基于ECU的部分傳感器應(yīng)用

1、LOGO基于汽車基于汽車ECU的的部分傳感器原理部分傳感器原理自動化學(xué)院自動化學(xué)院仇慶東仇慶東152307055339LOGO目錄ECU結(jié)構(gòu)及工作模式結(jié)構(gòu)及工作模式1基于基于ECU空氣流量傳感器的原理空氣流量傳感器的原理2基于基于ECU溫度傳感器的原理溫度傳感器的原理3傳感器信號電路傳感器信號電路4LOGOECU結(jié)構(gòu)及工作模式結(jié)構(gòu)及工作模式LOGOECU結(jié)構(gòu)及工作模式結(jié)構(gòu)及工作模式v什么是ECU? ECU（Electronic Control Unit）電子控制單元，又稱“行車電腦”、“車載電腦”等,也就是微型電腦。從用途上講則是汽車專用微機控制器。它和普通的電腦一樣,由微處理器（CPU）、存

2、儲器（ROM、RAM）、輸入/輸出接口（I/O）、模數(shù)轉(zhuǎn)換器（A/D）以及整形、驅(qū)動等大規(guī)模集成電路組成。用一句簡單的話來形容就是“ECU就是汽車的大腦”。LOGOECU結(jié)構(gòu)及工作模式結(jié)構(gòu)及工作模式v1.2 ECU的基本結(jié)構(gòu)與功能LOGOECU結(jié)構(gòu)及工作模式結(jié)構(gòu)及工作模式LOGOECU結(jié)構(gòu)及工作模式結(jié)構(gòu)及工作模式輸入處理電路輸入處理電路ECU的輸入信號主要有兩種形式，模擬信號、數(shù) 字信號(包括開關(guān)信號)。模擬信號通過A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號提供給微處理器?？刂葡到y(tǒng)要求模數(shù)信號轉(zhuǎn)換具有較高的分辨率和精度。為了保證測控系統(tǒng)的實時性，采樣間隔一般要求小于4ms。數(shù)字信號需要通過電平轉(zhuǎn)換，得到計算機接受的

3、信號。對超過電源電壓、電壓在正負之間變化、帶有較高的振蕩或噪聲、帶有波動電壓等輸入信號，輸入電路也對其進行轉(zhuǎn)換處理。LOGO空氣流量傳感器空氣流量傳感器 Add your title in here安裝位置及功用安裝位置及功用種類及工作原理種類及工作原理LOGO空氣流量傳感器空氣流量傳感器一、空氣流量傳感（一、空氣流量傳感（MAFMAF）安裝安裝位置位置: : 安裝在安裝在空氣濾清器空氣濾清器和和節(jié)氣門節(jié)氣門之間的進氣管上之間的進氣管上功用：功用： 測量進入發(fā)動機氣測量進入發(fā)動機氣缸的所有空氣流量，并轉(zhuǎn)缸的所有空氣流量，并轉(zhuǎn)換成電壓信號送給發(fā)動機換成電壓信號送給發(fā)動機控制單元控制單元ECUEC

4、U； 空氣流量計信號是空氣流量計信號是ECUECU決定決定和和的基本信號之一。的基本信號之一。LOGO空氣流量傳感器空氣流量傳感器& 按按檢測空氣流量的參數(shù)檢測空氣流量的參數(shù)不同，可以分為體積流不同，可以分為體積流量型和質(zhì)量流量型；量型和質(zhì)量流量型；& 按按結(jié)構(gòu)不同結(jié)構(gòu)不同，可以分為葉片式和熱式，可以分為葉片式和熱式，熱式熱式又又可分為熱線式（熱絲式）和熱膜式；可分為熱線式（熱絲式）和熱膜式；& 葉片式屬于體積流量型傳感器，要求得空氣質(zhì)葉片式屬于體積流量型傳感器，要求得空氣質(zhì)量流量，還需量流量，還需同時檢測進氣溫度同時檢測進氣溫度；& 熱式屬于質(zhì)量流量型傳感器，

