汽車141電子控制系統(tǒng)

1、電子控制系統(tǒng)功用： 根據(jù)發(fā)動機的工況和車輛運行狀況確定汽油的最佳噴射量和點火提前角。組成： 傳感器、ECU、執(zhí)行器電電 子子 控控 制制 系系 統(tǒng)統(tǒng) 的的 組組 成成汽車自動變速器的電子控制系統(tǒng)主要由傳感器、 ECU 和執(zhí)行器三部分組成 控制系統(tǒng)主要部件結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)主要部件結(jié)構(gòu)ECUECU氧傳感器氧傳感器O O2 2節(jié)氣門位置傳感器節(jié)氣門位置傳感器水溫傳感器水溫傳感器噴油器噴油器空氣流量傳感器空氣流量傳感器轉(zhuǎn)速傳感器轉(zhuǎn)速傳感器基本參數(shù)基本參數(shù)執(zhí)行參數(shù)執(zhí)行參數(shù)反反饋饋參參數(shù)數(shù)修修正正參參數(shù)數(shù)最佳噴油時間最佳噴油時間 用于發(fā)動機電子控制系統(tǒng)的傳感器有：用于發(fā)動機電子控制系統(tǒng)的傳感器有： 空氣流量傳

2、感器（空氣流量傳感器（MAFMAF）、進氣歧管絕對壓力）、進氣歧管絕對壓力傳感器（傳感器（MAPMAP）、曲軸位置傳感器（）、曲軸位置傳感器（CKPCKP）、凸）、凸輪軸位置傳感器（輪軸位置傳感器（CMPCMP）、發(fā)動機冷卻液溫度）、發(fā)動機冷卻液溫度傳感器（傳感器（ECTECT）、進氣溫度傳感器（）、進氣溫度傳感器（IATIAT）、節(jié)）、節(jié)氣門位置傳感器（氣門位置傳感器（TPSTPS）、氧傳感器）、氧傳感器(O2S)(O2S)和爆和爆震傳感器（震傳感器（KSKS）等）等; ; 一、空氣流量傳感器 空氣流量傳感器空氣流量傳感器(AFS)(AFS)又稱為空氣流量計又稱為空氣流量計(AFM)(AFM

3、)，是是進氣歧管進氣歧管質(zhì)量型空氣流量傳感器質(zhì)量型空氣流量傳感器(MAFS)(MAFS)的簡稱。的簡稱。一、功用一、功用 檢測發(fā)動機進氣量的大小，并將進氣量信息變換檢測發(fā)動機進氣量的大小，并將進氣量信息變換成電信號輸入成電信號輸入ECUECU。進氣量信號是。進氣量信號是ECUECU計算噴油時間計算噴油時間和點火時間的主要依據(jù)。和點火時間的主要依據(jù)。二、空氣供給系統(tǒng)的類型二、空氣供給系統(tǒng)的類型 汽車燃油噴射系統(tǒng)汽車燃油噴射系統(tǒng)(EFI)(EFI)根據(jù)空氣供給系統(tǒng)的計根據(jù)空氣供給系統(tǒng)的計量方式，量方式，EFIEFI可分為可分為: : L L型型EFI EFI 系統(tǒng)系統(tǒng) D D型型EFI EFI 系

4、統(tǒng)系統(tǒng)n空氣流量傳感器根據(jù)檢測方式不同可以分為：空氣流量傳感器根據(jù)檢測方式不同可以分為：流量型流量型和和速度密度型速度密度型兩大類型。兩大類型。 n1、流量型流量型n流量方式是利用空氣流量傳感器直接測量吸入發(fā)動機的空氣量。 n流量型空氣流量傳感器主要有： 翼片式、卡爾曼渦流式、翼片式、卡爾曼渦流式、熱線式和熱膜式熱線式和熱膜式等幾種。等幾種。測得的是吸入空氣的體積空氣的體積，故還需根據(jù)進氣溫度等信息，由電控單元計算出空氣質(zhì)量。直接測量吸入空氣的空氣的質(zhì)量質(zhì)量，故其精度更高。n定義：n 利用進氣歧管壓力傳感器測出進氣歧管壓力，然后電控單元根據(jù)該壓力和發(fā)動機轉(zhuǎn)速，推算出發(fā)動機每一循環(huán)吸入的空氣量，

