《汽车传感器技术》课件-第一章 概述

王忠文汽车与工程机械学院汽车传感器原理与检修第一章概述---------章节内容课程内容

传感器的定义与组成1

汽车传感器的应用3

课程目标24

未来汽车传感器的发展5汽车传感器的常见故障与影响

汽车传感器的分类与基本特征21、传感器的定义与组成定义：

汽车传感器是一种能检测物理量、电量和化学量等信息，并能把它转换成ECU能接收的电信号，也就是对信息进行采集和传输的器件。

传感器定是能够感觉规定的被测量，并按一定的规律将其转换成输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。1、传感器的定义与组成组成：传感器一般是由敏感元件、转换元件和其他辅助元件组成。有时也将信号调节与转换电路及辅助电源作为传感器的组成部分，如图1-1所示。图1-1传感器组成框图1、传感器的定义与组成组成：敏感元件：直接感受被测量（一般为非电量），并输出与被测量成确定关系的其他量（一般为电量）的元件。应变式压力传感器1、传感器的定义与组成组成：转换元件：传感器中能将敏感元件感受（或响应）的被测量转换成适合于传输和（或）测量的电信号部分。当输出为规定的标准信号时，则一般称为变送器，又称转换器，一般情况下不直接接受被测量，而是将敏感元件输出的量转换为电量输出的元件。1、传感器的定义与组成组成：信号调节与转换电路：指能把传感元件输出的电信号转换为便于显示、记录、处理和控制的有用电信号的电路。2、汽车传感器的分类与基本特征分类方法：能量关系；信号转换；输入量；工作原理；输出信号；制造工艺。2、汽车传感器的分类与基本特征能量关系分类：主动型主动型传感器的工作不需要外界提供电源，由自身吸收其他能量（光能和热能），经变换后再输出电能，它是一个能量变换装置。被动型汽车上使用的传感器大多数属被动型传感器，这种被动传感器需要外加输入电源才能产生电信号，所以这类传感器实际上是一个能量控制器。2、汽车传感器的分类与基本特征按信号转换分类：非电量转换成另一种非电量

如弹性敏感元件和气动传感器。非电量转换成电量

如热电偶温度传感器、

压电式加速传感器等。2、汽车传感器的分类与基本特征按输入量分类：可分为位移、速度、加速度、角位移、角速度、力、力矩、压力、真空度、温度、电流、气体成分、浓度传感器等。

2、汽车传感器的分类与基本特征按工作原理分类：有电阻式、电容式、应变式、电感式、光电式、光敏式、压电式、热电式传感器等。2、汽车传感器的分类与基本特征按输出信号分类：模拟式；

模拟电压信号是指随时间延续而连续变化的电信号数字式

数字电压信号是指随时间延续而不连续变化的电信号，该信号只有两种状态，即高电平和低电平，同时也包括一些开关信号。2、汽车传感器的分类与基本特征按制造工艺分类：集成传感器薄膜传感器厚膜传感器

陶瓷传感器2、汽车传感器的分类与基本特征按使用功能分类：了解汽车各部分状态的传感器

如温度、车速、发动机转速、液体压力传感器等控制汽车运行状态的传感器

如节气门位置传感器、轮速传感器、减速度传感器、偏航率传感器等。2、汽车传感器的分类与基本特征种类检测量或检测对象温度传感器冷却液、排出气体、吸入空气、发动机机油、自动变速器油、车内空气、燃油压力传感器进气歧管压力、大气压力、燃烧压力、发动机机油压力、自动变速器油压、自动压力、各种泵压、轮胎压力、燃油压力、共轨压力、冷却液压力转速传感器曲轴转角、曲轴转速、转向盘转角、车轮速度速度、加速度传感器车速、加速度流量传感器吸入空气量、燃料流量、废气再循环量、二次空气量、制冷剂流量液量传感器燃油、冷却液、电解液、洗涤液、机油、制动液位移方位传感器节气门开度、废气再循环阀开度、车辆高度、行驶距离、行驶方位、GPS全球定位气体浓度传感器氧气、二氧化碳、NOX、HC、柴油烟度其他传感器转矩、爆燃、燃料成分、湿度、玻璃结霜、鉴别饮酒、睡眠状态、蓄电池电压、蓄电池容量、灯泡断线、荷重、冲击物、轮胎失效、风量、日照、光照、电磁、雨滴等汽车用传感器的种类列表2、汽车传感器的分类与基本特征基本特征：静态特性；

