信号处理电路处理后，就可尔元件中就会产生霍尔电压，经过信号处理电路处理后，就可输出方波信号。输出方波信号。 当传感器轴转动时，触发叶轮的叶片便从霍尔集成电路与当传感器轴转动时，触发叶轮的叶片便从霍尔集成电路与永久磁铁之间的气隙中转过。当叶片进人气隙时，霍尔集成电永久磁铁之间的气隙中转过。当叶片进人气隙时，霍尔集成电路中的磁场被叶片旁路，如图路中的磁场被叶片旁路，如图 5-7 ( a ）所示，霍而电压）所示，霍而电压 U H 为为零，集成电路输出级的三极管截止，传感器输出的信号电压零，集成电路输出级的三极管截止，传感器输出的信号电压U0为高电平。为高电平。 当叶片离开气隙时，永久磁铁的磁通便经霍尔集成电路和当叶片离开气隙时，永久磁铁的磁通便经霍尔集成电路和导磁钢片构成回路，如图导磁钢片构成回路，如图 5-7 ( b ）所示，此时霍尔元件产生电）所示，此时霍尔元件产生电压（压（U H二二 1 .9v 一一 2 .0V ) ，霍尔集成电路输出级的三极管导，霍尔集成电路输出级的三极管导通，传感器输出的信号电压通，传感器输出的信号电压U0为低电平。为低电平。 天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29电磁感应式传感器具有结构简单，坚固耐用、能适应较高温度环境、能电磁感应式传感器具有结构简单，坚固耐用、能适应较高温度环境、能利用齿轮轮齿产生脉冲等优点，因而被广泛采用。其缺点是：输出电利用齿轮轮齿产生脉冲等优点，因而被广泛采用。其缺点是：输出电压的峰值随转速的大小而变化，在发动机启动时的低速状态下，感应压的峰值随转速的大小而变化，在发动机启动时的低速状态下，感应电压很低，影响了控制精度。电压很低，影响了控制精度。 光电式传感器属于非接触式测量越来越多地用于生产的各个领域，输出光电式传感器属于非接触式测量越来越多地用于生产的各个领域，输出的是数字信号，有利于电脑处理。其缺点是：它们对油或赃物在光通的是数字信号，有利于电脑处理。其缺点是：它们对油或赃物在光通过转盘传递的干涉十分敏感，所以光电传感器的功能元件通常被设计过转盘传递的干涉十分敏感，所以光电传感器的功能元件通常被设计成密封得十分好，但损坏的分电器或密封垫容器在使用中会使油或赃成密封得十分好，但损坏的分电器或密封垫容器在使用中会使油或赃物进入敏感区域，这会引起行驶性能问题并产生故障码。物进入敏感区域，这会引起行驶性能问题并产生故障码。霍尔效应式传感器输出的信号是矩形脉冲，很适合用于电脑数字系统，霍尔效应式传感器输出的信号是矩形脉冲，很适合用于电脑数字系统，而且它的信号电压的大小与发动机转速无关，在发动机启动的低速状而且它的信号电压的大小与发动机转速无关，在发动机启动的低速状态下仍可获得很高的检测精度。态下仍可获得很高的检测精度。 各种类型曲轴位置传感器的特点各种类型曲轴位置传感器的特点天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29曲轴位置传感器曲轴位置传感器1）作用：）作用： 检测曲轴转速及曲轴转角检测曲轴转速及曲轴转角信号，将此信号输入信号，将此信号输入ECU，以决定点火和喷油时刻。以决定点火和喷油时刻。2）安装位置：）安装位置： 安装变速壳上，拆卸及安装安装变速壳上，拆卸及安装时应注意不损坏传感器表面，时应注意不损坏传感器表面，并保证安装牢固。并保证安装牢固。3）、工作原理：利用磁场）、工作原理：利用磁场强弱来控制霍尔电压的有无，强弱来控制霍尔电压的有无，从而输出相应的频率信号，从而输出相应的频率信号，信号的有无取决于磁场的通信号的有无取决于磁场的通断。断。天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29曲轴位置传感器与曲轴位置传感器与ECUECU连接连接天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29量量值值单位单位最小最小典型典型最大最大相位精确度相位精确度+0.450.45 空气间隙空气间隙0.31.7mm目标轮转速目标轮转速158000 rpm供给电压供给电压616V耐压（耐压（60s , 250V)不得击穿不得击穿怠速时的输出电压怠速时的输出电压转速传感器（霍尔式）特性参数转速传感器（霍尔式）特性参数天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29常见故障：发动机抖动，加速不良，启动困难。常见故障：发动机抖动，加速不良，启动困难。诊断与维修方法诊断与维修方法 1、诊断仪：、诊断仪： A）读取故障代码，检查有无曲轴位置传感器故障记录。）