基于ECU的部分传感器应用

1、LOGO基于汽车基于汽车ECU的的部分传感器原理部分传感器原理自动化学院自动化学院仇庆东仇庆东152307055339LOGO目录ECU结构及工作模式结构及工作模式1基于基于ECU空气流量传感器的原理空气流量传感器的原理2基于基于ECU温度传感器的原理温度传感器的原理3传感器信号电路传感器信号电路4LOGOECU结构及工作模式结构及工作模式LOGOECU结构及工作模式结构及工作模式v什么是ECU? ECU（Electronic Control Unit）电子控制单元，又称“行车电脑”、“车载电脑”等,也就是微型电脑。从用途上讲则是汽车专用微机控制器。它和普通的电脑一样,由微处理器（CPU）、存

2、储器（ROM、RAM）、输入/输出接口（I/O）、模数转换器（A/D）以及整形、驱动等大规模集成电路组成。用一句简单的话来形容就是“ECU就是汽车的大脑”。LOGOECU结构及工作模式结构及工作模式v1.2 ECU的基本结构与功能LOGOECU结构及工作模式结构及工作模式LOGOECU结构及工作模式结构及工作模式输入处理电路输入处理电路ECU的输入信号主要有两种形式，模拟信号、数 字信号(包括开关信号)。模拟信号通过A/D转换为数字信号提供给微处理器。控制系统要求模数信号转换具有较高的分辨率和精度。为了保证测控系统的实时性，采样间隔一般要求小于4ms。数字信号需要通过电平转换，得到计算机接受的

3、信号。对超过电源电压、电压在正负之间变化、带有较高的振荡或噪声、带有波动电压等输入信号，输入电路也对其进行转换处理。LOGO空气流量传感器空气流量传感器 Add your title in here安装位置及功用安装位置及功用种类及工作原理种类及工作原理LOGO空气流量传感器空气流量传感器一、空气流量传感（一、空气流量传感（MAFMAF）安装安装位置位置: : 安装在安装在空气滤清器空气滤清器和和节气门节气门之间的进气管上之间的进气管上功用：功用： 测量进入发动机气测量进入发动机气缸的所有空气流量，并转缸的所有空气流量，并转换成电压信号送给发动机换成电压信号送给发动机控制单元控制单元ECUEC

4、U； 空气流量计信号是空气流量计信号是ECUECU决定决定和和的基本信号之一。的基本信号之一。LOGO空气流量传感器空气流量传感器&按按检测空气流量的参数检测空气流量的参数不同，可以分为体积流不同，可以分为体积流量型和质量流量型；量型和质量流量型；&按按结构不同结构不同，可以分为叶片式和热式，可以分为叶片式和热式，热式热式又又可分为热线式（热丝式）和热膜式；可分为热线式（热丝式）和热膜式；&叶片式属于体积流量型传感器，要求得空气质叶片式属于体积流量型传感器，要求得空气质量流量，还需量流量，还需同时检测进气温度同时检测进气温度；&热式属于质量流量型传感器，可直接测

5、出空气热式属于质量流量型传感器，可直接测出空气质量流量，不需要检测进气温度质量流量，不需要检测进气温度; ;&现代轿车基本采用现代轿车基本采用热式热式空气流量传感器。空气流量传感器。LOGO空气流量传感器空气流量传感器v2.1 2.1 翼（叶）片式空气流量计翼（叶）片式空气流量计补偿挡板补偿挡板缓冲室缓冲室弹簧弹簧测量板测量板温温度度传传感感器器旁通气道旁通气道封口封口调节调节螺钉螺钉电位计电位计（1 1）结构）结构 如右图，空气流如右图，空气流量计主要由测量板、量计主要由测量板、补偿板、回位弹簧、补偿板、回位弹簧、电位计、旁通气道组电位计、旁通气道组成，此外还包括怠速成，此外还包括怠