5、并據(jù)此空氣量計算汽油的噴射量。n特點：n 間接測量進氣量；由于空氣在進氣歧管內(nèi)的壓力是變化的，因此不易精確地檢測吸入的空氣量。2、速度密度型速度密度型 通過空氣流量計檢測進入發(fā)動機空氣質(zhì)量。通過空氣流量計檢測進入發(fā)動機空氣質(zhì)量。 汽車采用的汽車采用的L型傳感器分為型傳感器分為體積流量型體積流量型傳感器和傳感器和質(zhì)量流量型質(zhì)量流量型傳感器。傳感器。噴油器噴油器進氣岐進氣岐管管穩(wěn)壓室穩(wěn)壓室空氣流量空氣流量傳感器傳感器空氣濾清器空氣濾清器怠速怠速空氣閥空氣閥節(jié)氣門節(jié)氣門體體質(zhì)量流量質(zhì)量流量或或體積流量方式體積流量方式(1) L型型EFI 系統(tǒng)系統(tǒng) L型傳感器采用直接測量方式，所以進氣量的測量精度較高

6、，控制效果優(yōu)型傳感器采用直接測量方式，所以進氣量的測量精度較高，控制效果優(yōu)于于D型燃油噴射系統(tǒng)。型燃油噴射系統(tǒng)。 通過進氣歧管絕對壓力傳感器檢測進氣歧管內(nèi)的絕對壓力從而間接測量進通過進氣歧管絕對壓力傳感器檢測進氣歧管內(nèi)的絕對壓力從而間接測量進氣量。氣量。 D型型EFI系統(tǒng)利用系統(tǒng)利用進氣歧管絕對壓力進氣歧管絕對壓力和和發(fā)動機轉(zhuǎn)速發(fā)動機轉(zhuǎn)速來計算吸入氣缸的空氣來計算吸入氣缸的空氣量，又稱為量，又稱為速度速度密度型密度型EFI系統(tǒng)系統(tǒng)。噴油器噴油器進氣岐管進氣岐管壓力傳感壓力傳感器器空氣濾清器空氣濾清器怠速空氣怠速空氣閥閥進氣岐管進氣岐管穩(wěn)壓室穩(wěn)壓室節(jié)氣門體節(jié)氣門體 速度速度密度方式密度方式 (2

7、) D型型EFI 系統(tǒng)系統(tǒng) 由于空氣在進氣歧管內(nèi)流動時會產(chǎn)生壓力波動，由于空氣在進氣歧管內(nèi)流動時會產(chǎn)生壓力波動，D型燃油噴射系統(tǒng)的測量型燃油噴射系統(tǒng)的測量精度不高，但控制系統(tǒng)的成本較低。精度不高，但控制系統(tǒng)的成本較低。三、三、EFI 采用的空氣流量計類型采用的空氣流量計類型 翼片式空氣流量計翼片式空氣流量計 體積流量型體積流量型 卡門渦流式空氣流量計卡門渦流式空氣流量計 體積流量型體積流量型 熱線式空氣流量計熱線式空氣流量計 質(zhì)量流量型質(zhì)量流量型 熱膜式空氣流量計熱膜式空氣流量計 質(zhì)量流量型質(zhì)量流量型 量芯式空氣流量計量芯式空氣流量計 體積流量型體積流量型 空氣流量傳感器空氣流量傳感器安裝在空

8、氣安裝在空氣濾清器濾清器與與進氣軟管進氣軟管之間。之間。空氣空氣濾清器濾清器進氣管前段進氣管前段進氣管后段進氣管后段空氣空氣流量計流量計節(jié)氣門體節(jié)氣門體空氣流量傳感器的安裝位置空氣流量傳感器的安裝位置（一）翼片式空氣流量傳感器結(jié)構(gòu)、原理（一）翼片式空氣流量傳感器結(jié)構(gòu)、原理 翼片式空氣流量傳感器又稱為翼片式空氣流量傳感器又稱為葉片式葉片式、動片式動片式、風(fēng)門式風(fēng)門式、量板式量板式空氣流量傳感器?？諝饬髁總鞲衅鳌ｋ娢浑娢挥嬘嬁諝馀酝ㄍǖ揽諝馀酝ㄍǖ肋M氣岐管進氣岐管側(cè)側(cè)緩沖室緩沖室復(fù)位彈簧復(fù)位彈簧進氣溫度傳感器進氣溫度傳感器接線插頭接線插頭緩沖翼片緩沖翼片測量翼片測量翼片空氣濾清器側(cè)空氣濾清器側(cè)CO

