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ECU功能介绍

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汽车发动机电子控制单元〔ECU〕

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功能说明书

一、概述

汽车发动机控制系统一般有进气系统、燃油供给系统、点火系统、电脑控制系统四大局部组成。进气系统由空气滤清器、空气流量计、节气门、进气总管、进气歧管等组成,它为发动机可燃混合气提供所需空气;燃油供给系统由燃油泵、燃油滤清器、燃油压力调节器、喷油器和供等组成,它为发动机可燃混合气提供所需燃油;点火系统为发动机提供电火花,它由点火电子组件、点火线圈、火花塞、高压导线等组成;电脑控制系统由电子控制单元〔ECU〕和各种传感器组成,它控制燃油喷射时间和喷射量以及点火时刻。

汽车发动机电子控制单元〔ECU〕是汽车发动机控制系统的核心 ,它可以根据发动机的不同工况,向发动机提供最正确空燃比的混合气和最正确点火时间,使发动机始终处在最正确工作状态,发动机的性能〔动力性、经济型、排放性〕到达最正确。

汽车发动机机电子控制单元〔ECU〕的主要功能: 1、燃油喷射〔EFI〕控制

⑴、喷油量控制

发动机控制器〔ECU〕将进气量和发动机负荷作为主要控制信号,以确定喷油脉冲宽度〔即根本喷油量〕,并根据循环水温度、进气温度、进气压力、尾气氧含量等信号修正喷油量,最后确定总喷油量。

⑵、喷油正时控制

采用多点顺序燃油喷射系统的发动机,ECU除了控制喷油量外,还要根据发动机各 缸的点火顺序,将喷油时间控制在最正确时刻,以使燃油充分燃烧。

⑶、断油控制 学习文档 仅供参考

减速断油控制:汽车在正常行驶中,驾驶员突然松开油门踏板时,ECU自动中断燃油喷射,直至发动机转速下降到设定的低转速时再恢复喷油。

超速断油控制:当发动机转速超过平安转速或汽车车速超过设定的最高车速时,ECU自动中断喷油,直至发动机转速低于平安转速一定值且车速低于最高车速一定值时恢复喷油。

⑷、燃油泵控制

当翻开点火开关后,ECU控制燃油泵工作3秒钟,用于建立必要的油压。假设此时发动机不起动,ECU控制燃油泵停止工作。在发动机起动和运转过程中,ECU控制燃油泵正常运转。

2、点火〔ESA〕控制

⑴、点火提前角控制

发动机运转时,ECU根据发动机的转速和负荷信号,计算相应工况下的点火提前

角,并根据发动机的水温、进气温度、节气门位置、爆震信号等修正点火提前角,最后得到一个最正确的点火正时。在点火正时前的某一预定角,ECU控制点火线圈的初级通电,在到达点火正时角时,ECU切断点火线圈初级电流并在次级线圈中感应出高压电使相应气缸的火花塞跳火,点燃混合气。

⑵、通电时间〔闭合角〕控制

点火线圈初级电路在断开时需要保证足够大的电流,以使次级线圈产生足够高的电压。与此同时,为防止通电时间过长而使点火线圈过热损坏,ECU根据蓄电池电压及发动机转速等信号,控制点火线圈初级电路的通电时间。

⑶、爆震控制

ECU接收到爆震传感器输入的信号后,对该信号进行处理并判断是否即将产生爆震。当检测到爆震信号后,ECU立即推迟发动机点火提前角,防止爆震产生。

3、怠速控制〔ISC〕

ECU根据怠速开关闭合信号判断发动机工作在怠工况。当发动机处于怠速工况时,ECU根据怠速节气门电位计的输出信号和发动机转速与目标转速之差决定怠速电机的旋转方向和旋转角度,调节怠速节气门的开度。当发动机实际转速低于目标转速时,电机正转,电机轴通过齿轮机构将节气门翻开一微小的开度,增加发动机进气量,使发动机转速增加;当发动机实际转速高于目标转速时,电机反转,将节气门关闭一微小的开度,减少发动机进气量,使发动机转速降低,逐渐逼近目标转速。

