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电控单元的具体功能介绍电控单元的作用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?DCSDCS 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
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