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课题一汽车传感器的概述
1.1传感器的概述传感器是指能感受规定的物理量,并按一定规律转换成可用输出信号的器件或装置简单的说,传感器就是把非电量转换成电量的装置传感器通常由敏感元件、转换元件及测量电路组成敏感元件是指能直接感受(或响应)被测量的部分,转换元件是指能将非电量转换为电量的部分有些敏感元件可以直接输入电量,测量电路是指将转换元件输入的电量经过处理,以便显示、记录和控制的部分测量电路中较多的使用电桥电路
1.
1.1传感器的分类传感器的分类目前尚无统一规定,传感器本身又种类繁多,原理各异,检测对象五花八门,给分类工作带来一定困难,通常传感器按下列原则进行分类
①按被检测量分类按被检测量分类,可分为物理量传感器,化学量传感器,生物量传感器在各类传感器中可分为若干族,每一族中又可分为若干组
②按物理原理分类这种分类方法是以传感器的物理原理作为分类依据可分为压阻式、压电式、电感式、电容式、应变式、霍尔式……;这种分类方法有利于传感器专业工作者从原理和设计上作归纳性的分析和研究
③按能量的传递方式分类按能量的传递方式分类,传感器可分为有源传感器和无源传感器两大类有源传感器将非电量转换为电量无源传感器本身并不是一个换能器,被测非电量仅对传感器中的能量起控制或调节作用,所以它必须具有辅助能源一一电源
④按传感器的工作机理分类按传感器的工作机理分类,可分为结构型和物性型两大类结构型传感器是利用物理学中场的定律和运动定律等构成的物理学中的定律一般是以方程式给出对于传感器来说,这些方程式也就是许多传感器在工作时的数学模型这类传感器特点是传感器的性能与它的结构材料没有多大关系以差动变压器为例,无论使用坡莫合金或铁氧体做铁芯,还是使用铜线或其它导线做绕组,都是作为差动变压器而工作物性型传感器
(2)语音提示语音提示包括语音警告和语音控制语音警告通过开关型传感器监测车内部件的工作情况,一旦出现故障,开关闭合,控制器被触发,语音电路被启动,同时发出报警声音信号
(3)车辆定位和导航车辆定位和导航技术己经应用在汽车上,它将全球定位系统(GPS)接收机安装在车辆上,并使用推算技术,即利用各种传感器,如相对传感器、绝对传感器、转向角传感器、车轮转速传感器(测距)、地磁传感器、陀螺盘(测方向)、罗盘等精确侧定汽车日前所在的位置使用车辆定位和导航系统,可以完成下列各项任务1)数字地图显示2)利用城市街区地址、各交叉路口确定要到达目的地3)计算行驶路径4)沿着预先计算出的行驶路线为驾驶员导航5)各种传感器检侧到的车辆行驶轨迹和己知值路网进行匹配,以便更准确地确定车辆的实际位置
5、驾驶舒适性
(1)自动空调的控制汽车自动空调是用温度设定开关设定所需要的温度,再把各种传感器(车内外温度、日照射强度、发动机水温等)所测出的汽车室内温度、汽车室外空气温度、太阳光的照射强度、发动机的冷却水的温度等信息输入电子控制单元(ECU),ECU经过数据处理后,计算出自动空调所输送的空气的温度值,从而向执行器发出控制指令,控制空气混合板的开度、冷却水阀的开闭、风机的转速、空气吸入口和送出口挡板的开度变换等根据乘客需要,使车内温度、湿度等处在最佳修让人感到舒适
(2)自动座椅自动座椅控制是根据人体工程学和电子技术设什,使它能适合乘客的不同体型、身材,满足乘客的舒适性要求
6、安全防盗GPS(全球卫星定位系统)机动车防盗系统是具有网络报警功能的汽车电子防盗系统在汽车上安装一台CGPS终端设备,卫星监控中心对车辆24小时不间断、高精度监控该系统由指挥中心的中央控制系统、安装在车辆上的GPS终端机以及GSM通信网络组成该系统可计算出移动目标的经度、纬度、速度、方向,并利用GSM网络的短消息平台作10通信媒介来实现定位信息的传输如果汽车被盗,控制中心将自动对车辆进行被盗确认,报告no,协助警方确定车辆位置,甚至可以遥控熄火,使汽车不能行驶表
1.5传感器在汽车电子控制系统上的应用电子控制系统类别主要应用的传感器主要功能发动机控制系统温度传感器、压力传感器、位置发动机的电子控制单元ECU和速度传感器、流量传感器、气提供发动机的工作状况信息,体浓度传感器和爆震传感器供ECU对发动机工作状况进行精确控制,以提高发动机的动力性,降低油耗,减少废气排放和进行故障检验底盘控制系统用于变速器控制系统、悬架控车速、轮速传感器、加速度踏板制系统、动力转向系统、制动位置传感器、加速度传感器、节防抱死系统等底盘控制系统气门位置传感器、发动机转速传中,提供汽车行驶过程中各种感器、水温传感器、油温、油压工况信息,以实现各种相应地传感器、方向盘转角传感器控制车身控制系统温度传感器、湿度传感器、风量车身控制用传感器主要用于提传感器、日照传感器、车速传感高汽车安全性、可靠性和舒适器、距离传感器、加速度传感器性,应用于汽车空调、安全气等囊、中控门锁等导航系统罗盘传感器、陀螺仪和车速传应用于全球定位系统GPS和感器、方向盘转角传感器等地理信息系统GIS实现卫星定位和巡航控制等123汽车传感器的种类汽车传感器大致有两类,一类是使司机了解汽车各部分状态的传感器,另一类传感器是用于控制汽车运行状态发动机控制系统、底盘控制系统、车身控制系统和导航系统的控制传感器,其主要种类如表1所示11表I汽车用传感器的种类项目检测量、检测对象温度冷却水、排出气体(催化剂)、吸入空气、发动机油、车内外空气压力吸气压、大气压、燃烧压、发动机油压、制动压、各种泵压、轮胎压曲轴转角、曲轴转速、车轮速度转速车速(绝对值)、加速度速度、加速度吸入空气量、燃料流量、排气再循环量、二次空气量流量燃料、冷却水、电解液、洗窗器液、机油、制动液液量节流阀开度、排气再循环阀开量、车高(悬架、位移)行驶距离、行驶方位移、方位向、GPS定位氧气、二氧化碳、NO,、碳氧化合物、柴油烟排出气体转矩、爆震、燃料成分、湿度、玻璃结露、鉴别饮酒、睡眠状杰、电池、电压、蓄电池容量、灯泡断线、荷重、冲击物、轮胎失其它效、风量、日照、光照、地磁等
1.
2.4汽车传感器的特点1)适应性强、耐恶劣环境汽车可能行驶在地球上的任何区域,环境条件差别极大,既有南北极的极严寒地区,也有象赤道地区的酷热气候,因此,要求传感器具有极强的适应性,能在-40〜+80℃的条件下,勿须调整正常工作汽车可能工作在极度恶劣的气候条件下,有时尘土弥漫,有时风雨交加,所以传感器应具有很好的密封性,耐潮湿、抗腐蚀能力强2)抗干扰能力强传感器除了能够适应外界恶劣环境之外,也要能够抵抗来自发动机内部的各种干扰传感器都安装在发动机舱中,除了能够承受发动机工作时的高温、高压、燃烧废气腐蚀之外,还要求有良好的抗震性能,抵抗发动机工作时的强烈震动,另外,发动机工作时会产生电磁波,因此要求传感器具有抗干扰能力汽车电源(发电机、蓄电池等)电压可在6〜16V变化,有时甚至迭加超过100V的正负高电压脉冲,故还应具有抗电涌能力等3)稳定性和可靠性高汽车的各种零部件一般要求能运行10X104km以上,并且勿须更换和调整仍能满足规定的技术指标因此,传感器必须具有高稳定性和高可靠性4)价格低廉,适应大批量生产这要求传感器的一致性好,不需要复杂调整,适合自动化生产
1.
