1、 I车速传感器、曲轴位置传感器应用姓名：王谢谢学号：班级： 摘 要：汽车电子技术是汽车工业发展的核心技术之一。汽车传感器作为汽车电子控制系统的信息源，是汽车电子控制系统的关键部件，也是汽车电子技术领域研究的核心内容之一，汽车传感器的使用数量和技术水平决定了汽车控制系统的性能。本文以为研究对象，对汽车传感器中车速传感器与曲轴位置传感器的工作原理、分类、应用情况等做了一个详细描述，最后提出汽车传感器的发展趋势。 关键词：车速传感器,曲轴位置传感器 ,汽车电子技术IIBuick Envision of speed sensor,Crankshaft Position Sensor applicati
2、onUndergraduate:Number: Cass:Abstract: the automobile electronic technology is a core technology of the development of the automotive industry. Automobile sensor as the automotive electronic control system and information source is a key component of the automotive electronic control system, and it
3、is also one of the core content of automotive electronic technology research field, the number of car use of sensor technology and determines the performance of the vehicle control system based on Buick. Keangkewei as the research object, classification of work principle, automobile sensor speed sen
4、sor and crankshaft position sensor, made a detailed description of the application, and finally put forward the development trend of automotive sensor.Keywords: speed sensor; crankshaft position sensor; automotive electronic technologyIII目录引言 .11 轮速传感器 .11.1 轮速传感器的类型 .11.1.1 电磁感应式车速传感器 .11.1.2 霍尔式轮速
5、传感器 .11.1.3 光电式轮速传感器 .11.1.4 磁阻元件式轮速速传感器 .11.2 电磁感应式轮速传感器安装位置 .11.3 电磁感应式轮速传感器的组成 .21.4 电磁感应式轮速传感器的原理 .22 曲轴位置传感器 .42.1 曲轴位置传感器作用 .42.2 霍尔尔效应 .52.3 安装位置及类型 .62.4 霍尔式传感器工作原理 .62.5 霍尔式信号对应关系 .73 总结 .84 未来趋势 .8参考文献 .10致 谢 .111引言现代汽车技术发展特征之一就是越来越多的部件采用电子控制。根据传感器的作用，可以分类为测量温度、压力、流量、位置、气体浓度、速度、光亮度、干湿度、距离等
6、功能的传感器，它们各司其职，一旦某个传感器失灵，对应的装置工作就会不正常甚至不工作,如发动机点火时刻依靠的曲轴的位置、防抱死制动系统或者是自动变速器控制系统等统的运行离不开轮速参数，因此，传感器在汽车上的作用是很重要。1 轮速传感器1.1 轮速传感器的类型1.1.1 电磁感应式车速传感器传感器由电磁感应式传感头和磁性齿圈组成。传感头由永磁体、磁极和感应线圈组成，齿圈由铁磁性材料制成。1.1.2 霍尔式轮速传感器在汽车应用中是十分特殊的，这主要是由于变速器周围空间位置冲突霍尔效应传感器是固体传感器。1.1.3 光电式轮速传感器光电式车速传感器是固态的光电半导体传感器，它由带孔的转盘两个光导体纤维
7、，一个发光二极管，一个作为光传感器的光电三极管组成。1.1.4 磁阻元件式轮速速传感器可变磁阻式车速传感器主要由磁阻元件、转子、印刷电路板和磁环等组成。1.2 电磁感应式轮速传感器安装位置别克昂科威采用磁电式轮速传感器，安装在(1)前轮的齿圈(43 齿)安装在传动轴上，转速传感器安装在转向节上，(2）后轮的齿圈(43 齿)安装在后轮毂上，转速传感器则安装在固定支架上。2图 1-1 传感器安装位置图1.3 电磁感应式轮速传感器的组成传感器由电磁感应式传感头和磁性齿圈组成。传感头由永磁体、磁极和感应线圈组成，齿圈由铁磁性材料制成，如下图所示。3图 1-2 电磁感应式轮速传感器的组成1.4 电磁感应
