自動(dòng)駕駛汽車(chē)傳感器技術(shù)與應(yīng)用- 課件 模塊1、2 自動(dòng)駕駛汽車(chē)概述、轉(zhuǎn)速與相位傳感器技術(shù)

自動(dòng)駕駛汽車(chē)傳感器技術(shù)與應(yīng)用Contents模塊一自動(dòng)駕駛汽車(chē)概述模塊二轉(zhuǎn)速與相位傳感器技術(shù)模塊三環(huán)境感知技術(shù)模塊四導(dǎo)航定位系統(tǒng)模塊五車(chē)載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)模塊六傳感器融合技術(shù)應(yīng)用模塊一自動(dòng)駕駛汽車(chē)概述一自動(dòng)駕駛汽車(chē)技術(shù)概述二自動(dòng)駕駛汽車(chē)傳感器認(rèn)知拓展閱讀技能實(shí)訓(xùn)思考與練習(xí)一自動(dòng)駕駛汽車(chē)技術(shù)概述（一）汽車(chē)電控技術(shù)概述（二）自動(dòng)駕駛汽車(chē)現(xiàn)狀（三）自動(dòng)駕駛汽車(chē)關(guān)鍵技術(shù)電控發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)電控變速箱系統(tǒng)電控剎車(chē)（車(chē)身穩(wěn)定、牽引力控制）系統(tǒng)電控安全氣囊系統(tǒng)電控巡航控制系統(tǒng)電控空調(diào)系統(tǒng)電控導(dǎo)航系統(tǒng)電控懸掛系統(tǒng)電控舒適系統(tǒng)現(xiàn)代轎車(chē)常見(jiàn)的電控系統(tǒng)：（一）汽車(chē)電控技術(shù)概述提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性：進(jìn)氣阻力減少（取消了化油器）、提高了充氣效率，且電控系統(tǒng)可以保證進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣得到充分利用，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性。提高發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性：電控系統(tǒng)精確控制發(fā)動(dòng)機(jī)工作所需的混合氣濃度，使燃燒更完全、燃油利用更充分，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性。改善發(fā)動(dòng)機(jī)的加速性和減速性能：在發(fā)動(dòng)機(jī)的加速和減速運(yùn)行的過(guò)度工況下，電子控制單元的高速處理功能，使控制系統(tǒng)能夠迅速響應(yīng)，使汽車(chē)的加速和減速反映更靈敏。（一）汽車(chē)電控技術(shù)概述汽車(chē)電控技術(shù)優(yōu)勢(shì)改善發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)性能：電控系統(tǒng)能根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度變化，對(duì)進(jìn)氣量和供油量進(jìn)行精確控制，從而保證發(fā)動(dòng)機(jī)順利啟動(dòng)和平穩(wěn)經(jīng)過(guò)暖機(jī)過(guò)程，可明顯改善發(fā)動(dòng)機(jī)的低溫啟動(dòng)性能和熱機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能。降低排放污染：電控系統(tǒng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)在不同使用環(huán)境下的各種運(yùn)行工況優(yōu)化控制，提高了燃燒質(zhì)量，同時(shí)各種排放控制系統(tǒng)在發(fā)動(dòng)機(jī)上的運(yùn)用，都使發(fā)動(dòng)機(jī)的排放污染降低。（一）汽車(chē)電控技術(shù)概述汽車(chē)電控技術(shù)優(yōu)勢(shì)電控燃油噴射系統(tǒng)（EFI）。在電控燃油噴射系統(tǒng)中，噴油量的控制是最基本的也是最重要的控制內(nèi)容，ECU是根據(jù)進(jìn)氣量確定基本的噴油量，再根據(jù)其他的傳感器（如冷卻液溫度、節(jié)氣門(mén)位置傳感器等）信號(hào)對(duì)噴油量進(jìn)行修正，使發(fā)動(dòng)機(jī)在各種運(yùn)行工況下，均能獲得最佳濃度的混合氣，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性。除噴油量控制外，還有噴油正時(shí)控制、斷油控制和燃油泵控制（一）汽車(chē)電控技術(shù)概述應(yīng)用在發(fā)動(dòng)機(jī)上的電控系統(tǒng)電控點(diǎn)火系統(tǒng)（ESA）：最基本的功能是點(diǎn)火提前角的控制。該系統(tǒng)根據(jù)曲軸位置、凸輪軸位置、爆震、進(jìn)氣管絕對(duì)壓力、空氣流量、節(jié)氣門(mén)位置和發(fā)動(dòng)機(jī)水溫傳感器的信號(hào)，判斷發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工況和運(yùn)行條件，選擇最理想的點(diǎn)火提前角點(diǎn)燃混合氣，從而改善發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒過(guò)程，以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和降低發(fā)動(dòng)機(jī)排放污染的目的。此外，電控系統(tǒng)還對(duì)點(diǎn)火線圈通電時(shí)間、爆燃進(jìn)行控制。（一）汽車(chē)電控技術(shù)概述應(yīng)用在發(fā)動(dòng)機(jī)上的電控系統(tǒng)進(jìn)氣控制系統(tǒng)：根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的變化，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣進(jìn)行控制，以便提高發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣效率，從而改善發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性。（一）汽車(chē)電控技術(shù)概述應(yīng)用在發(fā)動(dòng)機(jī)上的電控系統(tǒng)增壓控制系統(tǒng)：對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣增壓裝置的工作進(jìn)行控制。在裝有廢氣渦輪增壓裝置的汽車(chē)上ECU是根據(jù)檢測(cè)到的進(jìn)氣管壓力，對(duì)增壓裝置進(jìn)行控制，從而控制增壓裝置對(duì)進(jìn)氣增壓的強(qiáng)度。（一）汽車(chē)電控技術(shù)概述應(yīng)用在發(fā)動(dòng)機(jī)上的電控系統(tǒng)怠速控制系統(tǒng)（ISC）：電控系統(tǒng)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)水溫、壓縮機(jī)、變速箱檔位開(kāi)關(guān)等信號(hào)，通過(guò)怠速控制閥對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量進(jìn)行控制，使發(fā)動(dòng)機(jī)隨時(shí)以最佳怠速轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。（一）汽車(chē)電控技術(shù)概述應(yīng)用在發(fā)動(dòng)機(jī)上的電控系統(tǒng)排放控制系統(tǒng)：根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷對(duì)排放控制裝置的工作進(jìn)行電子控制，以降低發(fā)動(dòng)機(jī)污染物的排放。其項(xiàng)目包括：廢氣再循（EGR）、活性碳罐電磁閥（EVAP）、氧傳感器和空燃比閉環(huán)控制、二次空氣噴射等。自我診斷與報(bào)警系統(tǒng)：電子控制單元設(shè)有故障自診斷系統(tǒng)，隨時(shí)對(duì)控制系統(tǒng)各部分的工作進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)檢測(cè)到傳感器或執(zhí)行器和相關(guān)線路出現(xiàn)故障時(shí)，即刻將故障內(nèi)容儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器中。如排放系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題即刻點(diǎn)亮故障指示燈并存儲(chǔ)故障內(nèi)容。失效保護(hù)系統(tǒng)：當(dāng)傳感器或其線路發(fā)生故障時(shí)，控制系統(tǒng)自動(dòng)按電腦中預(yù)先設(shè)定的參考信號(hào)值工作，以便發(fā)動(dòng)機(jī)能繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。（IGF例外）（一）汽車(chē)電控技術(shù)概述應(yīng)用在發(fā)動(dòng)機(jī)上的電控系統(tǒng)應(yīng)急備用系統(tǒng)：應(yīng)急備用系統(tǒng)的功能由ECU內(nèi)的備用IC（集成電路）來(lái)完成，當(dāng)ECU內(nèi)的微處理器或少數(shù)重要的傳感器（CPU、I/O接口、存儲(chǔ)器、進(jìn)氣壓力傳感器）出現(xiàn)故障車(chē)輛無(wú)法行使時(shí)，該系統(tǒng)將燃油噴射和點(diǎn)火正時(shí)控制在設(shè)定的水平上，作為一種備用功能使汽車(chē)能維持基本行使，以便將汽車(chē)開(kāi)到最近的維修站。（一）汽車(chē)電控技術(shù)概述應(yīng)用在發(fā)動(dòng)機(jī)上的電控系統(tǒng)輸入元件ECU執(zhí)行元件（一）汽車(chē)電控技術(shù)概述發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的基本組成（一）汽車(chē)電控技術(shù)概述汽車(chē)電控新技術(shù)---智能汽車(chē)控制系統(tǒng)自動(dòng)駕駛的流程感知定位規(guī)劃決策控制環(huán)境環(huán)境（三）自動(dòng)駕駛汽車(chē)關(guān)鍵技術(shù)

