2.传感器
⑴曲轴转速传感器
汽缸内的活塞位置对获得正确的喷油正时极为重要。由于发动机的所有活塞都是由连杆和曲轴连接的,因此曲轴转速传感器能提供所有汽缸内活塞位置的信息(图28)。转速是指曲轴每分钟的转数。此重要输入参数由ECU从电感式曲轴转速传感器的信号算出。
a. 信号的产生
在机体上面对曲轴的部位装一个铁磁式传感信号轮,轮上应该有60个齿,去除2个齿,留下的大齿隙相应于第一缸活塞上止点位置。曲轴转速传感器按齿序对传感信号轮进行扫描。它由永久磁铁和带铜导线绕组的软铁芯组成。由于齿和齿隙交替地越过传感器,使其内部的磁流发生变化,感应出一个正弦交变电压。该交变电压的振幅随转速的上升而增大。从50r/min的最低转速起就有足够大的振幅。
b. 转速的计算
发动机汽缸的点火次序是互相错开的,曲轴旋转两圈(720°)后,第一缸又开始新的工作循环。着火间隔是均匀分布的,适用于下式:
在四缸发动机上,着火间隔为180°,也就是说,曲轴转速传感器在两次着火间隔之间扫描30个齿。由该扫描时间内的平均曲轴转数即可算出曲轴的转速。
凸轮轴控制进、排气门,它以曲轴转速的一半转动,其位置确定了向上止点运动的活塞是处于压缩冲程上止点还是排气冲程上止点。在起动过程中,仅从曲轴位置信号是无法区分这两种上止点的。而与此相反,在车辆运行时,由曲轴转速传感器产生的信号已足以确定发动机的状态。这就是说,若凸轮轴位置传感器在车辆运行过程中失效时,ECU仍然能够判别发动机的状态。
凸轮轴位置传感器利用霍尔效应来确定凸轮轴的位置:在凸轮轴上设置一个铁磁材料制成的齿,它随同凸轮轴转动。当该齿经过凸轮轴位置传感器中流过电流的霍尔效应半导体薄片时,传感器的磁场将霍尔效应半导体薄片中的电子流向偏转到与电流方面垂直,从而短时内形成一个电压信号(霍尔电压),此信号告知ECU:此时第一缸正好处于压缩冲程上止点。
⑶温度传感器
温度传感器用在多个地方:用在冷却水回路中,以便从冷却水温度推知发动机的温度(图29);用在进气道中,以测定吸入空气的温度;用在机油中,以测定机油温度(可选装);用在燃油回路中,以测定燃油温度(可选装)。
温度传感器中有一个电阻值随温度而变的负温度系数电阻,它是用5V供电的一个分压器电路的一部分,其电压是温度的尺度,经模拟-数字转换器输入ECU。在ECU的微处理器中存有一条负温度系数电阻特性曲线,对任何一个电压都给出相应的温度(图30)。