当发动机处于怠速工况时,假设发动机负荷增大〔如空调压缩机起动〕,ECU控制怠速电机调节怠速节气门开度来提高发动机转速,防止发动机熄火。 学习文档 仅供参考

4、排放控制

⑴、汽车尾气排放污染控制

在汽车发动机的排气管上安装三元催化转换器可净化排气中的CO、HC、和NOx三种有害气体成分,但三元催化转换器只能在空燃比接近理论值〔A/F=14.7:1〕的范围内起作用。在排气管中安装氧传感器,它可通过检测排气中氧的含量来获取混合气空燃比的上下。ECU根据氧传感器输入的信号,对喷油量进行修正,实现空燃比的反响控制,使混合气的空燃比接近理论空燃比,三元催化转换器能更有效地起净化作用,使有害气体的排放量降到最低,符合汽车尾气排放欧Ⅲ标准〔HC≤0.66%, CO≤2.1%, NOx≤5%,微粒≤0.1%〕。

⑵、废气再循环〔EGR〕控制

当发动机的废气排放温度到达一定值时,ECU根据发动机的转速和负荷信号,控制EGR阀的开启动作,使一定数量的废气进行再循环燃烧,以降低排气中NOx的排放量。

⑶、活性炭罐清污电磁阀控制

ECU根据发动机水温、转速和负荷等信号,控制活性炭罐清污电磁阀的开启工作,将活性炭吸附的汽油蒸气吸入进气管,进入发动机燃烧,降低汽油蒸气排放。

5、自诊断与报警

⑴、故障报警

当发动机电子控制系统出现故障时,ECU点亮仪表盘上的故障指示灯,提醒驾驶员发动机已出现故障,应立即检查修理。

⑵、故障记录

当发动机电子控制系统出现故障时,ECU将故障以代码的形式存储在ECU的存储器中,维修人员通过故障诊断插座,使用专用故障诊断仪调出故障信息,或故障指示灯的闪烁情况确定故障信息。

⑶、备用运行功能

假设汽车出现了故障就立即关闭电子控制系统,会给驾驶员带来很大的麻烦,为此发动机控制系统设有备用运行功能,以协助驾驶员将汽车开到汽车维修站。备用运行功能只有在发动机出现故障时才启用,此时正常运行功能被关闭,ECU用存储器中预先设定的参数代替传感器检测的信息来控制发动机,使发动机继续运行。如果故障被排除,正常功能立即投入使用,备用运行功能自动关闭。

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6、CAN总线接口

发动机ECU预留CAN通讯接口,以便与车内其他电子控制单元通过CAN总线方式进行数据通讯,形成车内局域网。

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二、系统结构框图 电池〔电源〕

空气流量传感器 进气温度传感器 冷却水温度传感器 进气压力传感器 节气门开度传感器 尾气氧含量传感器 爆震传感器 上止点位置传感器 曲轴位置传感器 车速传感器 点火开关 空挡起动开关 怠速开关 全负荷开关 空调请求信号 1、4缸点火线圈 3、2缸点火线圈 #1缸喷油器 #2缸喷油器 #3缸喷油器 #4缸喷油器 MCU 燃油泵继电器 怠速直流电机 炭罐电磁阀 空调工作继电器 废气再循环电磁阀 故障指示 故障诊断接口 CAN接口 学习文档 仅供参考

三、发动机控制系统的主要装置

1、各种传感器和开关信号

⑴、空气流量传感器

空气流量传感器安装在进气管道上,用来检测发动机进气量大小,并将进气量转变成1~5V信号输入到ECU,以供ECU计算喷油量和点火时间。

⑵、节气门位置传感器

节气门位置传感器安装在节气门体上,与节气门轴相连,驾驶员通过加速踏板操纵节气门的开度,节气门位置传感器将节气门的开度转换为0~5V信号输入到ECU,作为ECU判断发动机运行工况的依据。