2.5常见传感器的位置国12空气流量传感器AFS-—安装在发动机的进气道上节气门位置传感器TPS-—产生节气门开度大小和快慢的信号,它在节气门轴的一端,与轴同步动作氧传感器Ox-—安装在排气管上,监控废气中的氧含量,以便调节空燃比的大小点火正时和曲轴位置传感器IGT/NE-—检测活塞上止点TDC的信号,以便和喷油它多装在曲轴的前端或后端,或在分电机中凸轮轴位置传感器CIS―—安装在凸轮轴的前部、后部,为判缸信号转速传感器SP-—产生曲轴转速和转角信号它多和IGT/NE信号发生器成为一体车速传感器VSS―—提供车速信号,多安装在变速器输出轴后端水温传感器CTS---检测发动机水温的高低,多安装在水温较高的气缸盖上气温传感器ATS—-检测进气温度的高低,多安装在进气主管上压力传感器MAP―-测出进气管中的负压值,度量喷油多少它可直接固定在进气管上,或在其他位置用软管与进气管连接如果是L型喷射系统,则在节气门前方安装空气流量计AFS爆震传感器KNK―—检测爆震信号,调节点火时间,多安装在燃烧室附近的气缸盖上课题二空气流量传感器(AFS)空气流量传感器是电控燃油喷射发动机上最重要的传感器之一,它安装在发动机的进气道上,发动机在工作过程中计算进入气缸的空气量,并将此信号送给发动机ECU,ECU以此为根据,结合其他传感器的信息,计算出最佳喷油量,以控制发动机的空燃比(A/F)空气流量传感器有质量型与体积型⑷其中质量流量型的有热线式空气流量传感器、热膜式空气流量传感器;体积流量型的有翼片式空气流量传感器、卡门漩涡式空气流量传感器
2.1热线式空气流量传感器⑴结构与原理
①结构热线式空气流量传感器由采样管、防护网、热线、卡环、外壳、温度传感器、控制路板等组成,如图
2.1所示,此型式的流量传感器无机械运动件,故进气阻力小,测量精度高,响应快,并具有自洁功能(当发动机熄火时,电路会把热线自动加热至1000C,以清洁流量传感器)1367H1-混合器调节螺钉2-线束插座3-采样管4-防护网5-卡环6-外壳7-热线8-温度传感器9-电路板图
2.1热线式空气流量传感器
②工作原理热线式空气流量传感器是利用空气流过热金属线时的冷却效应工作的如图
2.2所示,在空气通道中放置热线R,当恒定电流通过钳丝周围的空气增加,H金属丝温度回降低热线周围通过的空气质量流量越大,被带走的热量也将增加热线式空气流量传感器就是利用热丝与空气之间的这种热传递现象进行空气质量流量测定的其工作原理是将热线温度与吸入空气温度差保持100C,热线温度由混合集成电路2控制当空气质量流量增大时,热线温度降低起电阻随之减小,使电桥失去平衡此时,放大器增加柏丝的电流,直到恢复原来的温度和电阻值,使电桥重新平衡由于电流的增加,咒的电压将增加,这样只需精确地测量电阻灯两端的电压降,就能得到空气质量流量的信号将热线式空气流量传感器输出信号和储存在ECU存储器中的数据相对照,计算机就能确定此时所需的基础喷油量141-进气2-集成运算放大器3-输出信号图
2.2热线式空气流量传感器的内部电路图⑵波形分析通常热线式空气流量传感器输出的电压范围,是从怠速时超过
0.2V升到油门全开时4V以上,全减速时的输出电压应比怠速时的电压稍低些发动机运转时,波形的幅值在不断地跳动,这是正常的由于热线式空气流量传感器中没有任何机械运动部件,所以它的测量值不会受到运动部件惯性因素的影响,因此它能快速地对空气流量的变化做出反应如图
2.3,为热敏电阻桥式电路,输出〜5V的随动电压信号为跳动的尖刺方波,这是因为它的反应灵敏度高,是空气流脉动引发了尖刺怠速时输出电压应大于
0.2V;全开时应大于4V;急减速时输出电压应稍低于怠速其频率与转速和流量成正比,做加减速试验应产生下列波形其具体检测要求如下怠速时输出电压小于
0.2V;全开时输出电压小于4V,说明AFS己损坏;急加速时电压波形上升慢或急减速时电压波形下降慢,为热膜赃污;随着流量的增加,输出电压波形的频率也增加自洁V1E v2木树彳四孔DOOD接头-A—取样管图
2.3热线式空气流量传感器波形15⑶热线式空气流量传感器的检测
①热线式空气流量传感器的就车检测方法转速在2500r/min以上怠速运转Imin左右,拆下该传感器进口处的空气滤清器和进气管道,关闭点火开关,从空气流量传感器空气进口处观察其热线是否仍发出红光约1秒左右,如果没有红光,则表明电控单元ECU与热线式空气流量传感器之间线路断路,若该线路正常,则应更换热线式空气流量传感器⑵热线式空气流量传感器部件的检测a.拆下热线式空气流量传感器,检查其热线有无断路或脏污,护网有无堵塞或破裂,如果不正常,更换热线式空气流量传感器b.将蓄电池电源接至热线式空气流量传感器插座内的电源端子和搭铁端子不要将极端接错用数字式万用表测其电压,其电压值应为
1.6±
0.5V,向热线式空气流量传感器内吹风,同时量其电压值应上升2〜4V,如不符应更换热线式空气流量传感器
2.2热膜式空气流量传感器⑴热膜式空气流量传感器的结构与原理热膜式空气流量传感器其结构原理,及波形与热线式的基本相同,如图
2.4所示,由壳体、热膜、控制电路等组成热膜置于发动机进气道的空气通路中,受流动空气的冷却,热膜本身变冷,热膜的电阻值变小,热膜周围通过的空气量越多,被带走的热量就越多热膜在单位时间内损失一定的热量,而热膜产生的热量同其损失的热量应相等热膜式空气流量传感器就是利用热膜与空气间的这种热传递现象进行空气流量计算的热膜式的这种结构使发热体不直接承受空气流动所产生的作用力,增加了发热体的强度,提高了空气流量传感器的可靠性,且其相对热线式的结构简单、造价便宜热线式和热膜式空气流量传感器的响应速度快,能在几毫秒内反映出空气流量的变化,所以它们的测量精度不会受进气气流脉动的影响特别是发动机在大负荷、低转速时进气气流脉动大,由于使用了热线式或热膜式空气流量传感器测量进气量,空气计量准确,在任何工况下都能保持最佳空燃比,发动机起动性能、加速性能好
160.5-
4.5V输出电压□□V,控制□□电路□1g/s|空气1/2流量旁通热膜式空气流量计AFS气道图
2.4热膜式空气流量传感器⑵热膜式空气流量传感器的检测
①观察传感器内的热膜有无断丝或赃污,护网有无堵塞或破坏如有异常,应清洗或更换传感器
②将蓄电池电压接至传感器插座内的电源端(注意电源极性应正确),然后用电压表测量输出端的电压
③用电风扇或鼓风机将风吹入传感器,吹风时信号输出端的电压应平稳变化若测量结果不符要求,应更换传感器
④热膜式空气流量传感器的检测a.启动发动机并怠速运转,然后加速到2500r/min以上之后再回到怠速状态b.拆下空气流量传感器进口处的滤清器和进气管c.从传感器入口处观察传感器的热膜,关闭点火开关4秒后,是否被加热至发出红光,并持续1秒如达不到上述要求,可进一步检查电脑至传感器之间的线路有无断路若线路良好,则应更换空气流量传感器在检修传感器时,一定注意不可将手指或工具深入传感器通道内当使用压力式喷雾清洗剂对热膜进行吹洗时,注意吹洗压力不可过高,以免损坏传感器内较细的热线丝
2.3卡门漩涡式空气流量传感器⑴卡门漩涡式空气流量传感器的结构与原理
①结构卡门漩涡式空气流量传感器通常与空气滤清器外壳安装为一体,在其空气通道中央设置一锥体涡流发生器当空气经过时在涡流发生器的后部将不断产生称为卡17门漩涡的涡流串,测出卡门漩涡的频率即可感知空气量的多少根据检测方式的不同,卡门漩涡式空气流量传感器有反光镜检测式和超声波检测式两种超声波式如图
2.5所示大气压力传感器超声波接收器输出端
3.5-
4.2V(平原地区)三菱和现代车AFS电接口图
2.5超声波式卡门漩涡式空气流量传感器使用超声波检测方式的卡门漩涡式的空气流量传感器,是利用卡门漩涡引起的空气密度变化进行测量的在与空气流动方向垂直的方向上安装超声波发射器,在与其相对的位置上安装接收器卡门漩涡造成空气密度变化,受其影响,超声波发生器发出超声波到达接收器的时机或变早或变晚,测出其相位差,利用放大器使之形成矩形波,矩形波的脉冲频率即为卡门漩涡的频率
②工作原理当通过空气通道的空气流速变化时,将影响卡门漩涡的频率,空气流速V与卡门漩涡的频率f之间存在如下关系V再S.式中d-------涡流发生器外径尺寸;
5.---------斯特罗巴尔数,约为
0.2只要合理设计进气管道和涡流发生器的尺寸,则斯特罗巴尔数S,在空气测量范围的全程内几乎为定植,所以,测得卡门漩涡的频率就可以知道空气流速V再将空气通道的有效截面积与空气流速V相乘,就可知道吸入空气的体积流量18⑵波形分析其输出的是与涡流频率相对应的电信号,波形为尖角和方角矩形脉冲信号
①波形变化特点a.在转速和空气流量稳定的状态下,流量计的波形频率、脉宽,及其电压幅值应是稳定状态b.在加速时,不仅频率增加,它的脉冲宽度也同时改变这是为了加速时,向ECU提供同步加浓信号和异步加浓信号,改变喷油量的多少超声波发射、器0图
2.6卡门漩涡式空气流量传感器波形
②波形要求a.频率、脉宽、应随转速而变化,电压应保持5〜0V的幅值波形的正确性、一致性、重复性好否则,更换新的空气流量传感器b.把测试时间用在有疑问的转速区段,查看波形是否正确⑵卡门漩涡式空气流量传感器的检测
①外部线路及内部线路检测a.在线检测先找出ECU,测量ECU连接器人与E1端子之间的电压,与各汽车的参考表对照其次接通点火开关,但不起动发动机此时羯与E1端子之间的电压应为
4.5〜
5.5Vo然后发动机运转时羯与E1端子之间的电压应为2〜4V,进气量越大,电压越高最后检测ECU连接器V与E1端子之间的电压,若在正常值
4.5〜
5.5V之间,则应检查ECU与空气流量传感器之间的导线或空气流量传感器若电压不正常则应更换19是利用物质法则构成的物质法则是表示物质某种客观性质的法则这种法则大多数以物质本身的常数形式给出这些常数的大小,决定了传感器的主要性能因此,物性型传感器的性能随材料的不同而异如所有的半导体传感器,以及所有利用各种环境变化而引起的金属、半导体、陶瓷、合金等性能变化的传感器都是物性型传感器另外,根据传感器输出是模拟信号还是数字信号,可分为模拟传感器和数字传感器;根据转换过程可逆与否,可分为双向传感器和单向传感器
6.
