中职教育-《汽车电子控制技术》第三版课件：第三章 发动机传感器2(舒华 编 人民交通出版社).ppt
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
➢ 当磁通凸变齿化正率对为磁0头，时感，应气电隙动最势小E为，0磁（阻E＝Rm0最）小，磁通量Φ最多， ➢ 当转子凸齿离开磁头时，气隙增大，磁阻增大，磁通量Φ减
少，感应电动势E为负（E＜0 ）
Inductive pulse generator
➢ As a tooth of the signal rotor nears the pole, a magnetic field builds up through the rotor, the pole piece and the magnet. The field is strongest when a tooth is opposite the pole and drops off once the tooth passes the pole.
57小齿缺--1个小齿缺占3°（曲轴转角） 1个大齿缺--1、4缸上止点信号--大齿缺占15°(曲轴转角)
大齿缺的弧度＝2个凸齿＋3个小齿缺弧度 信号转子转一转，传感器产生58个信号输入ECU
切诺基差动霍尔式CPS结构
（a） 2.5L发动机；（b） 4.0L发动机
切诺基霍尔式CPS检修
图3-46 切诺基Cherokee曲轴位置传感器连接线路
• Hall effect sensors are becoming increasingly popular. This is partly due to their reliability but also to the fact that they directly produce a constant amplitude square wave in speed measurement applications and a varying DC voltage for either position sensing or current sensing.
当叶片离开气隙时，磁通经霍尔IC构成回路，霍尔元件产生UH（约2.0V）， 输出级三极管导通，传感器US为低电平（0.1V～0.3V）。
Operating Principle
1. As the rotor turns, first a window and then a tab passes between the magnetic pole and the sensor.
切诺基霍尔式CIS结构
图3-44 切诺基Cherokee凸轮轴位置传感器连接线路
切诺基霍尔式CIS输出信号
切诺基吉普车曲轴与凸轮轴位置传感器信号关系
切诺基霍尔式CIS检修
图3-47 切诺基Cherokee凸轮轴位置传感器连接线路 （a） 连接线路；（b） 线束插头
检查电源电压：UAC＝8V, 正常。 检查线束导线：ALeabharlann Baidu7、B-44、C-4
UH
RH d
I B
Application of Hall effect
• The Hall effect can also be used to detect current flowing in a cable. The magnetic field produced round the cable being proportional to the current flowing in it.
CPS功用：采集发动机转速和曲轴转角信号，并输 入ECU，以便确定点火时刻和喷油时刻。
CIS功用：采集配气凸轮轴位置信号，输入ECU确 定气缸上止点位置。
二、曲轴凸轮轴位置CPS、CIS分类
➢ 曲轴位置传感器CPS：
➢ 霍 尔 式：桑塔纳2000GLi、Ford EEC-Ⅳ、 Cadillic
➢ Voltage is generated only when the field is increasing and decaying. It is zero when the tooth is directly opposite the pole.
捷达轿车磁感应式CPS组成
图3-30 捷达轿车CPS结构
➢ 磁感应式：桑塔纳2000GSi、捷达AT、GTX型、
➢
奥迪200、丰田皇冠3.0 TCCS {CPS/CIS一体}
➢ 光 电 式：猎豹、Mitsubishi、现代、日产{CPS/CIS一体}
➢ 双霍尔式：红旗CA7220E型轿车、切诺基吉普车
➢ 凸轮轴位置传感器CPS：
➢ 霍 尔 式：桑塔纳2000GSi型、捷达AT、GTX型、
第二节 曲轴位置传感器
结构 原理 检修
一、曲轴与凸轮轴位置传感器功用
曲轴位置传感器CPS： Crankshaft Position Sensor
凸轮轴位置传感器CPS： Camshaft Position Sensor
判缸传感器CIS： Cylinder Identification Sensor
3. When a window is in the air gap between the magnetic pole and the sensor (Fig.3-37(b)), only a weak magnetic field reaches the sensor.
The device is switched off and there is no signal （only 0.1V~0.3V）.