⑶、进气温度传感器

进气温度传感器是一种NTC热敏式负温度系数传感器,其作用是将进入气罐的空气温度转变电信号输入到ECU,以便根据进气温度的变化调节喷油量的大小。

⑷、水温传感器

水温传感器是一种NTC热敏式负温度系数传感器,用来检测发动机冷却水的温度,作为对喷油和点火控制的修正信号。

⑸、曲轴位置传感器

曲轴位置传感器用来检测曲轴转角和发动机转速,作为喷油和点火控制的信号。

⑹、上止点位置传感器

上止点位置传感器用来检测气缸活塞上止点位置,作为ECU控制点火时刻的基准信号。有的曲轴位置传感器也可以检测上止点位置信号。

⑺、车速传感器

车速传感器是一种霍尔式速度传感器,ECU根据车速传感器检测到的汽车速度信号控制发动机的怠速和汽车加减速过程的空燃比。

⑻、爆震传感器

爆震传感器检测气缸有无爆震信号,将信号输送给ECU,当检测到爆震信号后,ECU立即推迟发动机点火提前角,防止爆震产生。

⑼、氧传感器

氧传感器通过检测排气中氧的含量来获取混合气空燃比的上下。ECU根据氧传感器输入的信号,对喷油量进行修正,使混合气的空燃比接近理论空燃比。

⑽、点火开关信号

当点火开关接通“点火〞挡位时,向ECU提供点火信号,控制发动机点火。 学习文档 仅供参考

⑾、空挡起动开关信号

检测自动变速器的挡位开关是否在空挡位置。

⑿、空调〔A/C〕选择、请求信号

当空调接通时向ECU提供信号,告之发动机负荷增加。

2、执行器

⑴、电动燃油泵

电动燃油泵的主要任务是供给燃油系统足够的具有规定压力的汽油。ECU通过控制燃油泵继电器来控制电动燃油泵的启动/停止。

⑵、电磁喷油器

电磁喷油器是发动机电控油喷射系统的一个关键的执行器,它接受ECU送来的喷油脉冲信号,喷油脉冲宽度决定喷油器针阀开启时间,即决定喷油量大小。

⑶、怠速控制阀

怠速控制阀的主要作用是控制发动机的怠速转速。ECU对发动机怠速的控制包括两的方面,一方面是发动机在正常怠速运转时稳定怠速转速,做到防止发动机熄火和降低油耗的目的;另一方面是在发动机怠速运转状态下,当发动机的负荷增加〔例如接通空调、动力转向等〕情况下,自动提高怠速转速,防止发动机因负荷增加而导致熄火。

⑷、点火线圈

由ECU控制点火线圈初级电流通断并在次级线圈中感应出高压电使相应气缸的火花塞跳火,点燃混合气。

⑸、活性炭罐清污电磁阀

ECU根据发动机水温、转速和负荷等信号,控制活性炭罐清污电磁阀的开启工作,回收燃油系统的汽油蒸汽。

⑹、废气再循环电磁阀

ECU控制废气再循环电磁阀的开启动作,使一定数量的废气进行再循环燃烧,以降低气罐燃烧温度,从而降低NOx的产生。

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四、控制功能说明

1、喷油量控制

ECU对喷油量的控制是通过控制输出到喷油器电磁线圈的脉冲宽度来实现的,喷油量与脉冲宽度成正比。喷油脉冲宽度控制范围为2~10mS。

发动机在不同工况下运转,对混合气浓度的要求也不同。特别是在一些特殊工况下(如起动、急加速、急减速等),对混合气浓度有特殊的要求。电脑要根据有关传感器测得的运转工况,按不同的方式控制喷油量。喷油量的控制方式可分为起动控制、运转控制、断油控制和反响控制。

⑴、起动喷油量控制

起动时,发动机由起动马达带动运转。由于转速很低, 转速的波动也很大,因此这时空气流量传感器所测得的进气量信号有很大的误差。基于这个原因,在发动机起动时,ECU不以空气流量传感器的信号作为喷油量的计算依据,而是按预先给定的起动程序来进行喷油控制。ECU根据起动开关及转速传感器的信号,判定发动机是否处于起动状态,以决定是否按起动程序控制喷油。即ECU判定发动机处于起动状态的条件为:

① 起动开关闭合;

② 发动机转速低于300转/分。 在起动喷油控制程序中,ECU按发动机水温、进气温度、起动转速计算出一个固定的喷油量。这一喷油量能使发动机获得顺利起动所需的浓混合气。冷车起动时,发动机温度很低,喷入进气道的燃油不易蒸发。为了能产生足够的燃油蒸气,形成足够浓度的可燃混合气,保证发动机在低温下也能正常起动,必须进一步增大喷油量。由ECU控制,通过增加各缸喷油器的喷油持续时间来增加喷油量。所增加的喷油量及加浓持续时间完全由ECU根据进气温度传感器和发动机水温传感器测得的温度上下来决定。发动机水温或进气温度愈低,喷油量就愈大,加浓的持续时间也就愈长。