1.2传感器的性能参数传感器的特性参数有很多,且不同类型的传感器,其特性参数的定义和要求也各有差异,下面介绍一些主要的、通用的静态参数指标的定义
①灵敏度灵敏度是指稳态时传感器输出量y和输入量x之比,或输出量y的增量和输入量x的增量之比灵敏度K来表示为K=dy/dx线性传感器的灵敏度为一常数,而非线性传感器的灵敏度是随输入量变化的量
②分辨率传感器在规定的测量范围内能够检测出的被测量的最小变化量称为分辨率由于它往往受噪声的限制,所以一般用相当于噪声电平N若干倍C的被测量表示,即M=CN/K式中,M为最小测量即分辨率,C取1〜5
③范围和量程在允许的误差范围内,被测量值的下限到上限的范围称为测量范围,上限值和下限值之差称为量程
④线度性(非线性误差)在规定条件下,传感器校准曲线与拟合直线间的最大偏差和满量程输出值的百分比,称为线度性或非线性误差
⑤迟滞迟滞是指在相同工作条件下,传感器的正行程特性与反行程特性的不一致程度
⑥重复性重复性是指在同一工作条件下,输入量按同一方向在全测量范围内连续变化多次ECU-b.元件检测拔下空气流量传感器的连接插头,测量THA(进气温度传感器)与Ez之间的电阻值,在0C时,阻值为4〜7k Q,在20℃时阻值为2〜3kQ,在40℃时阻值为
0.9〜
1.3kQ如不符合要求则更换流量传感器
②机械部件检测检测整流栅、发光二极管及光敏管表面脏污情况等空气流量传感器图
2.7用欧姆表检测卡门漩涡式空气流量传感器
7.4翼片式空气流量传感器⑴翼片式空气流量传感器的结构与原理
①结构翼片式空气流量传感器有翼片部分、电位计部分和接线插头三部分组成翼片由测量叶片和缓冲叶片构成,两者铸成一体,翼片安装在空气流量传感器的壳体上,转轴的一端有回位弹簧(安装在电位计内)测量叶片随空气流量的变化在主道内偏转,在空气流量传感器通道下方设有空气旁通道,在旁通道的一侧设有可改变空气量的C0调整螺钉电位计在空气流量传感器的上方,内有平衡配重、滑臂、回位弹簧、调整齿轮和印制电路板等接线端子有7针端子、6针端子、5针端子等多种形式
②工作原理当空气通过空气流量传感器的主通道时,翼片将受到空气气流的压力及回位弹簧弹力控制,当空气流量增大时,则气流压力增大,翼片偏转角a增大,直到两力平衡为止,与此同时,电位计中的滑臂与翼片转轴同轴偏转,使接线插头“Vc”与“八”间的电阻减小,口电压值降低,如图
2.8所示,电脑根据空气流量传感器送入US/UB的信号,感知空气流量的大小,Us/Up的电压比值与空气流量成反比,且线性下降20NE图
2.8翼片式空气流量传感器的工作原理⑵翼片式空气流量传感器的检测
①检查翼片工作状态及回位弹簧弹力,如果弹力减小,应拨动电位计内调整齿轮的痴,增大回位弹簧的弹力,每次只能调一到两个齿
②检查翼片初始位置,即进气量和翼片位置是否匹配;如发动机加速响应的时间长、动力不足、不能起动等,即应调整弹簧预紧力
③检测ECU侧忆、V、Vs,和THA与端子E2间的电压使点火开关置于“ON”,测量VB与E2端子间的电压应为
13.5V,V与E,端子间的电压应为10V,测量时轻推计量板,它的值几乎不变测量Vs与E2端子间的电压时,不但要读取流量计全关和全开的电压,而且要让计量板从全关状态慢慢开启,直到全开,检查电压上升情况全闭时为
2.5V,全开时为8V
④检查空气流量计的电阻点火开关置于“OFF”,拔下空气流量计插接器,测量VB与E2之间的电阻约为400Q,V与E,间的电阻约为300,测量V5与E,之间的电阻时,应将计量板从关闭位置缓缓打开,阻值应逐渐增大,关闭时为50,全开时200Q为正常;测量THA与E2之间的电阻(即进气温度传感器的阻值),其阻值随车型和温度的不同而不同;检查油泵开关,计量板(翼板)稍开,Fc和E1之间的电阻为0,即触点处于“ON”状态,当计量板全关闭时阻值为821课题三节气门位置传感器(TPS)在电子控制燃油喷射式发动机上,节气门由驾驶员通过油门踏板来操纵,以改变发动机的进气量从而控制发动机的运转,不同的节气门开度标志着发动机的不同工况为了满足不同工况下发动机对混合气成分的要求,节气门传感器把节气门开度的大小转换为电信号输ECU,作为控制过渡工况喷油量增加的依据流量传感器和转速传感器控制基本喷油量,保持空燃比为
14.71的理论混合气,而在过渡工况如怠速、加速、全负荷时的浓混合气是在基本喷油量基础上的增量节气门位置传感器提供增量信号,作为ECU控制喷油量增加的依据,即它是怠速控制、急加速控制、急减速控制、断油控制、异步控制、点火提前修正控制的主要信号根据结构和作用的不同,节气门位置传感器分为线性可变电阻型、编码型、开关型、3种类型⑸(其中开关型的已不常用)
3.1线性可变电阻型节气门位置传感器⑴结构与工作原理传感器有2个与节气门联动的可动电刷触点结构与连接电路如图
2.9所示一个触点由节气门轴带动可在电阻器上滑动,利用变化的电阻值,测得与节气门开度对应的线性输出电压信号传给ECU,另一个电刷触点在节气门全关闭时与怠速触点IDL接触IDL信号主要用于断油控制和点火提前角的修正节气门开度输出信号VTA则使ECU对喷油量进行控制,以获得相应的功率随着节气门开度的气门位置传感器增大,节气门开度输出电压线性增大图
2.9线性节气门位置传感器的结构及电路原理图(丰田车)⑵波形分析接通点火开关,发动机不运转,慢慢地让油门从怠速位置到全开,并重回到油门全22闭反复几次,动作要慢所测波形如图
2.10所示其波形上下不应有任何断裂、毛刺、大跌落,特别注意在前1/4油门运动的波形,因为这段通常是驾驶中常用到的传感器碳膜电位计上的部分,因此前1/8到1/3的碳膜往往最先磨损,从而使得波形出现异常输出信号有些车上有两个节气门位置传感器,一个用于主ECU,一个用于变速器控制发动机节气门位置传感器的信号与变速器节气门位置传感器信号相对应设计时,输出0〜5V的随动电压全闭时输出电压小于IV;全开时输出电压接近5V图
2.10中右边的波形为节气门位置传感器故障波形,该故障现象为在节气门转到小于半开处汽车会猛然窜动,然后又恢复正常检测得知节气门位置传感器的波形间歇性波动,并且不是每次节气门开闭时传感器都出现异常,有时甚至会良好地工作较长时间特别注意在传感器
2.8V处的波形,这是传感器电位计的电阻碳膜最容易损坏或断裂的部分因为一旦发生这种情况,将使传感器不能向ECU提供正确的节气门位置信息,ECU便不能为发动机计算正确的混合气参数,因此引起汽车性能不良S3标准波形I己坏波形I图
2.10节气门传感器波形⑶性能检测a.怠速触点导通性检测用万用表的Q档检测IDL与之间七的电阻值当节气门全闭时,怠速触点IDL与之民间的电阻为0;当节气门全开时,怠速触点IDL与心之间的电阻为8b.线性电位计电阻的检测用万用表的n档测量端子VTA与心之间、/与之七间的电阻值节气门处于任意状态下,%与之多间电阻为
3.1〜
7.2KQ在节气门逐渐增大的过程中,所测电阻值应随之变化即当节气门全闭时,VTA与反之间电阻为
230.21—
0.36K Q;当节气门全开时,VTA与后2之间电阻应为
4.8-
6.3KQ------5V4V3V2V1V0V TPc.传感器线束导通性检测断开点火开关,拔下电控单元和传感器线束插头,用万用表的n档测量两插头上相应端子之间导线的电阻值,其值应小于
0.5Q,如表
2.1所示表
2.2线束导通性检测表线束Vc—Vc VTA—VTA TDL—TDL E2—E2VC—E2标准值/
0.
50.
50.
50.5任意状态Q d.基准电压、怠速触点电压,信号输出电压的检测如表
2.2所示表
2.2基准电压、怠速触点电压、信号输出电压的检测项目节气门开度端子号标准值/V基准电压任何状态VC-E
24.0-5三怠速触点全开IDL—E95信号输出VC-E
20.3~
0.
