感測器在汽車自動控制中的作用越來越重要,應用越來越廣泛,本期將為大家介紹汽車上可能用到的各種型別感測器及其作用。
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空氣流量感測器
空氣流量感測器的作用是把吸入發動機的空氣量轉換成電訊號提供給電子控制單元(ECU),是確定基本噴油量的主要依據。
翼片式:翼片式空氣流量感測器屬於體積流量型,該感測器結構簡單、成本低,但由於其運動件翼片佔據進氣道的大量面積,從而降低了進氣系統的流動性,增大了進氣阻力,故現在已經較少使用。
卡門漩渦式:卡門漩渦式空氣流量感測器屬於體積流量型,在豐田、三菱汽車上應用較多。該感測器具有體積小、重量輕、無磨損、進氣道簡單、進氣阻力小、檢測精度高、響應較快等特點,但成本較高,多用於高檔轎車上。
熱線式:熱線式空氣流量感測器屬於品質流量型,可以直接檢測進氣空氣的品質流量,不需要對進氣溫度與大氣壓力進行修正。由於該感測器沒有運動件,進氣阻力小、響應特性較好,可正確檢測出急減速時空氣的進氣量,故應用較廣泛。
熱膜式:熱膜式空氣流量感測器屬於品質流量型,由美國通用公司開發研製,在通用與日本五十鈴公司生產的車輛上被廣泛應用。該感測器的工作原理和熱線式感測器基本相同,僅是把發熱體的熱線改成熱膜(由發熱金屬鉑固定在薄的樹脂膜上構成)。這種結構可使發熱體不直接承受空氣流動所產生的阻力,從而使強度增加,也提高了工作時的可靠性。
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發動機溫度感測器
發動機溫度感測器的作用是把氣體或液體的溫度變化情況轉換成電訊號提供給ECU。
水溫感測器:安裝在氣缸體上,用於檢測發動機冷卻水的溫度資訊,並將該資訊轉換為電訊號後提供給發動機電子控制單元(ECU)。
進氣溫度感測器:發動機進氣溫度感測器在L型EFI系統中安裝在空氣流量感測器上,而在D型EFI系統中則安裝在空氣濾清器的外殼內或穩壓罐內,為發動機電子控制單元(ECU)提供發動機進氣溫度的資訊。
燃油溫度感測器:用於柴油發動機電子控制分配泵燃油噴射系統中,用於向發動機電子控制單元(ECU)提供燃油溫度的資訊,以便實現噴油量的精確控制。
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位置及速度感測器
節氣門位置感測器、曲軸位置感測器、車速感測器、加速踏板位置感測器用於為ECU提供各種位置資訊。
節氣門位置感測器:節氣門位置感測器安裝在節氣門體上,可同時將節氣門開度、怠速、大負荷等資訊轉換成電訊號後提供給ECU。節氣門位置感測器有線性輸出型與開關量輸出型兩種。相比較而言,後者檢測效能較差,但結構簡單,價格便宜。有的EFI系統同時安裝了上述兩種型別的節氣門位置感測器,用開關量輸出型感測器檢測發動機怠速與全負荷狀態;而使用線性輸出型感測器來檢測全程節氣門的開度。
曲軸位置感測器:用於向ECU提供發動機曲軸轉角位置訊號、活塞行程位置訊號以及發動機轉速訊號。有磁電式、光電式與霍爾式三種類型。前兩種通常安裝在分電器內和分電器一起轉動,後一種安裝在曲軸前端。由於磁電式感測器與霍爾式感測器抗干擾能力強、高速時識別能力好,故被廣泛應用。
車速感測器:安裝在變速器輸出軸或主減速器上,為電子控制單元(ECU)提供汽車速度訊號,該感測器的結構、原理與曲軸位置感測器十分相似。
加速踏板(油門踏板)位置感測器:通常用於直噴式發動機上,為ECU提供負荷大小,負荷範圍,加、減速的資訊,ECU根據這些資訊來決定發動機燃燒成層區(直噴式發動機的燃燒形式有成層燃燒和均勻燃燒兩種)的噴油量。
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排氣淨化類感測器
