第六章 位置与角度传感器

光电式曲轴位置传感器
日产光电曲轴位置传感器
信号发生器由两只发光二极管、两只光敏二极 管和电子电路组成 发光二极管的光束照射到光敏二极管上时光敏 二极管产生电压，被遮挡时电压为0 二极管产生电压，被遮挡时电压为0 脉冲电压经电子电路放大整形后向ECU输出1 脉冲电压经电子电路放大整形后向ECU输出1度 和120度信号 120度信号
转子磁脉冲式曲轴位置传感器
转子磁脉冲式曲轴位置传感器
Ne正时信号的产生： Ne正时信号的产生：
Ne正时转子上有24个齿 Ne正时转子上有24个齿 转子转一周曲轴转两周 24个脉冲对应720度曲轴转角 24个脉冲对应720度曲轴转角 每个脉冲对应30度，ECU均分其时间得到1 每个脉冲对应30度，ECU均分其时间得到1度曲 轴转角信号 两个脉冲时间，即60度曲轴转角所经过的时间 两个脉冲时间，即60度曲轴转角所经过的时间 作为测量发动机转速的基准
磁脉冲式曲轴位置传感器检查
电阻检查： 电阻检查：
点火开关OFF 点火开关OFF 拔开导线连接器 测量各端子间的电阻值
磁脉冲式曲轴位置传感器检查
曲轴位置传感器输出信号的检查
拔下曲轴位置传感器的导线连接器 当发动机转动时，检测曲轴位置传感器上G1 G1当发动机转动时，检测曲轴位置传感器上G1G2NeG-、G2-G-、Ne-G-端子间是否有脉冲电压信号 输出。 输出。 如没有，则须更换曲轴位置传感器。 如没有，则须更换曲轴位置传感器。
第五章 位置传感器
概述
汽车上常用的位置传感器有曲轴位置传感器、凸 轮轴位置传感器、节气门位置传感器、液位传感 器和车辆高度传感器等。 曲轴位置传感器：控制发动机点火正时（ 曲轴位置传感器：控制发动机点火正时（点火提 前角） 、确认曲轴位置的信号源（活塞上止点 活塞上止点、 前角） 、确认曲轴位置的信号源（活塞上止点、 曲轴转角及发动机转速）。是发动机电子控制系 曲轴转角及发动机转速）。是发动机电子控制系 统中最主要的传感器之一 液位传感器：测量燃油、制动液等的液位 车高传感器：测量车高。
曲轴位置传感器
磁脉冲式曲轴位置传感器：利用电磁感应原理产 生与曲轴转角相对的电脉冲信号
轮齿磁脉冲式曲轴位置传感器（日产） 转子磁脉冲式曲轴位置传感器（丰田）
光电式曲轴位置传感器：利用光电效应产生与曲 轴转角相对的电脉冲信号 霍尔式曲轴位置传感器：利用霍尔效应，产生与 曲轴转角相对的电脉冲信号 安装位置：它通常安装在曲轴前端、凸轮轴前端、 飞轮上或分电器内。
• 表 传感器不同组合时的车身高度区域范围
• 图4 车身高度调整装置的控制原理
• 图5为车身高度传感器的安装位置及工作状
态。连杆铰连，下端与后悬架臂相连。当 车身上下振动时，旋转，光电耦合件把旋 转信号转换成车高信号输出。 • 图中，拉紧螺栓的上端与传感器的拉 紧螺栓带动连杆使传感器的轴左右
• 图5 车高传感器的安装位置及工作状态
（1）滑动式节气门位置传感器的结构原理
（2）滑动式节气门位置传感器的检 修
二、线性位置传感器
三、防滴型转角传感器
四、非接触角度传感器
五、液位传感器
1.浮筒簧片开关式液位传感器 1.浮筒簧片开关式液位传感器
2.电极式液位传感器 2.电极式液位传感器
3.热敏电阻式液位传感器 3.热敏电阻式液位传感器
• 图1 光电式车高传感器
1接线电缆；2油封；3外壳；4轴；5光电耦 接线电缆； 油封；3外壳；4轴；5 合元件；6遮光盘；7盖板 元件；6遮光盘；7
• 在光电式车高传感器的内部，有一个靠连杆带动
的传感器轴，在传感器轴上固定一开有许多窄槽 的圆盘。遮光器由发光二极管和光敏三极管组成， 的圆盘。遮光器由发光二极管和光敏三极管组成， 圆盘的转动可使遮光器的输出进行ON、OFF转换， 圆盘的转动可使遮光器的输出进行ON、OFF转换， 并把ON、OFF转换信号通过信号线输人悬架ECU， 并把ON、OFF转换信号通过信号线输人悬架ECU， 依靠这种ON、OFF转换，悬架Eau装置可以检测 依靠这种ON、OFF转换，悬架Eau装置可以检测 出圆盘的转动角度。当车身高度发生变化时，悬 架变形量即发生变化，圆盘在传感器轴带动下转 动，从而使悬架ECU检测出车身高度的变化。图2 动，从而使悬架ECU检测出车身高度的变化。图2 为光电式车高传感器的工作原理，图3 为光电式车高传感器的工作原理，图3为车高传感 器的电路。 器的电路。