雖然目前的環(huán)境感知技術(shù)目前已大體完善，但是要實(shí)現(xiàn)最高級(jí)的無(wú)人駕駛，還有很多地方需要改進(jìn)。比如在惡劣的天氣條件下、在不斷變化和不利的光照條件下，各種元件不可避免地會(huì)受到影響。1.感知是整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的第一步（三）自動(dòng)駕駛汽車(chē)關(guān)鍵技術(shù)2.地圖是最重要的先驗(yàn)信息之一

人們需要大規(guī)模地對(duì)地圖信息進(jìn)行預(yù)先采樣和更新，以使車(chē)輛能夠適應(yīng)新情況。一種解決方法是建立云端的地圖共享系統(tǒng)，它與離線的地圖共享并且是動(dòng)態(tài)更新的，但是這對(duì)系統(tǒng)的通信能力也提出了更高的要求；也有學(xué)者提出“即時(shí)定位與地圖構(gòu)建”（SLAM）技術(shù)，它并不嚴(yán)重依賴于先驗(yàn)信息，允許自動(dòng)駕駛系統(tǒng)持續(xù)觀察環(huán)境并適應(yīng)新情況，但是這項(xiàng)技術(shù)需要更多的計(jì)算密集型算法，并且根據(jù)所使用的傳感器和周?chē)h(huán)境可能會(huì)受到更多不確定性的影響。（三）自動(dòng)駕駛汽車(chē)關(guān)鍵技術(shù)3.人工智能算法是自動(dòng)駕駛的核心

借助于目前機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)的研究，人工智能已經(jīng)能實(shí)現(xiàn)越來(lái)越多的自動(dòng)控制，高級(jí)別的自動(dòng)駕駛還需要把智能算法與傳統(tǒng)的車(chē)輛動(dòng)力學(xué)控制結(jié)合起來(lái)，對(duì)智能算法的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性有著極高要求；