五、霍尔式曲轴位置传感器CPS
桑塔纳Gli、2000GLi型轿车CPS线束插座及电路连接 （a） 线束插座端子位置；（b） 电路连接
1-搭铁端子；2-信号输出端子；3-电源端子（＋5V）
霍尔效应
Hall effect
If a certain type of crystal is carrying a current in a transverse magnetic field, then a voltage will be produced at right angles to the supply current. The magnitude of the voltage is proportional to the supply current and to the magnetic field strength.
UH
RH d
I
B
霍尔式传感器结构原理
图3-37 霍尔式传感器结构原理 （a） 叶片进入气隙，磁场被旁路；（b） 叶片离开气隙，磁场饱和
1-永久磁铁；2-触发叶轮；3-磁轭；4-霍尔集成电路
当叶片进入气隙时，磁场被叶片旁路，霍尔元件上没有磁力线穿过，霍尔电 压UH为零，IC输出级三极管截止，传感器US为高电平（4.8V）。
1-缸体； 2-大齿缺 （基准标记）； 3-传感器磁头； 4-信号转子
捷达轿车磁感应式CPS结构
传感器：永久磁铁、磁头、传感线圈 信号盘：58个凸齿--转速转角信号--1个凸齿占3°（曲轴转角）
57小齿缺--1个小齿缺占3°（曲轴转角） 1个大齿缺--1、4缸上止点信号--大齿缺占15°（曲轴转角）
桑塔纳、捷达霍尔式CIS输出信号
传感器：永久磁铁、霍尔电路 信号盘：58个凸齿--转速转角信号--1个凸齿占3°（曲轴转角）
57小齿缺--1个小齿缺占3°（曲轴转角） 1个大齿缺--1、4缸上止点信号--（占15°曲轴转角)
大齿缺的弧度＝2个凸齿＋3个小齿缺弧度 信号转子转一转，传感器产生58个信号输入ECU
（a） 连接线路；（b） 线束插头
检查电源电压：UAC＝8V, 正常。 检查线束导线：A-7、B-24、C-4
R≤0.5 为正常； R＝∝，导线断路
七、霍尔式凸轮轴位置传感器
图3-38 桑塔纳、捷达霍尔式凸轮轴位置传感器CIS结构电路
1-进气凸轮轴；2-凸轮轴位置传感器；3-固定螺钉； 4-定位螺栓与座圈；5-信号转子；6-发动机缸盖
2. When a tab is passing through the air gap, it becomes an induced magnet. This influences the sensor and the device is switched on (Fig.
3-37(a)). This sends a signal （about 4.8V ） to the control unit.
光电式CPS/CIS结构
（1）带孔信号盘
外圆孔：360个透光孔：1°信号孔 --转速与转角信号
内圆孔：5个小透光孔――120°信号孔 --上止点TDC信号
1个大透光孔:1缸BTDC70°信号孔 --判缸信号
（2）信号发生器
发光二极管：2只--1°、120°发光 光电三极管：2只--1°、120°授光 信号处理电路：整形、放大
六、差动霍尔式传感器Double Hall Type
图3-40 差动霍尔式传感器结构原理 （a） 基本结构；（b） 输出波形 特点：转子凸齿与信号发生器之间的气隙可以增大到1±0.5mm （普通霍尔式传感器仅为0.2 mm～0.4mm）
红旗轿车差动霍尔式CPS结构
传感器：永久磁铁、霍尔电路 信号盘：58个凸齿--转速转角信号--1个凸齿占3°（曲轴转角）
5个小透光孔：120°信号-各缸上止点BTDC70° ➢ 转速与转角信号 外圆360个透光孔：1°信号
四、磁感应式CPS/CIS基本原理
图3-29 传感线圈中的磁通Φ和电动势E波形 （a） 低速时输出波形；（b） 高速时输出波形
➢ 当转子凸齿接近磁头时，气隙减小，磁阻Rm减小，磁通量Φ 增多，磁通变化率增大，感应电动势E为正(E＞0)
4. When the next tab passse into the air gap, the device is switched on. This switching on and off is repeated as long as the engine is running.