83.2〜
4.8全闭
(4)节气门位置传感器的调整
①拧松节气门位置传感器的2个固定螺钉
②将厚度为
0.35mm的厚薄规插入节气门限位螺钉和限位杆之间,同时用万用表测量怠速开关的导通情况
③逆时针转动节气门位置传感器,使怠速开关触点断开,然后按顺时针方向慢慢地转动节气门位置传感器,直至怠速开关闭合为止
④拧紧节气门位置传感器的2个固定螺钉
⑤分别用
0.30mm和
0.40mm的厚薄规插入节气门限位螺钉和限位杆之间同时测量怠速开关导通情况当厚薄规为
0.30mm时,怠速开关应导通;当厚薄规为
0.40mm时,怠速开关应断开否则,应重新调整节气门位置传感器⑸节气门位置传感器的更换24
①将节气门开度保持在45°左右拧下节气门位置传感器的2个固定螺钉,拆下节气门位置传感器
②将新的节气门开关的心轴转到底,然后装到节气门轴上,拧紧2个固定螺钉
③重新调整节气门位置传感器
(6)可能引发的故障
①行驶性能不良,动力不足;
②加速不圆滑;
③发动机熄火;
④转速不稳定红旗轿车、北京切诺基汽车的电控燃油喷射系统采用德国生产的滑动线性可变电阻式节气门位置传感器
3.2编码式节气门位置传感器⑴功能与结构功能编码式节气门位置传感器安装在节气门室上,与节气门轴联动,可检测发动机的怠速状态、负荷状态和加减速状态当驾驶员踏油门时,可同时对各个接点进行检测结构编码式节气门位置传感器中有IDL触点、PSW触点、ACC,和ACC2触点、功率触点是滑动型,从70%开度到全开为滑动式,并且与IDL和PSW接通的触点为搭铁电位E,如图
2.11所示滑动的动触点同时有一个加速触点接通锯齿形的电路ACC
1、ACC2,以指示加速信号,并在减速时不会使ACC]、ACC2接通IDL触点用以检测怠速状态,PSW触点检测高负荷状态,ACC]和ACC2以检测力口速状态图
2.11编码式节气门位置传感器的结构示意图⑵工作原理a.怠速时IDL触点处于0N(闭合)状态,即可检测出怠速状态同时,在发动机25转速高时,如该触点闭合(ON),ECU将判断为减速状态,进行燃油喷射中断的控制b.加速时加减速检测接点与印刷线路板的加速线路ACC1和ACC2交替处于ON/OFF(闭合/断开)状态对于在一定时间内的急加速,在信号检出的同时,ECU进行非同步喷射控制,以提高加速喷油量c.高负荷时在节气门打开一定程度的高负荷时,全开(功率)接点(PSW)处于ON(闭合)状态,即可检测出高负荷状态d.减速时加减速检测接点处于OFF(断开)状态,ECU不进行非同步喷射控制⑶检测
①导通性检测用万用表的n档检测各触点的导通性,如表
2.4所示表
2.4各工况下各触点导通性测试负荷工况IDL—E1ACC1—E1ACC2—E]PS w—E1怠速状态闭合开开开中小负荷开开/关开/关开大负荷开开开闭合
②检修内容a.节气门全关,点火开关在ON位置,IDL与当之间电压为
0.5V;PSW与E1之间电压为
4.5-5Vo节气门全开时,IDL与EI之间电压为
4.5-5V;PSW与E1之间电压为
0.5Vo b.单独检查时,节气门全闭时,IDL与EI之间电阻为10Q,PSW与E1之间电阻大于1MQ;节气门全开时,IDL与E1之间电阻大于1MQ,PSW与匕之间电阻为10全开到全闭之间不得同时小于10Q其实用机型为丰田TG—GTEU国产奥迪100型V6发动机采用综合型节气门位置传感器课题四氧传感器(Ox)氧传感器是进行闭环反馈控制的主要元件之一用于检测发动机的燃烧状况,通过测26定发动机排气管内废气中的氧含量(浓度)判定空燃比,电子控制单元ECU据此发出反馈信号不断修正喷油量,使空燃比收敛于理论值(入=1)它是属于有反馈功能的闭环控制系统,又是多路故障信号报警元件(如油喷好坏、喷油器脏堵等)
4.1氧传感器的结构与原理空燃比一旦偏离理论空燃比,三元催化剂对CO、HC和NQ的净化能力将急剧下降为了使装有三元催化转换装置的发动机达到最佳的排气净化性能,必须把混合气的空燃比控制在理论空燃比附近很窄的范围内氧传感器用于检测进入三元催化转换装置的排气气体状态,是使用三元催化转换装置发动机上必不可少的传感器目前已使用的氧传感器有氧化错式和氧化钛式两种⑴氧化倍式氧传感器图
2.12氧化错式氧传感器在排气管中的结构氧化倍式氧传感器(见图
2.12)的基本元件是专用陶瓷体,即氧化错(Z“)2)固体电解质,陶瓷体制成管状(错管),固定在带有安装螺纹的固定套中错管表面装有透气粕电极,配有护管及电接头,其内表面与大气相通,外表面与废气相通,外表面还加装了一个防护套管,套管上开有通气槽错管的陶瓷体是多孔的,允许氧渗入该固体电解质内,温度较高时(高于300C),氧气发生电离,如果在陶瓷体内(大气)外(废气)侧的氧气浓度不同,就会在2个箱电极表面产生电压降,含氧量高的一侧为高电位当混合气稀时,排气中含氧多,两侧浓度小,只产生小的电压;反之,混合气浓时,产生高电压传感器的电压输出特性如图
2.13所示根据所测电压值就可测量氧传感器外表面氧气含量,而发动机废气排放中的氧含量主要取决于混合气的空燃比,因此,ECU根据氧传感27器输入的电信号分析汽油的燃烧状况,以便及时修正喷油量,使空燃比处于理想状况,即入=1,所以这种传感器又称为入传感器因出刊羯图
2.13氧化错式氧传感器的电压输出特性⑵氧化钛式氧传感器氧化钛式氧传感器是利用二氧化钛
(02)材料的电阻值随排气中氧含量的变化而变化的特性构成的,故又称为电阻型氧传感器如图
2.14,二氧化钛式传感器由二氧化钛片、加热元件、钢质壳体和接线端子等组成当排气中氧含量少(混合气浓)时,氧分子将脱离,使其晶体出现缺陷,便有更多的电子可用来传递电流,材料的电阻亦随之降低此种现象与温度和氧含量有关,因此,欲将二氧化钛在300〜900C的排气温度中连续使用,必须作温度补偿当发动机的可燃混合气较浓(空燃比小于
14.7)时,排气中氧离子含量较小,氧化钛管外表面氧离子很少或没有氧离子,二氧化钛呈现低阻状态当发动机混合气较稀(空燃比大于
14.7)时,排气中氧离子含量较多,氧化钛管外表面氧离子浓度较大,二氧化钛呈现高阻状态由此可见氧化钛式氧传感器的电阻将在混合气空燃比约在
14.7(过量空气系数约为1)时产生突变氧化钛式氧传感器的优点是结构简单,造价便宜,输出电压为0〜5V,控制范围宽,抗腐蚀、抗污染能力强,经久耐用,可靠性高28A E/n图
2.14氧化钛式传感器结构示意图
4.2氧传感器的故障原因氧传感器的故障原因氧传感器破碎失效;氧传感器内部进入油污或尘埃等沉积物,使传感器信号失真;使用含铅汽油使传感器中毒,而使其失效;此外,传感器橡胶垫及涂剂也会使传感器失效;电加热器故障也可能造成传感器在发动机起动及低温时不工作氧传感器产生故障会造成其反馈信号出现异常,从而使电脑失去对混合气空燃比的调节若混合气控制比不精确,会使排气净化恶化,因而必须及时排除故障或更换
4.3氧传感器的检测氧传感器一般有单线、双线、三线、四线4种引线形式单线为氧化错式氧传感器;双线为氧化钛式氧传感器;三线和四线为氧化错式氧传感器三线和四线的区别三线氧传感器的加热器负极和信号输出负极共用一根线,四线氧传感器的加热器负极和信号负极分别各用一根线图
2.15为四线氧化倍式氧传感器与ECU的连接电路图发动机ECU图
2.15四线氧化错式氧传感器与ECU的连接图⑴氧传感器加热电阻丝电阻的检测29所得特性曲线的不一致性
⑦零漂和温漂传感器在无输入或输入为某一定时,每隔一定时间,其输入值偏离原始值的最大偏差与满量程的百分比为零漂而温度每升高1℃,传感器输出值的最大偏差与满量程的百分比称为温漂
1.2汽车传感器车用传感器是汽车计算机系统的输入装置,它把汽车运行中各种工况信息(如车速、各种介质的温度、发动机转速等)转化成电信号输送给计算机,以使发动机处于最佳工作状态在汽车电子控制系统中,传感器所起的作用越来越重要可以这样讲,汽车传感器是汽车电子控制系统中的关键性部件,如果没有各种传感器,电子控制根本无法实现
1.
2.1汽车传感器的发展历程汽车工业是国民经济发展的支柱产之一,现代汽车正从由一种单纯的交通工具朝着满足人们需求和安全节能、环保的方向发展为了满足人们对汽车伴随着汽车电子产品市场的增长,汽车传感器市场也得到了同样的增长并且汽车传感器市场在可预见的范围内将继续增长传感器在汽车上的应用与电子产品在汽车上的应用基本是同步的,最先在汽车上得到应用的电子系统是发动机管理系统,在20世纪60年代电子点火装置被广泛采用,随后就是电子喷射这一过程把温度、流量、氧传感器等引入了汽车到20世纪80年代安全气囊SRS系统、ABS系统的广泛应用则推动了轮速、加速度等传感器在汽车上的应用1995年,随着ESP电子控制行驶稳定系统的批量生产,角速度传感器的应用也有了长足的发展表
1.