智能算法的道德性和合法性也是人們需要考慮的，“在無(wú)可避免的情況下，要撞向一個(gè)人的一側(cè)還是撞向一群人的一側(cè)？”類(lèi)似這樣的問(wèn)題發(fā)生了以后處理困難，就需要在技術(shù)層面上讓它不會(huì)發(fā)生。（三）自動(dòng)駕駛汽車(chē)關(guān)鍵技術(shù)4.車(chē)聯(lián)網(wǎng)通信需借助新型信息通信技術(shù)車(chē)聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)包括4G/5G車(chē)載蜂窩通信技術(shù)、LTE-V2X和802.11p直連無(wú)線通信技術(shù)等的應(yīng)用與自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展緊密相關(guān)，但是這些技術(shù)目前只是初步成熟，還需要集中研究力量重點(diǎn)突破。而且車(chē)聯(lián)網(wǎng)信息的安全保護(hù)也是一個(gè)亟待關(guān)注的問(wèn)題，車(chē)聯(lián)網(wǎng)的過(guò)程會(huì)產(chǎn)生一定的操縱數(shù)據(jù)、位置信息等，涉及到個(gè)人隱私權(quán)益的保護(hù)，此外，還需要考慮到應(yīng)用領(lǐng)域的經(jīng)濟(jì)效益問(wèn)題等。（三）自動(dòng)駕駛汽車(chē)關(guān)鍵技術(shù)自動(dòng)駕駛存在的問(wèn)題和解決情況項(xiàng)目或競(jìng)賽出現(xiàn)的問(wèn)題問(wèn)題的解決情況PROMETHEUS（1987–1995）NoHandsAcrossAmerica（1995），MunichtoOdenseUBMTest（1995），ARGO（1998）自主車(chē)道保持自適應(yīng)巡航自動(dòng)緊急呼叫基于視覺(jué)的物體檢測(cè)/追蹤復(fù)雜光照條件下的感知改善障礙和道路標(biāo)志檢測(cè)復(fù)雜的城市交通惡劣天氣下的環(huán)境感知大部分已解決大部分已解決大部分已解決大部分已解決部分解決部分解決大部分未解決大部分未解決（三）自動(dòng)駕駛汽車(chē)關(guān)鍵技術(shù)DARPAGrandChallenge（2004），SecondDARPAGrandChallenge（2006）越野無(wú)人駕駛大部分已解決避障機(jī)制交通燈和標(biāo)志檢測(cè)真實(shí)交通環(huán)境測(cè)試障礙檢測(cè)（行人和自行車(chē)）高速自動(dòng)駕駛復(fù)雜城市交通（交叉路口、密集環(huán)境）臨時(shí)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)利用V2V提高數(shù)據(jù)冗余度部分解決大部分已解決部分解決部分解決部分解決大部分未解決部分解決部分解決DARPAUrbanChallenge（2007）HighlyAutomatedVehiclesforIntelligentTransportation（HAVEit）（2008-2011）軟件安全架構(gòu)；硬件感知失敗大部分未解決（三）自動(dòng)駕駛汽車(chē)關(guān)鍵技術(shù)SafeRoadTrainsfortheEnvironment（SARTRE）（2009–2012）車(chē)輛排隊(duì)及相關(guān)的環(huán)境安全部分解決真實(shí)環(huán)境下的車(chē)輛排隊(duì)沒(méi)有先驗(yàn)信息的車(chē)輛排隊(duì)沒(méi)有先驗(yàn)信息的自動(dòng)駕駛高速自動(dòng)駕駛自動(dòng)駕駛的節(jié)能技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)信息融合以增加感知準(zhǔn)確性大部分已解決大部分已解決大部分未解決大部分未解決部分解決部分解決部分解決VisLabIntercontinentalAutonomousChallenge（VIAC）（2010）eFuture（2013）GrandCooperativeDrivingChallenge（2011）高速自動(dòng)駕駛大部分未解決GrandCooperativeDrivingChallenge（2011）（三）自動(dòng)駕駛汽車(chē)關(guān)鍵技術(shù)自動(dòng)駕駛汽車(chē)是一個(gè)大類(lèi)，包含從無(wú)自動(dòng)化到完全自動(dòng)化的6個(gè)自動(dòng)駕駛等級(jí)的自動(dòng)駕駛汽車(chē)，其中完全自動(dòng)化的自動(dòng)駕駛汽車(chē)就是我們常說(shuō)的“無(wú)人駕駛汽車(chē)”。（四）自動(dòng)駕駛、無(wú)人駕駛、智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的區(qū)別與聯(lián)系自動(dòng)駕駛汽車(chē)人駕駛是自動(dòng)駕駛發(fā)展的終極目標(biāo)，也是自動(dòng)駕駛的最高等級(jí)。也就是說(shuō)將開(kāi)車(chē)這活兒完全交給機(jī)器，不再需要人來(lái)操心，也叫自主駕駛。（四）自動(dòng)駕駛、無(wú)人駕駛、智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的區(qū)別與聯(lián)系無(wú)人駕駛汽車(chē)智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)是指搭載了車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的車(chē)輛，通過(guò)連接互聯(lián)網(wǎng)將車(chē)路人、家和生活相關(guān)聯(lián)，為生活提供能多多便利和享受。智能網(wǎng)聯(lián)包含了上網(wǎng)、聽(tīng)音樂(lè)、地圖導(dǎo)航、車(chē)管家、手機(jī)遠(yuǎn)程控制等功能，甚至還可以打游戲，這些功能讓汽車(chē)能更多的參與生活。（四）自動(dòng)駕駛、無(wú)人駕駛、智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的區(qū)別與聯(lián)系智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)無(wú)人駕駛汽車(chē)屬于自動(dòng)駕駛汽車(chē)，是自動(dòng)駕駛汽車(chē)發(fā)展的終極目標(biāo)，而智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)又和自動(dòng)駕駛汽車(chē)關(guān)系緊密，雖然不是所有的智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)都會(huì)發(fā)展成為自動(dòng)駕駛汽車(chē)，但自動(dòng)駕駛汽車(chē)一定要有智能網(wǎng)聯(lián)功能，需要有智能和互聯(lián)技術(shù)，將傳感器收集反饋的路況信息進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，結(jié)合高精地圖給出最佳行駛路線規(guī)劃，通過(guò)智能輔助駕駛功能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛。（四）自動(dòng)駕駛、無(wú)人駕駛、智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的區(qū)別與聯(lián)系自動(dòng)駕駛、無(wú)人駕駛、智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的區(qū)別與聯(lián)系二自動(dòng)駕駛汽車(chē)傳感器認(rèn)知（一）自動(dòng)駕駛汽車(chē)傳感器類(lèi)型（二）自動(dòng)駕駛汽車(chē)傳感器性能距離傳感器視覺(jué)傳感器定位傳感器汽車(chē)狀態(tài)傳感器智能汽車(chē)傳感器轉(zhuǎn)速傳感器溫度傳感器壓力傳感器氣體傳感器其他傳感器…衛(wèi)星定位傳感器慣性導(dǎo)航傳感器攝像頭超聲波傳感器毫米波傳感器激光雷達(dá)傳感器環(huán)境感知傳感器，主要用于采集汽車(chē)行駛環(huán)境的外部數(shù)據(jù)汽車(chē)狀態(tài)測(cè)控傳感器采集汽車(chē)運(yùn)行自身數(shù)據(jù)，二者各分其職并且協(xié)同工作（一）自動(dòng)駕駛汽車(chē)傳感器類(lèi)型不同場(chǎng)景，智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)所使用的環(huán)境感知傳感器沒(méi)有一種傳感器能夠單獨(dú)完成復(fù)雜的環(huán)境感知任務(wù)（一）自動(dòng)駕駛汽車(chē)傳感器類(lèi)型環(huán)境感知傳感器性能對(duì)比（二）自動(dòng)駕駛汽車(chē)傳感器性能拓展閱讀拓展閱讀近年來(lái)，隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的應(yīng)用，汽車(chē)電子控制技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展，尤其在控制精度、控制范圍、智能化和網(wǎng)絡(luò)化等多方面有了較大突破。汽車(chē)電子控制技術(shù)已成為衡量現(xiàn)代汽車(chē)發(fā)展水平的重要標(biāo)志，自動(dòng)駕駛汽車(chē)正在向智能化、共享化、網(wǎng)聯(lián)化、電動(dòng)化的新四化方向發(fā)展。自動(dòng)駕駛汽車(chē)是汽車(chē)產(chǎn)業(yè)與人工智能、高性能計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)以及交通出行、城市管理等多領(lǐng)域深度融合的產(chǎn)物，對(duì)降低交通擁堵、事故率，幫助城市構(gòu)建安全、高效的未來(lái)出行結(jié)構(gòu)，以及對(duì)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)變革、城市交通規(guī)劃具有深遠(yuǎn)的影響。全球多數(shù)國(guó)家已將自動(dòng)駕駛汽車(chē)發(fā)展納入國(guó)家頂層規(guī)劃，爭(zhēng)搶未來(lái)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略制高點(diǎn)，強(qiáng)化國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力，以求在汽車(chē)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)之際搶占先機(jī)。美國(guó)、德國(guó)、瑞典、日本等許多國(guó)家相繼發(fā)布自動(dòng)駕駛汽車(chē)相關(guān)的法規(guī)政策，各大車(chē)企也開(kāi)始將目光投向自動(dòng)駕駛市場(chǎng)，隨著5G技術(shù)的應(yīng)用與推廣，也在推動(dòng)著自動(dòng)駕駛技術(shù)的進(jìn)步。技能實(shí)訓(xùn)（一）環(huán)境感知傳感器認(rèn)知（二）評(píng)價(jià)與反饋1.準(zhǔn)備工作(一)環(huán)境感知傳感器認(rèn)知１)任務(wù)要求(１)掌握環(huán)境感知傳感器分類(lèi)(２)闡述不同類(lèi)型環(huán)境感知傳感器的區(qū)別與聯(lián)系２)組織方式(１)在教師的引導(dǎo)下分組，以小組為單位學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)?每組人數(shù)不少于３人分別負(fù)責(zé)主操作、輔助記錄、安全監(jiān)督(２)依據(jù)操作規(guī)范實(shí)車(chē)認(rèn)知線控系統(tǒng)?小組內(nèi)互相講述環(huán)境感知傳感器的類(lèi)型、功能與組成３)實(shí)施準(zhǔn)備(１)安全要求及注意事項(xiàng)學(xué)員進(jìn)入實(shí)訓(xùn)區(qū)務(wù)必穿戴勞動(dòng)防護(hù)用品，嚴(yán)格遵守實(shí)訓(xùn)區(qū)５Ｓ作業(yè)規(guī)程嚴(yán)禁非專(zhuān)業(yè)人員或無(wú)實(shí)訓(xùn)教師在場(chǎng)的情況下私自對(duì)汽車(chē)高壓電部件進(jìn)行移除或安裝(２)場(chǎng)地設(shè)施滿足理論及實(shí)踐教學(xué)的工學(xué)一體化教學(xué)教室和實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地(３)工具設(shè)備或耗材2.實(shí)施步驟(一)環(huán)境感知傳感器認(rèn)知１)補(bǔ)充自動(dòng)駕駛的流程２)填寫(xiě)表中傳感器的類(lèi)型組織方式３)填寫(xiě)表中ＡＤＡＳ各階段特征(二)評(píng)價(jià)與反饋１.自我評(píng)價(jià)與反饋(１００分)(１)是否遵守課堂紀(jì)律、是否認(rèn)真聽(tīng)講占２０％，成績(jī)?yōu)椋?２)團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)、尊重團(tuán)隊(duì)成員(包括老師和其他同學(xué))占３０％，成績(jī)?yōu)椋?３)學(xué)習(xí)任務(wù)(工作任務(wù))完成情況?占４０％成績(jī)?yōu)椋?４)５Ｓ現(xiàn)場(chǎng)管理及環(huán)保意識(shí)、成本控制意識(shí)占１０％，成績(jī)?yōu)椋鹤晕以u(píng)價(jià)與反饋的成績(jī)?yōu)?