6、速调整螺钉、油泵开关调整螺钉、油泵开关及进气温度传感器等。及进气温度传感器等。LOGO空气流量传感器空气流量传感器1、电位计滑臂、电位计滑臂 2、可变电阻、可变电阻 3、接进气管、接进气管4、测量叶片、测量叶片 5、旁通空气道旁通空气道 6、接空气滤清器、接空气滤清器（2 2）叶片式空气流量计工作原理）叶片式空气流量计工作原理如右图，来自空气滤清器如右图，来自空气滤清器的空气通过空气流量计时，的空气通过空气流量计时，空气推力使测量板打开一空气推力使测量板打开一个角度，当吸入空气推开个角度，当吸入空气推开测量板的里与弹簧变形后测量板的里与弹簧变形后的回位力相平衡时，叶片的回位力相平衡时，叶片停止

7、转动。与测量板同轴停止转动。与测量板同轴转动的电位计检测出叶片转动的电位计检测出叶片转动的角度，将进气量转转动的角度，将进气量转换成电压信号换成电压信号USUS送给送给ECUECU。LOGO空气流量传感器空气流量传感器（2 2）热线式空气流量计）热线式空气流量计热丝式空气流量计的检测元件热丝式空气流量计的检测元件是是铂金属丝铂金属丝，热膜式空气流量，热膜式空气流量计的检测元件是计的检测元件是铂金属膜铂金属膜。铂金属检测元件的优点铂金属检测元件的优点1.1.响应速度很快，能在几毫秒内反映出空气流量的变化响应速度很快，能在几毫秒内反映出空气流量的变化2.2.具有进气阻力小、无磨损部件等优点。具有进

8、气阻力小、无磨损部件等优点。LOGO空气流量传感器空气流量传感器如图1所示。图中RH 、RK 、RA 、RB 组成惠斯顿电桥的四个臂，将热线RH （通常以铂丝制成）与温度补偿电阻RK （冷线）同置于所测量的通道中，使RH 与气流的温差维持在一个水平。当气流加大时，由于散热加快， RH 降温阻值变化，电桥失去平衡，这时集成电路会提高桥压使电桥恢复平衡，通常取RA 上的压降为测量信号。LOGO空气流量传感器空气流量传感器3.3.空气流量计的检测内容空气流量计的检测内容v空气流量计的常见故障现象：空气流量传感器空气流量计的常见故障现象：空气流量传感器出现故障时，影响喷油量，造成发动机起动困出现故障时

9、，影响喷油量，造成发动机起动困准，怠速不稳，容易熄火，加速性能差等故障。准，怠速不稳，容易熄火，加速性能差等故障。v包括空气流量计的电源等。检测空气流量计的包括空气流量计的电源等。检测空气流量计的信号可用信号可用万用表万用表、诊断仪诊断仪和和示波器示波器。v空气流量计信号不正确不一定是空气流量计本空气流量计信号不正确不一定是空气流量计本身的故障，身的故障，空气滤清器堵塞、进气系统漏气、空气滤清器堵塞、进气系统漏气、发动机配气机构故障、三元催化装置堵塞发动机配气机构故障、三元催化装置堵塞都会都会造成空气流量计信号过低。造成空气流量计信号过低。LOGOPPT大宝库大宝库【】温度传感器进气温度进气温

10、度传感器传感器冷却液温冷却液温 度传感器度传感器温度传感温度传感器的检修器的检修LOGO温度传感器工作原理：进气温度传感器是一个负温度系数热敏电阻，当温度升高时，电阻阻值减小，当温度降低时，电阻阻值增大，随着电路中电阻的变化，导致电压的变化，从而产生不同的电压信号，完成控制系统的自动操作。功用：功用：给给ECU提供进气温度信号，作为提供进气温度信号，作为燃油喷射燃油喷射和点火正时控制的修正信号。和点火正时控制的修正信号。安装位置：安装在安装位置：安装在进气管上进气管上或或空气流量计空气流量计内。内。 1.1.进气温度传感器进气温度传感器LOGOv电阻值随温度升高而减小的称为电阻值随温度升高而减