1、
1.2列举了汽车传感器发展的凡个重要里程碑”点火开关置于“OFF”位置,拔下氧传感器的导线连接器,用万用表的Q档测量氧传感器接线端中加热器端子和搭铁端子间的电阻,应为4〜40Q,若过大或过小,表示加热元件已损坏,应更换传感器⑵氧传感器反馈电压的检测拔下氧传感器插头使发动机以2500r/min转速运转电压应在0~1V变换(频率约50次/min)如电压保持在0V或1V不变,可用改变油门开度的办法人为地改变混合气浓度突然踏下油门踏板时产生浓混合气,反馈电压应上升;突然松开油门时产生稀混合气,反馈电压应下降如果没有变化,说明氧传感器已损坏,应更换在检测氧传感器的反馈电压时,最好使用指针式万用表,以便直观地反应出反馈电压的变化情况,此外,电压表应是低量程和高阻抗的(阻抗太低会损坏传感器)氧传感器是否损坏,还可用简易方法判断拔下氧传感器的插头,从插头处引入2根导线,一根接线路的信号线电路,另一根接控制单元供应电压,两只手分别拿住线路两头,如果发动机的转速发生变化,即为氧传感器损坏,否则,为其它部位故障⑶氧化钛式氧传感器的检测在采用上述方法检测时,良好的氧化钛式氧传感器输出端电压应以
2.5V为中心上下波动,否则,可拆下传感器并暴露在空气中,冷却后测量其电阻值若阻值很大,说明传感器良好;反之,则传感器已损坏,应予更换
4.4氧传感器的波形分析用汽车示波器测试的氧传感器信号能够反映出发动机的机械部分、燃油供给系统以及发动机电控系统的运行情况若发动机有故障,氧传感器的输出信号一定会有反应所以,当氧传感器的信号电压波形正常时就可以判定整个发动机系统的工作是正常的或对发动机的维修是正确的由于在汽车示波器上进行氧传感器信号电压波形的分析,也是对整个发动机系统运行状态的分析,所以氧传感器波形分析也称为氧反馈平衡测试(Oxygen SensorFeedback Balance,02FB)⑹,它是分析电控发动机故障的一种新型方法⑴氧传感器的标准信号电压波形氧传感器的信号电压变化取决于排气管废气中的含氧量变化,图
2.16为在发动机启动后氧传感器输出的信号电压波形30图
2.16进入闭环时氧传感器的信号电压波形由图
2.16可见,波形先逐渐升高到450mV,然后进入升高和下降(对应于混合气变浓和变稀)的循环,其平均电压为450mV随后波形的波动表示燃油反馈控制系统进入了闭环控制状态在进行氧传感器波形分析时,有3个参数需要特别注意,即波形的最高信号电压、最低信号电压和信号的响应时间(混合气从浓到稀的最大允许响应时间)氧传感器的标准信号电压波形如图2-17所示,要求其最高信号电压大于850mV,最低信号电压在75〜175mV以内,信号的响应时间小于100ms测试时,这3个参数都必须符合要求,否则就必须更换氧传感器更换氧传感器后还要对新氧传感器的这3个参数进行测试,以判断新的氧传感器是否完好图
2.17氧传感器的标准信号电压波形⑵氧传感器信号电压波形的测试在电控发动机上测试氧传感器可以采用两种方法,丙烷加注法和急加速法丙烷加31注法多用于一些1988年以前生产的汽车,急加速法适用于大多数汽车急加速法的具体测试步骤如下
①准备好汽车示波器,按照仪器的操作说明与发动机连接,并将仪器处于测试氧传感器状态
②启动发动机运转,以250r/min的转速预热发动机和氧传感器2-6min,然后再让发动机怠速运转20秒
③在2秒内将发动机节气门从全闭(怠速)到全开1次,并反复进行5-6次注意,在此过程中不要让发动机的空转转速超过4000r/min,只需用节气门进行急加速和急减速就可以了
④待信号电压波形移动到示波器屏幕的中央位置时锁定波形(见图
2.18),测试完成接着就可根据氧传感器的最高最低信号电压值和信号的响应时间来判断氧传感器的好坏在信号电压波形中,上升的部分是急加速造成的,下降的部分是急减速造成的图
2.18急加速法测试的氧传感器信号电压波形⑶双氧传感器有的汽车在三元催化器前后设有氧传感器Ox,是对三元催化器“还原效应”的监控,通过两个传感器反馈控制信号,提高了对空燃比(A/F)的控制精度,净化性好,使其处于最佳状态032图
2.19三元催化器(TWC)课题五水温传感器(CTS)和进气温度传感器(ATS)
4.1水温传感器(CTS)
1.水温传感器结构、典型特性和作用水温传感器安装在发动机缸体或缸盖的水套上,与冷却水直接接触,用于测量发动机冷却水温度冷却水温度传感器的内部是一个半导体热敏电阻,它具有负的温度电阻系数(NTC)水温传感器感知发动机水温,把水温信号传递给ECU,ECU根据该信号凋整喷油量当水温低时,燃油蒸发性差,供给浓的混合气,发动机的冷机运转性能得以改善由图
2.20和图
2.21可知发动机温度上升电一阻变小一喷油量脉宽下降一喷油量减小;发动机温度下降一电阻变大一喷油量脉宽上升一喷油量加大於叵濯-40-20020406080水温八图
2.20结构与典型特性曲线图
2.21水温-喷油时间关系图水温传感器的两根导线与ECU相连接其中一根为搭铁线,另一根的对搭铁电压随热敏电阻阻值的变化而变化ECU根据这一电压的变化测得发动机冷却水的温度,和其他传感器产生的信号一起,用来确定喷油脉冲宽度、点火时刻等冷却水温度传感器与ECU的连接如图
2.22所示M E/X33THWM9水蠡传■器ECU图
2.22水温传感器与ECU的连接2水温传感器引发的故障水温传感器工作环境比较恶劣,很容易老化、损坏水温传感器引发的故障通常有两大类⑺⑴高电阻引发故障所谓高电阻,即不管在任何状态下,水温传感器都保持很高的电阻通常高电阻出现是由于3种情况
①水温传感器内部断路,电阻值为8;
②水温传感器接插件掉落或与ECU相连线束中间断开,电阻值为a;
③水温传感器由于内部老化,电阻值为一稳定的大电阻或只在大电阻区域内变化水温传感器高电阻状态,随时提供给发动机ECU的都是冷机状态信息,发动机ECU发出都是低温供油信号,会不停地加大供油量起动时,由于ECU得到的水温信号是一个冷车信号,所以加大喷油量以利起动火花塞常被燃油浸湿,发动机难以起动,特别在热机时最难以起动起动后,又一直供给浓混合气,因富油而怠速偏高⑵低电阻引发的故障所谓低电阻,即不管在任何状态下,水温传感器都保持很低的电阻通常也出现3种情况
①水温传感器内部短路,电阻值为0;
②水温传感器由于内部老化,电阻值为一稳定的小电阻或只在小电阻区域内变化;
③水温传感器的电源线因磨破而搭铁,电阻值为0水温传感器低电阻状态,随时提供给发动机ECU的都是热机状态信息,发动机ECU发出都是正常供油信号,没有温度补偿供油因而起动时,由于发动机ECU得到的水温信号是一个热机信号,所以不发出加大喷油量的指令,由于起动时混合气不浓,发动机往往难以起动,特别在冷机时最难以起动但是一旦起动成功后,就能正常工作而无异常现象3水温传感器的检测34⑴简易极值检测起动发动机,拔下水温传感器插头,如发动机转速突然上升,表明水温传感器可能正常,且水温传感器的线路正常;如转速无变化,这时用一根导线短接从ECU到水温传感器插头的两端子,转速下降表明水温传感器存在高电阻问题,转速仍然无变化表明到ECU的线束可能有断路这种方法就是用拔插头,模拟出水温传感器电阻值为8的极值,再用导线短接模拟出水温传感器电阻值为0的极值,观察发动机转速的变化,以初步确定是否重点检查水温传感器⑵解码仪检测解码仪检测是非常方便的一种方法但是,有时候水温传感器由于内部老化电阻值为一稳定的电阻或随温度变化不敏感这种情况往往调不出正确故障码另外,有时调出水温传感器故障码是由于发动机运转时,有人插拔了水温传感器,当时又没有清除因此,在使用解码仪时不要轻信故障码,重点要观察数据流,看水温的变化⑶万用表检测a.就车检查电阻点火开关置于OFF位置,拆下冷却水温度传感器导线连接器用数字式高阻抗万用表n档测量传感器两端子间的电阻值其电阻值与温度的高低成反比,具体标准应对照维修手册b.单件检查电阻拔下冷却水温度传感器接插件,然后从发动机上拆下传感器,将该传感器置于烧杯内的水中,加热杯中的水,同时用万用表Q档测量在不同水温条件下水温传感器两接线端子间的电阻值将测得的值与该车维修手册的标准值相比较,然后确定是否更换冷却水温度传感器
5.2进气温度传感器(ATS)进气温度传感器的作用就是检测进气温度,并将检测结果送给ECU,以便根据温度变化进行喷油量修正,获得最佳空燃比其结构与原理与水温传感器相同,也是采用NTC热敏电阻检测进气的温度在此就不重复⑴进气温度传感器的波形测量⑻除非发现与某特定的温度有关的故障温度,否则应在发动机完全冷态的情况下进行测试起动发动机加速至2500r/min转速,示波器屏幕上的波形从左端开始到右端结束,示波器上时间轴每格5s,每次记录50s传感器工作波形,稳定后将屏幕上的波形定住,停止测试这时,进气温度传感器相当于整个汽车运行范围被测试过了35测试进气温度传感器的另一种方法是在进气管上喷洒清洗剂或水,测试进气温度传感器电压的变化在测试时接通点火开关,不起动发动机,传感器电压波形应上升如图
2.23所示进,祖度传媒器汽乍测试数据测试进气筌度传媒器说明用制动清洗剂给进气温度传第器做成验年代g1986厂牌Oldsmobile乍型Toronado发动机排地
3.8L燃油系蜕多点嗔射翔识别代号G31-Z57B4GU3XXXXX PCM管脚殿色GII黄梅线测试方法接通点火开关.不起动发动机tt速0发动机阻发环境温度A空o CHI发动机M号G4G38V8XEB4I V/divDC5s/div爆油蒸气污染控制系统GBO-IA行驶里程I991357km图
2.23进气温度传感器⑵波形分析通常传感器的电压值应在3〜5V完全冷车状态之间,并在汽车全部运行温度范围内电压下降大约在1〜2V左右,这个直流信号的判定关键是电压幅度,且在不同温度下传感器应有不同的电压信号当进气温度传感器电路断开时,将出现电压向上直到参考电压值的峰尖5V;当进气温度传感器电路对地发生短路时,将出现电压向下直到接地电压值的峰尖OV o课题六曲轴位置传感器NE点火正时传感器IGE、凸轮轴位置传感器CIS、转速传感器SP和车速传感器VSS曲轴位置传感器NE又称为点火喷油传感器,用来采集曲轴位置信号发动机转速和转角信号SP,用来判定曲轴快慢和角度的大小,并输入控制单元,以便定时点火和喷油36凸轮轴位置传感器又称为判缸传感器(CIS)是采集进气凸轮轴的位置信号,并输入控制单元ECU,以便控制单元ECU识别1缸压缩上止点,从而进行顺序喷射控制、点火时刻控制和爆震选择控制此外,凸轮轴位置信号还用于发动机起动时识别出第一次点火时刻因为凸轮轴位置传感器能够识别是哪一个活塞即将到达上止点,所以称其为判缸传感器转速传感器产生曲轴转速和转角信号,控制A/F和点火导通时间(闭合角),它是发动机工况的基本信号,是ECU逻辑电路中的主要参数之一车速传感器提供车速快慢信号,ECU根据转速传感器信号、节气门位置传感器信号、车速传感器信号,具备了逻辑分析能力减速时自动减少喷油量或断油;经济车速时(80〜100km/h)为稀混合气(A/F=16〜18);加速时自动增加喷油量该类传感器的构造与原理相同,因安装位置的不同,显示的相关参数各异常用的结构形式磁电式、霍尔式、光电式其中运用最多的是磁电式和霍尔式,因此此节就介绍这两种
2.