排氣淨化類感測器用於把排氣中的有關資訊轉換成電訊號提供給ECU。
氧感測器:氧感測器有氧化鋯式與氧化鈦式兩大類,安裝在排氣管上,用於向ECU反饋實際空燃比訊號,以此將實際空燃比收斂於理論值附近的狹窄範圍內,形成閉環控制。相比而言,氧化鈦式氧感測器具有結構簡單、體積小、成本低等特點,但其阻值隨溫度的變化發生變化時的程度較大,故在高溫下使用時,通常都採取一定的溫度補償措施。
廢氣再迴圈位移感測器:主要用於向電子控制系統提供廢氣再迴圈控制閥的開度資訊,以便於對廢氣處理系統的工作情況進行相應的控制。
壓差感測器:安裝在微粒捕捉器的下游,用於向電子控制系統提供微粒捕捉器壓差資訊,以便於適時地將微粒捕捉器中的微粒高溫燒除,防止排氣背壓升高。
NOx感測器:用於向電子控制系統提供廢氣後處理系統中NOx的濃度資訊,以便於對後處理SCR系統的工作情況進行相應的控制。
排氣溫度感測器:通常安裝在三元催化轉化器附近,用於檢測其工作溫度,並將該訊號轉換為電訊號後提供給電子控制系統。
EGR溫度感測器:通常安裝在EGR閥的下游,用於檢測EGR的溫度,並將該訊號轉換為電訊號後提供給電子控制系統。
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自動空調系統感測器
自動空調系統使用的感測器除了溫度感測器外,還有其他一些感測器。
車內溫度感測器:通常安裝在儀表板下側,是一種具有負溫度係數特性的熱敏電阻式溫度感測器,用於向空調電子控制單元(ECU)提供車廂內的溫度訊號。
車外環境溫度感測器:車外環境溫度感測器也是一種具有負溫度係數特性的熱敏電阻式溫度感測器,通常安裝在車輛前保險槓的下側,用於向空調電子控制單元(ECU)提供車廂外部的溫度訊號。
蒸發器溫度感測器:通常安裝在蒸發器殼體上,用於檢測製冷裝置內部溫度的變化情況,並把檢測到的訊號提供給空調電子控制單元(ECU)。
Sunny輻射感測器:Sunny輻射感測器是一種光敏二極體感測器,通常安裝在汽車前擋風玻璃下方,用於將Sunny輻射的程度轉換為電訊號後,提供給空調電子控制單元(ECU)。
冷卻劑流量感測器:冷卻劑流量感測器通常安裝在儲液乾燥器和膨脹閥之間,用於檢測製冷劑的流量,並將該變化量轉換為電訊號後,提供給空調電子控制單元(ECU)。
壓縮機鎖止感測器:壓縮機鎖止感測器是一種磁電式感測器,通常安裝在壓縮機內部,用於檢測壓縮機的轉速,並將該變化量轉換為電訊號後,提供給空調電子控制單元(ECU)。
煙霧濃度感測器:用於檢測車廂內的煙霧程度,並將該變化量轉換為電訊號後,提供給空調電子控制單元(ECU),ECU根據該資訊會自動開啟或關閉空氣交換器,以保持車廂內空氣的新鮮。
溼度感測器:用於對汽車風窗玻璃的防霧和車廂內的溼度進行檢測,並將該變化量轉換為電訊號後,提供給空調電子控制單元(ECU)。
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液位感測器
液位感測器的結構形式主要有浮子式、舌簧開關式、熱敏開關式、可變電阻式、電極式(測量蓄電池)等多種。
燃油液位感測器:用於檢測燃油儲存量的多少,並將該變化量轉換為電訊號後,提供給相關電子控制系統或燃油表,由有關係統來顯示燃油量是否低於設定值。
冷卻液位感測器:用於檢測冷卻液儲存量的多少,並將該變化量轉換為電訊號後,提供給相關電子控制系統或水位顯示系統,由有關係統來顯示冷卻液的量是否低於設定值。
制動液位感測器:用於檢測制動液儲存量的多少,並將該變化量轉換為電訊號後,提供給相關電子控制系統或制動液位顯示系統,由有關係統來顯示制動液的量是否低於設定值。
蓄電池液位感測器:用於檢測蓄電池內電解液儲存量的多少,並將該變化量轉換為電訊號後,提供給相關電子控制系統或報警電路,由有關係統來顯示電解液的量是否低於設定值。