1.自我評(píng)價(jià)與反饋(二)評(píng)價(jià)與反饋２.小組評(píng)價(jià)與反饋(１００分)(１)是否遵守課堂紀(jì)律、是否認(rèn)真聽(tīng)講占２０％，成績(jī)?yōu)椋?２)團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)、尊重團(tuán)隊(duì)成員(包括老師和其他同學(xué))占３０％，成績(jī)?yōu)椋?３)學(xué)習(xí)任務(wù)(工作任務(wù))完成情況占４０％，成績(jī)?yōu)椋?４)５Ｓ現(xiàn)場(chǎng)管理及環(huán)保意識(shí)、成本控制意識(shí)占１０％?成績(jī)?yōu)椋盒〗M評(píng)價(jià)與反饋的成績(jī)?yōu)?2.小組評(píng)價(jià)與反饋(二)評(píng)價(jià)與反饋３.教師評(píng)價(jià)與反饋(１００分)(１)是否遵守課堂紀(jì)律、是否認(rèn)真聽(tīng)講占２０％,成績(jī)?yōu)椋?２)團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)、尊重團(tuán)隊(duì)成員(包括老師和其他同學(xué))占３０％,成績(jī)?yōu)椋?３)學(xué)習(xí)任務(wù)(工作任務(wù))完成情況占４０％,成績(jī)?yōu)?(４)５Ｓ現(xiàn)場(chǎng)管理及環(huán)保意識(shí)、成本控制意識(shí)占１０％,成績(jī)?yōu)椋航處熢u(píng)價(jià)與反饋的成績(jī)?yōu)?3.教師評(píng)價(jià)與反饋(二)評(píng)價(jià)與反饋４.綜合評(píng)價(jià)綜合成績(jī)＝自我評(píng)價(jià)反饋成績(jī)×３０％＋小組評(píng)價(jià)與反饋成績(jī)×４０％＋教師評(píng)價(jià)及反饋成績(jī)×３０％綜上，綜合評(píng)價(jià)的最終成績(jī)?yōu)椋?.綜合評(píng)價(jià)思考與練習(xí)思考與練習(xí)一、判斷題１.電控點(diǎn)火系統(tǒng)最基本的功能是點(diǎn)火提前角的控制。(

√

)２.進(jìn)氣控制系統(tǒng)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的變化，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣進(jìn)行控制?以便提高發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣效率從而改善發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性。(

√

)３.在裝有廢氣渦輪增壓裝置的汽車(chē)上ＥＣＵ是根據(jù)檢測(cè)到的進(jìn)氣管壓力?對(duì)增壓裝置進(jìn)行控制?從而控制增壓裝置對(duì)進(jìn)氣的增壓強(qiáng)度。(

√

)４.通過(guò)各種傳感器采集周?chē)h(huán)境基本信息，是自動(dòng)駕駛的基礎(chǔ)。(

√

)５.國(guó)內(nèi)發(fā)布的Ｌ２級(jí)自動(dòng)駕駛車(chē)基本已實(shí)現(xiàn)自動(dòng)制動(dòng)(ＡＥＢ)、自適應(yīng)巡航(ＡＣＣ)、智能領(lǐng)航(ＩＣＣ)、自動(dòng)泊車(chē)輔助(ＡＰＡ)、車(chē)道保持/偏離輔助控制等功能。(

√

)

二、選擇題1.在電控燃油噴射系統(tǒng)中，噴油量的控制是最基本的也是最重要的控制內(nèi)容，ＥＣＵ是根據(jù)(

A

)確定基本的噴油量，再根據(jù)其他的傳感器信號(hào)對(duì)噴油量進(jìn)行修正。Ａ.進(jìn)氣量Ｂ.燃油量Ｃ.冷卻液溫度Ｄ.節(jié)氣門(mén)位置２.自動(dòng)駕駛汽車(chē)是一個(gè)大類(lèi)，包括從無(wú)自動(dòng)化到完全自動(dòng)化的(

