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汽車電子技術(shù)中傳感器的應(yīng)用研究
淮安生物工程高等職業(yè)學(xué)校 邵春祥 2020/2/8 14:18:47
（接上頁）同種類其工作原理相同。
圖3 進(jìn)氣壓力傳感器工作原理
在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，歧管壓力傳感器供電電源為5V，由電腦版提供，真空管處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)信號(hào)電壓通常在3.8-4.8V之間，發(fā)動(dòng)機(jī)起火，信號(hào)電壓在真空吸力作用下不斷下降，不同的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化，其信號(hào)電壓約為1.5-4.8V。
三、位置傳感器
1、節(jié)氣門位置傳感器。在節(jié)氣門上安裝，可檢測(cè)節(jié)氣門開度。其可利用節(jié)氣門與杠桿機(jī)構(gòu)聯(lián)動(dòng)，反應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)不同情況的工況。此傳感器在檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)不同工況后，輸入至電控單元，可對(duì)噴油量進(jìn)行控制。在電子控制自動(dòng)變速汽車中安裝，其傳感器信號(hào)是變速換擋及變矩器鎖止的重要信號(hào)。
節(jié)氣門傳感器種類較多，常見有霍爾式、滑動(dòng)電阻式、雙可變電阻式、開關(guān)觸電式這四種。其中，霍爾式節(jié)氣門傳感器應(yīng)用較為廣泛，，當(dāng)節(jié)氣門開度發(fā)生變化后，磁鐵也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)變了其與霍爾元件的相對(duì)位置，有磁軛環(huán)繞集成電路，電路將磁通量發(fā)生的變化向電信號(hào)轉(zhuǎn)變，以節(jié)氣門位置信號(hào)的方式向ECM輸送。節(jié)氣門位置傳感器電路有VTA1與VTA2兩個(gè)，各自進(jìn)行發(fā)射，VTA1可檢測(cè)節(jié)氣門開度， VTA2則負(fù)責(zé)檢測(cè)器是否存在故障。節(jié)氣門在發(fā)動(dòng)機(jī)工作中開度越小，則進(jìn)氣歧管真空度越大，絕對(duì)壓力越小，輸出信號(hào)的電壓也降低，節(jié)氣門開度大，則真空度越小，絕對(duì)壓力與輸出信號(hào)的電業(yè)也越大。歧管真空度與輸出信號(hào)電壓成反比，絕對(duì)壓力與輸出信號(hào)呈正比�？梢罁�(jù)信號(hào)相應(yīng)駕駛員輸入。
圖4 霍爾式節(jié)氣門傳感器結(jié)構(gòu)
2、凸輪軸位置傳感器。一條直軸上安裝許多凸輪，利用機(jī)械傳動(dòng)及檢測(cè)設(shè)備相連，直軸可隨著設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行圓周位置移動(dòng)，凸輪會(huì)在所需位置上接觸機(jī)械觸點(diǎn)，通過開閉信號(hào)對(duì)其設(shè)備進(jìn)行控制。此傳感器屬于傳感裝置，也可稱其為同步信號(hào)傳感器，可辨別氣缸位置，在ECU中輸入未知型號(hào)，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火控制。若是信號(hào)盤連續(xù)旋轉(zhuǎn)，則遮光部分與透光口會(huì)交替轉(zhuǎn)到LED，實(shí)現(xiàn)或遮光或透光，光敏晶體管也會(huì)隨之交替輸入低電平與高電平。常使用霍爾傳感器，此傳感器發(fā)生故障后，發(fā)動(dòng)機(jī)可繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，再次啟動(dòng)，而噴油并不是在打開進(jìn)氣門時(shí)完成，而是關(guān)閉進(jìn)氣門之前完成，增加了噴油時(shí)間，但對(duì)于混合氣并不會(huì)產(chǎn)生較大影響，發(fā)動(dòng)機(jī)可正常工作[3]。同時(shí)，控制單元無法判斷達(dá)到壓縮止點(diǎn)的汽缸，則停止爆震調(diào)節(jié)，有效避免發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)爆震情況，控制單元將點(diǎn)火提前角自動(dòng)減小。
3、曲軸位置傳感器。曲軸位置傳感器（CKP）為磁感應(yīng)傳感器，曲軸上靶輪存在58個(gè)齒槽，齒槽間隔約為6°，最后一個(gè)槽較寬，主要可生成同步脈沖。轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸后，變磁阻轉(zhuǎn)子齒槽會(huì)將傳感器磁場(chǎng)轉(zhuǎn)變，生成感應(yīng)電壓脈沖，以便對(duì)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)方向進(jìn)行識(shí)別。每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，曲軸傳感器就會(huì)有58個(gè)基準(zhǔn)脈沖信號(hào)產(chǎn)生，發(fā)動(dòng)機(jī)以此為依據(jù)計(jì)算曲軸位置與轉(zhuǎn)速，是發(fā)動(dòng)機(jī)控制點(diǎn)火的重要信號(hào)。
四、氧傳感器
氧傳感器（EGOS）可通過檢測(cè)排氣中的含氧離子量得到混合器空燃比信號(hào)，此信號(hào)向電信號(hào)轉(zhuǎn)變后，輸入至ECU，可依據(jù)信號(hào)修正噴油時(shí)間，達(dá)到空燃比反饋控制的目的，讓發(fā)動(dòng)機(jī)混合比達(dá)到最佳濃度，有效節(jié)省燃油，減少排放有害氣體。而當(dāng)空燃比偏離理論值后，三效催化劑對(duì)于NOx、HC、CO的凈化能力將會(huì)迅速降低。目前汽車中通常使用二氧化鋯及二氧化鈦兩者傳感器。其中，二氧化鋯傳感器為專用陶瓷體，可將空氣中陽離子，利用多孔固體電解質(zhì)產(chǎn)生氧氣濃度差，讓陽離子進(jìn)行擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，固體電解質(zhì)表面會(huì)獲得相應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，在傳感器輸出電動(dòng)勢(shì)后，電壓信號(hào)可測(cè)得氧濃度；而二氧化鈦為N型半導(dǎo)體材料，溫度、材料、氧離子濃度可決定其阻值大小，分為厚膜式與芯片式兩種。
總結(jié)： 總之，傳感器作為汽車電子技術(shù)的基礎(chǔ)，擁有可靠新高、精度高的傳感器支持，才能推動(dòng)汽車電子技術(shù)的發(fā)展，提高汽車駕駛的舒適性、環(huán)保性與安全性，滿足社會(huì)對(duì)汽車的個(gè)性化需求。因此，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)傳感器的研究，以便為我國(guó)汽車行業(yè)的發(fā)展注入更多活力，實(shí)現(xiàn)健康穩(wěn)定的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
[1]曹曉雷.汽車電控懸架系統(tǒng)的傳感器故障及其檢修技術(shù)[J].自動(dòng)化與儀器儀表,2017(09):203-205.
[2]馬瑞林.汽車電子技術(shù)中的智能傳感器技術(shù)[J].內(nèi)燃機(jī)與配件,2019(13):230-231.
[3]段春艷.汽車電子中納米技術(shù)傳感器的應(yīng)用研究[J].數(shù)字通信世界,2017(04):162-164+166.
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