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油液壓力感測器
油液壓力感測器的作用是把油液的壓力變化情況轉換成電訊號提供給ECU。
油軌燃油壓力感測器:通常安裝在柴油發動機共軌式電控燃油噴射系統的油軌上,用於檢測油軌內燃油的壓力,並將該變化量轉換為電訊號後,提供給電子控制單元(ECU)。
儲油箱壓力感測器:通常安裝在燃油箱內部,用於檢測燃油箱內部燃油的壓力,並將該變化量轉換為電訊號後,提供給相關電子控制系統或報警電路。
機油壓力感測器:通常安裝在發動機主油道內,用於檢測機油的壓力,並將該變化量轉換為電訊號後,提供給相關電子控制系統或報警電路。
變速器油壓感測器:通常安裝在自動變速器輸油泵內(或輸出油道內),用於檢測變速器油的壓力,並將該變化量轉換為電訊號後,提供給相關電子控制系統或報警電路。
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電控懸架、電控轉向系統用感測器
電控懸架用於改善車輛的平穩性,電控轉向用於改善轉向強度。
前後懸架高度感測器:主要安裝在電控懸架系統中,用於檢測前後懸架的變形量,並將該變化量轉換為電訊號後,提供給懸架電子控制單元(ECU)。
車身加速度感測器:主要安裝在電控懸架系統中,用於檢測車身的振動情況,並將該變化量轉換為電訊號後,提供給懸架電子控制單元(ECU),以此間接地提供汽車行駛時的路面情況。
車身位移感測器:主要安裝在電控懸架系統中,用於檢測車身相對於車橋的位移情況,並將該變化量轉換為電訊號後,提供給懸架電子控制單元(ECU),以此反映車身的平順性和車身高度的變化情況。
轉向盤轉角感測器:主要安裝在車輛電控轉向系統中,用於檢測轉向盤的轉角,並將該變化量轉換為電訊號後,提供給轉向電子控制單元(ECU),用於計算車身傾斜程度。
轉矩感測器:主要安裝在車輛電控轉向系統中,用於檢測轉向盤的轉向負載轉矩訊號,並將該變化量轉換為電訊號後,提供給轉向電子控制單元(ECU)。
偏航率感測器:用於檢測、記錄汽車繞垂直軸線運動情況,並將該變化量轉換為電訊號後,提供給轉向電子控制單元(ECU),以此來判斷汽車是否在打滑。
橫向角速度感測器:用於檢測汽車轉彎時產生的離心率,並將該變化量轉換為電訊號後,提供給轉向電子控制單元(ECU),以此來判斷汽車通過彎道時是否打滑。
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安全氣囊、防撞系統用感測器
安全氣囊、防撞系統均屬於車輛的安全保護系統,前者用於對人體的保護,後者用於對車輛和行人的保護。
碰撞感測器:常見的碰撞感測器主要有機械式碰撞感測器、磁力式碰撞感測器、壓電式碰撞感測器、應變片式碰撞感測器、壓阻片式碰撞感測器和水銀開關式碰撞感測器。碰撞感測器用於檢測汽車碰撞時的訊號,並將該訊號提供給安全氣囊ECU。
安全感測器:用於檢測汽車(碰)撞擊的輕重程度,並將該訊號提供給安全氣囊ECU,起保險作用,防止氣囊誤張開。
超聲波測距感測器:通常安裝在汽車後保險槓上,用於向車輛後方發射超聲波,並把反射回來的超聲波接收後轉換為電訊號提供給防撞控制ECU。
角聲吶(角雷達)感測器:通常安裝在保險槓上,用於彌補超聲波感測器存在的檢測盲區的不足,並將檢測到的訊號轉換為電訊號後提供給防撞控制ECU。
爆震感測器:爆震感測器主要有磁致伸縮式、共振型壓電式、非共振型壓電式等幾種型別。該類感測器通常安裝在發動機體上,用於將發動機振動的訊號轉換為電訊號後,提供給發動機電子控制單元(ECU),以便檢測爆震的發生時刻和幅度的大小。
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制動、巡航、導航系統用感測器