5、可直接測出空氣熱式屬于質(zhì)量流量型傳感器，可直接測出空氣質(zhì)量流量，不需要檢測進氣溫度質(zhì)量流量，不需要檢測進氣溫度; ;& 現(xiàn)代轎車基本采用現(xiàn)代轎車基本采用熱式熱式空氣流量傳感器?？諝饬髁總鞲衅?。LOGO空氣流量傳感器空氣流量傳感器v2.1 2.1 翼（葉）片式空氣流量計翼（葉）片式空氣流量計補償擋板補償擋板緩沖室緩沖室彈簧彈簧測量板測量板溫溫度度傳傳感感器器旁通氣道旁通氣道封口封口調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)螺釘螺釘電位計電位計（1 1）結(jié)構(gòu)）結(jié)構(gòu) 如右圖，空氣流如右圖，空氣流量計主要由測量板、量計主要由測量板、補償板、回位彈簧、補償板、回位彈簧、電位計、旁通氣道組電位計、旁通氣道組成，此外還包括怠速成，此

6、外還包括怠速調(diào)整螺釘、油泵開關(guān)調(diào)整螺釘、油泵開關(guān)及進氣溫度傳感器等。及進氣溫度傳感器等。LOGO空氣流量傳感器空氣流量傳感器1、電位計滑臂、電位計滑臂 2、可變電阻、可變電阻 3、接進氣管、接進氣管4、測量葉片、測量葉片 5、旁通空氣道旁通空氣道 6、接空氣濾清器、接空氣濾清器（2 2）葉片式空氣流量計工作原理）葉片式空氣流量計工作原理如右圖，來自空氣濾清器如右圖，來自空氣濾清器的空氣通過空氣流量計時，的空氣通過空氣流量計時，空氣推力使測量板打開一空氣推力使測量板打開一個角度，當吸入空氣推開個角度，當吸入空氣推開測量板的里與彈簧變形后測量板的里與彈簧變形后的回位力相平衡時，葉片的回位力相平衡時

7、，葉片停止轉(zhuǎn)動。與測量板同軸停止轉(zhuǎn)動。與測量板同軸轉(zhuǎn)動的電位計檢測出葉片轉(zhuǎn)動的電位計檢測出葉片轉(zhuǎn)動的角度，將進氣量轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動的角度，將進氣量轉(zhuǎn)換成電壓信號換成電壓信號USUS送給送給ECUECU。LOGO空氣流量傳感器空氣流量傳感器（2 2）熱線式空氣流量計）熱線式空氣流量計熱絲式空氣流量計的檢測元件熱絲式空氣流量計的檢測元件是是鉑金屬絲鉑金屬絲，熱膜式空氣流量，熱膜式空氣流量計的檢測元件是計的檢測元件是鉑金屬膜鉑金屬膜。鉑金屬檢測元件的優(yōu)點鉑金屬檢測元件的優(yōu)點1.1.響應(yīng)速度很快，能在幾毫秒內(nèi)反映出空氣流量的變化響應(yīng)速度很快，能在幾毫秒內(nèi)反映出空氣流量的變化2.2.具有進氣阻力小、無磨損部件等優(yōu)

8、點。具有進氣阻力小、無磨損部件等優(yōu)點。LOGO空氣流量傳感器空氣流量傳感器如圖1所示。圖中RH 、RK 、RA 、RB 組成惠斯頓電橋的四個臂，將熱線RH （通常以鉑絲制成）與溫度補償電阻RK （冷線）同置于所測量的通道中，使RH 與氣流的溫差維持在一個水平。當氣流加大時，由于散熱加快， RH 降溫阻值變化，電橋失去平衡，這時集成電路會提高橋壓使電橋恢復(fù)平衡，通常取RA 上的壓降為測量信號。LOGO空氣流量傳感器空氣流量傳感器3.3.空氣流量計的檢測內(nèi)容空氣流量計的檢測內(nèi)容v空氣流量計的常見故障現(xiàn)象：空氣流量傳感器空氣流量計的常見故障現(xiàn)象：空氣流量傳感器出現(xiàn)故障時，影響噴油量，造成發(fā)動機起動困

