电控单元的作用是根据电控单元内存储的程序对发动机传感器输入的各种信息进行运算、处理、判断,然后发出指令,控制执行器动作,以达到迅速、准确、自动地控制发动机工作的目的。
发动机电控单元的主要功能:控制燃油喷射;控制点火;监控尾气排放;控制发动机冷却系统;给传感器供电并接收各传感器的信息;氧传感器加热;控制活性炭罐;通过喷射切断,限制发动机最大转速;助力转向的限位力矩补偿;自诊断;与其他计算机的通信;应答式防盗起动;控制发动机输出转矩;控制空调压缩机的运行等。
电控单元要实现各项控制功能,必须收集信号作为参考参数,如电控单元控制喷油器开启时刻的参考参数:节气门位置传感器信号电压,发动机冷却液温度传感器信号电压,空气流量或进气压力温度传感器信号电压,发动机转速和位置传感器信号电压,氧传感器信号电压,蓄电池电压等。电控单元计算点火提前角的参考参数有:发动机位置及转速传感器信号电压,进气压力(进气压力及温度)信号电压,爆燃传感器信号电压,发动机冷却液温度信号电压,车速信号电压,进气总量信号电压等。
电控单元的外形如图8-1所示,其主要由输入回路、模-数转换器和数-模转换器、微型计算机、输出回路组成。另外还有电源部分,用来对汽车所提供的电源进行滤波和稳压,以供给内部稳定的直流电源。
图8-1 电控单元的外形
1.输入回路
如图8-2所示,输入回路将传感器传来的模拟信号进行转换,去除杂波并变成数字信号供中央处理器进行处理,也有部分传感器直接传来数字信号,则无须进行转换,但需要进行整形,如光电式和霍尔式曲轴位置传感器传来的信号。
2.模-数转换器
由于传感器输入的信号有模拟信号和数字信号两种,其中模拟信号是指输出信号随时间变化而连续变化,数字信号是脉冲信号。模拟信号虽经传感器输入回路处理,都已变成相应的电压信号,但这些信号不能直接处理,需经过相应的模-数转换器,将这些模拟信号量转换成计算机能识别的数字信号才能输入计算机,如传感器输出的信号已是脉冲信号,可不经转换器直接输入计算机。
3.微型计算机
微型计算机是电控单元的核心部件,汽车上使用的一般都是8bit或16bit的处理器,也就是说一次可控制、计算和传输8bit或16bit的二进制数,这是微型计算机的中央指挥机构。微型计算机的作用是根据发动机工作的需要,把各种传感器送来的信号用内存的程序和数据进行处理,并把运算结果送往输出回路。它由中央处理器、存储器(包括只读存储器和随机存储器)和输入/输出口(I/O)等部分组成。(www.daowen.com)
图8-2 电控单元的原理
存储器是用来存储程序和各种数据,又可分为以下四种:
1)只读存储器(ROM),用来存放计算机的监控程序,即计算机本身运行所必需的一些程序。
2)可编程只读存储器(EPROM或EEPROM),用来存储执行装置或其他控制装置动作的控制程序。例如,燃油喷射的控制,点火提前角的控制,怠速控制和自我诊断的程序。
3)随机存储器(RAM),用于暂存来自各种传感器的数据,供中央处理器使用,也可存储系统的故障码,随机存储器中的内容在断电后就会消失。
4)自适应存储器(属于随机存储器的一种)用于计算机的“自我学习”和根据车况变化自动调整相关参数,如“怠速学习”等。
4.输出回路
中央处理器在接收到各传感器传来的各种信号后,经过处理、分析、运算和对比,再发出相应的控制信号。由于控制信号是数字信号,而且输出的电流很小,用这种输出信号一般不能直接驱动执行器工作,要先经过转换变成模拟信号(即D-A转换),然后再经放大电路进行功率放大后才可驱动执行装置动作。也有部分输出信号无须进行转换,直接经放大后输出给执行部件。
目前,汽车发动机的电子控制装置除上述基本装置外,还增设了抗电磁干扰保护装置、自诊断装置和备用系统等。
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