制動屬於車輛的安全保護系統,巡航、導航屬於車輛的舒適系統。
制動壓力開關感測器:用於檢測制動管路中制動液的壓力,並將檢測到的訊號轉換為電訊號後提供給電子控制系統或報警控制電路。
制動燈開關感測器:用於檢測制動燈電路的通斷情況,並將檢測到的訊號轉換為電訊號後提供給電子控制系統或有關控制電路。
距離感測器:用於檢測汽車前後方障礙物以及與其他車輛之間的距離,並將檢測到的訊號轉換為電訊號後提供給防撞電子控制系統或有關控制電路。
羅盤感測器:用於對地磁場的情況進行檢測,並將檢測到的訊號轉換為電訊號後提供給導航電子控制系統或有關控制電路,供判斷行車方向。
陀螺儀感測器:用於檢測汽車行駛的方向,並將檢測到的訊號轉換為電訊號後提供給導航電子控制系統或有關控制電路,以便自動記錄資料。
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壓力、速度用感測器
壓力感測器主要有半導體壓敏電阻式、電容式、膜盒傳動的可變電感式和表面彈性波式等。前兩種應用較為廣泛,它們具有尺寸小、精度高、成本低、響應效能好、通用性強及檢測範圍廣等特點。
進氣歧管絕對壓力感測器:用在D型EFI系統中。與空氣流量感測器不同的是,進氣歧管絕對壓力感測器採用的是間接測量方式,也就是依據發動機負荷變化測出進氣歧管內絕對壓力的相對值,進而測算髮動機的進氣量。
增壓壓力感測器:通常安裝在增壓發動機上,用於檢測渦輪增壓器的工作情況,並將該變化量轉換為電訊號後,提供給電子控制單元(ECU),供ECU對噴油脈衝以及增壓器壓力的大小進行控制。
氣缸燃燒壓力感測器:氣缸燃燒壓力感測器有兩種:一種以燃燒室側面為受壓面的直接型感測器,英文縮寫為PDS;另一種是緊固在火花塞上的墊圈形壓力感測器,英文縮寫為PGS。前者可實現燃燒室壓力的線性檢測,後者裝配性好,適用於更高精度的爆震控制、斷火檢測等。氣缸燃燒壓力感測器用於向ECU提供氣缸燃燒壓力訊號。控制系統從燃燒壓力感測器可以獲得大量資訊,從而對發動機進行適時控制,如判斷最佳點火時間與氣門正時等。
胎壓檢測感測器:胎壓檢測感測器採用溫差補償校正的方法,能夠根據胎壓、胎溫、蓄電池電壓的變化產生一系列的電子訊號,並將其提供給ECU,適時測出胎壓的高低。其工作壓力最高可達1380kPa,工作溫度為-40~125℃,精確率不低於1%。
輪速感測器:用於檢測車輪速度並將該訊號提供給ABS的ECU,經處理後獲得車速訊號引數。輪速感測器通常安裝在車輪、減速器或變速器上,一般利用電磁感應或光電感應原理獲得訊號。安裝數量取決於系統佈局與控制方式。
減速度感測器:常用的減速度感測器主要有差動電壓式減速度感測器與開關式減速度感測器兩種。前者用車輛減速時滑動部件的運動檢測出減速度訊號,後者用車輛減速時慣性部件的移動位置感知減速度的大小。減速度感測器又稱G感測器,用於檢測車輪加速度或制動減速度,作為輔助訊號用於閾值控制,並檢測、控制低附著係數路面的制動過程。
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其他感測器
機油品質感測器:機油品質感測器採用陶瓷電容來檢測機油介質的穩定性,以便提醒及時更換機油,減少發動機的磨損,延長其使用壽命。
電動座椅感測器:通常安裝在座椅下部四周,用於把座椅前後、高低訊號提供給座椅電子控制系統,來對座椅的位置進行自動調整,並具有記憶功能。一般是由4個感測器構成,包括滑動位置感測器、前垂直位置感測器、後垂直位置感測器與傾斜位置感測器。
前照燈遠近光控制感測器:用於夜間汽車會車時,感受對面來車的光照強度,並將該變化量轉換為電訊號後,提供給前照燈電子控制系統,以便適時地對燈光進行變換,防止眩目。
指紋感測器:主要應用在汽車的安全防盜系統中,用於鑑別合法的駕駛者,檢測的出錯率低於0.01%。