5.1磁电式传感器-----SP、IGE/NE、VSS的信号发生器回⑴结构及原理如图
2.24所示,它由永久磁铁、线圈和齿盘等组成齿盘上有许多方齿,作为对信号的激励手段窄槽产生转速信号SP、宽槽产生各缸上止点位置的点火和喷油信号IGT/NEo齿盘旋转时由于空气隙的变化,使磁回路的磁通量发生了变化,产生感应电动势E,,其大小和齿盘的转速成正比;其频率和转速与齿数的乘积成正比这样,每转过一个齿就产生一个交变脉冲信号,曲轴每转一圈,产生几十个脉冲,单位时间交变电压的变化频率,表示了曲轴旋转快慢的步数,经电脑ECU处理后即定为轴的转速在齿盘上刻有宽槽(或凸齿),代表了各缸上止点TDC点火和喷油的位置,每当宽槽转到与信号发生器相对的位置时激励信号便通过磁通量发生不同于窄槽的变化,产生不同的感应电动势E2,向电脑ECU提供不同的交变电压信号,以判别上止点点火和喷油的位置37IGT/NE信号宽槽的数目因缸数而异,四缸机在曲轴上的宽槽为两个,间隔180°;在分电机上为四个凸齿,间隔90°这样,曲轴每转一圈点火两次,又按程序喷油一次,为半油量喷射六缸在曲轴上的宽槽为3个,间隔120°;在分电机中为6个凸齿,间隔60°曲轴每转一圈点火3次,并喷油一次,也可称为半油量喷射有些顺序喷射的发动机,尚有一缸活塞在上止点时同步产生的辨认信号IGD,以便按正确的顺序进行点火和喷油,该信号发生器叫“同步信号发生器”⑵波形分析磁电式曲轴位置、凸轮轴位置、转速和车速的波形为交变尖波信号,幅值与频率和转速成正比如图
2.24所示检测时其要求
①幅值电压应一致;
②波形上下应对称;
③幅值、频率与转速成正比否则为缺齿、气隙过大、退磁、磁棒上有铁屑、线圈断路等故障⑶磁电式传感器的检测
①磁电传感器电阻的检测电路如图
2.26所示拔出其导线插接件,用万用表测量传感器上个端子之间的电阻,应符合要求规定,否则应更换传感器图
2.25磁电式传感器的电
②传感器输出信号的检测路拔图出传感器的导线插接件,当转动发动机时,G和38G端子间应有脉冲信号输出如果没有脉冲信号输出,则需更换传感器
③传感器线圈与信号转子的间隙检测用厚薄规检查信号转子与传感器线圈凸起之间的空气间隙,其间隙为
0.2〜
0.4mm若间隙不符合要求,则需调整或更换
2.
5.2霍尔传感器HL工作⑵图
2.26霍尔式传感器⑴结构及原理霍尔信号发生器是由永久磁铁、半导体霍尔片、触发叶轮(隔磁转盘)、控制电路等组成,如图
2.26所示其叶轮上的叶片与窗孔的数目,决定于汽缸数或通断次数的需要霍尔片和输入电流方向垂直于磁场安装单位时间霍尔电压的变化次数,可反映曲轴或变速器输出轴的转速,又可通断起开关作用,控制Tr管使点火线圈的初级线圈通断当叶轮的窗孔对着空气隙时,磁铁产生的磁通竟空气隙到霍尔片构成回路,霍尔片的横向侧面上即产生一个与电流和磁场强度成正比的霍尔电压HL电压经控制电路输出,HL电压为定值,不受转速高低的影响当叶轮的叶片进入空气隙时,使磁路被叶片吸入隔离无霍尔电压输出因而有通断功能,既可用于点火系统,使点火线圈通断,产生高压火花,有可用于转速计量,对通断频率进行处理,提供转轴的速度信号39,表
1.1汽车传感器的要发展历程50年代60年代70年代80年代90年代2000年用于空电机式压力硅基压力传集成压力传各种加工的用于翻气分析传感器感器感器加速度(安全滚的角的氧传气囊),偏航速度传感器速度ESP,感器空气质量传感器表
1.2各种传感器的推动力市场需求技术推动立法机关传动装压力传感器踏板角(有金属空气质量,油箱压力等置线驱动)速度(ABS),加安全装雷达、环境传感加速度(安全气囊,美国)轮胎压速度(安全气囊)置器力(美国)角速度(ESP)环保氧传感器、温度、流量(电子喷射)
1.
2.2汽车传感器的应用随着汽车电子技术的发展,汽车传感器得到了广泛应用当今,汽车传感器在汽车上主要用于发动机控制系统、底盘控制系统、车身控制系统和导航系统中,应用在汽车上的传感器其工作条件比较恶劣,其基本工作温度可从一40c变化到+85℃(乘客区)工作在发动机表面的传感器必须承受约150℃的温度,而尾气传感器则必须能够承受高达800℃的高温,另外汽车传感器还要有良好的抗震能力和耐腐蚀能力,因此汽车用传感器的技术指标要比一般工业用传感器高1—2个数量级,其中最关键的是测量精度和可靠性否则,由传感器带来的测量误差将最终导致汽车难以正常工作或产生故障
(一)、汽车传感器的使用范围
1、电子燃油喷射控制
(1)电控燃油喷射(EFI,Electronic FuelInjection)表
1.3电控燃油喷射的控制类型及控制方式⑵波形分析霍尔传感器波形为矩形方波,是开关型信号频率与转速成正比,电压幅值不变如图
2.27所示sv图
2.27霍尔传感器波形其要求为
①一个脉冲到另一个脉冲的时间不变;
②上下沿拐角一致;
③幅值均等;
④频率随转速而变否则,传感器己损坏⑶霍尔传感器的检测
①霍尔传感器的检查用万用表直流电压挡测量传感器的供电电压,正常值应为12V;用万用表直流电压挡测量起动状态下,该传感器的输出信号电压,应有5V的电压输出,并有多次的变化为好
②测量霍尔传感器输出电压将电压表两表笔连接到图
2.28中的HL和E端子,使发动机转动,观察电压表读数应在0〜7V之间变化,并且曲轴转两圈、电压变化4次否则说明霍尔发生器有故障,应予更换各种信号NE.SP l【L信号分电机接头发生器E12V电源
[777]图
2.28霍尔传感器输出电压检查图(捷达车点火系统)
③模拟霍尔信号发生器动作关闭点火开关,打开分电器盖,转动曲轴,使分电器40触发叶轮不在气隙中拔出电器盖上的中央高压线,使其端部距气缸体5〜7nim,接通点火开关,用螺钉旋具在信号发生器的气隙中轻轻的插入和拔出,模拟触发叶轮在气隙中的动作,若此时高压线端部跳火,说明信号发生器等良好;若不跳火,说明信号发生器有故障,应更换课题七进气压力传感器进气压力传感器根据发动机的负荷状态测出进气歧管内的绝对压力(真空度),并转换成电压信号,与转速信号一起输送到电控系统(ECU),作为确定基本喷油量的依据在当今发动机电子控制系统中,应用广泛的有半导体压敏电阻式、真空膜盒式两种另外电容式、表面弹性波式应用较少本节只介绍压敏电阻式进气歧管绝对压力传感器
7.1压敏式进气压力传感器的结构与原理压敏电阻式进气歧管绝对压力传感器,如图
2.29所示,由压力转换元件(硅膜片)和把转换元件输出信号进行放大的混合集成电路组成压力转换元件是利用半导体的压阻效应制成的硅膜片硅膜片的一侧是真空度,另一侧导入进气歧管压力所以进气歧管内绝对压力越高,硅膜片的变形越大,其变形量与压力成正比,附着在薄膜上的应变电阻的阻值则产生与其变形量成正比的变化利用这种原理,可把进气歧管内压力的变化变换成电信号除了表面弹性波式(SAW)进气压力传感器是数字输出信号以外,几乎所有的进气压力传感器的输出信号都是模拟量信号当用示波器测试进气压力传感器时,模拟量信号和数字量信号的设定和步骤也是不同的模拟量进气压力传感器的工作原理,是将发动机进气管的压力(真空度)转变为可变的电压输出信号一般都是三线传感器,其中两条线是参考电源的正、负极,参考电源的电压为5V,剩下的一条是输入ECU的信号线41图
2.29半导体压敏电阻式进气歧管绝对压力传感器
7.2压敏式进气压力传感器的波形⑴波形测量关闭所有附属电气设备,起动发动机,并使其怠速运转当怠速运转稳定后,检查怠速信号的电压,如图
2.29所示做加速和减速试验,应有类似图中的波形出现先将发动机转速从怠速加到节气门全开(注意加速时不易过急,缓缓加速),并保持约2s,不应超速再减速回到怠速状况,持续约2s在急加速到节气门全开,然后在回到怠速状态然后定住波形,仔细观察其波形,并与波形参考图比较(输出0〜5V的随动电压,它的频率、幅值和波形随转速和4Px的变化而变化,为不规则的尖刺方波)也可以用手动真空泵代替节气门处的真空,对进气压力传感器进行抽真空测试,即观察真空表读数值与输出电压信号的对应关系⑵波形分析从汽车专用维修资料中,可查到个种车型传感器在不同真空度时所对应的的输出电压值,将这些参数与示波器显示的波形进行比较通常进气压力传感器的输出电压在怠速时速4kPa)为
1.25V,当节气门全开时(13kPa)则略低于5V,急减速时(80kPa)则接近0V大多数进气压力传感器在真空度较高时(急减速时80kPa),产生对地电压信号接近0V(断油功能),而真空度较低时(接近大气压、全负荷lOkPa时),产生的电压信号接近5V有些进气压力传感器设计成相反方式,即当真空度增高时输出电压增高,真空度降低时输出电压也降低进气压力传感器工作时,波形的幅度应保持在接近特定的真空度范围内,波形幅度的变化亦不应有较大的偏差当传感器的输出电压不应随发动机真空度变化时从波形图中能明显的看出来,这时发动机运转也会不正常
7.3压敏电阻式进气压力传感器的检测(以皇冠
3.0轿车2JZ—GE发动机上的传感器为例)如图
2.30所示,压敏电阻式进气压力传感器与ECU的连接电路42a.传感器外部线路检测点火开关置于“OFF”位置,拔下进气歧管绝对压力传感器的导线连接器,然后将点火开关置于“ON”位置(不起发动机),用万用表电压挡测量导线连接器中电源端子Vc和接地端子E2之间的电压,如图
2.31所示,其电压值应为
4.5〜
5.5V如有异常,应检查进气歧管绝对压力传感器ECU之间的线路是否导通若断路,应更换或修理线束发动机(含自动变速器)ECU进一I B汕利贬力图
2.30压敏电阻式进气歧管绝对图
2.31传感器电源电压的检测压力传感器与ECU的连接电路(皇冠
3.0轿车)b.传感器输出信号电压的检测将点火开关置于“ON”位置(不起动发动机),拆下连接进气歧管绝对压力传感器与进气歧管的真空软管,在ECU导线连接器一侧,用万用表电压挡测量进气歧管绝对压力传感器PIM-E2端子间(大气压力状态下)的输出电压,并记下这一电压值;然后用真空泵向进气歧管绝对压力传感器内施加真空,从
13.3kPa(lOOmmHg)起,每次递增
13.3kPa(100mmHg),一直增力口至U
66.7kPa(500mmHg)为止,然后测量在不同真空度下的输出电压值,应为0〜5V,并与标准值比较,如不符,应更换进气歧管压力传感器其不同真空度时PIM和E2端子间的电压值如表
2.5所示表
2.5不同真空度时PIM和E2端子间的电压值真空度
13.
