任務(wù)二、電子控制系統(tǒng)

1、相關(guān)知識 電子控制系統(tǒng)包括發(fā)動機運行狀況的各種傳感器和電控單電子控制系統(tǒng)包括發(fā)動機運行狀況的各種傳感器和電控單元（元（ECU）。）。 電子控制系統(tǒng)的作用：接收各傳感器的信號，根據(jù)電子控制系統(tǒng)的作用：接收各傳感器的信號，根據(jù)ECU設(shè)設(shè)定的程序，對噴油時候、噴油量以及點火時刻等進行控制定的程序，對噴油時候、噴油量以及點火時刻等進行控制。 隨著計算機控制功能的不斷擴展，其控制項目也不斷增加隨著計算機控制功能的不斷擴展，其控制項目也不斷增加，如怠速控制、進氣控制、排放控制、故障診斷等，形成，如怠速控制、進氣控制、排放控制、故障診斷等，形成多功能控制的集中管理控制系統(tǒng)。多功能控制的集中管理控制系統(tǒng)。一、

2、傳感器一、傳感器 傳感器是對發(fā)動機運行狀況的一些參數(shù)進行檢測，并將它們轉(zhuǎn)換成計算機接收的電信號后再送給ECU。常用的傳感器主要空氣流量計（L型）、進氣管絕對壓力傳感器、發(fā)動機壓力傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、氧傳感器、爆震傳感器等。另外，還有各種開關(guān)、繼電器等。 體積流量型體積流量型翼片式（葉片式）：豐田，寶馬。（淘汰）翼片式（葉片式）：豐田，寶馬。（淘汰）卡門漩渦式：日本三菱，韓國現(xiàn)代?？ㄩT漩渦式：日本三菱，韓國現(xiàn)代。熱線式熱線式:尼桑，通用，奔馳等。尼桑，通用，奔馳等。熱膜式：美國通用研制，大眾，寶馬。熱膜式：美國通用研制，大眾，寶馬。組成：主要由測量葉片、緩沖葉片、回位彈簧、電位計、怠速旁通

3、通道、怠速調(diào)整螺釘、進氣溫度傳感器和接線插頭等組成。測量方法：根據(jù)吸入空氣氣流對測量葉片的作用力與彈簧的彈力相平衡，使葉片偏轉(zhuǎn)到一定角度，與葉片轉(zhuǎn)軸同軸的電位計的滑臂隨葉片一起轉(zhuǎn)動，是電位計阻值發(fā)生變化，從而把進氣流量的變化轉(zhuǎn)化成電量參數(shù)的變化，實現(xiàn)對進氣量的測量。翼片式空氣流量傳感器結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠性高，測量精度不受電源電壓波動的影響，但是葉片對進氣產(chǎn)生阻力，動態(tài)響應(yīng)慢，需要對進氣溫度、壓力進行修正。 它是根據(jù)卡爾曼渦流理論，利用光電信號或超聲波通過檢測漩渦的頻率來測量空氣流量。（ 流體經(jīng)過柱狀物體流體經(jīng)過柱狀物體后，會產(chǎn)生漩渦，并且這個漩渦與流體的質(zhì)量有關(guān)后，會產(chǎn)生漩渦，并且這個漩渦與流

4、體的質(zhì)量有關(guān)） 分為兩種測量方式，反光鏡檢測方式與超聲波檢測方式。 （一）反光鏡測量方式 導(dǎo)壓孔導(dǎo)壓孔渦流發(fā)生器渦流發(fā)生器空氣空氣卡門漩渦卡門漩渦LED光電管光電管反光鏡反光鏡扳簧扳簧全波段全波段把渦流發(fā)生器兩側(cè)的壓力變化，通過導(dǎo)壓孔也想薄金屬制把渦流發(fā)生器兩側(cè)的壓力變化，通過導(dǎo)壓孔也想薄金屬制成的反光鏡表面，使反光鏡產(chǎn)生振動，反光鏡振動時將發(fā)成的反光鏡表面，使反光鏡產(chǎn)生振動，反光鏡振動時將發(fā)光二極管投射的光反射給光敏晶體管，對光電信號進行測光二極管投射的光反射給光敏晶體管，對光電信號進行測量，即可得到渦流的頻率量，即可得到渦流的頻率 （二）超聲波檢測式 1、利用卡門渦流引起的空氣密度的變化進

