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汽车电子之位置传感器(下)

发布日期:2020-11-06 03:45

  (Throttle Position Sensor,TPS)都安装在节气门体上节气门轴的一端上,其功用是将节气门开度(即发动机负荷)大小转变为电信号后输入ECU,ECU根据节气门位置信号判别发动机的工况,如怠速工况、部分负荷工况、大负荷工况等,并根据发动机不同工况对混合气浓度的需求来控制喷油时间。在装备有电子控制自动变速器的汽车上,TPS信号除输入发动机ECU之外,还要输入变速器电子控制单元(ECT。ECU),作为确定变速器换档时机和变矩器锁止时机的主要信号之一。

  节气门位置传感器按总体结构分为触点开关式、可变电阻式、触点与可变电阻组合式三种。桑塔纳2000GLi型轿车采用的有触点开关式和可变电阻式两种,夏利2000型、捷达AT和GTX型、桑塔纳2000GSi型、红旗cA7220E型轿车和切诺基吉普车采用可变电阻式。按节气门位置传感器输出信号的类型可分为线性(量)输出型和开关(量)输出型两类。

  (1)触点开关式TPS结构特点 触点开关式节气门位置传感器(TPS)主要由节气门轴、大负荷触点[又称为功率触点(PSW)]、凸轮、怠速触点(IDL)和接线插座组成。凸轮随节气门轴转动,节气门轴随油门开度大小而转动。

  (2)触点开关式TPS输出特性触点开关式节气门位置传感器的输出特性如图2-34所示。当节气门关闭时,怠速触点闭合、功率触点(PSW)断开,怠速触点输出端子输出的信号为低电平“0”,功率触点(PSW)输出端子输出的信号为高电平“l”。ECU接收到TPS输入的这两个信号时,如果车速传感器输入ECU的信号表示车速为零,那么ECU判定发动机处于怠速状态,并控制喷油器增加喷油量,保证发动机怠速转速稳定而不致熄火。如果此时车速传感器输入ECU的信号表示车速不为零,那么ECU判定发动机处于减速状态,并控制喷油器停止喷油,以降低排放和提高经济性。

  当节气门开度增大时,凸轮随节气门轴转动并将怠速触点顶开,功率触点(PSW)保持断开状态,IDL端子输出高电平“1”,PSW端子输出也为高电平“1”。ECU接收到两个高电平信号时,便可判定发动机处于部分负荷状态,此时ECU根据空气流量传感器信号和曲轴转速信号计算确定喷油量,主要保证发动机的经济性和排放性能。

  当节气门接近全部开启(80%以上负荷)时,凸轮转动使功率触点(PSW)闭合,PSW端子输出低电平“0”,IDL端子保持断开而输出为高电平“1”。ECU接收到这两个信号时,便可判定发动机处于大负荷运行状态,从而控制喷油器增加喷油量,保证发动机输出足够的动力,故将大负荷触点称为功率触点。

  当节气门全开时,ECU将控制系统进人开环控制模式,此时不采用氧传感器信号。如果此时汽车空调器在工作,那么ECU将中断空调器主继电器信号约15s,以便切断空调器电磁离合器线圈电流,使空调压缩机停止工作,增大发动机输出功率,提高汽车的动力性。

  丰田轿车采用的组合式节气门位置传感器如图2-35a所示,其原理电路如图2-35b所示。它主要由可变电阻及其滑动触点、节气门轴、怠速触点、壳体组成。可变电阻为镀膜电阻,制作在传感器底板上,可变电阻的滑臂随节气门轴一同转动,滑臂与输出端子VTA连接。

  (2)组合式TPS输出特性组合式TPS输出特性如图2-36所示。当节气门关闭或开度小于1.2。时,怠速触点闭合,其输出端IDL输出低电平(0V);当节气门开度大于1.2。时,怠速触点断开,输出端IDL输出高电平(5V)。当节气门开度变化时,可变电阻的滑臂便随节气门轴转动,滑臂上的触点便在镀膜电阻上滑动,传感器的输出端子VTA与E,之间的信号电压随之发生变化,如图2-35所示,节气门开度越大,输出电压越高。传感器输出的线性信号经过A/D转换器转换成数字信号后再输入ECU。

  Philips公司出产的KMZ43T是一种由镍铁导磁合金薄膜制成的磁阻元件,其内部含有两个独立的单臂电桥,两桥之间的相对机械角度为45。。

  当磁场在X-Y的坐标平面旋转时,在该平面会产生两个相互独立的输出信号,分别用函数+sin(2a)和+COS(2a)表示,a表示传感器和场域位置之间的相对角度。KMZ43T不像KMz4l需要在100kA/m产生的高饱和磁场内工作,它可以在低磁场强度条件下高精度进行角度测量。

  KMZ43T的外形及内部结构如图2-37所示。该芯片采用S08封装,其引脚说明见表2-6。