读取故障代码，检查有无曲轴位置传感器故障记录。 B）读取数据流，起动发动机观察仪器显示的发动机转速）读取数据流，起动发动机观察仪器显示的发动机转速变化情况，若不正常则说明传感器可能有故障。变化情况，若不正常则说明传感器可能有故障。 2、电压法：用万用表直流电压档测量传感器的输出电压，、电压法：用万用表直流电压档测量传感器的输出电压，起动发动机，此时应有电压产生。起动发动机，此时应有电压产生。 3、示波器法：可用示波器检测脉冲波形，每个齿对应一、示波器法：可用示波器检测脉冲波形，每个齿对应一个电脉冲（方波信号），飞轮上为个电脉冲（方波信号），飞轮上为60-2齿飞轮。齿飞轮。天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29传感器接口传感器接口外形外形 类类 型型霍尔效应式霍尔效应式线线 号号线线 色色功功 能能 定定 义义检检 测测 参参 数数线路状态线路状态工作时工作时电阻值电阻值A红白红白12V传感器电源传感器电源12.0V12.0V/B蓝蓝传感器信号线传感器信号线5.0V2.52.7VC黑黑传感器搭铁传感器搭铁0V0V天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29凸轮轴位置传感器凸轮轴位置传感器天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29常见故障：排放超标，油耗增加，加速不良常见故障：排放超标，油耗增加，加速不良诊断与维修方法诊断与维修方法 1、诊断仪：、诊断仪： 读取故障代码，检查有凸轮轴位置传感器故障记录。读取故障代码，检查有凸轮轴位置传感器故障记录。 2、电压法：、电压法： A、传感器、传感器12V基准电压的检测基准电压的检测 若检查传感器端不正常则应进一步检查主继电器的输出端若检查传感器端不正常则应进一步检查主继电器的输出端至传感器线路是否有断路或接触不良。至传感器线路是否有断路或接触不良。 B、检测信号输出电压是否正常；、检测信号输出电压是否正常； 3、示波器法：可用示波器检测脉冲波形，每一转只产生、示波器法：可用示波器检测脉冲波形，每一转只产生一个高低电信号。一个高低电信号。天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29氧传感器与氧传感器与ECU连接图连接图天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29结构原理分析：结构原理分析： 此传感器为带孔隙的陶瓷此传感器为带孔隙的陶瓷管，管壁外侧被发动机机管，管壁外侧被发动机机排气包围，内侧通大气。排气包围，内侧通大气。并带有电加热器。并带有电加热器。 当内外侧的氧浓度较大当内外侧的氧浓度较大时，就会在两极之间产生时，就会在两极之间产生电动势，浓度差越大，电电动势，浓度差越大，电动势越大。动势越大。0.45V以上为以上为1（浓信号），（浓信号），0.45V以下以下为为0（稀薄信号）（稀薄信号），天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29量量值值单位单位新新250小时台架试验后小时台架试验后特性参数成立排气特性参数成立排气温度温度350850350850输出电压（浓时）输出电压（浓时）75092071070840 8071070mV输出电压（稀时）输出电压（稀时）4010055 3020 5040 40mV传感元件内阻传感元件内阻150.11.50.3k 响应时间（响应时间（600mV至至300mV)100350200 400 400ms响应时间（响应时间（300mV至至600mV)60250 200 400 400ms氧传感器特性参数氧传感器特性参数天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29 氧传感器检测参数氧传感器检测参数天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29常见故障：常见故障：碳化物和铅化物的覆盖，气体不能渗透，氧离碳化物和铅化物的覆盖，气体不能渗透，氧离子不能扩散，产生失效报警。子不能扩散，产生失效报警。 故障现象：怠速不良，加速不良，尾气超标，油耗增加故障现象：怠速不良，加速不良，尾气超标，油耗增加 同时氧传感器还是多路元件故障报警器，对系统油压的同时氧传感器还是多路元件故障报警器，对系统油压的高低、滤清器的脏堵、三元催化器的脏堵等都很敏感。