B

)個(gè)自動(dòng)駕駛等級(jí)。Ａ.５Ｂ.６Ｃ.７Ｄ.８自動(dòng)駕駛汽車(chē)傳感器技術(shù)與應(yīng)用Contents模塊一自動(dòng)駕駛汽車(chē)概述模塊二轉(zhuǎn)速與相位傳感器技術(shù)模塊三環(huán)境感知技術(shù)模塊四導(dǎo)航定位系統(tǒng)模塊五車(chē)載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)模塊六傳感器融合技術(shù)應(yīng)用模塊二轉(zhuǎn)速與相位傳感器技術(shù)一車(chē)輪轉(zhuǎn)速與相位傳感器二加速與相位傳感器三光電式轉(zhuǎn)速與相位傳感器拓展閱讀技能實(shí)訓(xùn)思考與練習(xí)一車(chē)輪轉(zhuǎn)速與相位傳感器（一）電磁式轉(zhuǎn)速與相位傳感器（二）霍爾式轉(zhuǎn)速與相位傳感器磁電式轉(zhuǎn)速傳感器是利用磁電感應(yīng)來(lái)測(cè)量物體轉(zhuǎn)速的，屬于非接觸式轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x表。磁電式轉(zhuǎn)速傳感器可用于表面有縫隙的物體轉(zhuǎn)速測(cè)量，有很好的抗干擾性能。?磁電式轉(zhuǎn)速傳感器的感應(yīng)電勢(shì)產(chǎn)生的電壓大小，和被測(cè)對(duì)象轉(zhuǎn)速有關(guān)，被測(cè)物體的轉(zhuǎn)速越快輸出的電壓也就越大，也就是說(shuō)輸出電壓和轉(zhuǎn)速成正比。但是在被測(cè)物體的轉(zhuǎn)速超過(guò)磁電式轉(zhuǎn)速傳感器的測(cè)量范圍時(shí)，磁路損耗會(huì)過(guò)大，使得輸出電勢(shì)飽甚至是銳減。（一）電磁式轉(zhuǎn)速與相位傳感器電磁式轉(zhuǎn)速與相位傳感器結(jié)構(gòu)電磁式轉(zhuǎn)速與相位傳感器結(jié)構(gòu)電磁式車(chē)速傳感器安裝位置（一）電磁式轉(zhuǎn)速與相位傳感器電磁式轉(zhuǎn)速與相位傳感器結(jié)構(gòu)在傳感器右側(cè)的信號(hào)輪有58個(gè)凸齒、57個(gè)小缺齒和1個(gè)大缺齒。大缺齒所占弧度等于2個(gè)凸齒與3個(gè)缺齒弧度之和。車(chē)輪每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，信號(hào)輪就能夠在傳感器的線圈上產(chǎn)生58個(gè)信號(hào)電壓。根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)波形可以計(jì)算出車(chē)輪的轉(zhuǎn)速（一）電磁式轉(zhuǎn)速與相位傳感器電磁式轉(zhuǎn)速與相位傳感器工作原理黑色長(zhǎng)方塊為線圈電磁式轉(zhuǎn)速與相位傳感器結(jié)構(gòu)1號(hào)針腳搭鐵（屏蔽線）2號(hào)針腳“+”信號(hào)線3號(hào)針腳“-”信號(hào)線（一）電磁式轉(zhuǎn)速與相位傳感器電磁式轉(zhuǎn)速與相位傳感器的檢修電磁式轉(zhuǎn)速與相位傳感器故障主要有感應(yīng)線圈短路、斷路、轉(zhuǎn)子和磁頭之間間隙不當(dāng)，磁場(chǎng)強(qiáng)度不足，造成信號(hào)減弱或者無(wú)信號(hào)。用萬(wàn)用表檢測(cè)1、1、檢測(cè)針腳1與2、3之間阻值應(yīng)該無(wú)限大，阻值無(wú)限大說(shuō)明正常，如果導(dǎo)通則說(shuō)明該傳感器短路。2、檢測(cè)針腳2與針腳3阻值應(yīng)該等于規(guī)定的線圈值，如果不相等而且阻止很小，說(shuō)明線圈已經(jīng)短路。如果阻止無(wú)限大則說(shuō)明內(nèi)部線圈已經(jīng)斷路。（一）電磁式轉(zhuǎn)速與相位傳感器電磁式轉(zhuǎn)速與相位傳感器的檢修如果檢測(cè)出波形異常，應(yīng)該更換傳感器體和觸輪2、波形分析1、圖a所示故障波形為齒槽中填有異物造成的；2、圖b所示故障波形是傳感器觸發(fā)輪安裝不當(dāng)造成的。（一）電磁式轉(zhuǎn)速與相位傳感器電磁式轉(zhuǎn)速與相位傳感器的檢修電磁式轉(zhuǎn)速與相位傳感器不需要工作電源就能自主工作，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，但存在以下缺點(diǎn):(1)低速特性不好。輸出信號(hào)電壓的幅值隨轉(zhuǎn)速變化而變化，如果轉(zhuǎn)速過(guò)低，其輸出信號(hào)電壓也過(guò)低，電控單元無(wú)法檢測(cè)。(2)響應(yīng)頻率有限制，工作帶寬在10~1000Hz之間，如果轉(zhuǎn)速過(guò)高和過(guò)低就不能檢測(cè)。(3)抗電磁波干擾能力差。雖然電磁式轉(zhuǎn)速傳感器研發(fā)了磁阻式轉(zhuǎn)速傳感器可以檢測(cè)極低的轉(zhuǎn)速，但是總體性能仍然有局限性，所以霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器正在逐步替代電磁式轉(zhuǎn)速傳感器（一）電磁式轉(zhuǎn)速與相位傳感器電磁式轉(zhuǎn)速與相位傳感器的缺點(diǎn)霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器屬于霍爾式傳感器，是利用霍爾效應(yīng)的原理制成的，利用霍爾效應(yīng)使位移帶動(dòng)霍爾元件在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生霍爾電勢(shì)，即把位移信號(hào)轉(zhuǎn)換成電勢(shì)變化信號(hào)的傳感器。（二）霍爾式轉(zhuǎn)速與相位傳感器霍爾式轉(zhuǎn)速與相位傳感器結(jié)構(gòu)霍爾式轉(zhuǎn)速與相位傳感器結(jié)構(gòu)霍爾式車(chē)速傳感器安裝位置（二）霍爾式轉(zhuǎn)速與相位傳感器霍爾式轉(zhuǎn)速與相位傳感器結(jié)構(gòu)霍爾效應(yīng)在長(zhǎng)方形的導(dǎo)體上通以電流，沿電流方向施加磁場(chǎng)，就會(huì)在與電流和磁場(chǎng)兩者垂直的方向上產(chǎn)生電勢(shì)能，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)，所產(chǎn)生的電勢(shì)差稱為霍爾電壓。B磁場(chǎng)I電流U電壓（二）霍爾式轉(zhuǎn)速與相位傳感器霍爾式轉(zhuǎn)速與相位傳感器工作原理霍爾車(chē)速傳感器采用一體式霍爾傳感器，封裝了霍爾元件、永久磁鐵和集成芯片。ABSECU向霍爾式車(chē)速傳感器提供12V的工作電壓。每個(gè)半軸各安裝了一個(gè)48齒的齒圈作為信號(hào)輪。半軸沒(méi)轉(zhuǎn)一圈能在傳感器上產(chǎn)生48個(gè)幅值基本恒定占空比為50%的方波。低電壓為0.5V，高電壓為1V。頻率隨車(chē)速增大而增大。（二）霍爾式轉(zhuǎn)速與相位傳感器霍爾式轉(zhuǎn)速與相位傳感器工作原理霍爾式輪速傳感器單件檢測(cè)：1、測(cè)量轉(zhuǎn)速傳感器連線對(duì)地電阻應(yīng)該無(wú)限大2、測(cè)量傳感器與ECU之間的連線電阻應(yīng)該小于0.5歐姆在路檢測(cè)：1、將跳線盒連接到線束插接器上2、測(cè)量ABS、ECU對(duì)傳感器的供電電壓為12V3、用手轉(zhuǎn)動(dòng)車(chē)輪應(yīng)該有方波電壓輸出，頻率隨轉(zhuǎn)速增大而增大。（二）霍爾式轉(zhuǎn)速與相位傳感器霍爾式轉(zhuǎn)速與相位傳感器的檢測(cè)二加速度與相位傳感器（一）壓電式加速度傳感器（二）電容式加速度傳感器（三）壓阻式加速度傳感器的檢測(cè)常用的壓電式加速度計(jì)的結(jié)構(gòu)形式如圖所示，是由預(yù)壓彈簧，質(zhì)量塊，基座，壓電元件和外殼組成。圖中為環(huán)形剪切型，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能做成極小型、高共振頻率的加速度計(jì)，環(huán)形質(zhì)量塊粘到裝在中心支柱上的環(huán)形壓電元件上。由于粘結(jié)劑會(huì)隨溫度增高而變軟，因此最高工作溫度受到限制。（一）壓電式加速度傳感器壓電式加速度傳感器的結(jié)構(gòu)壓電加速度傳感器，采用剪切和中心壓縮結(jié)構(gòu)形式。其原理利用壓電晶體的電荷輸出與所受的力成正比，而所受的力在敏感質(zhì)量一定的情況下與加速度值成正比。當(dāng)被測(cè)振動(dòng)頻率遠(yuǎn)低于加速度計(jì)的固有頻率時(shí)，壓電晶體受力后產(chǎn)生的電荷量與所感受到的加速度值成正比。經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化后的方程為：Q＝dij﹒F=dij﹒M﹒a