被测量的值处于稳定状态的输入、输出关系动态特性

其输出对随时间变化的输入量的响应特性3、汽车传感器的应用

应用领域：传感器广泛应用在发动机、底盘和车身各个系统中，智能网联汽车整车有超过500个传感器。

作用：汽车传感器在这些系统中担负着信息的采集和传输功用，它采集的信息由控制单元（控制单元）进行处理后，形成向执行器发出的指令，完成电子控制。3、汽车传感器的应用汽车发动机控制：A电控汽油喷射（电喷EFI）

电控汽油喷射（电喷EFI）：应用超过10个传感器，空气流量传感器或进气压力传感器、发动机转速传感器、节气门位置传感器、凸轮轴位置传感器、进气温度传感器、冷却液温度传感器、氧传感器等信号计算喷油量。3、汽车传感器的应用汽车发动机控制：

3、汽车传感器的应用汽车发动机控制：B电控点火装置

作用：发动机运转时，控制单元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、凸轮轴位置传感器、温度传感器等信号，使发动机在最佳点火提前角工况下工作，输出最大功率和扭矩，将油耗和排放降到最低限度。

特点：该系统可通过爆燃传感器进行反馈控制，其点火时刻的控制精度比无反馈控制时高，但排气净化差。3、汽车传感器的应用3、汽车传感器的应用汽车发动机控制：C电控柴油喷射控制电子控制柴油机的控制功能喷油量控制喷油时间控制发动机转矩控制怠速控制

进气控制转速控制稳定性控制怠速升速控制进气节流控制进气加热控制引导喷射控制空调关闭控EGR控制涡轮增压控制故障自诊断故障应急控制3、汽车传感器的应用汽车发动机控制：C电控柴油喷射控制3、汽车传感器的应用汽车底盘控制：汽车底盘控制传感器（1）变速器控制系统------超速传感器、温度传感器（2）悬架控制系统-----高度传感器、转角传感器（3）动力转向系统----车速传感器、转矩传感器（4）制动防抱死系统----轮速传感器（5）巡航控制系统---速度传感器

3、汽车传感器的应用汽车底盘控制：汽车底盘控制传感器3、汽车传感器的应用汽车底盘控制：汽车底盘控制传感器有关舒适性便捷性和电机控制的位置传感器电动镜电动座位电动门窗3、汽车传感器的应用汽车底盘控制：汽车底盘控制传感器高度传感器实例3、汽车传感器的应用汽车行驶安全系统：缓冲气囊盖缓冲气囊气体发生器3、汽车传感器的应用汽车行驶安全系统：（1）安全气囊系统（SRS）----碰撞传感器（2）雷达防撞系统-----倒车雷达（3）驱动防滑控制系统（ASR）----转速传感器（4）前照灯控制-----日照传感器3、汽车传感器的应用汽车信息系统：（1）信息显示与报警系统：各类液量传感器、各油液温度传感器（2）语言信息系统：开关型传感器（3）车用定位和导航系统：相对传感器、绝对传感器、转向角传感器、车轮传感器（测距）、地磁传感器、陀螺盘（测方向）、罗盘等

3、汽车传感器的应用汽车信息系统：3、汽车传感器的应用汽车驾驶舒适性（1）自动空调控制-----温度、湿度、气体（2）自动座椅----角度、高度

汽车安全防盗（1）车辆位置：经度、纬度、方向

4、汽车传感器常见故障及影响发动机控制传感器名称故障部位对电控燃油喷射系统的影响对电控发动机的影响翼板式空气流量传感器电位计电阻值不准确空气流量信号不正确发动机功率下降、运转不平稳、油耗增加电位计滑动臂与碳膜电阻接触不良回位弹簧力变弱空气流量信号时有时无发动机间断运行或不工作回位弹簧力变弱喷油量过多发动机油耗过高油泵开关触点接触不良起动后燃油泵断电不工作发动机起动困难或发动机起动后随即熄火热膜式空气流量传感器