9、出現(xiàn)故障時，影響噴油量，造成發(fā)動機起動困準，怠速不穩(wěn)，容易熄火，加速性能差等故障。準，怠速不穩(wěn)，容易熄火，加速性能差等故障。v包括空氣流量計的電源等。檢測空氣流量計的包括空氣流量計的電源等。檢測空氣流量計的信號可用信號可用萬用表萬用表、診斷儀診斷儀和和示波器示波器。v空氣流量計信號不正確不一定是空氣流量計本空氣流量計信號不正確不一定是空氣流量計本身的故障，身的故障，空氣濾清器堵塞、進氣系統(tǒng)漏氣、空氣濾清器堵塞、進氣系統(tǒng)漏氣、發(fā)動機配氣機構(gòu)故障、三元催化裝置堵塞發(fā)動機配氣機構(gòu)故障、三元催化裝置堵塞都會都會造成空氣流量計信號過低。造成空氣流量計信號過低。LOGOPPT大寶庫大寶庫【】溫度傳感器進氣

10、溫度進氣溫度傳感器傳感器冷卻液溫冷卻液溫 度傳感器度傳感器溫度傳感溫度傳感器的檢修器的檢修LOGO溫度傳感器工作原理：進氣溫度傳感器是一個負溫度系數(shù)熱敏電阻，當溫度升高時，電阻阻值減小，當溫度降低時，電阻阻值增大，隨著電路中電阻的變化，導(dǎo)致電壓的變化，從而產(chǎn)生不同的電壓信號，完成控制系統(tǒng)的自動操作。功用：功用：給給ECU提供進氣溫度信號，作為提供進氣溫度信號，作為燃油噴射燃油噴射和點火正時控制的修正信號。和點火正時控制的修正信號。安裝位置：安裝在安裝位置：安裝在進氣管上進氣管上或或空氣流量計空氣流量計內(nèi)。內(nèi)。 1.1.進氣溫度傳感器進氣溫度傳感器LOGOv電阻值隨溫度升高而減小的稱為電阻值隨溫

11、度升高而減小的稱為負溫度系數(shù)負溫度系數(shù)NTCNTC熱敏電阻；熱敏電阻；v電阻值隨溫度升高而增大的稱為電阻值隨溫度升高而增大的稱為正溫度系數(shù)正溫度系數(shù)PTCPTC熱敏電阻；熱敏電阻；v有一類熱敏電阻的阻值以某一溫度有一類熱敏電阻的阻值以某一溫度( (稱為臨界稱為臨界溫度溫度) )為界，高于此溫度時阻值為一水平，低于為界，高于此溫度時阻值為一水平，低于此溫度時阻值為另一水平，這類熱敏電阻稱為此溫度時阻值為另一水平，這類熱敏電阻稱為臨界溫度熱敏電阻臨界溫度熱敏電阻CTRCTR，v三種熱敏電阻的溫度特性曲線如圖三種熱敏電阻的溫度特性曲線如圖2 - 612 - 61所示。所示。2.熱敏電阻熱敏電阻LOG

12、O溫度傳感器進氣溫度傳感器進氣溫度傳感器LOGO溫度傳感器3.3.冷卻液溫度傳感器冷卻液溫度傳感器熱敏電阻熱敏電阻電插頭電插頭一般安裝在一般安裝在氣缸體水道氣缸體水道上或冷卻水出口處上或冷卻水出口處。其工作原理與進氣溫度其工作原理與進氣溫度傳感器相同。傳感器相同。功用：給功用：給ECUECU提供發(fā)動機冷卻提供發(fā)動機冷卻液溫度信號，液溫度信號，作為燃油噴射作為燃油噴射和點火正時控制修正信號。和點火正時控制修正信號。LOGO溫度傳感器4.4.溫度傳感器的檢修溫度傳感器的檢修車下檢測車下檢測從發(fā)動機上拆下傳感器，從發(fā)動機上拆下傳感器，將其置于燒杯內(nèi)的水中，將其置于燒杯內(nèi)的水中，加熱杯中的水，同時用加