Q――壓電晶體輸出的電荷dij――壓電晶體的二階壓電張量。M――傳感器的敏感質(zhì)量。a――所受的振動(dòng)加速度值。（一）壓電式加速度傳感器壓電式加速度傳感器的工作原理（二）電容式加速度傳感器電容式加速度傳感器的結(jié)構(gòu)電容式加速度傳感器是基于電容原理的極距變化型的電容傳感器。其中一個(gè)電極是固定的，另一變化電極是彈性膜片。以通過(guò)彈簧片支承的質(zhì)量塊作為差動(dòng)電容器的活動(dòng)極板。電容式加速度傳感器的特點(diǎn)是頻率響應(yīng)范圍寬，測(cè)量范圍大231B面A面546Cx1Cx21、5—固定極板2—?dú)んw3—簧片4—質(zhì)量塊6—絕緣體精度較高，頻率響應(yīng)范圍寬，量程大，可以測(cè)很高的加速度（二）電容式加速度傳感器電容式加速度傳感器的工作原理（二）電容式加速度傳感器電容式加速度傳感器的工作原理彈性膜片在外力(氣壓、液壓等)作用下發(fā)生位移，使電容量發(fā)生變化，這種傳感器可以測(cè)量氣流(或液流)的振動(dòng)速度(或加速度)還可以進(jìn)一步測(cè)出壓力。電容式加速度傳感器精度較高，頻率響應(yīng)范圍寬，量程大，可以測(cè)很高的加速度，以通過(guò)彈簧片支承的質(zhì)量塊作為差動(dòng)電容器的活動(dòng)極板，電容式加速度傳感器式加速度傳感器的特點(diǎn)是頻率響應(yīng)范圍寬，測(cè)量范圍大。壓阻式減速度傳感器也稱為慣性壓阻式減速度傳感器、應(yīng)變計(jì)式減速度傳感器，由慣性壓阻元件組成的電橋、恒壓電路、抗干擾及溫度補(bǔ)償電路等組成。緊急制動(dòng)時(shí)，傳感器上的質(zhì)量塊隨減速度的大小產(chǎn)生相應(yīng)的慣性力，施加在壓阻元件上，從而改變電橋的電阻，打破了電橋電路的平衡，使傳感器輸出的電壓信號(hào)發(fā)生變化，即輸出一個(gè)隨減速度變化的電壓差。（三）壓阻式加速度傳感器壓阻式加速度傳感器的結(jié)構(gòu)現(xiàn)以三菱汽車(chē)V31、V33車(chē)型使用的應(yīng)變計(jì)的半導(dǎo)體型減速度傳感器為例，介紹其結(jié)構(gòu)和檢測(cè)方法。三菱汽車(chē)的減速度傳感器由塑料殼、配重塊及包含放大電路、降噪電路和其他元件的復(fù)合集成電路組成。殼內(nèi)裝有硅油，以確保最佳動(dòng)態(tài)性能。如圖8-65所示。（1）結(jié)構(gòu)（三）壓阻式加速度傳感器壓阻式加速度傳感器的結(jié)構(gòu)圖8-66壓阻式減速度傳感器內(nèi)部電路圖圖8-67壓阻式減速度傳感器輸出特性圖配重塊懸掛在硅板上一端，硅板上貼有應(yīng)變片。當(dāng)車(chē)輛加速或減速時(shí)，慣性力作用在配重塊上，配重塊的運(yùn)動(dòng)使硅板上的應(yīng)變片向其中一方拉長(zhǎng)或壓縮，引起應(yīng)變片電阻發(fā)生變化，通過(guò)橋式電路，將電阻的變化轉(zhuǎn)化為電壓的變化，代表縱向的加速度或減速度的大小。其內(nèi)部電路如圖8-66所示，輸出特性如圖8-67所示。（三）壓阻式加速度傳感器壓阻式加速度傳感器的工作原理三菱V31、V33車(chē)用G傳感器的電路連接圖如圖所示。（三）壓阻式加速度傳感器壓阻式加速度傳感器的檢測(cè)1）供電電壓的檢查關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，斷開(kāi)G傳感器與ABSECU的插頭，打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，用電壓測(cè)量G傳感器線束側(cè)1腳與蓄電池負(fù)極間的電壓，應(yīng)為蓄電池電壓。2）搭鐵檢查關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，斷開(kāi)G傳感器與ABSECU的插頭，打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，用電阻擋測(cè)量G傳感器線束側(cè)3腳與蓄電池負(fù)極間的電阻，應(yīng)小于1.5Ω。3）輸出信號(hào)檢查關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，斷開(kāi)G傳感器插接器，連接專(zhuān)用工具M(jìn)B991348（即專(zhuān)用三通插頭）測(cè)試線束組，在斷開(kāi)的插接器端子間測(cè)量。使點(diǎn)火開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到“ON”的位置，讀取在端子2和端子3之間的電壓，標(biāo)準(zhǔn)值為2.4～2.6V。（三）壓阻式加速度傳感器壓阻式加速度傳感器的檢測(cè)在連接專(zhuān)用工具M(jìn)B991348情況下，轉(zhuǎn)動(dòng)使箭頭面朝下，讀取在端子2和端子3之間的輸出電壓，標(biāo)準(zhǔn)值為3.4～3.6V。如果電壓值偏離標(biāo)準(zhǔn)值，確認(rèn)電源供給線和接地線有無(wú)問(wèn)題，然后更換G傳感器。（三）壓阻式加速度傳感器壓阻式加速度傳感器的檢測(cè)4）解碼器檢測(cè)使用三菱專(zhuān)用解碼器MUT-Ⅱ，進(jìn)入ABS系統(tǒng)，讀出數(shù)據(jù)流。（三）壓阻式加速度傳感器壓阻式加速度傳感器的檢測(cè)項(xiàng)目號(hào)檢查項(xiàng)目檢查要求正常值32G傳感器輸出電壓當(dāng)車(chē)輛于靜止?fàn)顟B(tài)（水平）2.4～2.6V當(dāng)車(chē)輛于行駛狀態(tài)顯示值以2.5V為均值波動(dòng)MUT-Ⅱ有關(guān)G傳感器數(shù)據(jù)流如果G傳感器有故障，查找故障代碼時(shí)會(huì)出現(xiàn)代碼32—G傳感器故障。如果G傳感器有故障，查找故障代碼時(shí)會(huì)出現(xiàn)代碼32—G傳感器故障。（三）壓阻式加速度傳感器壓阻式加速度傳感器的檢測(cè)三光電式轉(zhuǎn)速與相位傳感器（一）光電式轉(zhuǎn)速與相位傳感器（二）光電式發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與相位傳感器（三）光電式轉(zhuǎn)角傳感器光電式傳感器的基礎(chǔ)是光電轉(zhuǎn)換元件的光電效應(yīng)將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出它能測(cè)量光照強(qiáng)度，還能利用光線的透射、遮擋反射、干涉，進(jìn)行尺寸、位移、速度、溫度等多種物理量的檢測(cè)光電傳感器不與被測(cè)對(duì)象直接接觸，精度高、反應(yīng)快、可測(cè)參數(shù)多，但是價(jià)格較貴并且對(duì)測(cè)量的環(huán)境條件要求較高。（一）光電式轉(zhuǎn)速與相位傳感器光電式轉(zhuǎn)速與相位傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理當(dāng)光子能量等于或大于逸出功時(shí)才能產(chǎn)生外光電效應(yīng)每一種物體都有一個(gè)對(duì)應(yīng)于光電效應(yīng)的光頻閾值，稱為紅限頻率對(duì)于紅限頻率以上的入射光，外生光電流與光強(qiáng)成正比。光電效應(yīng)是光照射到某些物質(zhì)上，使該物質(zhì)的導(dǎo)電特性發(fā)生變化的一種物理現(xiàn)象，可分為外光電效應(yīng)和內(nèi)光電效應(yīng)二類(lèi)外光電效應(yīng)，是在光線作用下物體內(nèi)的電子電子逸出物體表面向外發(fā)射的現(xiàn)象，又稱光電導(dǎo)效應(yīng)光子是以量子化“粒子”的形式對(duì)可見(jiàn)光波段內(nèi)電磁波的描述，每個(gè)光子具有能量:Ek=hv