9、調(diào)整螺釘調(diào)整螺釘n又稱翼片式或葉片式空氣流量傳感器n一、結(jié)構(gòu)由空氣流量計和電位計兩部分組成。 圖圖2-2 動片式空氣流量傳感器的結(jié)構(gòu)動片式空氣流量傳感器的結(jié)構(gòu)安裝：位于空氣濾清器與節(jié)氣門之間同軸安裝同軸安裝南昌大學(xué)科技學(xué)院南昌大學(xué)科技學(xué)院圖圖2-3 動片的部分結(jié)構(gòu)動片的部分結(jié)構(gòu)圖圖2-4 電位計部分結(jié)構(gòu)電位計部分結(jié)構(gòu)二、工作過程：二、工作過程：發(fā)動機工作發(fā)動機工作空氣空氣空氣濾清器空氣濾清器空氣流量傳感器空氣流量傳感器推動翼片（測推動翼片（測量翼片旋轉(zhuǎn)。翼片開啟角度由進氣量大小和卷簧（復(fù)位彈簧）彈力的平量翼片旋轉(zhuǎn)。翼片開啟角度由進氣量大小和卷簧（復(fù)位彈簧）彈力的平衡情況決定。電位計與葉片同軸旋

10、轉(zhuǎn)，其上滑片電阻的變化轉(zhuǎn)變成電壓信衡情況決定。電位計與葉片同軸旋轉(zhuǎn)，其上滑片電阻的變化轉(zhuǎn)變成電壓信號輸入號輸入ECU。測量翼片測量翼片緩沖翼片緩沖翼片1.1.結(jié)構(gòu)主要組成部件結(jié)構(gòu)主要組成部件(1)(1)檢測部件檢測部件 由測量葉片和緩沖葉片組成。由測量葉片和緩沖葉片組成。翼片總成固定在電位計轉(zhuǎn)軸上。翼片總成固定在電位計轉(zhuǎn)軸上。測量翼片在主測量翼片在主進氣道內(nèi)隨空氣流量的變化而偏轉(zhuǎn)，緩沖翼片與緩沖室起到阻尼作用，當發(fā)動機進氣道內(nèi)隨空氣流量的變化而偏轉(zhuǎn)，緩沖翼片與緩沖室起到阻尼作用，當發(fā)動機吸入的空氣量急劇變化時，使翼片轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，減小翼片脈動。吸入的空氣量急劇變化時，使翼片轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，減小翼片脈動。

11、 進氣岐管進氣岐管側(cè)側(cè)空氣濾清器側(cè)空氣濾清器側(cè)緩沖室緩沖室 安裝在傳感器殼體上部。由帶安裝在傳感器殼體上部。由帶平衡配重平衡配重的的滑臂滑臂和印制電路板上的和印制電路板上的鍍膜電阻鍍膜電阻組組成，滑臂與翼片固定在同一轉(zhuǎn)軸上并一起轉(zhuǎn)動。成，滑臂與翼片固定在同一轉(zhuǎn)軸上并一起轉(zhuǎn)動。 電位計內(nèi)設(shè)有片狀螺旋形電位計內(nèi)設(shè)有片狀螺旋形復(fù)位彈復(fù)位彈簧簧、調(diào)節(jié)齒圈調(diào)節(jié)齒圈。(2)(2)電位計電位計 平衡配重平衡配重燃油泵開關(guān)燃油泵開關(guān) 復(fù)位彈簧復(fù)位彈簧調(diào)節(jié)齒圈調(diào)節(jié)齒圈電位計電位計印制電路板印制電路板 1）平衡配重）平衡配重 起到平衡作用，起到平衡作用，使滑臂平穩(wěn)偏擺。使滑臂平穩(wěn)偏擺。 有刻度標記，調(diào)有刻度標記，

