发动机电控系统由传感器、 电控单元、 执行器三个部分组成, 如图 1-1-6 所示。 它是采用传感器监测发动机有关系统的工作状况, 并将相关信息传给电控单元, 电控单元经过分析、 运算、 判断后, 发送指令给执行机构, 从而使相关系统的工作状况达到最佳。
1. 传感器的功能
传感器是汽车电控系统系统的输入装置, 它把汽车运行中各种工况信息, 如车速、 各种介质的温度、 发动机运转工况等转化成电信号传输给计算机, 以便使发动机处于最佳工作状态。 输入信号通过导线束和连接插头传输给控制单元。
输入发动机电控制单元 ( ECU) 的信号一般有两种: 一种是模拟信号; 另一种是数字信号。
空气质量、 蓄电池电压、 进气管压力和增压压力、 冷却液温度和进气温度都是模拟输入信号。 这些信号通过模拟- 数字 ( A- D, 模- 数) 转换器转换为数字信号。
开关 ( 接通 / 断开) 信号和霍尔传感器的转速脉冲是数字输入信号。 这些信号具有内部计算型式, 即 1 ( 高) 和 0 ( 低) 这两种状态都可以由计算机直接处理。
2. 发动机电控单元的功能
发动机电子控制单元 ( Electronic Control Unit, ECU) 是发动机电子控制系统的核心。
它由微处理器 ( CPU) 、 存储器 [ 包括只读存储器 ( ROM) 、 随机存取存储器 ( RAM) ] 、输入 / 输出 ( I / O) 接口、 模- 数 ( A- D) 转换器以及整形、 驱动等大规模集成电路组成。
电控单元的功用是根据其内存的程序和数据对各种传感器输入的信息进行运算、 处理、 判断, 然后输出指令, 使驱动执行元件工作。 电控单元由微型计算机、 输入、 输出及控制电路等组成。 其外观及内部组成如图 1-1-7 及图 1-1-8 所示
发动机 ECU 由输入电路、 微处理器和输出电路等三部分组成。
输入电路接受传感器和其他装置输入的信号, 对信号进行过滤处理和放大, 然后转换成一定电压的输入电平。 从传感器送到 ECU 输入电路的信号既有模拟信号, 也有数字信号, 输入电路中的模- 数转换器可以将模拟信号转换为数字信号, 然后传递给微机。
微处理器将上述已经预处理过的信号进行运算处理, 并将处理数据送至输出电路。
输出电路将数字信息的功率放大, 有些还要还原为模拟信号, 使其驱动被控的调节伺服元件工作。
CPU 是 ECU 核心部分, 它具有运算与控制的功能, 发动机在运转时, 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。 它还实行对存储器 ( ROM、 RAM) 、 输入 / 输出 ( I / O) 接口和其他外部电路的控制。
只读存储器 ( ROM) 中存放的是经过精确计算和大量实验取得的数据, 这些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。 利用比较和计算的结果控制发动机的点火、 空燃比、 怠速、 废气再循环等多项参数。
正常情况下, RAM 也会不停地记录行驶中的数据, 成为 ECU 的学习程序, 为适应驾驶习惯提供最佳的控制状态, 这个程序也叫自适应程序。 但由于是存储于 RAM 中, 就像错误码一样, 一旦去掉蓄电池而失去供电, 所有的数据就会丢失。
目前在一些中高级轿车上, 不但在发动机上应用 ECU, 在其他许多地方都可发现ECU 的踪影。 例如防抱死制动系统、 电控自动变速器、 主动悬架系统、 安全气囊系统、多向可调电控座椅等都配置有各自的 ECU。 为了简化电路和降低成本, 汽车上多个 ECU之间的信息传递就要采用一种称为多路复用通信网络技术, 将整车的 ECU 形成一个网络系统。
3. 执行器的功能
执行器是 ECU 动作命令的执行者, 主要是各类机械式继电器、 直流电动机、 步进电动机、 电磁阀或控制阀等执行发动机电子控制单元指令的部件。
摘自:汽车发动机电子控制系统检修-263页.pdf
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