（一）光電式轉(zhuǎn)速與相位傳感器光電效應(yīng)內(nèi)光電效應(yīng)，是在光線作用下物體的導(dǎo)電性能發(fā)生變化或產(chǎn)生光生電動(dòng)勢(shì)的效應(yīng)，又稱為光生伏特效應(yīng)。（一）光電式轉(zhuǎn)速與相位傳感器光電效應(yīng)光敏電阻的結(jié)構(gòu)光敏電阻是采用硫化隔制成的半導(dǎo)體材料，利用光電導(dǎo)效應(yīng)工作的光電元件在黑暗環(huán)境中，光敏電阻的阻值很大當(dāng)受到光照時(shí)，只要光子能量大于半導(dǎo)體材料禁帶寬度，則價(jià)帶中的電子吸收一個(gè)光子的能量后可躍遷到導(dǎo)帶，并在價(jià)帶中產(chǎn)生一個(gè)帶正電荷的空穴，使其電阻率變小，通常在幾千歐姆（一）光電式轉(zhuǎn)速與相位傳感器光電效應(yīng)光敏管包括光敏二極管和光敏晶體管光敏二極管裝在透明玻璃外殼中，PN結(jié)裝在管的頂部，可以直接受到光照射光敏二極管在電路中一般是處于反向工作狀態(tài)在沒(méi)有光照射時(shí)，反向電阻很大，反向電流很小當(dāng)光照射在PN結(jié)上，光子使PN結(jié)附近產(chǎn)生光生電子和光生空穴對(duì)，它們?cè)赑N結(jié)處的內(nèi)電場(chǎng)作用下作定向運(yùn)動(dòng)，形成光電流光敏二極管在不受光照時(shí)處于截止?fàn)顟B(tài)，受光照射時(shí)處于導(dǎo)通狀態(tài)（一）光電式轉(zhuǎn)速與相位傳感器光電效應(yīng)光敏管包括光敏二極管和光敏晶體管光敏晶體管實(shí)質(zhì)上是一種相當(dāng)于在基極和集電極之間接有光敏二極管的普通晶體管。引出電極通常只有兩個(gè)，也有三個(gè)的為適應(yīng)光電轉(zhuǎn)換的要求，基區(qū)面積較大，發(fā)射區(qū)面積較小，入射光主要被基區(qū)吸收（一）光電式轉(zhuǎn)速與相位傳感器光電效應(yīng)信號(hào)發(fā)生器由發(fā)光二極管、光敏管和電子電路組成發(fā)光二極管對(duì)正光敏管，信號(hào)盤(pán)在發(fā)光管和光敏管之間信號(hào)盤(pán)運(yùn)轉(zhuǎn)，信號(hào)盤(pán)上有孔產(chǎn)生透光和遮光的交替變化，使信號(hào)發(fā)生器輸出表征轉(zhuǎn)速和相位的脈沖信號(hào)（一）光電式轉(zhuǎn)速與相位傳感器光電效應(yīng)【1.對(duì)射式】這種檢測(cè)模式是最早使用的一種光電檢測(cè)模式，在這種檢測(cè)模式中，接收器和發(fā)射器是相互對(duì)射安裝的，關(guān)鍵是發(fā)射器要對(duì)準(zhǔn)接收器，一旦有被測(cè)物經(jīng)過(guò)發(fā)射機(jī)和接收器之間，即擋住了檢測(cè)光束時(shí)，傳感器會(huì)輸出這一變化，則表示檢測(cè)到了被檢測(cè)物。光電傳感器有很多種檢測(cè)模式——聚焦式、直反式、對(duì)射式、定區(qū)域式、可調(diào)區(qū)域式、反射板式、寬光束式、偏振反射板式。有的時(shí)候我們會(huì)將定區(qū)域式、可調(diào)區(qū)域式、聚焦式、直反式、寬光束式歸為光電接近檢測(cè)模式，這一模式通常比較容易與電容式混淆，需要注意。下面我們將詳細(xì)介紹這些檢測(cè)模式中比較常見(jiàn)的集中模式。（一）光電式轉(zhuǎn)速與相位傳感器光電式轉(zhuǎn)速與相位傳感器的檢測(cè)【2.反射板式】在這種檢測(cè)模式中，一個(gè)傳感器會(huì)兼具接收器和發(fā)射器的功能。發(fā)射器發(fā)出的光束在接觸到反射板的瞬間又反射到接收器上，在此過(guò)程中，如果有被檢測(cè)物阻擋了光束，傳感器即會(huì)記錄這一變化，表明檢測(cè)到了被檢測(cè)物。（一）光電式轉(zhuǎn)速與相位傳感器光電式轉(zhuǎn)速與相位傳感器的檢測(cè)【3.聚焦式】這是一種可以檢測(cè)小物體的光電檢測(cè)模式。給聚焦式傳感器的發(fā)射器加裝一個(gè)鏡頭，使發(fā)射光聚焦在鏡頭前面的某一點(diǎn)，同時(shí)接收器鏡頭的焦點(diǎn)也在這一點(diǎn)。這樣就在固定距離處形成了一個(gè)小的檢測(cè)區(qū)域。聚焦式傳感器對(duì)反射光的利用率很高，它能可靠檢測(cè)一般直反式或?qū)捁馐狈词絺鞲衅魉荒軝z測(cè)到的小物體和反光率非常低的物體。但是聚焦式傳感器的局限性在于它會(huì)要求傳感器與被測(cè)物的距離非常近?！?.定區(qū)域式】該檢測(cè)模式有非常明確的檢測(cè)范圍，這一特性使得它可以忽略檢測(cè)范圍之外的其他物體而且它不會(huì)受到被檢測(cè)物表面的反光率的影響。（一）光電式轉(zhuǎn)速與相位傳感器光電式轉(zhuǎn)速與相位傳感器的檢測(cè)由信號(hào)發(fā)生器和帶縫隙、光孔的信號(hào)盤(pán)組成信號(hào)盤(pán)由凸輪軸驅(qū)動(dòng)，外圍均布有360條縫隙產(chǎn)生1度信號(hào)信號(hào)盤(pán)內(nèi)緣有隔60度分布有6個(gè)光孔，產(chǎn)生120度曲軸轉(zhuǎn)角信號(hào)，其中有一個(gè)較寬的光孔是產(chǎn)生第一缸上止點(diǎn)對(duì)應(yīng)的120度信號(hào)縫隙一一對(duì)應(yīng)六缸機(jī)日產(chǎn)公司的光電式發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器（二）光電式發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與相位傳感器光電式發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與相位傳感器的結(jié)構(gòu)當(dāng)發(fā)光管的光束照射到光敏管上時(shí)，感光產(chǎn)生電壓當(dāng)發(fā)光管的光束被遮擋時(shí)，光敏管產(chǎn)生的電壓為零將光敏二極管產(chǎn)生的脈沖電壓輸入電子電路經(jīng)放大整形后向ECU輸入曲軸轉(zhuǎn)角的1度信號(hào)和120度信號(hào)由于信號(hào)發(fā)生器安裝位置的關(guān)系，120度信號(hào)在活塞上止點(diǎn)前70度輸出發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸轉(zhuǎn)兩圈，凸輪軸轉(zhuǎn)一圈，1度信號(hào)發(fā)生器輸出360個(gè)脈沖，每個(gè)脈沖周期高電位對(duì)應(yīng)1度，低電位也對(duì)應(yīng)1度，表征曲軸轉(zhuǎn)角720度120度信號(hào)發(fā)生器在各缸壓縮行程上止點(diǎn)前70度產(chǎn)生一個(gè)脈沖，6個(gè)缸共產(chǎn)生6個(gè)脈沖信號(hào)（二）光電式發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與相位傳感器光電式發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與相位傳感器的工作原理光電式轉(zhuǎn)角傳感器安裝在轉(zhuǎn)向軸管上，用于檢測(cè)轉(zhuǎn)向盤(pán)的中間位置、轉(zhuǎn)動(dòng)方向、轉(zhuǎn)動(dòng)角度和轉(zhuǎn)動(dòng)速度。（三）光電式轉(zhuǎn)角傳感器光電式轉(zhuǎn)角傳感器的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向軸中間，裝有帶窄縫的圓盤(pán)傳感器的遮光器以2個(gè)為一組圓盤(pán)上等距離均勻排列著窄縫窄縫圓盤(pán)隨轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，2個(gè)遮光器的輸出端即可進(jìn)行ON、OFF變換（三）光電式轉(zhuǎn)角傳感器光電式轉(zhuǎn)角傳感器的結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)使兩個(gè)光電耦合元件(晶體管Tr1和Tr2)之間導(dǎo)通與截止，相位差90°檢測(cè)轉(zhuǎn)向速度：根據(jù)晶體管的導(dǎo)通、截止速度檢測(cè)轉(zhuǎn)向方向：根據(jù)先導(dǎo)通的脈沖信號(hào)(波形下降)直線行駛-信號(hào)A處于OFF狀態(tài)(高電位)的中間位置左轉(zhuǎn)-信號(hào)A由OFF狀態(tài)變?yōu)镺N狀態(tài)(低電位)時(shí)，信號(hào)B為ON狀態(tài)右轉(zhuǎn)-信號(hào)A由OFF狀態(tài)變?yōu)镺N狀態(tài)(低電位)時(shí)，信號(hào)B為OFF狀（三）光電式轉(zhuǎn)角傳感器光電式轉(zhuǎn)角傳感器的工作原理安裝在轉(zhuǎn)向柱開(kāi)著和轉(zhuǎn)向盤(pán)之間的轉(zhuǎn)向柱上滑環(huán)式復(fù)位環(huán)(安全氣囊用)和G85構(gòu)成一個(gè)整體，并裝在傳感器的下方G85將轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度數(shù)據(jù)傳遞給ABS/EDS/ESP/ASR等系統(tǒng)共用G85可測(cè)得±720°的轉(zhuǎn)角范圍，即轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)4圈如果更換了轉(zhuǎn)角傳感器G85轉(zhuǎn)向器總成含轉(zhuǎn)向輔助控制單元J500轉(zhuǎn)向柱開(kāi)關(guān)總成含控制單元J527，或做過(guò)一次車(chē)輪定位的調(diào)整，或出現(xiàn)故障碼“00778”或“02546”，都必須進(jìn)行轉(zhuǎn)角傳感器G85的標(biāo)定G5和轉(zhuǎn)向柱電控單元G85（三）光電式轉(zhuǎn)角傳感器光電式轉(zhuǎn)角傳感器的檢測(cè)（以邁騰B8LG85為例）轉(zhuǎn)向柱電控單元G85使前輪保持直線行駛狀態(tài)，通過(guò)VAS505X輸入地址碼44將方向盤(pán)向左轉(zhuǎn)動(dòng)4°~5°，然后回正將方向盤(pán)向右轉(zhuǎn)動(dòng)4°~5°，然后回正雙手離開(kāi)方向盤(pán)通過(guò)VAS5051輸入功能碼11，輸入編碼31857按下返回鍵，輸入04-60，按下激活鍵，退出VAS505X。關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，6秒鐘后即可在轉(zhuǎn)向零位設(shè)定時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)不能運(yùn)轉(zhuǎn)在方向盤(pán)左右轉(zhuǎn)動(dòng)后再回正時(shí)，雙手必須離開(kāi)方向盤(pán)，使方向盤(pán)靜止不動(dòng)，以便讓控制單元J500對(duì)零位進(jìn)行確認(rèn)大眾B8L汽車(chē)轉(zhuǎn)向角傳感器G85(1)零位置的標(biāo)定程序（三）光電式轉(zhuǎn)角傳感器光電式轉(zhuǎn)角傳感器的檢測(cè)（以邁騰B8LG85為例）轉(zhuǎn)向柱電控單元G85大眾B8L汽車(chē)轉(zhuǎn)向角傳感器G85使前輪處于直線行駛狀態(tài)，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，在怠速下運(yùn)轉(zhuǎn)將方向盤(pán)向左轉(zhuǎn)動(dòng)10°左右，停頓1~2秒將方向盤(pán)向左打到底，停頓1~2秒向右打到底，停頓1~2秒將方向盤(pán)再回正關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，6秒鐘后生效。在做完零位標(biāo)定和極限位置標(biāo)定后，必須用VAS505X進(jìn)入44-02查詢轉(zhuǎn)向電控系統(tǒng)故障存儲(chǔ)器無(wú)故障時(shí)，標(biāo)定工作才結(jié)束。(2)極限位置的標(biāo)定程序（三）光電式轉(zhuǎn)角傳感器光電式轉(zhuǎn)角傳感器的檢測(cè)（以邁騰B8LG85為例）拓展閱讀拓展閱讀位置和轉(zhuǎn)速傳感器主要用于檢測(cè)曲軸轉(zhuǎn)角、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門(mén)開(kāi)度、車(chē)輛速度等。一般采用霍爾式和磁阻式傳感器。車(chē)速傳感器種類(lèi)繁多，有敏感車(chē)輪旋轉(zhuǎn)的、也有敏感動(dòng)力傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的?還有敏感差速?gòu)膭?dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的。當(dāng)車(chē)輛速度高于１００ｋｍ/ｈ時(shí)，一般測(cè)量方法誤差較大，為此而開(kāi)發(fā)了非接觸式光電速度傳感器。未來(lái)，汽車(chē)用傳感器技術(shù)總的發(fā)展趨勢(shì)是多功能化、集成化、智能化、多功能化是指一個(gè)傳感器能檢測(cè)２個(gè)或者２個(gè)以上的特性參數(shù)。光纖傳感器現(xiàn)已開(kāi)發(fā)出溫度、壓力、位置、轉(zhuǎn)速、液位、流量、振動(dòng)、陀螺等上百種類(lèi)型。由于光纖傳感器具有靈敏度高、體積小、質(zhì)量輕、可彎曲、絕緣性好、無(wú)電磁干擾、寬頻帶、低損耗等特點(diǎn)，今后將會(huì)廣泛應(yīng)用到汽車(chē)上。為提高汽車(chē)安全性和舒適性，生物體測(cè)量等方面的傳感器也在研究中。技能實(shí)訓(xùn)（一）車(chē)輪轉(zhuǎn)速相位傳感器的檢測(cè)（二）加速度與相位傳感器檢測(cè)（三）光電式轉(zhuǎn)速與相位傳感器檢修（四）評(píng)價(jià)與反饋1.準(zhǔn)備工作(一)車(chē)輪轉(zhuǎn)速相位傳感器的檢測(cè)１)任務(wù)要求(１)掌握車(chē)輪轉(zhuǎn)速相位傳感器的工作原理。(２)對(duì)車(chē)輪轉(zhuǎn)速相位傳感器進(jìn)行檢測(cè)。２)組織方式(１)在教師的引導(dǎo)下分組，以小組為單位學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)?每組人數(shù)不少于３人分別負(fù)責(zé)主操作、輔助記錄、安全監(jiān)督。(２)依據(jù)操作規(guī)范實(shí)車(chē)認(rèn)知傳感器，小組內(nèi)互相講述車(chē)輪轉(zhuǎn)速傳感器的工作原理。(３)依據(jù)規(guī)范對(duì)傳感器進(jìn)行檢測(cè)。３)實(shí)施準(zhǔn)備(１)安全要求及注意事項(xiàng)學(xué)員進(jìn)入實(shí)訓(xùn)區(qū)務(wù)必穿戴勞動(dòng)防護(hù)用品?嚴(yán)格遵守實(shí)訓(xùn)區(qū)５Ｓ作業(yè)規(guī)程。嚴(yán)禁非專(zhuān)業(yè)人員或無(wú)實(shí)訓(xùn)教師在場(chǎng)的情況下私自對(duì)測(cè)量部件進(jìn)行移除或安裝。(２)場(chǎng)地設(shè)施滿足理論及實(shí)踐教學(xué)的工學(xué)一體化教學(xué)教室和實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地。(３)工具設(shè)備或耗材１)電磁式轉(zhuǎn)速與相位傳感器的檢測(cè)。（1）安裝電磁式傳感器。將電動(dòng)機(jī)電源接到２~２４Ｖ直流電源輸出(注意正負(fù)極不要接反?以防燒壞電動(dòng)機(jī))。電磁式傳感器的兩根輸出線接到頻率/轉(zhuǎn)速表。（2）測(cè)量端子之間的電阻，用磁鐵或鐵棒劃過(guò)傳感器，測(cè)量信號(hào)電壓。2)霍爾式轉(zhuǎn)速與相位傳感器的檢測(cè)

