电控单元的具体功能介绍.doc

电控单元的具体功能介绍电控单元的作用电控单元(ECU)是电控系统的核心,安装在轿车右前轮罩后板处,主要由微处理器,程序存储器,供电电源电路及各种接口电路组成。当整车供电后,ECU开始不断地定时检测备传感器及开关信号,并以此为依据,计算出发动机各工况下的最佳供油量、最佳点火正时、最理想的怠速等。经输出驱动电路完戚对喷油器、点火组件、怠速直流电动机和空调系统的控制。ECU还不断地对电控系统中各零部件的功能进行随时检测。一旦发现故障,立即将故障源以代码的形式存储在ECU的指定单元中,并且根据故障的类型决定系统是否进入“跛行”状态。与此同时,令“发动机故障警报灯”点亮,告诫驾驶员应尽快维修。ECU是工作过程简单地说就是一个指挥过程：“思考”、“指挥”，最终“确认”。ECU就是发动机控制系统，Engine Control Unit，这是ECU的全称，ECU就是用来对发动机进行管理的。这个小东西每辆车上都会有，并且不管你开是的奔驰、宝马或者飞度、QQ它都是发动机上的重要部件。这东西没有好坏之分，不影响整个车的性能和价格。但如果要改装的话特别是对于有涡轮的车来说，改装ECU便可提升左右的性能。对于如何改装ECU会在以后的文章里为大家详解。在1967年之前，汽油机的供给系统是由化油器来供油的，这与今天的电喷发动机原理完全不同，化油器利用节气门前后的压力差吸油，不仅无法精准地控制燃油补给量，更制约了汽车动力性和环保性能的提升。电喷系统的工作特性在于“定量、定时”喷射燃油，发动机需要多少燃油，在什么时刻喷入，这与发动机的转速、空气流量等有着直接的关系，此外还牵涉到水温、机油压力等各种各样的参数，这么多参数如何进行处理，并向喷射系统发出喷油指令呢？这就需要发动机控制单元的介入了，ECU应运而生。简单地说，ECU就像一台家用电脑，都是由处理器CPU、输入/输出接口I/O、模数转换器A/D、存储单元ROM+RAM组成。只是ECU的CPU无法像我们的电脑一样达到高速处理，一台车用ECU主频仅需数10KHz足矣，现在来说即使是再高性能的ECU也无法达到家用电脑的处理速度。输入/输出接口I/O等同于电脑的显示器、鼠标键盘，用来与处理器进行“沟通”，当然，这只是机器和机器之间的沟通，普通车主很少有和ECU沟通的机会；模数转换器A/D是ECU工作的先决条件，将接收到的传感信号转化成数据，这样才能在ECU中进行运算。那么，ECU是如何工作的呢？简单地说就是一个指挥过程：“思考”、“指挥”，最终“确认”。“侦察”交给Sensor(传感器)来完成，传感器负责对整个发动机进行“侦察”，在一台发动机上，大大小小的传感器有数十个之多。节气门开度传感器、曲轴转速传感器、氧传感器、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、进气温度传感器、水温传感器、爆震传感器是一台轿车发动机中最基本的传感器。传感器无处不在，他们负责采集相关的信息，并以电信号的形式传入ECU中，通过模数转换器A/D变成数字信号后，ECU经过运算，判断出此时发动机的工作状态，这就是ECU的“思考”过程。而“思考”过程依照什么为标准呢？电脑固然不会有思维，这需要的是ROM存放的程序。这相当于一个软件，当数据传入ECU时，ROM程序的故有数据与采集而来的信号进行对比运算，由此ECU得出调整方法。这一套程序是ECU的灵魂所在，这一程序的编写是建立在大量的实验数据的基础上的，往往需要经过台架实验、道路试验才能建立起来。当然，ECU也不是一成不变的，RAM能够记录汽车行驶的数据，通常很多ECU都会有“学习”能力，ECU能从RAM记录的数据中不断地学习驾驶者的驾驶风格，从而更加人性化。当然，一旦出现故障，也可以从RAM上读取到信息，从而为维修做出支持。完成“思考”之后，ECU下一步需要做的就是“指挥”。