5、行測量的利用卡門渦流引起的空氣密度的變化進行測量的?？諝饪諝饪諝饪諝馀酝ǖ琅酝ǖ勒髌髡髌鳒u流發(fā)生器渦流發(fā)生器接收器接收器發(fā)生器發(fā)生器卡門漩渦卡門漩渦超音波超音波發(fā)射發(fā)射接接ECU接接ECU與渦流數(shù)對應(yīng)的與渦流數(shù)對應(yīng)的疏密聲波疏密聲波轉(zhuǎn)換成整形矩形波脈沖轉(zhuǎn)換成整形矩形波脈沖往發(fā)動機往發(fā)動機 熱線式空氣流量傳感器比葉片式空氣流量計熱線式空氣流量傳感器比葉片式空氣流量計 有以下優(yōu)點有以下優(yōu)點. 1.可以準確測量空氣量可以準確測量空氣量. 2.響應(yīng)性快響應(yīng)性快. 3.無高度變化的誤差無高度變化的誤差. 4.無進氣溫度變化的誤差無進氣溫度變化的誤差. 5.無機械工作部位無機械工作部位. 6. 設(shè)計簡

6、單設(shè)計簡單.（1）結(jié)構(gòu)簡單，體積小，成本低。（2）受外界條件影響大。（需要對大氣壓力和溫度進行修正）（3）測量精度差。 半導(dǎo)體壓敏電阻式（應(yīng)用廣泛） 膜盒傳動的可變電感式（淘汰） 電容式（應(yīng)用廣泛） 表面彈性波式（淘汰）進氣壓力傳感器根據(jù)產(chǎn)生信號的原理劃分，可分為：進氣壓力傳感器根據(jù)產(chǎn)生信號的原理劃分，可分為：電壓型頻率型 （1 1）壓力轉(zhuǎn)換元件）壓力轉(zhuǎn)換元件（真空室、硅膜片、絕對真空室）將進氣管內(nèi)的進氣壓力轉(zhuǎn)換為電壓信號。 （2 2）ICIC電路電路將轉(zhuǎn)換元件輸出的電壓信號進行放大處理，輸入到ECU。 封裝在真空室內(nèi)的硅片，由于一側(cè)受進氣壓力的作用，另一側(cè)是真空，所以在進氣歧管壓力發(fā)生變化時

7、，硅片產(chǎn)生變形，使擴散在硅片上的電阻的阻值改變， 利用惠斯頓電橋?qū)⒐枘て淖冃巫兂呻娦盘?，?dǎo)致輸出電壓發(fā)生變化。集成電路將這一電壓放大處理，作為進氣歧管壓力信號送給ECU。 （1）輸出的電壓信號隨進氣歧管絕對壓力的增大呈線性增大。 （2）體積小，成本低。 （3）響應(yīng)快，精度高。 （4）抗震性好。 （5）測量范圍廣泛。曲軸轉(zhuǎn)速與位置傳感器曲軸轉(zhuǎn)速與位置傳感器【地位】【地位】是電噴發(fā)動機特別是集中控制系統(tǒng)中是電噴發(fā)動機特別是集中控制系統(tǒng)中最重要最重要的傳的傳感器，也是點火系統(tǒng)和燃油噴射系統(tǒng)共用的傳感器。感器，也是點火系統(tǒng)和燃油噴射系統(tǒng)共用的傳感器。【作用】【作用】l檢測發(fā)動機檢測發(fā)動機曲軸轉(zhuǎn)角曲軸

