【正文】 標(biāo)定帶來困難，因而有必要對熱線式空氣流量傳感器的輸出信號進行線性化處理。針對熱線式空氣流量傳感器，采用了多項式近似線性法。 多項式近似線性化框圖通過對熱線式空氣流量傳感器的輸出信號進行多項式線性化處理，利Matlab對試驗數(shù)據(jù)進行線性擬合，得到熱線式空氣流量傳感器輸出線性擬合方程為: （31）式中為熱線式空氣流量傳感器輸出電壓，單位V。 測試結(jié)果將研制的熱線式空氣流量傳感器放在汽車上試驗，將測試的結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)的BOSCH熱膜式空氣流量傳感器的輸出數(shù)據(jù)進行對比。 熱線式空氣流量傳感器測試結(jié)果 結(jié)論(1)熱線式空氣流量傳感器可直接測量電噴發(fā)動機進氣空氣質(zhì)量流量，但需要對空氣溫度的變化進行修正；(2) 傳感器響應(yīng)時間對汽車運行性能有較大影響，其階躍響應(yīng)時間應(yīng)不大于100ms；(3)所研制的傳感器動態(tài)響應(yīng)快、測量準(zhǔn)確度高、測量重復(fù)性好，應(yīng)用于汽車電噴系統(tǒng)中，其性能指標(biāo)完全滿足要求。 溫度傳感器溫度是反映發(fā)動機熱負荷狀態(tài)極為重要的參數(shù)。為了保證電子控制系統(tǒng)能夠精確控制發(fā)動機的工作參數(shù)，必須隨時監(jiān)測發(fā)動機的冷卻液溫度、進氣溫度、排氣溫度和燃油溫度等等，以便修正各種控制參數(shù)、計算吸入氣缸空氣的質(zhì)量流量以及進行排氣凈化處理等等。眾所周知，空氣質(zhì)量大小與進氣溫度和大氣(進氣)壓力高低有關(guān)。當(dāng)進氣溫度低時，空氣密度大，相同體積氣體的質(zhì)量增大；反之，當(dāng)進氣溫度升高時，相同體積氣體的質(zhì)量將減小。在采用歧管壓力式、翼片式、卡爾曼渦流式、量芯式空氣流量傳感器的燃油噴射系統(tǒng)中，由于空氣流量傳感器測定的空氣流量為體積流量，因此需要配裝進氣溫度傳感器和大氣壓力傳感器來修正噴油量，使發(fā)動機自動適應(yīng)外部環(huán)境溫度(寒冷、高溫)和壓力(高原、平原)的變化。當(dāng)進氣溫度低(空氣密度大)時，ECU將控制噴油器增加噴油量。反之， 當(dāng)進氣溫度高(空氣密度小)時，ECU將控制噴油器減少噴油量。溫度傳感器的種類很多，按結(jié)構(gòu)不同可分為熱敏電阻式、金屬膜電阻式、金屬沫電阻式、碳沫電阻式、線繞電阻式、半導(dǎo)體晶體管式等等。由于熱敏電阻式溫度傳感器具有靈敏度高、響應(yīng)特性好、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉的突出優(yōu)點，因此在汽車電子控制系統(tǒng)中廣泛采用。熱敏電阻可分為正溫度系數(shù)PTC型熱敏電阻、負溫度系數(shù)NTC型熱敏電阻、臨界溫度型熱敏電阻(CTR)和線性熱敏電阻四種。常用熱敏電阻有負溫度系數(shù)NTC型和正溫度系數(shù)PTC型兩種。汽車電子控制系統(tǒng)普遍采用AD590溫度傳感器，如冷卻液溫度傳感器CTS、進氣溫度傳感器IATS、排氣溫度傳感器EATS、燃油溫度傳感器FTS等等。AD590是美國ANALOG DEVICES公司的單片集成兩端感溫電流源。其主要特性如下：　　(1) 流過器件的電流(μA) 等于器件所處環(huán)境的熱力學(xué)溫度(開爾文) 度數(shù)：　　Ir/T=1 　　式中，Ir—流過器件(AD590) 的電流，單位為μA；T—熱力學(xué)溫度，單位為K；　　(2) AD590的測溫范圍為 55℃～+150℃；　　(3) AD590的電源電壓范圍為4～30 V，可以承受44 V正向電壓和20 V反向電壓，因而器件即使反接也不會被損壞；　　(4) 輸出電阻為710mΩ；(5) 精度高，AD590在 55℃～+150℃范圍內(nèi)，非線性誤差僅為177。℃。 溫度傳感器的特性圖 進氣溫度傳感器IATS進氣溫度傳感器IATS，安裝在進氣管路中，其功用是檢測進氣溫度，并將溫度信號變換為電信號傳送給電控單元ECU。進氣溫度信號是各種控制功能的修正信號。以便使ECU對噴油量進行分析修正，從而獲得最佳的空燃比。如果進氣溫度傳感器信號中斷，就會導(dǎo)致熱起動困難、廢氣排放量增大。目前，電噴發(fā)動機所安裝的進氣溫度傳感器，大多是采用熱敏電阻做元件的熱敏式溫度傳感器。傳感器中裝有用半導(dǎo)體材料做成的熱敏電阻。將傳感器安裝在發(fā)動機進氣管道內(nèi)，熱敏電阻的阻值將隨進氣溫度的變化而變化，控制電腦ECU通過檢測來自進氣溫度傳感器內(nèi)熱敏電阻阻值變化而引起其測試電路電壓的波動，進而對進氣溫度進行檢測。