传感器盒
内有3 内有3个磁头 磁头1和磁头3对准信号盘齿圈，二者间隔3 磁头1和磁头3对准信号盘齿圈，二者间隔3度 曲轴转角。用于共同产生曲轴1 曲轴转角。用于共同产生曲轴1度信号 磁头2对准凸缘。用于产生曲轴120度信号 磁头2对准凸缘。用于产生曲轴120度信号
轮齿磁脉冲式曲轴位置传感器
轮齿磁脉冲式曲轴位置传感器
感应线圈与正时转子的间隙检查
用厚薄规测量正时转子与感应线圈凸出部分的 空气间隙，其间隙应为0.2 0.4mm。 0.2空气间隙，其间隙应为0.2-0.4mm。 若间隙不合要求，则须更换分电器壳体总成。 若间隙不合要求，则须更换分电器壳体总成。
光电式曲轴位置传感器
日产光电曲轴位置传感器
组成：信号发生器、信号盘 信号盘安装在分电器轴上，随轴转动 信号盘外围均步360条缝隙（光孔），产生曲 信号盘外围均步360条缝隙（光孔），产生曲 轴1度信号 信号盘外围靠内布置6个光孔，产生曲轴120度 信号盘外围靠内布置6个光孔，产生曲轴120度 信号，其中一个较宽，产生一缸上止点对应的 120度信号 120度信号
组成：齿轮式信号盘、磁头、线圈、脉冲 成形电路、连接器等 位置：曲轴前端的皮带轮之后 工作原理：齿轮式信号盘上的轮齿和凸缘 切割磁场的磁力线，由此产生与曲轴位置 相对应的脉冲信号，经过成形电路的整形 后传送给ECU。 后传送给ECU。
轮齿磁脉冲式曲轴位置传感器
齿轮式信号盘
沿圆周每隔4 沿圆周每隔4度加工一个轮齿 每隔120度布置一个凸缘 每隔120度布置一个凸缘
轮齿磁脉冲式曲轴位置传感器
转子磁脉冲式曲轴位置传感器
位置：分电器内 组成：感应线圈、正时转子 Ne信号用来检测曲轴转角和发动机转速 Ne信号用来检测曲轴转角和发动机转速 G信号用于辨别气缸及检测活塞上止点位置 G1、G2信号分别检测六缸及一缸的上止点 G1、G2信号分别检测六缸及一缸的上止点 信号，信号产生于上止点10度的位置 信号，信号产生于上止点10度的位置
一、节气门位置传感器
1.编码式节气门位置传感器 1.编码式节气门位置传感器 （1）编码式节气门位置传感器的结构原理
（2）编码式节气门位置传感器的使 用检修
2.线性式节气门位置传感器 2.线性式节气门位置传感器
（1）线性式节气门位置传感器的结构原理
（2）线性式节气门位置传感器的检 修
3.滑动式节气门位置传感器 3.滑动式节气门位置传感器
信号形成与放大电路：
信号发生器（传感器盒）内部
四孔连接器：
信号发生器（传感器盒）外部 孔1为120度信号输出孔 120度信号输出孔 孔2为信号信号形成与放大电路的电源孔 孔3为1度信号输出孔 孔4接地线
轮齿磁脉冲式曲轴位置传感器
信号源自文库生原理：
磁头1 磁头1与3相隔3度 相隔3 二者每隔4 二者每隔4度产生一个脉冲信号 信号相位差为90度 信号相位差为90度 经信号形成与放大电路合成后即得到1 经信号形成与放大电路合成后即得到1度信号 磁头2安装在上止点前70度位置 磁头2安装在上止点前70度位置 各缸上止点前70度均由磁头产生一个脉冲信号 各缸上止点前70度均由磁头产生一个脉冲信号
• 图3 光电式车高传感器电路
• 为一定值。图4为车高调整装置的控制原理 为一定值。图4
图。由于减振器在行车过程中因道路不平 而振动，车身所处的区 域很难判定，所以 悬架ECU 悬架ECU每隔10ms就检测一次车身高度传 ECU每隔10ms 10ms就检测一次车身高度传 感器输出的信号，在需要调整时及时进行 车身高 度的调整。
4.滑动电阻式液位传感器 4.滑动电阻式液位传感器
六、车高传感器
