1 ECU 概述 ECU 即 Engine Control Unit,又叫发动机电脑。主要执行发动机的点火、程控喷油等功能
ECU 的核心功能是其电控汽油喷射系统 (EFI),其利用安装至发动机上的各种传感器测出发动机的各种运行参数,按照控制程序精确地控制喷油器的喷油量,使发动机在各种工况下都能获得最佳空燃比的可燃混合气
典型的电控汽油喷射系统有:
1.1 Bosch D 型最早用在汽车发动机上的电控多点间隙式汽油喷射系统。
以进气管的压力和发动机的转速作为基本控制参数
结构:
油箱汽油由电动汽油泵吸出并加压至0.35MPa左右,经汽油滤清器除杂后被送到燃油分配管,燃油分配管与各缸进气歧管上的喷油器相通,燃油分配管装有油压调节器,用来调节油压使其保持稳定,多余的汽油经回油管返回油箱。
发动机的进气量由油门踏板操纵节气门来控制,节气门开度越大,进气量就越多,进气管压力也就越大,反之亦然,安装至进气管的压力传感器将进气压力转变成电信号传给ECU
喷油器的喷油量和喷油时刻由ECU控制,ECU首先根据曲轴转角传感器的信号获得发动机的转速,再根据转速和进气压力计算出相应的喷油量,并通过控制喷油持续时间来控制喷油量。ECU还根据曲轴转角传感器发出的第一缸上止点信号,控制各缸喷油器在进气行程开始之前进行喷油。由于每个喷油器在发动机的一个循环中只喷油一次,每次喷油的持续时间仅为2-10ms,即喷油是间断进行的,故称间歇式喷射
ECU据进气压力和发动机转速计算出的基本喷油量,还须根据发动机的运行状况加以修正:
1. 发动机启动时 点火开关置于启动位置,ECU收到启动信号,ECU据此信号增加每次喷油的持续时间,以增加喷油量、提供启动所需的浓混合气。在发动机启动后再逐渐减少喷油量
2. 发动机低温下启动时
利用装置进气管上的冷启动喷嘴,向进气管加大喷油量,再次加浓混合气,是发动机在低温下能够顺利启动
3. 发动机怠速工作时
此时节气门接近关闭,节气门位置传感器中的怠速触点闭合,ECU指令喷油器增加喷油量,提供浓混合气,以维持怠速运转的稳定性,并将怠速的有害排放控制在最低水平
4. 发动机中心负荷下运转时
ECU 根据发动机的温度传感器(冷却液温度)和进气温度传感器的信号,对基本喷油量进行修正,以满足发动机供给经济混合气的要求
5. 发动机在全负荷工作时
此时,节气门全开,节气门位置传感器中的全负荷触点闭合,ECU按照供给发动机功率混合气的要求增加喷油量,实现全负荷加浓,以使发动机发出最大功率
D 型汽油喷油系统结构简单,工作可靠。但控制精度稍差,当大气气压有较大变化时,汽车加速反应不良。现代汽车上用的都是经过改进的,如采用运算速度快 内存容量大的单片机,完善控制功能等。
奔驰250CE,奔驰280SE,丰田HIACE,丰田CROWN等轿车均采用D型汽油喷射系统
1.2 Bosch L 型L 型是在 D 型的基础上,在20世纪70年代发展起来的多点间隙式汽油喷射系统。
其构造和工作原理与 D 型基本相同,只是 L 型采用翼片式空气流量计直接测量发动机的进气量,并以发动机的进气量和发动机转速作为基本控制参数,从而提高了喷油量的控制精度。
ECU读入的参数包括:进气管空气流量传感器测得的进气量,分电器内的曲轴位置传感器测得的发动机转速,发动机温度传感器测得的冷却液的温度,进气温度传感器测得的进气温度,排气歧管内的氧气传感器测得的氧气含量,以及节气门位置传感器测得的节气门位置及其运动状态!
然后ECU根据进气量和发动机转速计算出基本喷油量 Tp = k x (QIN)
再根据进气温度和冷却液温度查表确定温度修正参数 Te
确认发动机在未充分预热的情况下加速(冷加速)的修正系数 Ae 和突然加速时的修正系数 RAe
ECU 再根据氧传感器确定排气修正系数 Exc
综合各修正系数,最终修正系数为 Tc = (1 + Te + Ae + RAe + Exc)
然后将 Tc 和最大值 Cm 比较,如果 Tc > Cm,则 Tp = Cm,以避免发动机在低温加速或突然加速时喷油量过多
最终喷油量为:Tau = Tp x Tc
L 型系统应用广泛,目前的应用大多进行了若干改进,如完善主要组件的结构和性能,扩展电控单元的控制功能等,以期提高发动机的经济性、动力性和排放性。如丰田 PREVIA, CAMRY 等
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