（1）將霍爾式傳感器按圖接線，引線接到霍爾式傳感器項(xiàng)目插座上。（2）將霍爾式傳感器安裝于工作平臺(tái)上，使霍爾元件對(duì)正轉(zhuǎn)盤(pán)上的磁鋼，將５Ｖ電源接到三源板上霍爾元件輸出的電源端?霍爾元件輸出接到頻率/轉(zhuǎn)速表，２~２４Ｖ電源接到電動(dòng)機(jī)的電源輸入端，調(diào)節(jié)２~２４Ｖ電源輸出，觀察電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化。2.實(shí)施步驟(一)車(chē)輪轉(zhuǎn)速相位傳感器的檢測(cè)1.準(zhǔn)備工作(二)加速度與相位傳感器檢測(cè)１)任務(wù)要求(１)掌握加速度與相位傳感器的工作原理。(２)對(duì)加速度與相位傳感器進(jìn)行檢測(cè)。２)組織方式(１)在教師的引導(dǎo)下分組，以小組為單位學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)；每組人數(shù)不少于３人分別負(fù)責(zé)主操作、輔助記錄、安全監(jiān)督。(２)依據(jù)操作規(guī)范實(shí)車(chē)認(rèn)知傳感器，小組內(nèi)互相講述加速度與相位轉(zhuǎn)速傳感器的工作原理。(３)依據(jù)規(guī)范對(duì)傳感器進(jìn)行檢測(cè)。３)實(shí)施準(zhǔn)備(１)安全要求