8、轉(zhuǎn)角和和活塞上止點活塞上止點，并將檢測信號及時，并將檢測信號及時送至發(fā)動機電腦，用以控制點火時刻送至發(fā)動機電腦，用以控制點火時刻（點火提前角）（點火提前角）和和噴噴油正時油正時。l是測量是測量發(fā)動機轉(zhuǎn)速發(fā)動機轉(zhuǎn)速的信號源。的信號源。l曲軸的轉(zhuǎn)速與凸輪軸位置的傳感器曲軸的轉(zhuǎn)速與凸輪軸位置的傳感器 按照其工作原理的不同，分為三種類型：按照其工作原理的不同，分為三種類型：p 磁電感應(yīng)式曲軸位置傳感器磁電感應(yīng)式曲軸位置傳感器（重點）（重點）p 光電式曲軸位置傳感器光電式曲軸位置傳感器p 霍爾效應(yīng)式曲軸位置傳感器?；魻栃?yīng)式曲軸位置傳感器。1）組成）組成 永久磁鐵、線圈、信號轉(zhuǎn)子永久磁鐵、線圈、信號轉(zhuǎn)子

9、結(jié)構(gòu)原理分析： 信號輪由曲軸帶動旋轉(zhuǎn)，利用輪齒靠近和離開感應(yīng)線圈時，通過感應(yīng)線圈磁通量變化在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電壓。信號輪不同旋轉(zhuǎn)，在感應(yīng)線圈中就產(chǎn)生交變電壓信號，發(fā)動機電控單元可以根據(jù)電壓交變的變化頻率計算出發(fā)動機的轉(zhuǎn)速。另外，在信號輪上缺2個齒，用于識別曲軸位置，作為點火正時信號的參考基準。永久磁鐵 工作原理：永久磁鐵的磁力經(jīng)轉(zhuǎn)子、感應(yīng)線圈、銜鐵構(gòu)成回路，當發(fā)動機工作時，分電器帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)齒與銜鐵間的間隙不斷發(fā)生變化，通過線圈的磁通量也不斷變化，即轉(zhuǎn)子的輪齒轉(zhuǎn)近銜鐵時（位置A到位置B），間隙變得越來越小，磁通量相應(yīng)增加；轉(zhuǎn)子的輪齒轉(zhuǎn)離銜鐵時（B到C），間隙變得越來越大，磁通量相應(yīng)減

10、小。如此在感應(yīng)線圈感應(yīng)出電動勢，即輸出信號。由此分析，當轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，可產(chǎn)生與齒數(shù)相等且大小和方向均周期性變化的感應(yīng)電動勢，并以交流形式輸出。 溫度傳感器的作用： 在電控噴射系統(tǒng)中使用的溫度傳感器主要有冷卻液溫度傳感器、進氣溫度傳感器、排氣溫度傳感器及燃油溫度傳感器等。其作用是為了判定發(fā)動機的熱狀態(tài)、計算進氣空氣的質(zhì)量流量以及排氣凈化處理。 溫度傳感器主要有繞線電阻式、熱敏電阻式、擴散電阻式、半導(dǎo)體晶體管式、金屬芯式和熱電藕式等。實際中應(yīng)用最多的是熱敏電阻式溫度傳感器。1 1、冷卻液溫度傳感器、冷卻液溫度傳感器 安裝位置：安裝在發(fā)動機缸體或缸蓋的水套上，安裝位置：安裝在發(fā)動機缸體或缸蓋的水套上，

11、 作用：與冷卻液接觸，用來檢測發(fā)動機的冷卻液溫度。作用：與冷卻液接觸，用來檢測發(fā)動機的冷卻液溫度。 結(jié)構(gòu)：冷卻液溫度傳感器的內(nèi)部是一個半導(dǎo)體熱敏電阻，如圖示。結(jié)構(gòu)：冷卻液溫度傳感器的內(nèi)部是一個半導(dǎo)體熱敏電阻，如圖示。 具有負的溫度電阻系數(shù)。冷卻液溫度越低，電阻越大具有負的溫度電阻系數(shù)。冷卻液溫度越低，電阻越大; ;反之，冷卻液溫度越高，反之，冷卻液溫度越高，電阻越小如圖所示。電阻越小如圖所示。1-1-絕緣套；絕緣套；2-2-塑料外殼；塑料外殼；3-3-防水插座；防水插座；4-4-銅墊圈；銅墊圈；5-5-熱敏電熱敏電阻阻 安裝位置：安裝在空氣濾清器之后的進氣軟管上或空氣流量計上，還有的在空安裝位