0010026.
720040.
030053.
540066.7500/kPammHg电压值/V
0.3〜
0.
50.7~
0.
91.1~
1.
31.5~
1.
71.9~
2.143C.机械部分检查检查真空管堵塞、裂纹、连接不良及膜片损坏等课题八爆震传感器(KNK)爆震传感器是轿车电喷发动机中的重要部件、其功用是检测发动机有无爆震象,并将信号送人发动机ECU常见的爆震传感器有两种同,一种是磁致伸缩式爆震传感器,另一种是压电式爆震传感器
8.1磁致伸缩式爆震传感器磁致伸缩式爆震传感器的外形与结构见图
2.32和图
2.33,其内部有永久磁铁、靠永久磁铁激磁的强磁性铁芯以及铁芯周围的线圈其工作原理是当发动机缸体出现振动时,传感器在7kHz左右与发动机产生共振,强磁性材料铁芯的导磁率发生变化.致使永久磁铁穿过铁芯的磁通密度也变化,从而在铁心周围的绕组中产生感应电动势,并将这一电信号输入ECU o1■绕组2■铁芯3-外壳4-永久磁铁1-软磁套2-端子
3.弹簧
4.外壳5-永久磁铁
2.32磁致伸缩式爆震传感器的外形与结构
6.绕组
7.磁致伸缩杆8-电绝缘体图
2.33磁致伸缩式传感器的组成
8.2压电式爆震传感器压电式爆震传感器的结构见图
2.34此传感器利用结晶或陶瓷多晶体的压电效应而工作.也有利用掺杂硅的压电电阻效应原理T作的传感器的外壳内装有压电元件、配重块及导线等,其工作原理是当发动机缸体出现振动且振动传递到传感器外壳上时,外壳与配重块之间产生相对运动,夹在这两者之间的压电元件所受的压力发生变化,从而产生电压ECU检测出该电压,并根据其值的大小判断爆震强度441-引线2-配重件3-压电元件图
2.34压电式爆震传感器的结构
8.3爆震传感器波形对发动机加载,看示波器显示波形的峰值电压(尖峰的高度或振幅)和频率(振动的次数)将随发动机负载和转速的变化而变化,同时也随发动机的点火时间(正时提前角)、燃烧温度、废气再循环等(正常与否)而变化接通点火开关,不起动发动机,用某些金属物在传感器附近敲击发动机机体,在敲击发动机机体后,示波器将显示出一共振波形,如图
2.35所示,其为一个压电式交流信号,爆振时产生IV交变电压,频率峰值达5〜15KHz,敲击越重,振动幅度越大不同类型的爆震传感器,其峰值电压将有所不同图
2.35爆震传感器波形爆震传感器很耐用,它的失效方式通常是传感器不产生信号,原因可能是被某物体碰伤,从而造成传感器物理性损坏(如传感器内压电晶体断裂)所致这时,其波形往往是一条水平直线,不过出现这种情况时,应先检查传感器和示波器的连接是否良好,然后检查其线路有无异常,最后再判断传感器本身是否出了故障
9.4爆震传感器的检测爆震传感器通常安装在发动机缸体上,其检测方法一般如下⑴爆震传感器的检查检查步骤;
①暖机;
②暖机后怠速运转3min
③开着空调,45突然踩下油门提高转速直至5000r/min然后迅速放开,如此3次如有故障存在,突然加速时发动机故障指示灯会亮⑵爆震传感器的电阻检测点火开关置于“OFF”位置,拔开爆震传感器导线接头,用万用表欧姆档检测爆震传感器的接线端子与外壳问的电阻,若为“8”(不导通);若为“0”(导通),则须更换爆震传感器对于磁致伸缩式爆震传感器,还可应用万用表欧姆档检测线圈的电阻,其阻值应符合规定值(具体数据见具体车型维修手册),否目0更换爆震传感器⑶爆震传感器输出信号的检查拔开爆震传感器的连接插头,在发动机怠速时用万用表电压档检查爆震传感器的接线端子与塔铁间的电压,应有脉冲电压输出如没有,则应更换爆震传感器课题九.汽车传感器的前景展望⑴汽车传感器的发展趋势则未来的汽车用传感器和其他场所应用的传感器一样,总体上将朝向固态化、集成化与多功能化、智能化以及低成本化的方向发展物性型传感器(即同态传感器)包括半导体、电介睫、强磁体三种类型在同态传感器中,半导体传感器的发展最引人注目、这是因为半导体传感器不仅灵敏度高、响应速度快、体积小、质量轻而且便于实现集成化和多功能化例如,目前最先进的同态传感器在一块片上可以同时集成差压、静压、温度3个传感器.是差压传感器同时具有温度和压力补偿功能汽车上采用的压阻等效应式压力传感器也同时集成有静压、温度两传感器.使压力传感器具有温度补偿功能随着传感器应用领域的不断扩大,并借助半导体的蒸镀技术、扩散技术和光刻技术,传感器开始从单个元件、单一功能向集成化和多功能化发展所谓集成化就是利用半导体加工技术,将敏感元件、信息处理或转换元件以及电源电路等元件制作在同一块芯片上如集成压力传感器、集成温度传感器、集成磁敏传感器等多功能化是指一个传感器具有多种参数检测功能如半导体温湿敏传感器.以及多功能气体传感器等汽车发动机控制系统采用的热膜式空气流量传感器就是一种集成化多功能化的传感器,它不仅具有测量空气流量的功能而且具有温度补偿的功能智能传感器是指带有微型计算机.并具有信息检测与处理功能的传器,智能传感器通常将信号检测,处理和驱动回路等外围电路全部集成到一块基片上,使传感器具有自46诊断、远距离通信、自动进行零点及量程调整等功能⑵汽车传感器的具体发展方向可以主要概括为以下几个方面[3
①研究新材料、发展新原理、开发高性能价格比的新型传感器
②开发复合型(多功能化)的传感器和将放大、整形、补偿等外围电路一体化的集成化传感器和智能型传感器(带微机)
③开发易于微机接口,数字输出型传感器
④实现传感器控制信号的直接显示将来有可能占有巨大市场份额的新型传感器主要有以下几种用于舒适性和安全性的环境传感器、用于实现夜视功能的传感器、用于实现汽车主动安全的传感器、用于实现线控转向与制动的传感器、用于驾驶员身份识别的生物统计传感器以及遥感勘测传感希寺在今后的汽车业竞争中,汽车电子产品的作用将是举足轻重的而传感器在汽车电子产品中占有很大比重,所以汽车传感器市场将继续保持高速增长的态势以MEMS(微电子机械系统)技术为基础的微型化、多功能化、集成化、智能化和低成本化的新型传感器将逐步取代传统的传感器成为汽车传感器的主流47编控制方式控制类型号1喷油量电子控制单元(ECU)根据空气流量传感器或进气压力传感器、发动机转速传感器、进气控制温度传感器、冷却水温度传感器等所提供的信号,计什算喷油脉宽,即喷油量发动机各种工况的最佳喷油量是存放在电子控制单元的存储器中的2喷油正当发动机米用多点顺序燃油喷射系统时,EC U除了控制喷油量以外,还要根据发动机的各时控制缸点火顺序,将喷油时间控制在最佳时刻,以使汽油充分燃烧但在电子控制间歇喷射系统中,采用独立喷射时,电子控制单元还要对喷射燃油的气缸辨别信号进行分析,根据发动机各缸的点火顺序和随发动机工况的不同而将喷油时间控制在最佳时刻3怠速控发动机在汽车制动、空调压缩机工作、变速器挂入挡位,或发动机负荷加大制等不同的怠速工况下,由ECU控制怠速控制阀,使发动机处在最佳怠速稳定转速下运转4进气增进气谐波增压控制是ECU根据转速传感器检测到的发动机转速信号,控制增压控制阀的开压控制关,改变进气管的有效长度,实现中低转速区和高转速区的进气谐波增压,提高发动机的充气效率涡轮增压控制是装有电子控制涡轮增压器的发动机,在发动机工作中,能保证获得最佳增压值涡轮增压发动机排气温度高,客易产生爆燃电子控制装置可以通过降低增压压力和调节点火正时相结合的办法阻止爆燃,使发动机的功率不会下降,而得到稳定发挥5电子控制单元根据发动机转速传感器输入的转速、蓄电池温度等信息,控制磁场电流,实现发电机输对发电机输出电压的控制当发电机的输出电压超过额定值时,ECU使磁场电路接通时间出电压的变短,减弱磁场电流,降低发电机电压,相反,当输出电压低于额定值时,ECU使磁场电路控制的接通时间变长,增强磁场电流,提高发电机电压6排放控废气再循环控制(EGR)是当发动机的废气排放温度达到一定值时,ECU根据发动机的制转速和负荷信号,控制EGR阀的开启动作,使一定数量的废气进行再循环燃烧,以降低排气中废气的排放量开环与闭环控制是在装有氧传感器及三元催化转化器的发动机中,ECU根据发动机的工况及氧传感器反馈的空燃比浓稀信号,确定开环控制或闭环控制,二次空气喷射控制是ECU根据发动机的工作温度,控制新鲜空气喷入排气歧管或三元催5化转换器,用以减少排气造成的污染活性炭罐清污电磁阀控制是ECU根据发动机的工作温度、转速和负荷信号,控制清污电磁阀的开启工作,将活性发吸附的汽油蒸汽吸入进气管,进入发动机燃烧,降低蒸发排放7电子节在电控加速踏板中安装有一个电位器作传感器,它可把加速踏板的位置信息输入ECU,ECU气门控再根据发动机的工况,计算节气门位置的理论值,该理论值与发动机运行参数、加速踏板位制置有关电控单元可把节气门位置调整在理论值范围阶这样可以避兔加速踏板传动机构中由于间隙、磨损产生的误差