12、調(diào)整復(fù)位彈簧的預(yù)緊力，整復(fù)位彈簧的預(yù)緊力，從而調(diào)整傳感器的輸從而調(diào)整傳感器的輸出特性。出特性。2）調(diào)節(jié)齒圈）調(diào)節(jié)齒圈 控制電動燃油泵。發(fā)動機運轉(zhuǎn)控制電動燃油泵。發(fā)動機運轉(zhuǎn)時時翼片稍微偏轉(zhuǎn)，翼片稍微偏轉(zhuǎn)，其其觸點閉合，接通泵油。當觸點閉合，接通泵油。當發(fā)動機熄火后翼片關(guān)閉，觸點頂開，燃油泵停止轉(zhuǎn)動，發(fā)動機熄火后翼片關(guān)閉，觸點頂開，燃油泵停止轉(zhuǎn)動，在在汽車發(fā)生事故汽車發(fā)生事故而而油管破油管破裂裂時時，可以防止燃油泵繼續(xù)泵油導(dǎo)致燃油外溢而發(fā)生火災(zāi)。，可以防止燃油泵繼續(xù)泵油導(dǎo)致燃油外溢而發(fā)生火災(zāi)。4）接線插座）接線插座1）燃油泵燃油泵開關(guān)開關(guān)(3)(3)其他部件其他部件2） CO調(diào)整螺釘調(diào)整螺釘 旁通

13、進氣道上設(shè)有改變旁通進氣量的旁通進氣道上設(shè)有改變旁通進氣量的CO(一氧化碳一氧化碳)調(diào)整螺釘，用來調(diào)節(jié)發(fā)動調(diào)整螺釘，用來調(diào)節(jié)發(fā)動機怠速時機怠速時CO排放量。排放量。 安裝在主進氣道的進氣口上，電阻兩端的引線分別與接線插座上的安裝在主進氣道的進氣口上，電阻兩端的引線分別與接線插座上的搭鐵搭鐵端端子子E2和溫度信號輸出端子和溫度信號輸出端子THA連接。連接。3)進氣溫度傳感器進氣溫度傳感器空氣空氣濾清器側(cè)濾清器側(cè)進氣進氣岐管岐管側(cè)側(cè)測量翼片測量翼片 空氣流過傳感器主進氣道時，翼空氣流過傳感器主進氣道時，翼片受到氣流壓力產(chǎn)生的推力矩和復(fù)位片受到氣流壓力產(chǎn)生的推力矩和復(fù)位彈簧力矩的作用，翼片偏轉(zhuǎn)直到彈

14、簧力矩的作用，翼片偏轉(zhuǎn)直到彈簧彈簧力矩力矩與與推力力矩推力力矩平衡為止。平衡為止。 翼片受到的推力力矩與空氣流量翼片受到的推力力矩與空氣流量成正比。翼片偏轉(zhuǎn)角度成正比。翼片偏轉(zhuǎn)角度與進氣量成與進氣量成正比。正比。 電位計滑臂和翼片均固定在同一電位計滑臂和翼片均固定在同一轉(zhuǎn)軸上，電位計滑臂與翼片同時偏轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)軸上，電位計滑臂與翼片同時偏轉(zhuǎn)。端子端子VcVc與與VsVs之間輸出電壓之間輸出電壓UsUs隨進氣量隨進氣量變化。變化。利用力矩平衡原理和電位計原理利用力矩平衡原理和電位計原理2.2.傳感器工作原理傳感器工作原理VBVBE2E2VCVCU US SVSVSU UB B特點特點n1、體積流量型；