受到ECU控制的是喷油器，负责调整喷油量和喷油时刻，同时汽油泵负责向其供油；点火控制器与点火线圈如何进行点火等等都受到ECU的控制。而在此之后，ECU需要再次接收数据以确认一个闭环控制的结束。电控单元的作用是什么? 电控单元(ECU)是电控系统的核心,安装在轿车右前轮罩后板处,主要由微处理器,程序存储器,供电电源电路及各种接口电路组成。电控的外形及插接器端子如图2-l97所示,表2-l7所示为电控单元插接器端子功能。 当整车供电后,ECU开始不断地定时检测备传感器及开关信号,并以此为依据,计算出发动机各工况下的最佳供油量、最佳点火正时、最理想的怠速等。经输出驱动电路完戚对喷油器、点火组件、怠速直流电动机和空调系统的控制。 ECU还不断地对电控系统中各零部件的功能进行随时检测。一旦发现故障,立即将故障源以代码的形式存储在ECU的指定单元中,并且根据故障的类型决定系统是否进入“跛行”状态。与此同时,令“发动机故障警报灯”点亮,告诫驾驶员应尽快维修。电子控制汽油喷射系统的各方面特点通常，人们把电子控制汽油喷射系统简称为“电控燃油喷射系统”、“电喷系统”或“EFI”，它是一类与传统化油器式供油完全不同的汽油供给系统和控制系统。 它与装备化油器的汽车相比，在动力性、经济性、排放性等方面均有很大优势。一、动力性1、功率输出提高，电喷系统主要靠节气门位置传感器和空气流量来确定发动机功率，并由微机计算出发动机最佳混合气燃烧比及最佳喷油量，喷油器可以准确地按计算量喷油。微机控制，保证在多种工况下提供最佳空燃比的混合气，其燃烧良好，因而功率输出得到提高。2、冷起动性能好。在冷起动或暖机过程中，电喷系统采用冷起动喷油器额外喷油来加浓混合气，与化油器式发动机靠关闭阻风门实现混合气加浓相比，混合气控制准确，因而起动性能好。3、加速性能好。电喷发动机根据进气量及转速的变化来控制混合气加浓，由于采用微电脑控制，反应速度相当快，无滞后现象，因此加速性能比化油器式好。二、经济性电喷发动机的燃油是在一定压力下喷出的，燃油雾化效果好，喷油量能够精确地控制，能形成最佳空燃比的混合气，同时，各缸的混合气分配较均匀。电喷发动机控制单元，往往可以和电子控制点火系统配合使用，使燃烧状态更加理想。由于以上因素，电喷发动机与化油器式发动机相比，一般能节约燃料5%20%。此外，电喷发动机还有尾气排放较化油器式发动机低，反应灵敏，机械装置简单，体积小，安装灵活方便等特点。PLC、DCS、FCS三大控制系统的基本特点1 PLC （1）从开关量控制发展到顺序控制、运送处理，是从下往上的。 （2）连续PID控制等多功能，PID在中断站中。 （3）可用一台PC机为主站，多台同型PLC为从站。 （4）也可一台PLC为主站，多台同型PLC为从站，构成PLC网络。这比用PC机作主站方便之处是：有用户编程时，不必知道通信协议，只要按说明书格式写就行。 （5）PLC网格既可作为独立DCS/TDCS，也可作为DCS/TDCS的子系统。 （6）大系统同DCS/TDCS，如TDC3000、CENTUMCS、WDPFI、MOD300。 （7）PLC网络如Siemens公司的SINECL1、SINECH1、S4(错了，去掉)、S5、S6(错了，去掉)、S7等，GE公司的GENET、三菱公司的MELSECNET、MELSECNET/MINI。 （8）主要用于工业过程中的顺序控制，新型PLC也兼有闭环控制功能。 （9）制造商：GOULD（美）、AB（美）、GE（美）、OMRON（日）、MITSUBISHI（日）、Siemens（德）等。DCS或TDCS （1）分散控制系统DCS与集散控制系统TDCS是集4C（Communication，Computer， Control、CRT）技术于一身的监控技术。 （2）从上到下的树状拓扑大系统，其中通信（Communication）是关键。 （3）PID在中断站中，中断站联接计算机与现场仪器仪表与控制装置。 （4）是树状拓扑和并行连续的链路结构，也有大量电缆从中继站并行到现场仪器仪表。 （5）模拟信号，A/DD/A、带微处理器的混合。 （6）一台仪表一对线接到I/O，由控制站挂到局域网LAN。 （7）DCS是控制（工程师站）、操作（操作员站）、现场仪表（现场测控站）的3级结构。 （8）缺点是成本高，各公司产品不能互换，不能互操作，大DCS系统是各家不同的。 （9）用于大规模的连续过程控制，如石化等。 （10）制造商：Bailey（美）、Westinghous（美）、HITACH（日）、LEEDS & NORTHRMP（美）、SIEMENS（德）、Foxboro（美）、ABB（瑞士）、Hartmann & Braun（德）、Yokogawa（日）、Honewell（美国）、Taylor（美）等。3 FCS （1）基本任务是：本质（本征）安全、危险区域、易变过程、难于对付的非常环境。 （2）全数字化、智能、多功能取代模拟式单功能仪器、仪表、控制装置。 （3）用两根线联接分散的现场仪表、控制装置、PID与控制中心，取代每台仪器两根线。 （4）在总线上PID与仪器、仪表、控制装置都是平等的。 （5）多变量、多节点、串行、数字通信系统取代单变量、单点、并行、模拟系统。 （6）是互联的、双向的、开放的取代单向的、封闭的。 （7）用分散的虚拟控制站取代集中的控制站。 （8）由现场电脑操纵，还可挂到上位机，接同一总线的上一级计算机。 （9）局域网，再可与internet相通。 （10）改变传统的信号标准、通信标准和系统标准入企业管理网。 （11）制造商：美Honeywell 、Smar 、Fisher Rosemount、 AB/Rockwell、Elsag Bailey 、Foxboro 、Yamatake 、日Yokogawa、欧 Siemens、 GECAlsthom 、Schneider、 procesData、 ABB等。 （12）3类FCS的典型 1）连续的工艺过程自动控制如石油化工，其中“本安防爆”技术是绝对重要的，典型产品是FF、World FIP、ProfibusPA； 2）分立的工艺动作自动控制如汽车制造机器人、汽车，典型产品是ProfibusDP、CANbus； 3）多点控制如楼宇自动化，典型产品是LON Work、ProfibusFMS。 从上述基本要点的描述中，我们是否注意到一点，用于过程控制的三大系统，没有一个是针对电站而开发的，或者说，在他们开发的初期，都并非以电站做系统的首选控制对象。而在这些系统的使用说明中也绝不把电站做为首选适用范围，有的在适用范围中根本就不提电站。现在奇怪的是，这三大控制系统，尤其是DCS、PLC，都在电站得到了广泛应用，而且效果也非常好。三大控制系统之间的差异我们已经知道，FCS是由DCS与PLC发展而来，FCS不仅具备DCS与PLC的特点，而且跨出了革命性的一步。而目前，新型的DCS与新型的PLC，都有向对方靠拢的趋势。新型的DCS已有很强的顺序控制功能；而新型的PLC，在处理闭环控制方面也不差，并且两者都能组成大型网络，DCS与PLC的适用范围，已有很大的交叉。下一节就仅以DCS与FCS进行比较。在前面的章节中，实际上已涉及到DCS与FCS的差异，下面将就体系结构、投资、设计、使用等方面进行叙述。1 差异要点 ?DCS DCS系统的关键是通信。也可以说数据公路是分散控制系统DCS的脊柱。由于它的任务是为系统所有部件之间提供通信网络，因此，数据公路自身的设计就决定了总体的灵活性和安全性。数据公路的媒体可以是：一对绞线、同轴电缆或光纤电缆。 通过数据公路的设计参数，基本上可以了解一个特定DCS系统的相对优点与弱点。 （1）系统能处理多少I/O信息。 （2）系统能处理多少与控制有关的控制回路的信息。 （3）能适应多少用户和装置（CRT、控制站等）。 （4）传输数据的完整性是怎样