在D型電噴系統(tǒng)中(是靠進氣壓力的變化對進氣量進行檢測)，進氣溫度傳感器無論安裝或信號輸出都是獨立的，它通常安裝在空氣濾清器的殼體或進氣管內(nèi)，與控制電腦ECU 有兩個接線端子。其一是進氣溫度信號線“THA”；其二是搭鐵接柱“E”。在采用葉板式或渦流式空氣流量傳感器的電控系統(tǒng)(L型電噴系統(tǒng))中，由于吸入空氣溫度的變化會引起空氣密度發(fā)生變化，因此需要進氣溫度傳感器和空氣流量傳感器配合使用，以便于進氣量的準(zhǔn)確檢測。這時，通常將進氣溫度傳感器作為空氣流量傳感器的一個零件置于其內(nèi)。因此，進氣溫度的信號便從空氣流量傳感器接線端子“THA”處輸出。同時，還設(shè)有專門的進氣溫度傳感器搭鐵端子“E”與控制電腦通過導(dǎo)線相連。 水溫傳感器CTS冷卻液溫度(水溫)傳感器CTS，又稱為水溫傳感器，安裝在發(fā)動機冷卻液出水管上，其功用是檢測發(fā)動機冷卻液的溫度，并將溫度信號變換為電信號傳送給ECU。通常采用負溫度系數(shù)NTC型熱敏電阻。ECU根據(jù)發(fā)動機的溫度信號修正噴油時間和點火時間，從而使發(fā)動機工況處于最佳狀態(tài)運行。尤其在發(fā)動機低溫時給控制電腦ECU提供低溫信號，以使噴油器噴出額外的供油量，使發(fā)動機快速起動和將發(fā)動機快速預(yù)熱完畢。水溫傳感器通常安裝在發(fā)動機缸體(或缸蓋)的冷卻水通道上，以便準(zhǔn)確檢測水溫的變化。水溫傳感器不需外加電源，直接與冷卻水相接觸。水溫傳感器探頭上裝有非常敏感的負溫度系數(shù)NTC型熱敏電阻。該熱敏元件的電阻值，隨冷卻水的溫度變化而變化，冷卻水溫度越高，其阻值越低。反之冷卻水溫度越低，其電阻值越大。當(dāng)水溫低到一定值時，熱敏電阻值增大到某一特定值，控制電腦將檢測到的該電壓信號(ECU 內(nèi)有測試電阻與之相串聯(lián))進行處理，并向噴油器發(fā)出增加噴油量的指令，用以改善冷機的驅(qū)動性能。反之，當(dāng)水溫升高到一定值時，ECU使噴油量減少。 發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器 引言脈沖計數(shù)法是智能測速系統(tǒng)中常用的方法。只要轉(zhuǎn)軸每旋轉(zhuǎn)一周，產(chǎn)生一個或固定的多個脈沖，并將脈沖送入微處理器中進行計數(shù)，即可獲得轉(zhuǎn)速的信息?？梢杂卸喾N方式來獲得脈沖信號。將光電傳感器安裝在轉(zhuǎn)軸上，當(dāng)扇葉經(jīng)過時，可產(chǎn)生脈沖信號。但是光電傳感器對灰塵、油污等比較敏感，因此不適宜安裝在車輪上。光電編碼器和霍爾傳感器都不怕灰塵和油污，且都廣泛應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場。但是光電編碼器價格較昂貴，霍爾傳感器價格便宦且具有體積小、靈敏度高、響應(yīng)速度快、溫度性能好、精確度高、可靠性高等特點，能很好地滿足車輪測速系統(tǒng)設(shè)計的需要。 霍爾傳感器件本設(shè)計選用的A3144EU型霍爾傳感器，是一種磁電信號轉(zhuǎn)換器件，由穩(wěn)壓器、霍爾片、帶溫度補償?shù)牟罘址糯笃?、施密特觸發(fā)器和輸出極組成。傳感器的輸入是磁感應(yīng)強度信號，輸出是電壓信號。在外磁場作用下，當(dāng)磁感應(yīng)強度超過導(dǎo)通閾值Bop(工作點)時，霍爾電路輸出管導(dǎo)通，輸出低電平。之后B再增加，仍保持導(dǎo)通狀態(tài)。若外加磁場的B值降到Brp(釋放點)時，輸出管截止，輸出高電平。由于開關(guān)型傳感器是無觸點的，在開關(guān)狀態(tài)下，無火花、不產(chǎn)生干擾、使用壽命長。具有很寬的測量范圍，抗干擾能力強，在車輪轉(zhuǎn)速很低時，仍具有較高的測量精度。適合工作溫度40℃～150℃，電源4．5～24V，輸出低電平電壓0．2～O4V。 霍爾傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu) 檢測原理對于脈沖頻率的測量，有測周法和測頻法。當(dāng)轉(zhuǎn)速較低時，采用前后2次脈沖的時間間隔的倒數(shù)作為頻率，即為測周法。當(dāng)轉(zhuǎn)速較高時，采用1s時間內(nèi)檢測到的脈沖數(shù)作為頻率，即為測頻法。本文采用測周法測量汽車行駛時的速度。鑲嵌磁鐵的圓盤旋轉(zhuǎn)時，磁鐵交替導(dǎo)通霍爾傳感器，使霍爾傳感器輸出脈沖信號，且頻率與轉(zhuǎn)速成正比關(guān)系。已知圓盤圓周均布60個磁鐵，設(shè)轉(zhuǎn)速為n，則脈沖頻率為f=60n／60=n。由此可知，測得脈沖頻率f也就測得了轉(zhuǎn)速