热膜沾污空气流量信号电压下降而使供油量过小发动机运转不平稳或不工作，发动机运转无力、加速不良热膜损坏无空气流量信号输出发动机不工作热敏电阻不良空气流量信号电压不准确发动机油耗过高或运转不平稳表1-3发动机控制用传感器常见故障及影响传感器名称故障部位对电控燃油喷射系统的影响对电控发动机的影响卡尔曼涡旋式空气流量传感器电子元件失效不能正确传递频率信号发动机不易起动、怠速不稳、燃油消耗量大、爆燃、加速不良。电阻应变计式进气压力传感器真空管破裂，压力转换元件损坏。不能准确反映进气歧管绝对压力,进气量检测信号不准确，从而影响基本喷油量，不能准确测量进气量。发动机工作性能不良、加速性差、油耗增加、发动机无力。发动机起动困难、动力不足、工作性能不良、油耗增加、加速性差。真空膜盒式进气压力传感器真空管破裂不能准确反映进气歧管绝对压力，进气量检测信号不准确，从而影响基本喷油量发动机工作性能不良、加速性能差、油耗增加、发动机无力电路板损坏不能准确测量进气量发动机起动困难、动力不足、工作性能不良、油耗增加、加速性差。进气温度传感器内部线路接触不良或断线、热敏元件性能变化进气温度传感器无信号或信号不准发动机不能起动，发动机运转不平稳、停转或间断运转，发动机功率下降传感器名称故障部位对电控燃油喷射系统的影响对电控发动机的影响开关式节气门位置传感器怠速触点接触不良无怠速信号怠速不稳或无怠速怠速触点调整不当怠速信号不正确发动机怠速不稳或怠速熄火或怠速过高不能调低，开空调（或用动力转向）时熄火全负荷触点接触不良无全负荷信号发动机加速困难滑动电阻式节气门位置传感器电位计电阻值不准确节气门位置信号不正确发动机动力不足电位计滑动臂与炭膜电阻接触不良节气门位置信号时有时无发动机工作性能不良、发抖、喘振、加速性差，发动机加速失速曲轴位置传感器集成电路失效或线路断路不能正确将曲轴上止点的信号传输给电控单元发动机无法起动或起动困难、加速不良、怠速不稳、容易熄火、间歇性熄火凸轮轴位置传感器集成电路失效或线路断路不能正确传输凸轮轴位置信号发动机无法起动、发动机工作不良，运转不佳，怠速不稳，间歇性熄火，发动机不易起动、高压火弱传感器名称故障部位对电控燃油喷射系统的影响对电控发动机的影响综合式节气门位置传感器怠速触点接触不良无怠速信号怠速不稳或无怠速怠速触点调速不当怠速信号不正确发动机怠速不稳或怠速熄火或怠速过高不能调低，开空调或动力转向时熄火。全负荷触点接触不良无全负荷信号发动机加速困难电位计电阻值不准确节气门位置信号不正确发动机动力不足电位计滑动臂与碳膜电阻接触不良节气门位置信号时有时无发动机工作性能不良、发抖、喘振、加速性能差，发动机加速失速冷却液温度传感器内部线路接触不良或断线、热敏元件性能变化。进气温度传感器无信号或信号不准发动机不能起动，发动机运转不平稳，停转或间断运转，发动机功率下降。爆震传感器爆震传感器失效不能正确检测爆震信号发动机转速下降，加速无力。氧传感器内部线路断或脱落，陶瓷元件破损。加热电阻丝烧断。不能得到排气管中氧浓度的信息。发动机油耗和排气污染增加、怠速不稳、缺火、喘振（抖）。

表1-4自动变速器控制用传感器常故障及影响传感器名称常见故障对自动变速器电控系统的影响对自动变速器的影响车速传感器线路断路或短路不能正确检测车速换挡时刻不正确转速传感器线路继路或短路不能正确检测变速器转速换挡时产生冲击油温传感器线路短路或断路不能正确检测油温信号换挡时会产生冲击4、汽车传感器常见故障及影响自动变速器控制表1-5电控悬架控制用传感器常见故障及影响传感器名称常见故障对电控悬架的影响对汽车车身的影响车身高度传感器车身高度传感器及线路失效不能正确检测汽车悬架装置的位移量不能正确调节汽车车身高度转角传感器转角传感器失效不能正确检测汽车转向轮的偏转角及偏转方向不能正确调节车身的高度4、汽车传感器常见故障及影响电控悬架控制表1-6电控动力转向控制用传感器常见故障及影响传感器名称常见故障对电控系统的影响对电控动力转向系统的影响转矩传感器转矩传感器失效不能准确输出信号或无信号输出转向盘无助力感4、汽车传感器常见故障及影响电控动力转向控制5、未来汽车传感器的发展要求：功能齐全、可靠性、安全性、舒适性特点：新结构、新材料和新工艺的广泛应用趋势：微型化、多功能化、集成化和智能化微型化多功能微机电智能