高低、滤清器的脏堵、三元催化器的脏堵等都很敏感。诊断与维修方法诊断与维修方法 1、诊断仪：、诊断仪： A）读取故障代码，检查有无氧传感器故障记录。）读取故障代码，检查有无氧传感器故障记录。 B）读取数据流，运行发动机至正常怠速，用诊断仪观测）读取数据流，运行发动机至正常怠速，用诊断仪观测传感器电压变化情况，一般为（传感器电压变化情况，一般为（0.10.9V )变化，若不正变化，若不正常则说明传感器可能有故障。常则说明传感器可能有故障。 氧氧 传传 感感 器器 检检 测测天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.292、电压法：运行发动机至正常温度，用万用表测量、电压法：运行发动机至正常温度，用万用表测量传感器的输出电压，应在传感器的输出电压，应在0.1V0.9V之间快速变化。之间快速变化。 拔下进气管上的某一真空管，拔下进气管上的某一真空管，A/F变大，电压下降变大，电压下降为为0.1V（趋势）（趋势） 堵住空气滤清器的管口，堵住空气滤清器的管口，A/F变小，电压上升为变小，电压上升为0. 9V(趋势）趋势） 如电压持续偏高，则说明混合气过浓或传感器被污如电压持续偏高，则说明混合气过浓或传感器被污染损坏。若电压持续偏低，说明混合气过稀或传感染损坏。若电压持续偏低，说明混合气过稀或传感器故障。若总在中间值则说明可能是氧传感器损坏。器故障。若总在中间值则说明可能是氧传感器损坏。天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29爆震传感器作用与安装爆震传感器作用与安装1、作用、作用 检测发动机工作时是否产生爆检测发动机工作时是否产生爆震，并且根据爆震传感器的信号震，并且根据爆震传感器的信号调整点火时刻使汽油发动机工作调整点火时刻使汽油发动机工作在临界爆震状态。在临界爆震状态。2、安装位置：如图示、安装位置：如图示天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.293、工作原理：、工作原理： 发动机的气缸体出现振发动机的气缸体出现振动时，该传感器在动时，该传感器在7kHz左左右处与发动机产生共振，强右处与发动机产生共振，强磁性材料铁心的导磁率发生磁性材料铁心的导磁率发生变化，致使永久磁铁穿过铁变化，致使永久磁铁穿过铁心的磁通密度也变化，从而心的磁通密度也变化，从而在铁心周围的绕组中产生感在铁心周围的绕组中产生感应电动势，并将这一电信号应电动势，并将这一电信号输入输入ECM。 压电式爆震传感器的结构压电式爆震传感器的结构1引线引线 2配重块配重块 3、压电、压电元件元件天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29 当爆震发生时，在振当爆震发生时，在振动频率为动频率为7kHz左右时左右时振动振幅异常大，从这振动振幅异常大，从这一点考虑，使爆震传感一点考虑，使爆震传感器在器在7kHz左右输出电左右输出电压最高。压最高。 ECM只检出一定水平只检出一定水平以上的爆震，通过确认以上的爆震，通过确认超出该水平的程度就可超出该水平的程度就可以判定其爆震强度。以判定其爆震强度。爆震传感器输出波形爆震传感器输出波形天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29 爆震传感器的检测爆震传感器的检测天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29（3）电阻法：爆震传感器的电阻值）电阻法：爆震传感器的电阻值1M，敲击时应有微量，敲击时应有微量的电压产生。的电压产生。防止爆震的产生还应注意以下问题：防止爆震的产生还应注意以下问题： 1）不使用劣质的燃油和润滑油；）不使用劣质的燃油和润滑油； 2）点火正时和配气正时应定期检查；）点火正时和配气正时应定期检查； 3）冷却系工作正常，冬夏季都使用高沸点的冷却液，防止）冷却系工作正常，冬夏季都使用高沸点的冷却液，防止水垢的产生和发动机过热。水垢的产生和发动机过热。 4）缸内积炭定期清除，可使爆燃产生的机率降低。）缸内积炭定期清除，可使爆燃产生的机率降低。 KNK的屏蔽网线：因压元件产生的电压值较低（的屏蔽网线：因压元件产生的电压值较低（1V），），为防止高压电磁波的放射干扰，多将信号线屏蔽网线保护。为防止高压电磁波的放射干扰，多将信号线屏蔽网线保护。也必须可靠的搭铁。也必须可靠的搭铁。 爆震传感器的检测爆震传感器的检测天利车业技术培训讲义主讲：金亚伟 2012.2.29下次培训讲述汽车发动机的执行元件原理和诊断。 谢谢