桑塔纳GLI/2000GLI霍尔式CPS
喷油提前角与喷油时间控制
设发动机1000r/min时：喷油提前角为6 °；
喷油时间为2ms （相当于 12 °
）
桑塔纳、捷达霍尔式CIS检修
检测电源电压：通点火开关，U13≥4.5V，正常 检测线束断路： OHM×200档检测传感器与ECU插头
端子1-62、2-76、3-67 R≤1.5 为正常； R＝∝，说明导线断路
大齿缺的弧度＝2个凸齿＋3个小齿缺弧度 信号转子转一转，线圈产生58个信号输入ECU
捷达轿车磁感应式CPS检修
（a） 安装位置；（b） 线束插头 检查信号线圈： 检测传感器插座上 “1”与“2”端子间阻
值 R12＝ 450～1000，正常。
检查线束导线：1-56、2-63、3-67 R≤1.5 为正常； R＝∝，导线断路。
57小齿缺--1个小齿缺占3°（曲轴转角） 1个大齿缺--1、4缸上止点信号--大齿缺占15°（曲轴转角）
大齿缺的弧度＝2个凸齿＋3个小齿缺弧度 信号转子转一转，传感器产生58个信号输入ECU
红旗轿车差动霍尔式CPS输出信号
传感器：永久磁铁、霍尔电路 信号盘：58个凸齿--转速转角信号--1个凸齿占3°（曲轴转角）
光电式CPS/CIS工作原理
➢ 当透光孔转到LED与光电管之间时，信号盘透 光，光电管导通（占曲轴转角1°）
➢ 当透光孔不在LED与光电管之间时，信号盘隔 光，光电管截止（占曲轴转角1°）
光电式CPS/CIS输出信号
图3-27 日产轿车光电式传感器输出波形 ➢ 判缸信号 内圆1个大透光孔：1缸BTDC70°信号
➢
红旗CA7220E型轿车、切诺基、BJ2020VJ
➢ 磁感应式：丰田皇冠3.0 TCCS {一体}
➢ 光 电 式：猎豹、Mitsubishi、南韩现代、日产 {一体}
三、光电式曲轴与凸轮轴传感器CPS/CIS
图3-25 光电式CPS/CIS结构 （a） 信号盘结构；（b） 传感器结构；
（c） 信号发生器结构 1-线束插头； 2-上止点信号透光孔； 3-曲轴转角信号透光孔； 4-1缸上止点信号透光孔； 5-定位销；6、15-传感器轴； 7-传感器盖；8-分火头； 9-防护盖； 10-信号发生器； 11-G信号（上止点信号）传感器； 12-Ne（转速与转角）信号传感器； 13-信号盘； 14-传感器壳体
少，感应电动势E为负（E＜0 ）
Inductive pulse generator
➢ As a tooth of the signal rotor nears the pole, a magnetic field builds up through the rotor, the pole piece and the magnet. The field is strongest when a tooth is opposite the pole and drops off once the tooth passes the pole.
57小齿缺--1个小齿缺占3°（曲轴转角） 1个大齿缺--1、4缸上止点信号--大齿缺占15°(曲轴转角)
大齿缺的弧度＝2个凸齿＋3个小齿缺弧度 信号转子转一转，传感器产生58个信号输入ECU
切诺基差动霍尔式CPS结构
（a） 2.5L发动机；（b） 4.0L发动机
切诺基霍尔式CPS检修
图3-46 切诺基Cherokee曲轴位置传感器连接线路
• Hall effect sensors are becoming increasingly popular. This is partly due to their reliability but also to the fact that they directly produce a constant amplitude square wave in speed measurement applications and a varying DC voltage for either position sensing or current sensing.
当叶片离开气隙时，磁通经霍尔IC构成回路，霍尔元件产生UH（约2.0V）， 输出级三极管导通，传感器US为低电平（0.1V～0.3V）。
Operating Principle
1. As the rotor turns, first a window and then a tab passes between the magnetic pole and the sensor.
切诺基霍尔式CIS结构
图3-44 切诺基Cherokee凸轮轴位置传感器连接线路
切诺基霍尔式CIS输出信号
切诺基吉普车曲轴与凸轮轴位置传感器信号关系
切诺基霍尔式CIS检修
图3-47 切诺基Cherokee凸轮轴位置传感器连接线路 （a） 连接线路；（b） 线束插头
检查电源电压：UAC＝8V, 正常。 检查线束导线：ALeabharlann Baidu7、B-44、C-4
UH
RH d
I B
Application of Hall effect
• The Hall effect can also be used to detect current flowing in a cable. The magnetic field produced round the cable being proportional to the current flowing in it.
