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位置和角度传感器

位置传感器用于测量元件运动或静止时的位置状态，是汽车电子控制系统的核心部件之一。根据应用场景不同，其类型涵盖发动机管理、车身控制、底盘安全等多个领域，主要包括节气门位置传感器、加速踏板位置传感器、曲轴/凸轮轴位置传感器、座椅占用传感器、水平位置传感器、离合器位置传感器、电动助力转向电机位置传感器、液位传感器及进气歧管风门位置传感器等。这些传感器通过精确感知机械位置或角度变化，为ECU提供关键输入信号，实现发动机工况匹配、车身姿态调整及安全功能触发。

方向盘角度传感器

节气门位置传感器TPS

1. 功能与工况适配

发动机工况启动、怠速、加速、减速、小负荷及大负荷对混合气浓度要求差异显著。怠速时需极稀混合气（空燃比≈16:1）以降低排放，而大负荷工况需浓混合气（空燃比≈12:1）保证动力输出。节气门由驾驶员通过加速踏板控制，其开度（0°~90°）直接反映发动机进气量需求。TPS将节气门机械位移转换为电信号（电压或数字量），ECU据此动态调整喷油量、点火正时及进气门相位，实现工况精准匹配。

2. 结构与信号特性

主流TPS采用线性可变电阻式设计，由滑动触点、弧形电阻体及接线端子组成。触点随节气门轴同步旋转，在电阻体上滑动产生线性电压输出（0.5V~4.5V对应0°~90°开度）。怠速时电压≈0.5V，全开时≈4.5V，中间过渡平滑无突变。部分高端车型采用霍尔效应式TPS，通过磁场变化生成数字脉冲信号，抗干扰能力更强，寿命达50万次以上。

发动机各工况对可燃混合气成分的要求

节气门位置传感器的外形及安装位置

a)外形 b)安装位置

1-节气门 2-节气门体 3-节气门位置传感器

功用

在发动机电控燃油喷射系统中，节气门位置传感器的作用主要是将节气门开度以及节气门开度变化的快慢，转变为电信号输入发动机ECU，用于判别发动机的各种工况，从而控制不同的油量和点火正时。在安装电控自动变速器的汽车上，节气门位置传感器信号是变速器换档和变矩器锁止时的主要信号。在新型智能电子节气门控制系统中，节气门开启角度不再由加速踏板拉索直接进行控制，而是由节气门伺服电动机根据ECU信号进行驱动。电子节气门轴上的节气门位置传感器用来检测节气门的实际开度，ECU以此作为反馈信号，实时控制节气门伺服电动机，对节气门开度做出适当的调整。

类型

传统拉索控制式节气门配备的节气门位置传感器常见的类型有触点式、线性可变电阻式、带怠谏开关的可变电阻式三种。新型智能电子节气门控制系统所用的节气门位置传感器，常见的类型有双可变电阻式和线性双霍尔式两种。

总结：

位置和角度传感器是汽车电子控制系统的关键部件，能精准感知元件位置或角度变化，为 ECU 提供信号，实现发动机工况匹配、车身姿态调整等功能。其中，节气门位置传感器（TPS）作用重大。发动机不同工况（启动、怠速、加速等）对混合气浓度要求不同，TPS 将节气门开度（0° - 90°）及变化快慢转为电信号，ECU 据此调整喷油量、点火正时等。主流 TPS 有线性可变电阻式，输出线性电压；高端车型采用霍尔效应式，抗干扰强、寿命长。传统拉索控制式节气门配备的 TPS 有触点式等三种类型，新型智能电子节气门控制系统所用 TPS 有双可变电阻式等两种类型。在电控自动变速器汽车上，其信号还是换档和变矩器锁止的主要依据，在智能电子节气门系统中用于反馈控制。