12、置：安裝在空氣濾清器之后的進氣軟管上或空氣流量計上，還有的在空 氣流量計和諧振腔上各裝一個，以提高噴油量的控制精度。如圖所示。氣流量計和諧振腔上各裝一個，以提高噴油量的控制精度。如圖所示。 作用：用來檢測進氣溫度。為修正噴油量和點火提前角提高參考依據(jù)。作用：用來檢測進氣溫度。為修正噴油量和點火提前角提高參考依據(jù)。 結(jié)構(gòu)：內(nèi)部是一個具有負溫度電阻系數(shù)的熱敏電阻，外部用環(huán)氧樹脂密封。結(jié)構(gòu)：內(nèi)部是一個具有負溫度電阻系數(shù)的熱敏電阻，外部用環(huán)氧樹脂密封。節(jié)氣門位置傳感器 節(jié)氣門位置傳感器安裝在節(jié)氣門體上，傳感器的轉(zhuǎn)軸與節(jié)氣門軸聯(lián)動。 功能：把節(jié)氣門的開度信號轉(zhuǎn)變稱電信號，輸送給ECU；ECU根據(jù)節(jié)氣門開

13、度信號感知發(fā)動機的負荷狀態(tài)，對噴油量及點火提前角進行修正；同時，ECU通過檢測節(jié)氣門的開、閉速率感知發(fā)動機的加減速工況。 分類：節(jié)氣門位置傳感器由線性輸出型和開關(guān)量輸出型。 氧傳感器氧傳感器 在采用三元催化轉(zhuǎn)換在采用三元催化轉(zhuǎn)換器的發(fā)動機上，氧傳感器器的發(fā)動機上，氧傳感器安裝在排氣管內(nèi)，檢測排安裝在排氣管內(nèi)，檢測排氣中氧的含量。氣中氧的含量。作用：作用：檢測燃燒廢氣中的氧檢測燃燒廢氣中的氧分子的濃度并轉(zhuǎn)換為電信分子的濃度并轉(zhuǎn)換為電信號輸送給發(fā)動機電腦號輸送給發(fā)動機電腦ECUECU。分類分類：氧化鋯式和氧化鈦式：氧化鋯式和氧化鈦式氧傳感器 構(gòu)成：基本元件是專用陶瓷體的氧化鋯的固體電解質(zhì)，陶瓷體的

14、鋯管，鋯管的內(nèi)表面與大氣想通，外表面與廢氣想通。鋯管內(nèi)外表面都覆蓋著一層多孔性的鉑膜作為電極。為了防止廢氣中的雜質(zhì)腐蝕鉑膜，在鋯管外表的鉑膜上覆蓋一層多孔的陶瓷層，而且還加裝一個防護套管。 鋯管的陶瓷體是多孔的，允許氧滲入該固體電解質(zhì)內(nèi)，溫度較高時，氧發(fā)生電離。若陶瓷體內(nèi)外側(cè)氧含量不一致，即存在著濃度差時，在固體電解質(zhì)內(nèi)部，氧離子從大氣一側(cè)向排氣一側(cè)擴散，結(jié)果，鋯管元件稱了一個微電池，在鋯管兩鉑極間產(chǎn)生電動勢。 作用：檢測發(fā)動機是否有爆燃現(xiàn)象，并將信號發(fā)送給發(fā)動機的ECU，以實現(xiàn)發(fā)動機點火時刻的閉環(huán)控制過程?？梢杂行У目刂瓢l(fā)動機爆燃現(xiàn)象的發(fā)生。 檢測方法：氣缸壓力法、發(fā)動機機體振動法、燃燒噪聲法 目前最常使用的發(fā)動機機體振動法來判斷爆燃強度，以便