15、n2、測量范圍大；n3、進氣量增大測量精度降低；n4、電位計滑動觸頭影響精度；n5、體積大；n6、響應(yīng)慢。取樣管取樣管鉑金熱線鉑金熱線溫度補償電阻溫度補償電阻空氣流空氣流控制線路板控制線路板電連接器電連接器金屬防護網(wǎng)金屬防護網(wǎng)塑料護套塑料護套1）結(jié)構(gòu)：n2）分類：n“主流式”熱線空氣流量計是將整個流量計安裝在進氣系統(tǒng)主流通道上；n“旁通式”熱線空氣流量計是將鉑金熱線和溫度補償電阻安裝在空氣旁通道上。熱線式空氣流量傳感器的工作原理熱線式空氣流量傳感器的工作原理熱線式空氣流量計的工作原理如圖所示，熱線式空氣流量計的工作原理如圖所示，在進氣管道中放置熱線電阻在進氣管道中放置熱線電阻RHRH，當空氣，

16、當空氣流過熱線時，熱線的熱量被空氣吸收，流過熱線時，熱線的熱量被空氣吸收，使其變冷。熱線周圍通過的空氣質(zhì)量流使其變冷。熱線周圍通過的空氣質(zhì)量流量越大，被帶走的熱量將增加。熱線式量越大，被帶走的熱量將增加。熱線式空氣流量計是利用熱線與空氣之間的這空氣流量計是利用熱線與空氣之間的這種熱傳遞現(xiàn)象進行空氣質(zhì)量流量測量的。種熱傳遞現(xiàn)象進行空氣質(zhì)量流量測量的。其工作原理是將熱線溫度與吸入空氣溫其工作原理是將熱線溫度與吸入空氣溫度差保持在度差保持在100100，熱線溫度由混合集成，熱線溫度由混合集成電路控制，當空氣質(zhì)量流量增大時，由電路控制，當空氣質(zhì)量流量增大時，由于空氣帶走的熱量增多，為保持熱線溫于空氣帶

17、走的熱量增多，為保持熱線溫度，混合集成電路使熱線電阻通過的電度，混合集成電路使熱線電阻通過的電流增大，反之，則減小。這樣，使得通流增大，反之，則減小。這樣，使得通過熱線電阻的電流是空氣質(zhì)量流量的單過熱線電阻的電流是空氣質(zhì)量流量的單一函數(shù)，即熱線電流隨著空氣質(zhì)量流量一函數(shù)，即熱線電流隨著空氣質(zhì)量流量的增大而增大，隨空氣質(zhì)量流量減小而的增大而增大，隨空氣質(zhì)量流量減小而減小減小 熱線式空氣流量傳感器信號輸出特點熱線式空氣流量傳感器信號輸出特點 該傳感器是利用測量熱線來測量單位時間內(nèi)的該傳感器是利用測量熱線來測量單位時間內(nèi)的進氣量，并根據(jù)進氣溫度的變化進行補償，隨進氣量，并根據(jù)進氣溫度的變化進行補償，

18、隨著發(fā)動機進氣量的增加，傳感器輸出的電壓也著發(fā)動機進氣量的增加，傳感器輸出的電壓也隨之增加。隨之增加。 熱線式空氣流量傳感器與發(fā)動機控制電腦之間熱線式空氣流量傳感器與發(fā)動機控制電腦之間的連接電路的連接電路 熱線式空氣流量傳感器的特點熱線式空氣流量傳感器的特點: 1.可以準確測量空氣量?？梢詼蚀_測量空氣量。 2.響應(yīng)性快。響應(yīng)性快。 3.無需進行進氣溫度和大氣壓力修正。無需進行進氣溫度和大氣壓力修正。 4.無機械工作部位，進氣阻力小。無機械工作部位，進氣阻力小。 5.但在流速分布不均勻時，測量誤差較大。但在流速分布不均勻時，測量誤差較大。 空空氣氣流流控制電路板控制電路板熱膜熱膜金屬網(wǎng)金屬網(wǎng)溫度