8、式轮速传感器的原理磁电式车速传感器是一个模拟交流信号发生器，它们产生交变电流信号，通常由带两个接线柱的磁芯及线圈组成。这两个线圈接线柱是传感器输出的端子，当由铁质制成的环状翼轮(有时称为磁组轮)转动经过传感器时，线圈里将产生交流电压信号。磁组轮上的逐个齿轮将产生一一对应的系列脉冲，其形状是一样的。输出信号的振幅(峰对峰电压)与磁组轮的转速成正比(车速)，信号的频率大小表现于磁组轮的转速大小。当齿圈旋转时，齿顶与齿隙轮流交替对向磁芯，当齿圈转到齿顶与传感头磁芯相对时，传感头磁芯与齿圈之间的间隙最小，由永久磁芯产生的磁力线就容易通过齿圈，感应线圈周围的磁场就强，如图 (a)所示。而当齿圈转动到齿隙
9、与传感磁芯相对时，传感头磁芯与齿圈之间的间隙最大，由永久磁芯产生的磁力线就不容易通过齿圈，感应线圈周围的磁场就弱，如图 (b)所示。此时，磁通迅速交替变化，如(c)图所示，在感应线圈中就会产生交变电压，交变电压的频率将随车轮转速成正比例变化。电子控制单元可以通过转速传感器输入的电压脉冲频率进行处理来确定车轮的转速、汽车的参考速度等。 4图 1-3 电磁感应式轮转速传感器工作原理(a)齿圈齿顶与磁芯相对时 (b)齿圈齿隙与磁芯相对时1-齿圈 2-磁芯端部齿 3-感应线圈端子 4-感应线圈 5-永磁性磁极 6-磁力线 7-磁场 8-磁芯 9-齿圈齿顶图 1-4 传感器输出电压图5汽车电磁感应式轮速
10、传感器部件与 ABS ECU 连接，如图 1-5 所示，ABS ECU 给电磁感应式轮速传感器供电（Up），电磁感应式轮速传感器将轮速信号输入给 ABS ECU。图 1-5 轮速传感器信号传输2 曲轴位置传感器2.1 曲轴位置传感器作用 曲轴位置传感器也称曲轴转角传感器 ，曲轴位置传感器的作用就是确定曲轴的位置，也就是曲轴的转角。它通常要配合凸轮轴位置传感器一起来工作 确定基本点火时刻。我们都知道，发动机是在压缩冲程末开始点火的，那么发动机电脑是怎么知道哪缸该点火了呢？就是通过曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器的信号来计算的，通过曲轴位置传感器，可以知道哪缸活塞处于上止点，通过凸轮轴位置传感器，
11、可以知道哪缸活塞是在压缩冲程中。这样，发动机电脑知道了该什么时候给哪缸点火了。图 2-1 曲轴位置传感器实物图2.2 霍尔尔效应磁场中有一个霍尔半导体片，恒定电流 I 从 A 到 B 通过该片。在洛仑兹力的作用下，I 的电子流在通过霍尔半导体时向一侧偏移，使该片在 CD 方向上产生电位差，这就是所谓的霍尔电压。霍尔电压随磁场强度的变化而变化，磁场越强，电压越高，磁场越弱，电6压越低。霍尔电压值很小，通常只有几个毫伏，但经集成电路中的放大器放大，就能使该电压放大到足以输出较强的信号。若使霍尔集成电路起传感作用，需要用机械的方法来改变磁场强度。下图所示的方法是用一个转动的叶轮作为控制磁通量的开关，
12、当叶轮叶片处于磁铁和霍尔集成电路之间的气隙中时，磁场偏离集成片，霍尔电压消失。这样，霍尔集成电路的输出电压的变化，就能表示出叶轮驱动轴的某一位置，利用这一工作原理，可将霍尔集成电路片用作用点火正时传感器。霍尔效应传感器属于被动型传感器，它要有外加电源才能工作，这一特点使它能检测转速低的运转情况 。霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力作用引起的偏转。当带电粒子（电子或空穴）被约束在固体材料中，这种偏转就导致在垂直电流和磁场的方向上产生正负电荷的聚积，从而形成附加的横向电场。对于图一所示的半导体试样，若在 X 方向通以电流 Is，在 Z 方向加磁场 B，则在 Y 方向即试样 A，A电极两侧就开始聚积异号电荷而产生相应的附加电场。电场的指向取决定于试样的电类型。显然，该电场是阻止载流子继续向侧面偏移，当载流子所受的横向电场力与洛仑兹力相等时，样品两侧电荷的积累就达到平衡，故有 其中 EH 为霍尔电场，V 是载流子在电流方向上的平均漂移速度。设试样的宽为 b，厚度为 d，载流子浓度为 n。（2）即霍尔电压 VH（A、A 电极之间的电压）与 ISB 乘积正比与试样厚度 d 成反比。比例系数称为霍尔系数，它是反映材料霍尔效应强弱的重要参数，只要测出 VH（伏）以及知道（安）、B（高斯）和 d（厘米）可按下式计算RH（厘米 3/库仑）图 2-2 霍尔效应
