王忠文汽車與工程機械學院汽車傳感器原理與檢修第一章概述---------章節(jié)內(nèi)容課程內(nèi)容

傳感器的定義與組成1

汽車傳感器的應用3

課程目標24

未來汽車傳感器的發(fā)展5汽車傳感器的常見故障與影響

汽車傳感器的分類與基本特征21、傳感器的定義與組成定義：

汽車傳感器是一種能檢測物理量、電量和化學量等信息，并能把它轉(zhuǎn)換成ECU能接收的電信號，也就是對信息進行采集和傳輸?shù)钠骷?/p>

傳感器定是能夠感覺規(guī)定的被測量，并按一定的規(guī)律將其轉(zhuǎn)換成輸出信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。1、傳感器的定義與組成組成：傳感器一般是由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和其他輔助元件組成。有時也將信號調(diào)節(jié)與轉(zhuǎn)換電路及輔助電源作為傳感器的組成部分，如圖1-1所示。圖1-1傳感器組成框圖1、傳感器的定義與組成組成：敏感元件：直接感受被測量（一般為非電量），并輸出與被測量成確定關系的其他量（一般為電量）的元件。應變式壓力傳感器1、傳感器的定義與組成組成：轉(zhuǎn)換元件：傳感器中能將敏感元件感受（或響應）的被測量轉(zhuǎn)換成適合于傳輸和（或）測量的電信號部分。當輸出為規(guī)定的標準信號時，則一般稱為變送器，又稱轉(zhuǎn)換器，一般情況下不直接接受被測量，而是將敏感元件輸出的量轉(zhuǎn)換為電量輸出的元件。1、傳感器的定義與組成組成：信號調(diào)節(jié)與轉(zhuǎn)換電路：指能把傳感元件輸出的電信號轉(zhuǎn)換為便于顯示、記錄、處理和控制的有用電信號的電路。2、汽車傳感器的分類與基本特征分類方法：能量關系；信號轉(zhuǎn)換；輸入量；工作原理；輸出信號；制造工藝。2、汽車傳感器的分類與基本特征能量關系分類：主動型主動型傳感器的工作不需要外界提供電源，由自身吸收其他能量（光能和熱能），經(jīng)變換后再輸出電能，它是一個能量變換裝置。被動型汽車上使用的傳感器大多數(shù)屬被動型傳感器，這種被動傳感器需要外加輸入電源才能產(chǎn)生電信號，所以這類傳感器實際上是一個能量控制器。2、汽車傳感器的分類與基本特征按信號轉(zhuǎn)換分類：非電量轉(zhuǎn)換成另一種非電量

如彈性敏感元件和氣動傳感器。非電量轉(zhuǎn)換成電量

如熱電偶溫度傳感器、

壓電式加速傳感器等。2、汽車傳感器的分類與基本特征按輸入量分類：可分為位移、速度、加速度、角位移、角速度、力、力矩、壓力、真空度、溫度、電流、氣體成分、濃度傳感器等。

2、汽車傳感器的分類與基本特征按工作原理分類：有電阻式、電容式、應變式、電感式、光電式、光敏式、壓電式、熱電式傳感器等。2、汽車傳感器的分類與基本特征按輸出信號分類：模擬式；

模擬電壓信號是指隨時間延續(xù)而連續(xù)變化的電信號數(shù)字式

數(shù)字電壓信號是指隨時間延續(xù)而不連續(xù)變化的電信號，該信號只有兩種狀態(tài)，即高電平和低電平，同時也包括一些開關信號。2、汽車傳感器的分類與基本特征按制造工藝分類：集成傳感器薄膜傳感器厚膜傳感器

陶瓷傳感器2、汽車傳感器的分類與基本特征按使用功能分類：了解汽車各部分狀態(tài)的傳感器

如溫度、車速、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、液體壓力傳感器等控制汽車運行狀態(tài)的傳感器