,可在燃油消耗优化的前提下,发挥较好的加速性8冷启动喷为了提高发动机低温时冷机的起动性能,在进气总管上安装了一个冷起动喷油器,其喷油时油控制间由定时开关控制,或由电子控制单元和起动喷嘴定时开关同时控制有些电控发动机已经取消了冷起动喷油器,在低温起动过程中,ECU根据发动机冷却水温度信息,在冷机起动时加浓混合气,以使起动顺利9燃油泵控在电控燃油喷射系统中,油泵的控制方式有两种,一种是当点火开关打开后,ECU使油泵运制与燃油转2-3s,以产生必耍的油压,若发动机没有起动,没有信号输入ECU,ECU会立即切断燃泵喷油量油泵继电器控制电路,使油泵停止工作另一种是只有发动机运转时,油泵才投入运转有控制的燃油泵控制系统是使泵油量随发动机的负荷而变化,即当发动机高转速、大负荷工作时,油泵高速运转以增加供油量,当发动机低转速、小负荷工作时,油泵低速运转,以减少供油量10断油控发动机的断油控制分为减速断油控制和超速断油控制制减速断油控制是在汽车正常行驶中,驾驶员突然放松加速踏板,ECU根据转速信号将自动切断燃油喷射控制电路,使燃油喷射中断,目的是降低减速时HC和C0的排放量,而当发动机转速下降到临界转速时,又能自动恢复供给超速断油是控制发动机加速时,当转速超过安全转速或汽车车速超过设定的最高值时,ECU将会在临界转速时切断燃油喷射控制电路,停止喷油,防止超速11停车起在汽车停车时间达数秒后,停车起动系统会发出控制信号将燃油切断具体工作过程是当离动控制合器脱开,汽车停车或车速约为2Km/s时,发动机就停机若要时发动机起动,可将离合器踩到底,再踏下加速踏板,当加速踏板踩到总行程的1/3时,发动机将再次起动612自诊断当电子控制系统出现故障时,ECU会点亮仪表盘上的“发动机检查Check EngineeringSoon与报警指万;灯,提醒驾驶贝,发动机已经出现故障,应乂即停车检修ECUU将故障以故障码的形式存储在ECU的存储器中,维修人员通过诊断插座,使用专用诊断仪或采用人工方法读取故障信息13安全保当ECU检测到电控系统出现的故障时,会自动按照ECU预先设置的数据,使发动机保持运险与备转,但发动机的性能有所下降,以便尽快送到维修站检修当ECU本身出现故障时,会自用功能动启用各用系统,使发动机进入跛行limp home状态,以便将车开到维修站检修2电子点火控制表
1.4电子点火控制的控制类型及控制方式漏号控制类型在ECU的存储器中存储岩发动机在各抻工况下的最佳点火提前角」发动机运转时・ECU根据发动机的转速和负荷信号确定基本提前角・再根据其他信号进行修正・最点火提前角控制后确定点火提前角然后・向电子点火控制器输出点火信号•以控制点火系统的工作点火线圈初级电路在断开时需要保证足够大的断开电流•以使次级线圈产生足够高的次级电压与此同时,为防止通电时间过长而使点火线圉过热损坏,ECU根据蓄电池电压及发动机转速信号等,控制点火缓圉初级电路的通电时间通电时间闭台角与在现代汽车高能点火系统电跖中,江增加了恒流控制电路・使初级电流在极短的时间恒流控制内迅速增长到颔定值・减少转速对次级电压的影响・改善点火特性ECU接收到爆燃传感器输入的电信号后・ECU对该信号进行处理并判断是否即将产生爆燃,当检测到爆燃信号后・立即推迟发动机点火提前角•采用反馈控制避免爆燃3爆燃控制产生
2、底盘控制1电控自动变速器自动变速器控制系统根据节气门开度和车速信号什算换挡时刻,向相应的电磁阀通电,使换挡阀动作,并接通主油道和执行油缸的通路,进而挂上相应的挡位电子控制系统按照换挡规律精确地控制挡位,保证汽车获得良好的动力性和经济性自动变速器控制系统中使用了多个传感器,如超速挡直接挡离合器转速传感器、1号车速传感器和2号车速传感器,用于换挡时间控制;自动变速器液压油温度传感器,用于检侧液压油的温度信号,用作换挡控制、油压控制和锁定离合器控制等2电控防抱死制动电控防抱死制动系统可以防止车辆制动时车轮抱死,提高制动效能防止汽车侧滑,保证行车安全,防止发生交通事故电控防抱死制动装置己从模拟式发展到数字式,其电子线路也己集成化在现代轿车上,ABS系统多采用双回路控制,即在车轮上安装使用两个、3个或4个车轮轮速传感器当车轮旋转时,在车轮轮速传感器的线圈中产生一个交变电压,交变电压的频率与车轮转速成正比电脑ECU不断接收车轮轮速传感器输入的信号,并检侧车轮的运动状态和汽车制动时车轮被制动的运动情况当某一个车轮将被抱死时,EC U根据车速信号发出指令,使控制电磁阀打开或关闭控制油路,实行防抱死制动控制3电控动力转向电子控制动力转向系统可在低速时减轻转向操纵力,在高速时又可增加转向力,以提高操纵稳定性在液压式动力转向系统中有车速传感器,它将车速信号不断输入ECU,由EC U控制液压油量实现助力作用在电子控制动力转向系统中,由车速传感器和扭矩传感器输入信号给ECU,ECU根据输入信号,确定助力扭矩的大小和方向,通过电磁离合器和减速机构,将扭矩加到转向机构L,实现电子动力转向4电控悬架电子控制悬架在汽车行驶过程中,它的刚度和阻尼可以随时调节,使其达到最佳行驶平顺性和操纵稳定性在电子控制悬架系中的控制装置主要有电子控制悬架ECU,信号输入装置和输出装置信号输入装置主要有车速传感器、高度传感器、转角传感器、节气门位置传感器等,信号输出装置即执行器主要是进、排气阀、高度控制排气阀等传感器将信号输入ECU,经EC U处理后发出指令,由执行器控制悬架的刚度和阻尼力,使汽车平稳行驶5巡航控制汽车在行驶中,可利用巡航Cruise Control控制系统对车速进行自动控制,即驾驶员的脚离开加速踏板后,汽车仍能按选定的速度稳定行驶,不需要反复调节节气门大小,这样可以减少速度变化和驾驶员长时间操作带来的疲劳而在需要解除定速控制时,可按下off开关使自动控制系统停止当需要提高或降低车速时,可按一定的操作方法,保持车辆按选定速度行驶
3、安全行驶控制1安全气囊系统SRS Supplemental RestraintSystem辅助乘员保护系统,简称SRS安全气囊SRS属于被动式安全系统,它是由安全气囊和带预紧装置的安全带或安全气囊组成当车辆发生前方一定角度的高速碰撞时,汽车前端的碰撞传感器和与SRS电脑安装在一起的安全传感器就会检测到汽车突然减速的信号,并将信号传送到SRS电脑;SRS经过计算和比较后,立即向SRS气囊组件内的电热引爆管发出点火指令,引爆电雷管,使点火药粉受热爆炸,产生的气体充入气囊,使气囊打开,保护驾驶员和乘客的安全与此同时安全带预紧装置也引爆,使收缩,减少二次忡击对乘员的伤害2防撞系统为防止汽车追尾事故的发生,安全车距自动控制装置中的多卜勒雷达用作测速和测距传感器可以测出两车的距离、车速、相对车速等有关信息,输入电脑后进行比协若实侧距离小于安全距离,电脑发出报警信息,提醒驾驶员采取措施,若驾驶员未采取措施,执行器就会自动对汽车的制动系统起作用,使汽车减速,防止事故发生当车距超过安全车距时,制动系统恢复正常,从而实现对安全车距的自动控制3驱动防滑系统ASR在汽车驱动防滑控制系统中,ASR的作用是防止汽车起步、加速过程中驱动轮打滑,特别是防止汽车在非对称路面或转弯时驱动轮打滑ABS和ASR都需要轮速传感器输入信号,都是对车轮滑移进行控制,因此ABS和ASR的ECU组合在一起,4个轮速传感器产生的车轮转速信号输入ECU,EC U确定驱动车轮的滑移率等当滑移率超过规定值时,ECU使副节气门步进电机动作,关小油门,即减少供油避免滑移;或者对发生滑移的驱动轮直接制动在装有电子控制防滑差速器的车辆上,可对防滑差速器LSD进行控制,防止打滑该控制系统的压力由蓄压器供给,压力大小由EC U控制电磁阀的开闭进行控制,并将压力传感器和轮速传感器产生的信号反馈给ECU实行反馈控制,进一步降低驱动轮的滑移率,使之达到防止驱动轮滑转的要求4前照灯控制前照灯控制系统包括前照灯自动开关和自动调光系统前照灯自动开关的作用是当车外日光暗到一定程度时,前照灯自动开启,而当日光增强到一定程度时,前照灯会自动关闭在该控制系统中,安装在仪表板上的日照传感器在受到日光照射时会产生微弱电流,电流大小与受光量成正比这个电流经放大后控制继电器,即控制前照灯的打开或关闭在夜间行车时,为减少千往行车灯光的相互干扰,前照灯具有远近光照射功能其中,日照传感器可以感受车外的明暗情况,实现远近光自动调节驾驶员也可根据需要调整室内控制器,控制日照传感器放大器作用时所需光的强弱,以使系统根据环境灯光的明暗程度进行远近光的自动调节
4、信息传输1信息的显示与报警电子信息中心可以监控发动机的工况及其他信息,当出现不正常情况胁可随时报警报警系统用传感器有机油压力传感器、液量传感器、温度传感器竿这些传感器向汽车电脑提供信息,必要时汽车电脑启动报警电路进行报警。