CPS功用：采集发动机转速和曲轴转角信号，并输 入ECU，以便确定点火时刻和喷油时刻。
CIS功用：采集配气凸轮轴位置信号，输入ECU确 定气缸上止点位置。
二、曲轴凸轮轴位置CPS、CIS分类
➢ 曲轴位置传感器CPS：
➢ 霍 尔 式：桑塔纳2000GLi、Ford EEC-Ⅳ、 Cadillic
➢ Voltage is generated only when the field is increasing and decaying. It is zero when the tooth is directly opposite the pole.
捷达轿车磁感应式CPS组成
图3-30 捷达轿车CPS结构
➢ 磁感应式：桑塔纳2000GSi、捷达AT、GTX型、
➢
奥迪200、丰田皇冠3.0 TCCS {CPS/CIS一体}
➢ 光 电 式：猎豹、Mitsubishi、现代、日产{CPS/CIS一体}
➢ 双霍尔式：红旗CA7220E型轿车、切诺基吉普车
➢ 凸轮轴位置传感器CPS：
➢ 霍 尔 式：桑塔纳2000GSi型、捷达AT、GTX型、
第二节 曲轴位置传感器
结构 原理 检修
一、曲轴与凸轮轴位置传感器功用
曲轴位置传感器CPS： Crankshaft Position Sensor
凸轮轴位置传感器CPS： Camshaft Position Sensor
判缸传感器CIS： Cylinder Identification Sensor
3. When a window is in the air gap between the magnetic pole and the sensor (Fig.3-37(b)), only a weak magnetic field reaches the sensor.
The device is switched off and there is no signal （only 0.1V~0.3V）.
五、霍尔式曲轴位置传感器CPS
桑塔纳Gli、2000GLi型轿车CPS线束插座及电路连接 （a） 线束插座端子位置；（b） 电路连接
1-搭铁端子；2-信号输出端子；3-电源端子（＋5V）
霍尔效应
Hall effect
If a certain type of crystal is carrying a current in a transverse magnetic field, then a voltage will be produced at right angles to the supply current. The magnitude of the voltage is proportional to the supply current and to the magnetic field strength.
UH
RH d
I
B
霍尔式传感器结构原理
图3-37 霍尔式传感器结构原理 （a） 叶片进入气隙，磁场被旁路；（b） 叶片离开气隙，磁场饱和
1-永久磁铁；2-触发叶轮；3-磁轭；4-霍尔集成电路
当叶片进入气隙时，磁场被叶片旁路，霍尔元件上没有磁力线穿过，霍尔电 压UH为零，IC输出级三极管截止，传感器US为高电平（4.8V）。
1-缸体； 2-大齿缺 （基准标记）； 3-传感器磁头； 4-信号转子
捷达轿车磁感应式CPS结构
传感器：永久磁铁、磁头、传感线圈 信号盘：58个凸齿--转速转角信号--1个凸齿占3°（曲轴转角）
57小齿缺--1个小齿缺占3°（曲轴转角） 1个大齿缺--1、4缸上止点信号--大齿缺占15°（曲轴转角）
桑塔纳、捷达霍尔式CIS输出信号
传感器：永久磁铁、霍尔电路 信号盘：58个凸齿--转速转角信号--1个凸齿占3°（曲轴转角）
57小齿缺--1个小齿缺占3°（曲轴转角） 1个大齿缺--1、4缸上止点信号--（占15°曲轴转角)
大齿缺的弧度＝2个凸齿＋3个小齿缺弧度 信号转子转一转，传感器产生58个信号输入ECU
（a） 连接线路；（b） 线束插头
检查电源电压：UAC＝8V, 正常。 检查线束导线：A-7、B-24、C-4
R≤0.5 为正常； R＝∝，导线断路
七、霍尔式凸轮轴位置传感器
图3-38 桑塔纳、捷达霍尔式凸轮轴位置传感器CIS结构电路
1-进气凸轮轴；2-凸轮轴位置传感器；3-固定螺钉； 4-定位螺栓与座圈；5-信号转子；6-发动机缸盖
2. When a tab is passing through the air gap, it becomes an induced magnet. This influences the sensor and the device is switched on (Fig.