如節(jié)氣門位置傳感器、輪速傳感器、減速度傳感器、偏航率傳感器等。2、汽車傳感器的分類與基本特征種類檢測量或檢測對象溫度傳感器冷卻液、排出氣體、吸入空氣、發(fā)動機機油、自動變速器油、車內(nèi)空氣、燃油壓力傳感器進氣歧管壓力、大氣壓力、燃燒壓力、發(fā)動機機油壓力、自動變速器油壓、自動壓力、各種泵壓、輪胎壓力、燃油壓力、共軌壓力、冷卻液壓力轉(zhuǎn)速傳感器曲軸轉(zhuǎn)角、曲軸轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角、車輪速度速度、加速度傳感器車速、加速度流量傳感器吸入空氣量、燃料流量、廢氣再循環(huán)量、二次空氣量、制冷劑流量液量傳感器燃油、冷卻液、電解液、洗滌液、機油、制動液位移方位傳感器節(jié)氣門開度、廢氣再循環(huán)閥開度、車輛高度、行駛距離、行駛方位、GPS全球定位氣體濃度傳感器氧氣、二氧化碳、NOX、HC、柴油煙度其他傳感器轉(zhuǎn)矩、爆燃、燃料成分、濕度、玻璃結霜、鑒別飲酒、睡眠狀態(tài)、蓄電池電壓、蓄電池容量、燈泡斷線、荷重、沖擊物、輪胎失效、風量、日照、光照、電磁、雨滴等汽車用傳感器的種類列表2、汽車傳感器的分類與基本特征基本特征：靜態(tài)特性；

被測量的值處于穩(wěn)定狀態(tài)的輸入、輸出關系動態(tài)特性

其輸出對隨時間變化的輸入量的響應特性3、汽車傳感器的應用

應用領域：傳感器廣泛應用在發(fā)動機、底盤和車身各個系統(tǒng)中，智能網(wǎng)聯(lián)汽車整車有超過500個傳感器。

作用：汽車傳感器在這些系統(tǒng)中擔負著信息的采集和傳輸功用，它采集的信息由控制單元（控制單元）進行處理后，形成向執(zhí)行器發(fā)出的指令，完成電子控制。3、汽車傳感器的應用汽車發(fā)動機控制：A電控汽油噴射（電噴EFI）

電控汽油噴射（電噴EFI）：應用超過10個傳感器，空氣流量傳感器或進氣壓力傳感器、發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、凸輪軸位置傳感器、進氣溫度傳感器、冷卻液溫度傳感器、氧傳感器等信號計算噴油量。3、汽車傳感器的應用汽車發(fā)動機控制：

3、汽車傳感器的應用汽車發(fā)動機控制：B電控點火裝置

作用：發(fā)動機運轉(zhuǎn)時，控制單元根據(jù)空氣流量傳感器或進氣壓力傳感器、發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器、凸輪軸位置傳感器、溫度傳感器等信號，使發(fā)動機在最佳點火提前角工況下工作，輸出最大功率和扭矩，將油耗和排放降到最低限度。

特點：該系統(tǒng)可通過爆燃傳感器進行反饋控制，其點火時刻的控制精度比無反饋控制時高，但排氣凈化差。3、汽車傳感器的應用3、汽車傳感器的應用汽車發(fā)動機控制：C電控柴油噴射控制電子控制柴油機的控制功能噴油量控制噴油時間控制發(fā)動機轉(zhuǎn)矩控制怠速控制

進氣控制轉(zhuǎn)速控制穩(wěn)定性控制怠速升速控制進氣節(jié)流控制進氣加熱控制引導噴射控制空調(diào)關閉控EGR控制渦輪增壓控制故障自診斷故障應急控制3、汽車傳感器的應用汽車發(fā)動機控制：C電控柴油噴射控制3、汽車傳感器的應用汽車底盤控制：汽車底盤控制傳感器（1）變速器控制系統(tǒng)------超速傳感器、溫度傳感器（2）懸架控制系統(tǒng)-----高度傳感器、轉(zhuǎn)角傳感器（3）動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)----車速傳感器、轉(zhuǎn)矩傳感器（4）制動防抱死系統(tǒng)----輪速傳感器（5）巡航控制系統(tǒng)---速度傳感器