11、小的称为负温度系数负温度系数NTCNTC热敏电阻；热敏电阻；v电阻值随温度升高而增大的称为电阻值随温度升高而增大的称为正温度系数正温度系数PTCPTC热敏电阻；热敏电阻；v有一类热敏电阻的阻值以某一温度有一类热敏电阻的阻值以某一温度( (称为临界称为临界温度温度) )为界，高于此温度时阻值为一水平，低于为界，高于此温度时阻值为一水平，低于此温度时阻值为另一水平，这类热敏电阻称为此温度时阻值为另一水平，这类热敏电阻称为临界温度热敏电阻临界温度热敏电阻CTRCTR，v三种热敏电阻的温度特性曲线如图三种热敏电阻的温度特性曲线如图2 - 612 - 61所示。所示。2.热敏电阻热敏电阻LOGO温度传感

12、器进气温度传感器进气温度传感器LOGO温度传感器3.3.冷却液温度传感器冷却液温度传感器热敏电阻热敏电阻电插头电插头一般安装在一般安装在气缸体水道气缸体水道上或冷却水出口处上或冷却水出口处。其工作原理与进气温度其工作原理与进气温度传感器相同。传感器相同。功用：给功用：给ECUECU提供发动机冷却提供发动机冷却液温度信号，液温度信号，作为燃油喷射作为燃油喷射和点火正时控制修正信号。和点火正时控制修正信号。LOGO温度传感器4.4.温度传感器的检修温度传感器的检修车下检测车下检测从发动机上拆下传感器，从发动机上拆下传感器，将其置于烧杯内的水中，将其置于烧杯内的水中，加热杯中的水，同时用加热杯中的水

13、，同时用万用表万用表档测量在不同档测量在不同水温条件下，传感器两水温条件下，传感器两端子间的电阻值。将测端子间的电阻值。将测得的值与标准值相比较。得的值与标准值相比较。若不符合标准，则应更若不符合标准，则应更换水温传感器。换水温传感器。LOGOECU数据处理v ECU的电压工作范围一般在3.5-16V（内部关键处有稳压装置）、工作电流在0.015-0.1A、工作温度-4080能承受1000Hz以下的振动，因此ECU损坏的概率非常小。v 在ECU中CPU是核心部分，它具有运算与控制的功能，发动机在运行时，它采集各传感器的信号，进行运算，并将运算的结果转变为控制信号，控制被控对象的工作。它还实行对

14、存储器、输入/输出接口（I/O）和其它外部电路的控制；存储器ROM中存放的程序是经过精确计算和大量实验取得的数据为基础编写出来的，这个固有程序在发动机工作时，不断地与采集来的各传感器的信号进行比较和计算。把比较和计算的结果用来对发动机的点火、空燃比、怠速、废气再循环等多项参数的控制。LOGO传感器信号电路传感器信号电路v 传感器信号及与ECU的连接关系有以下五种类型：LOGO传感器信号电路传感器信号电路vECU向传感器提供5V恒定电压。v形成5V恒压、固定电阻和电位计的电路。v按照分压原理，检测出端子VS的电压，即可计算出电位计的位置，换算成节气门开度、进气压力等信号。v传感器用05V的电压变

15、化来反映被检测的节气门开度或进气歧管压力。LOGO传感器信号电路传感器信号电路当热敏电阻器断路时，A点的电压5V；当传感器不正常搭铁短路时，A点电压为0V。因此，发动机ECU的自诊断功能很容易检测出传感器断路、短路故障LOGOPPT大宝库大宝库【】ECU改装的方式替换式替换式写入式写入式ECU改装的方式外挂式外挂式LOGOECU改装的方式1.替换式直接改变ECU运算器硬件，就是我们在赛车场非常常见的“替换式电脑”，用“全职替换式ECU”控制发动机。改装通常都是搭配重度的发动机硬件改装使用，由于改装后发动机的工作温度、进气量、喷油量、压缩比等数据大大超出原厂设定范围，也就是说发动机经过了非常大的改装作业后，原厂ECU完全无法满足硬件的需求时，这种竞技型产品是最合适的选择。LOGOECU改装的方式2.写入式而写入式改装ECU则保留了原厂ECU硬件部分，采用将新的运行管理程序写入ECU程序的方法，因为改变了原厂设定程序，写入式ECU又称改写ECU或民间常说的刷电脑。这种改装方式虽然受原厂ECU与传感器所限，可调整范围相对较小，但由于不会破坏原厂其他功能的使用以及更为稳定安全的特点，近年来受到了更多改