13、熱杯中的水，同時用萬用表萬用表檔測量在不同檔測量在不同水溫條件下，傳感器兩水溫條件下，傳感器兩端子間的電阻值。將測端子間的電阻值。將測得的值與標準值相比較。得的值與標準值相比較。若不符合標準，則應(yīng)更若不符合標準，則應(yīng)更換水溫傳感器。換水溫傳感器。LOGOECU數(shù)據(jù)處理v ECU的電壓工作范圍一般在3.5-16V（內(nèi)部關(guān)鍵處有穩(wěn)壓裝置）、工作電流在0.015-0.1A、工作溫度-4080能承受1000Hz以下的振動，因此ECU損壞的概率非常小。v 在ECU中CPU是核心部分，它具有運算與控制的功能，發(fā)動機在運行時，它采集各傳感器的信號，進行運算，并將運算的結(jié)果轉(zhuǎn)變?yōu)榭刂菩盘?，控制被控對象的工作?/p>

14、它還實行對存儲器、輸入/輸出接口（I/O）和其它外部電路的控制；存儲器ROM中存放的程序是經(jīng)過精確計算和大量實驗取得的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)編寫出來的，這個固有程序在發(fā)動機工作時，不斷地與采集來的各傳感器的信號進行比較和計算。把比較和計算的結(jié)果用來對發(fā)動機的點火、空燃比、怠速、廢氣再循環(huán)等多項參數(shù)的控制。LOGO傳感器信號電路傳感器信號電路v 傳感器信號及與ECU的連接關(guān)系有以下五種類型：LOGO傳感器信號電路傳感器信號電路vECU向傳感器提供5V恒定電壓。v形成5V恒壓、固定電阻和電位計的電路。v按照分壓原理，檢測出端子VS的電壓，即可計算出電位計的位置，換算成節(jié)氣門開度、進氣壓力等信號。v傳感器用05

15、V的電壓變化來反映被檢測的節(jié)氣門開度或進氣歧管壓力。LOGO傳感器信號電路傳感器信號電路當熱敏電阻器斷路時，A點的電壓5V；當傳感器不正常搭鐵短路時，A點電壓為0V。因此，發(fā)動機ECU的自診斷功能很容易檢測出傳感器斷路、短路故障LOGOPPT大寶庫大寶庫【】ECU改裝的方式替換式替換式寫入式寫入式ECU改裝的方式外掛式外掛式LOGOECU改裝的方式1.替換式直接改變ECU運算器硬件，就是我們在賽車場非常常見的“替換式電腦”，用“全職替換式ECU”控制發(fā)動機。改裝通常都是搭配重度的發(fā)動機硬件改裝使用，由于改裝后發(fā)動機的工作溫度、進氣量、噴油量、壓縮比等數(shù)據(jù)大大超出原廠設(shè)定范圍，也就是說發(fā)動機經(jīng)過了非常大的改裝作業(yè)后，原廠ECU完全無法滿足硬件的需求時，這種競技型產(chǎn)品是最合適的選擇。LOGOECU改裝的方式2.寫入式而寫入式改裝ECU則保留了原廠ECU硬件部分，采用將新的運行管理程序?qū)懭隕CU程序的方法，因為改變了原廠設(shè)定程序，寫入式ECU又稱改寫ECU或民間常說的刷電腦。這種改裝方式雖然受原廠ECU與傳感器所限，可調(diào)整范圍相對較小，但由于不會破壞原廠其他功能的使用以及更為穩(wěn)定安全的特點，近年來受到了更多改