3、汽車傳感器的應用汽車底盤控制：汽車底盤控制傳感器3、汽車傳感器的應用汽車底盤控制：汽車底盤控制傳感器有關舒適性便捷性和電機控制的位置傳感器電動鏡電動座位電動門窗3、汽車傳感器的應用汽車底盤控制：汽車底盤控制傳感器高度傳感器實例3、汽車傳感器的應用汽車行駛安全系統(tǒng)：緩沖氣囊蓋緩沖氣囊氣體發(fā)生器3、汽車傳感器的應用汽車行駛安全系統(tǒng)：（1）安全氣囊系統(tǒng)（SRS）----碰撞傳感器（2）雷達防撞系統(tǒng)-----倒車雷達（3）驅(qū)動防滑控制系統(tǒng)（ASR）----轉(zhuǎn)速傳感器（4）前照燈控制-----日照傳感器3、汽車傳感器的應用汽車信息系統(tǒng)：（1）信息顯示與報警系統(tǒng)：各類液量傳感器、各油液溫度傳感器（2）語言信息系統(tǒng)：開關型傳感器（3）車用定位和導航系統(tǒng)：相對傳感器、絕對傳感器、轉(zhuǎn)向角傳感器、車輪傳感器（測距）、地磁傳感器、陀螺盤（測方向）、羅盤等

3、汽車傳感器的應用汽車信息系統(tǒng)：3、汽車傳感器的應用汽車駕駛舒適性（1）自動空調(diào)控制-----溫度、濕度、氣體（2）自動座椅----角度、高度

汽車安全防盜（1）車輛位置：經(jīng)度、緯度、方向

4、汽車傳感器常見故障及影響發(fā)動機控制傳感器名稱故障部位對電控燃油噴射系統(tǒng)的影響對電控發(fā)動機的影響翼板式空氣流量傳感器電位計電阻值不準確空氣流量信號不正確發(fā)動機功率下降、運轉(zhuǎn)不平穩(wěn)、油耗增加電位計滑動臂與碳膜電阻接觸不良回位彈簧力變?nèi)蹩諝饬髁啃盘枙r有時無發(fā)動機間斷運行或不工作回位彈簧力變?nèi)鯂娪土窟^多發(fā)動機油耗過高油泵開關觸點接觸不良起動后燃油泵斷電不工作發(fā)動機起動困難或發(fā)動機起動后隨即熄火熱膜式空氣流量傳感器