3-37(a)). This sends a signal （about 4.8V ） to the control unit.
光电式CPS/CIS结构
（1）带孔信号盘
外圆孔：360个透光孔：1°信号孔 --转速与转角信号
内圆孔：5个小透光孔――120°信号孔 --上止点TDC信号
1个大透光孔:1缸BTDC70°信号孔 --判缸信号
（2）信号发生器
发光二极管：2只--1°、120°发光 光电三极管：2只--1°、120°授光 信号处理电路：整形、放大
六、差动霍尔式传感器Double Hall Type
图3-40 差动霍尔式传感器结构原理 （a） 基本结构；（b） 输出波形 特点：转子凸齿与信号发生器之间的气隙可以增大到1±0.5mm （普通霍尔式传感器仅为0.2 mm～0.4mm）
红旗轿车差动霍尔式CPS结构
传感器：永久磁铁、霍尔电路 信号盘：58个凸齿--转速转角信号--1个凸齿占3°（曲轴转角）
5个小透光孔：120°信号-各缸上止点BTDC70° ➢ 转速与转角信号 外圆360个透光孔：1°信号
四、磁感应式CPS/CIS基本原理
图3-29 传感线圈中的磁通Φ和电动势E波形 （a） 低速时输出波形；（b） 高速时输出波形
➢ 当转子凸齿接近磁头时，气隙减小，磁阻Rm减小，磁通量Φ 增多，磁通变化率增大，感应电动势E为正(E＞0)
4. When the next tab passse into the air gap, the device is switched on. This switching on and off is repeated as long as the engine is running.
桑塔纳GLI/2000GLI霍尔式CPS
喷油提前角与喷油时间控制
设发动机1000r/min时：喷油提前角为6 °；
喷油时间为2ms （相当于 12 °
）
桑塔纳、捷达霍尔式CIS检修
检测电源电压：通点火开关，U13≥4.5V，正常 检测线束断路： OHM×200档检测传感器与ECU插头
端子1-62、2-76、3-67 R≤1.5 为正常； R＝∝，说明导线断路
大齿缺的弧度＝2个凸齿＋3个小齿缺弧度 信号转子转一转，线圈产生58个信号输入ECU
捷达轿车磁感应式CPS检修
（a） 安装位置；（b） 线束插头 检查信号线圈： 检测传感器插座上 “1”与“2”端子间阻
值 R12＝ 450～1000，正常。
检查线束导线：1-56、2-63、3-67 R≤1.5 为正常； R＝∝，导线断路。
57小齿缺--1个小齿缺占3°（曲轴转角） 1个大齿缺--1、4缸上止点信号--大齿缺占15°（曲轴转角）
大齿缺的弧度＝2个凸齿＋3个小齿缺弧度 信号转子转一转，传感器产生58个信号输入ECU
红旗轿车差动霍尔式CPS输出信号
传感器：永久磁铁、霍尔电路 信号盘：58个凸齿--转速转角信号--1个凸齿占3°（曲轴转角）
光电式CPS/CIS工作原理
➢ 当透光孔转到LED与光电管之间时，信号盘透 光，光电管导通（占曲轴转角1°）
➢ 当透光孔不在LED与光电管之间时，信号盘隔 光，光电管截止（占曲轴转角1°）
光电式CPS/CIS输出信号
图3-27 日产轿车光电式传感器输出波形 ➢ 判缸信号 内圆1个大透光孔：1缸BTDC70°信号
➢
红旗CA7220E型轿车、切诺基、BJ2020VJ
➢ 磁感应式：丰田皇冠3.0 TCCS {一体}
➢ 光 电 式：猎豹、Mitsubishi、南韩现代、日产 {一体}
三、光电式曲轴与凸轮轴传感器CPS/CIS
图3-25 光电式CPS/CIS结构 （a） 信号盘结构；（b） 传感器结构；
（c） 信号发生器结构 1-线束插头； 2-上止点信号透光孔； 3-曲轴转角信号透光孔； 4-1缸上止点信号透光孔； 5-定位销；6、15-传感器轴； 7-传感器盖；8-分火头； 9-防护盖； 10-信号发生器； 11-G信号（上止点信号）传感器； 12-Ne（转速与转角）信号传感器； 13-信号盘； 14-传感器壳体