简析新型传感器的通信方式——SENT 信号

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在以往的车辆中，大部分传感器传输的都是模拟信号。模拟信号容易被测量，信号电压的变化体现了物理量的变化，使用万用表的电压挡位便可测量到这种变化，如滑变电阻式节气门位置传感器，当节气门翻板位置发生变化时，滑动电阻随之变化，信号电压因电阻分压而发生变化。

总体来说，部分传感器模拟信号的电压是随着特定电阻变化而变化的，如反映位置变化的节气门位置传感器、加速踏板位置传感器、车身高度传感器等采用滑动电阻，反映压力变化的进气歧管绝对压力传感器、增压压力传感器、油轨压力传感器等采用压敏电阻，反应温度变化的进气温度传感器、发动机冷却液温度传感器等采用热敏电阻。

如图1所示，起动发动机，发动机转速（由曲轴位置传感器信号通过数学计算而来）升高，进气歧管绝对压力（由进气歧管绝对压力传感器信号线上的电压反映）下降，形成真空；踩下加速踏板，节气门打开（节气门位置信号由节气门位置传感器信号线上的电压反映），进气歧管绝对压力上升，发动机转速上升。整个过程通过模拟信号的波形看得很清楚。

图1　发动机转速、进气歧管绝对压力
及节气门位置等信号波形（截屏）

不过，模拟信号容易受到干扰，到模块内部还要经过模数转换，容易出现信号偏差，导致发动机控制不精准，而数字信号具有抗干扰能力强，通信速度快，模数转换在传感器内部完成。所以对于一些变化速率较高的信号，以及比较重要的信号，如空气流量信号，率先使用了频率的数字信号传递。

随着科技的发展，对于信号可靠性的要求越来越高，特别是压力信号的反馈，比如进气歧管绝对压力、高压油轨压力等，越精准、快速的反馈，对发动机控制越有利，所以对于压力类传感器的信号传输，在很多车型上使用了一种全新的技术——SENT（单边半字节）信号，它是一种通信数字信号。

采用SENT信号的传感器只需要3根导线，1根电源线、1根搭铁线和1根SENT信号线。SENT信号为单向通信，即传感器只能发送数据，但通过这1根通信线可以发送多个数据，比如空气流量传感器可以通过SENT信号线发送空气流量和进气温度信号，节气门位置传感器信号可以通过SENT信号线发送2个位置信号，等等。传统节气门位置传感器（图2a）内部的2个位置传感器共用1根电源线和1根搭铁线，各自有独立的1根信号线，共有4根导线，而新型节气门位置传感器（图2b）内部的2个位置传感器除了共用电源线和搭铁线以外，还可以共用信号线，即通过1根SENT信号线便可以发送2个位置传感器的信号，这样便节省了1根信号线。

图2　节气门位置传感器电路

传感器的SENT信号线上传递着高速的编码信息（图3），几百μs更新1次数据，对于模拟量的变化来说，这个刷新速率足够了。另外，SENT信号的优点在于其成本低廉，并减少了布线，同时数字信号大大提高了信号传输的可靠性和抗干扰能力。越来越多的模拟信号将被SENT信号取代，高压油轨压力传感器、进气歧管绝对压力传感器、空气流量传感器、节气门位置传感器等都逐渐使用了SENT信号，这给维修诊断带来了新的挑战。

图3 SENT信号报文格式​​​

在维修实践中，笔者用万用表测得SENT信号的电压有1.5 V和4.1 V两种（图4所示为别克威朗车节气门位置传感器SENT信号线上的通信波形，平均电压约为1.5 V，图5所示为大众途观车高压油轨压力传感器SENT信号线上的通信波形，平均电压约为4.1 V），这个信号电压不会随着被测物理量的变化而变化，所以在维修诊断时，无法通过使用万用表测量电压的变化来判断传感器的好坏，更不能通过发送模拟电压信号来测试控制单元是否正常，这种操作容易使控制单元内部的芯片损坏。

图4　别克威朗车节气门位置传感器
SENT信号线上的通信波形（截屏）

图5　大众途观车高压油轨压力传感器
SENT信号线上的通信波形（截屏）

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