19、傳感器溫度傳感器結(jié)構(gòu)主要組成部件結(jié)構(gòu)主要組成部件在傳感器內(nèi)部的進氣通道上設(shè)有一個在傳感器內(nèi)部的進氣通道上設(shè)有一個矩形護套矩形護套( (相當于取樣管相當于取樣管) )，熱膜電阻熱膜電阻設(shè)設(shè)在護套中。護套的空氣人口一側(cè)設(shè)有空氣過濾層防止污物沉積到熱膜電阻上影響在護套中。護套的空氣人口一側(cè)設(shè)有空氣過濾層防止污物沉積到熱膜電阻上影響測量精度。測量精度。在熱膜電阻附近的氣流上在熱膜電阻附近的氣流上游設(shè)有鉑金屬膜式溫度補償電游設(shè)有鉑金屬膜式溫度補償電阻，防止進氣溫度變化使測量阻，防止進氣溫度變化使測量精度受到影響。精度受到影響。 補償電阻和熱膜電阻與傳補償電阻和熱膜電阻與傳感器內(nèi)部控制電路連接，線束感器內(nèi)

20、部控制電路連接，線束連接器插座連接，線束插座設(shè)連接器插座連接，線束插座設(shè)在傳感器殼體中部。在傳感器殼體中部。n工作原理：n與熱線式的基本相同，n不同點：只是將發(fā)熱體由熱線改為熱膜，熱膜是由發(fā)熱金屬鉑固定在薄的樹脂膜上構(gòu)成的。n特點：發(fā)熱體不直接承受空氣流動所產(chǎn)生的作用力，增加了發(fā)熱體的強度，提高了可靠性，誤差較小。熱膜式空氣流量計熱膜式空氣流量計對比 與熱絲式流量傳感器相比，熱膜電阻的阻與熱絲式流量傳感器相比，熱膜電阻的阻值較大，所以消耗電流較小，使用壽命較值較大，所以消耗電流較小，使用壽命較長。熱膜電阻不直接承受空氣流所產(chǎn)生的長。熱膜電阻不直接承受空氣流所產(chǎn)生的壓力，提高了傳感器的可靠性。壓

21、力，提高了傳感器的可靠性。 由于其發(fā)由于其發(fā)熱元件表面有一層絕緣保護薄膜，因此響熱元件表面有一層絕緣保護薄膜，因此響應(yīng)特性稍差。應(yīng)特性稍差?？ㄩT漩渦式空氣流量計 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)過柱狀物體后，會產(chǎn)生漩渦，并且這個漩渦與流體的質(zhì)量有關(guān)）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分類及結(jié)構(gòu)分類及結(jié)構(gòu) 根據(jù)傳感器輸出信號的形成根據(jù)傳感器輸出信號的形成原理，卡門渦旋式空氣流量原理，卡門渦旋式空氣流量傳感器分為：傳感器分為： 反光鏡式和超聲波式兩種反光鏡式和超聲波式兩種

22、光電式（反光鏡檢測法）卡門漩渦MAF原理反光鏡式反光鏡式光學(xué)式卡門漩渦空氣流量計光學(xué)式卡門漩渦空氣流量計工作原理（反光鏡式）工作原理（反光鏡式）工作原理工作原理：空氣流經(jīng)過發(fā)生器時，壓空氣流經(jīng)過發(fā)生器時，壓力發(fā)生變化，經(jīng)壓力導(dǎo)向孔作用在反光力發(fā)生變化，經(jīng)壓力導(dǎo)向孔作用在反光鏡上，使反光鏡發(fā)生振動，從而將反光鏡上，使反光鏡發(fā)生振動，從而將反光二極管投射的的光發(fā)射給光電管，對反二極管投射的的光發(fā)射給光電管，對反射光進行檢測計數(shù)。射光進行檢測計數(shù)。當空氣流過卡門旋渦發(fā)生器時，受交替產(chǎn)生的卡門旋渦的影響，發(fā)生器兩側(cè)壓力也交替發(fā)生變化。用導(dǎo)壓孔把旋渦發(fā)生器兩側(cè)的壓力引到薄金屬制成的反光鏡背面，受發(fā)生器兩側(cè)交替變化壓力的作用、反光鏡將產(chǎn)生與旋渦發(fā)生頻率相同的偏轉(zhuǎn)振動，如下圖所示。（2）超聲波式）超聲波式結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：由超聲由超聲波信號發(fā)生器、波信號發(fā)生器、超聲波發(fā)射探頭、超聲波發(fā)射探頭、渦流穩(wěn)定板、渦渦流穩(wěn)定板、渦流發(fā)生