第二章_电控发动机传感器的结构原理与检测.doc

课程名称 发动机电控技术 总学时：20学时 讲课：10学时 实习：10学时 课程性质 理实一体化课 任课教师 职 称 授课对象 专业 年 班级 教学目的和 要 求 熟悉各传感器的作用和类型 掌握各传感器的结构和工作原理 熟悉各传感器的常见故障及检测 教学重点和 难 点 电控发动机传感器的结构 电控发动机传感器的工作原理 教学进程 第 次课 第1次课 第2次课 授课章节 概述 传感器结构原理与检测 学 时 2 8 备 注 第二章 电控发动机传感器的结构原理与检测 教案（章节备课） 学时 第一节 概 述 教案内容 教案内容 教案内容 教案内容 教案内容 教案内容 教案内容 教案内容 一、传感器的作用 电控发动机的控制模式如图： 图 电控发动机控制模式图 传感器的进行数据采集并输入到电控单元，电控单元进行数据处理后，发出控制指令控制执行器工作；同时，电控单元也能对传感器和执行器进行功能诊断。 传感器的作用是进行信号变换，把被测的非电量信号转换成电信号输入到电控单元（ECU）。 电控单元按照设定的程序对这些信号进行分析计算，用于在发动机整个工作范围内控制最优燃油喷射量、喷射时间及点火控制、怠速控制、废气排放控制等以减少废气排放并提高发动机功率和燃油经济性。 二、传感器的类型 用于汽油发动机电子控制系统的传感器主要有以下几种类型： 1、热敏电阻 ：如温度传感器。 2、电位计：如位置传感器。 3、电桥电路：如热线（或热膜）式空气流量传感器（也称空气流量计）。 4、卡门（KARMAN）涡流：如涡流式空气流量传感器。 5、压敏电阻：如压力传感器。 6、压电晶体：如爆震传感器。 7、石英振荡晶体：如福特汽车早期车型采用的进气歧管绝对压力传感器。 8、热化学效应：如氧传感器。 9、磁感应：如转速传感器。 10、霍尔效应：如转速传感器。 11、光电效应：如光电式曲轴位置传感器。 12、开关：如各种开关信号。 三、传感器接脚的类型 1、电源 传感器的电源有12V，也有5V，还有8V或9V。 图 热线式空气流量计电路图（1号脚为12V加热电源） 图 冷却液温度传感器电路图（2号脚为5V参考电源） 图 霍尔式车速传感器电路图 （电源可能为12V、5V、8V、9V） 2、搭铁 图 带进气温度传感器的空气流量计电路图 （直接搭铁4号脚，控制模块搭铁3号脚） 传感器（接地）有两种，一种是直接到车身的搭铁，另一种是通过控制模块的搭铁（传感器的搭铁线）。 3、信号 传感器的信号有两种，一种是单信号，即一个传感器只有一条信号线；另一种是双信号，即一个传感器有两条信号，两条信号可能相同也可能不同。 图 带进气温度传感器的空气流量计电路图 （温度信号5号脚，流量计信号1号脚） 图 冷却液温度传感器电路图 （2号脚为5V参考电源/信号） 4、屏蔽 为了避免信号的干扰，传感器信号线通常会有屏蔽线，屏蔽线可能占用传感器接头的接脚，也可能不占用。 图 爆震传感器线路图（2号脚屏蔽线） 四、传感器信号的种类 1、直流信号（DC） 直流信号的波形如图所示（以节气门位置传感器为例）。 汽车上产生直流信号的传感器或元件有： 1）蓄电池电压提供的（+12V）、控制单元所产生的参考电压（+5V、+8V、+9V）。 2）产生模拟信号的传感器：如冷却液温度、节气门位置、EGR阀门位置、氧传感器、热线式流量计（通用汽车大部分车型除外）、进气歧管绝对压力传感器（福特汽车早期的车型除外）等。 图 直流信号波形图 2、交流信号（AC） 交流信号的波形如图所示（以曲轴位置传感器为例）。产生交流形式的传感器或元件，如磁感应式曲轴/凸轮位置传感器/车速传感器等。 图 交流信号波形图 3、固定脉冲信号（频率调制/变频特性） 固定脉冲信号的波形如图所示（以曲轴位置传感器为例）。产生固定脉冲信号的传感器，如霍尔效应凸轮/曲轴传感器/车速传感器、光学感应式凸轮/曲轴传感器/车速传感器等。 图 曲轴位置传感器波形图 4、调变脉冲式信号（脉宽调制） 调变脉冲信号的波形如图所示（以通用汽车点火系统控制为例）。控制模块控制执行元件的驱动信号，如喷油器的控制信号、发动机控制模块发送到点火模块的信号（如丰田IGT、通用EST信号等）。 图 通用汽车点火控制信号波形图 5、序列式信号（串行数据） 序列式信号的波形如图所示（以CAN系统传输信号为例）汽车