• （1）光电式车高传感器的识别 ）光电式车高传感器的识别 • 主动悬架系统能够根据车身高度、车速、转
向角度及速率、制动等信号，由ECU控制悬架的 向角度及速率、制动等信号，由ECU控制悬架的 执行机构，使悬架的刚度、减振器的阻尼力及车 身高度等参数改变，使汽车具有良好的乘坐舒适 性和操作稳定性。在主动悬架系统中车高和转向 角传感器是两个重要部件，目前在现代轿车上应 用最多的是光电式车高和转向角传感器。
• 拆下拉紧螺栓，拧松拉紧螺栓的锁紧螺母，
旋转拉紧螺栓的螺旋接头，可以改变拉紧 螺栓的长度，从而可以调整车身高度的设 定值。
• （2）光电式车高传感器的检测 • 光电式车高传感器的常见故障是发光二极管、 光电式车高传感器的常见故障是发光二极管、光敏三
极管脏污、损坏；内部电路断、短路或接触不良，遮光盘 极管脏污、损坏；内部电路断、短路或接触不良，遮光盘 变形或槽残缺等，使传感器输出信号减弱以致无信号输出， 使悬架控制系统不能正常工作。检测时，应首先检查光电 使悬架控制系统不能正常工作。检测时，应首先检查光电 耦合件表面是否有污物，连接线路是否良好，检查遮光盘 耦合件表面是否有污物，连接线路是否良好，检查遮光盘 上是否有污物。如果无问题，应拆下车高传感器连接插头， 上是否有污物。如果无问题，应拆下车高传感器连接插头， 用导线将插头两端的电源连接起来，使传感器外壳搭铁， 导线将插头两端的电源连接起来，使传感器外壳搭铁， 打开点火开关，慢慢转动传感器轴，用万用表测量插头上 打开点火开关，慢慢转动传感器轴，用万用表测量插头上 信号插孔输出的电压。如果电压在0 1V之间变化，说明 信号插孔输出的电压。如果电压在0～1V之间变化，说明 传感器工作性能良好，否则，应更换车高传感器。
光电式曲轴位置传感器
现代SONATA光电式曲轴位置传感器： 现代SONATA光电式曲轴位置传感器：
组成与安装位置基本相同 区别在于信号盘的结构 SONATA信号盘外圈只有4 SONATA信号盘外圈只有4个孔测定曲轴转角 外部内侧有一个或者两个孔测量一缸（四缸） 的压缩行程上止点 思考题：4 思考题：4孔信号盘如何尽量精确的测量曲轴 转角？
曲轴位置传感器
磁脉冲式曲轴位置传感器：利用电磁感应 原理产生与曲轴转角相对的电脉冲信号
轮齿磁脉冲式曲轴位置传感器（日产） 转子磁脉冲式曲轴位置传感器（丰田）
光电式曲轴位置传感器：利用光电效应产 生与曲轴转角相对的电脉冲信号 霍尔式曲轴位置传感器：利用霍尔效应， 产生与曲轴转角相对的电脉冲信号
轮齿磁脉冲式曲轴位置传感器
• 图2 光电式车高传感器的工作原理
1遮光器；2传感器轴；3－导杆；4圆盘 遮光器；2传感器轴；3－导杆；4
• ECU利用4组光电耦合元件进行ON、OFF的组合，就可以把车身高度的变化范围 ECU利用4组光电耦合元件进行ON、OFF的组合，就可以把车身高度的变化范围
分为多个区域进行检测，实际上分为16个区域进行检测，如表所示。ECU根据 分为多个区域进行检测，实际上分为16个区域进行检测，如表所示。ECU根据 一定的时间间隔检测一次车高传感器输出的信号，并对一定时间内各区域所 占的百分比做出判断，以此决定是否对车高进行调整。当百分比一旦超过规 定值，即开始进行调整。对于空气悬架系统，控制空气压缩机和排气阀的开 启，以增加或减少空气悬架主气室中的空气量，保持车身高度
• 图1为光电式车高传感器的外形和结构图。车高传
感器用来把车身高度的变化（悬架的位移变形量） 转变成传感器轴的转角，并检测出旋转角度，把 它转变成电信号输入ECU。Eau根据汽车载荷的大 它转变成电信号输入ECU。Eau根据汽车载荷的大 小，通过执行元件，随时调节车身高度，保持车 身高度基本不随载荷的变化而变化，还可以在汽 车起步、转向、制动，以及前、后、左、右车轮 载荷相应变化时，调整车轮悬架刚度，提高汽车 抗俯仰、抗侧倾的能力，维持车身高度基本不变。 在主动悬架系统，一般安装使用三个车高传感器， 左、右前轮各安装一个，后桥中部安装一个。