熱膜沾污空氣流量信號電壓下降而使供油量過小發(fā)動機運轉(zhuǎn)不平穩(wěn)或不工作，發(fā)動機運轉(zhuǎn)無力、加速不良熱膜損壞無空氣流量信號輸出發(fā)動機不工作熱敏電阻不良空氣流量信號電壓不準確發(fā)動機油耗過高或運轉(zhuǎn)不平穩(wěn)表1-3發(fā)動機控制用傳感器常見故障及影響傳感器名稱故障部位對電控燃油噴射系統(tǒng)的影響對電控發(fā)動機的影響卡爾曼渦旋式空氣流量傳感器電子元件失效不能正確傳遞頻率信號發(fā)動機不易起動、怠速不穩(wěn)、燃油消耗量大、爆燃、加速不良。電阻應變計式進氣壓力傳感器真空管破裂，壓力轉(zhuǎn)換元件損壞。不能準確反映進氣歧管絕對壓力,進氣量檢測信號不準確，從而影響基本噴油量，不能準確測量進氣量。發(fā)動機工作性能不良、加速性差、油耗增加、發(fā)動機無力。發(fā)動機起動困難、動力不足、工作性能不良、油耗增加、加速性差。真空膜盒式進氣壓力傳感器真空管破裂不能準確反映進氣歧管絕對壓力，進氣量檢測信號不準確，從而影響基本噴油量發(fā)動機工作性能不良、加速性能差、油耗增加、發(fā)動機無力電路板損壞不能準確測量進氣量發(fā)動機起動困難、動力不足、工作性能不良、油耗增加、加速性差。進氣溫度傳感器內(nèi)部線路接觸不良或斷線、熱敏元件性能變化進氣溫度傳感器無信號或信號不準發(fā)動機不能起動，發(fā)動機運轉(zhuǎn)不平穩(wěn)、停轉(zhuǎn)或間斷運轉(zhuǎn)，發(fā)動機功率下降傳感器名稱故障部位對電控燃油噴射系統(tǒng)的影響對電控發(fā)動機的影響開關式節(jié)氣門位置傳感器怠速觸點接觸不良無怠速信號怠速不穩(wěn)或無怠速怠速觸點調(diào)整不當?shù)∷傩盘柌徽_發(fā)動機怠速不穩(wěn)或怠速熄火或怠速過高不能調(diào)低，開空調(diào)（或用動力轉(zhuǎn)向）時熄火全負荷觸點接觸不良無全負荷信號發(fā)動機加速困難滑動電阻式節(jié)氣門位置傳感器電位計電阻值不準確節(jié)氣門位置信號不正確發(fā)動機動力不足電位計滑動臂與炭膜電阻接觸不良節(jié)氣門位置信號時有時無發(fā)動機工作性能不良、發(fā)抖、喘振、加速性差，發(fā)動機加速失速曲軸位置傳感器集成電路失效或線路斷路不能正確將曲軸上止點的信號傳輸給電控單元發(fā)動機無法起動或起動困難、加速不良、怠速不穩(wěn)、容易熄火、間歇性熄火凸輪軸位置傳感器集成電路失效或線路斷路不能正確傳輸凸輪軸位置信號發(fā)動機無法起動、發(fā)動機工作不良，運轉(zhuǎn)不佳，怠速不穩(wěn)，間歇性熄火，發(fā)動機不易起動、高壓火弱傳感器名稱故障部位對電控燃油噴射系統(tǒng)的影響對電控發(fā)動機的影響綜合式節(jié)氣門位置傳感器怠速觸點接觸不良無怠速信號怠速不穩(wěn)或無怠速怠速觸點調(diào)速不當?shù)∷傩盘柌徽_發(fā)動機怠速不穩(wěn)或怠速熄火或怠速過高不能調(diào)低，開空調(diào)或動力轉(zhuǎn)向時熄火。全負荷觸點接觸不良無全負荷信號發(fā)動機加速困難電位計電阻值不準確節(jié)氣門位置信號不正確發(fā)動機動力不足電位計滑動臂與碳膜電阻接觸不良節(jié)氣門位置信號時有時無發(fā)動機工作性能不良、發(fā)抖、喘振、加速性能差，發(fā)動機加速失速冷卻液溫度傳感器內(nèi)部線路接觸不良或斷線、熱敏元件性能變化。進氣溫度傳感器無信號或信號不準發(fā)動機不能起動，發(fā)動機運轉(zhuǎn)不平穩(wěn)，停轉(zhuǎn)或間斷運轉(zhuǎn)，發(fā)動機功率下降。爆震傳感器爆震傳感器失效不能正確檢測爆震信號發(fā)動機轉(zhuǎn)速下降，加速無力。氧傳感器內(nèi)部線路斷或脫落，陶瓷元件破損。加熱電阻絲燒斷。不能得到排氣管中氧濃度的信息。發(fā)動機油耗和排氣污染增加、怠速不穩(wěn)、缺火、喘振（抖）。

表1-4自動變速器控制用傳感器常故障及影響傳感器名稱常見故障對自動變速器電控系統(tǒng)的影響對自動變速器的影響車速傳感器線路斷路或短路不能正確檢測車速換擋時刻不正確轉(zhuǎn)速傳感器線路繼路或短路不能正確檢測變速器轉(zhuǎn)速換擋時產(chǎn)生沖擊油溫傳感器線路短路或斷路不能正確檢測油溫信號換擋時會產(chǎn)生沖擊4、汽車傳感器常見故障及影響自動變速器控制表1-5電控懸架控制用傳感器常見故障及影響傳感器名稱常見故障對電控懸架的影響對汽車車身的影響車身高度傳感器車身高度傳感器及線路失效不能正確檢測汽車懸架裝置的位移量不能正確調(diào)節(jié)汽車車身高度轉(zhuǎn)角傳感器轉(zhuǎn)角傳感器失效不能正確檢測汽車轉(zhuǎn)向輪的偏轉(zhuǎn)角及偏轉(zhuǎn)方向不能正確調(diào)節(jié)車身的高度4、汽車傳感器常見故障及影響電控懸架控制表1-6電控動力轉(zhuǎn)向控制用傳感器常見故障及影響傳感器名稱常見故障對電控系統(tǒng)的影響對電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的影響轉(zhuǎn)矩傳感器轉(zhuǎn)矩傳感器失效不能準確輸出信號或無信號輸出轉(zhuǎn)向盤無助力感4、汽車傳感器常見故障及影響電控動力轉(zhuǎn)向控制5、未來汽車傳感器的發(fā)展要求：功能齊全、可靠性、安全性、舒適性特點：新結構、新材料和新工藝的廣泛應用趨勢：微型化、多功能化、集成化和智能化微型化多功能微機電智能