⑵、运转喷油控制

在发动机运转过程中,ECU主要根据进气量和发动机负荷来计算喷油量,此外,还要参考节气门开度、发动机水温、进气温度、大气压力及怠速工况、加速工况、全负荷工况等运转参数来修正喷油量,以提高控制精度。

由于ECU要考虑的运转参数很多,为了简化ECU的计算程序,通常将喷油量分成根本喷油量、修正量、增量三个局部,并分别计算出结果。然后再将三个局部叠加在一起,作为总喷油量来控制喷油器喷油。

1) 根本喷油量:根本喷油量是根据发动机每个工作循环的进气量,按理论混合比(空燃比14.7 :1) 计算出的喷油量。

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2) 修正量:修正量是根据进气温度、大气压力等实际运转情况,对根本喷油量进行适当修正,使发动机在不同运转条件下都能获得最正确浓度的混合气。修正量的内容为:

① 进气温度修正:进气温度越高,进气氧含量越少,适当减少喷油量; ② 进气压力修正:进气压力越高,进气氧含量越多,适当增加喷油量; ③ 蓄电池电压修正:蓄电池电压变化时,自动对喷油脉冲宽度加以修正,以14V为根底按0.15ms/V进行修正。

3) 增量:增量是在一些特殊工况下(如暖机、加速等),为加浓混合气而增加的喷油量。加浓的目的是为了使发动机获得良好的使用性能(如动力性、加速性、平顺性等)。加浓的程度可表示为:

① 暖机增量: 在冷车起动结束后的暖机运转过程中,发动机的温度一般不高。在这样较低的温度下,喷入进气歧管的燃油与空气的混合较差,不易立即汽化,容易使一局部较大的燃油液滴凝结在冷的进气管道及气缸壁面上,结果造成气缸内的混合气变稀。因此,在暖机过程中必须增加喷油量。暖机增量比的大小取决于水温传感器所测得的发动机温度,并随着发动机温度的升高而逐渐减小,直至温度升高至80度时,暖机加浓结束。

② 加速增量: 在加速工况时,ECU能自动按一定的增量比适当增加喷油量,使发动机能发出最大扭矩,改善加速性能。ECU根据节气门位置传感器测得的节气门开启的速率鉴别出发动机是否处于加速工况。

③ 大负荷增量: 局部负荷工况是汽车发动机的主要运行工况。在这种工况下的喷油量应能保证供给发动机的混合气具有最经济的成分, 通常应稀于理论混合比。在大负荷及满负荷工况下, 要求发动机能发出最大功率, 因而喷油量应比局部负荷工况大, 以提供稍浓于理论混合比的功率混合气。大负荷信号由节气门开关内的全负荷开关提供, 或由ECU根据节气门位置传感器测得的节气门开度来决定。当节气门开度大于70度时,ECU按功率混合比计算喷油量。

⑶、断油控制

断油控制是ECU在一些特殊工况下,暂时中断燃油喷射,以满足发动机运转中的特殊要求。它包括以下几种断油控制方式: ① 超速断油控制

超速断油是在发动机转速超过允许的最高转速时,由ECU自动中断喷油,以防止发动机超速运转,造成机件损坏,也有利于减小燃油消耗量,减少有害排放物。超速断油控制过程是由ECU将转速传感器测得的发动机实际转速与控制程序中设定的发动机最高极限转速(一般为6000~7000转/分)相比较。当实际转速超过此极限转速时,ECU就切断送给喷油器的喷油脉冲,使喷油器停止喷油,从

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而发动机转速进一步升高;当断油后发动机转速下降至低于极限转速约100转/分时,断油控制结束,恢复喷油。 ② 减速断油控制

汽车在高速行驶中突然松开油门踏板减速时,发动机仍在汽车惯性的带动下高速旋转。由于节气门已关闭,进入气缸的混合气数量很少,在高速运转下燃烧不完全,使废气中的有害排放物增多。减速断油控制就是当发动机在高转速运转中突然减速时,由电脑自动中断燃油喷射,直至发动机转速下降到设定的低转速时再恢复喷油。其目的是为了控制急减速时有害物的排放,减少燃油消耗量,促使发动机转速尽快下降,有利于汽车减速。

减速断油控制过程是由ECU根据节气门位置、发动机转速、水温等运转参数,作出综合判断,在满足一定条件时,执行减速断油控制。这些条件是: ● 节气门位置传感器中的怠速开关接通; ● 发动机水温已达正常温度; ● 发动机转速高于某一数值。

该转速称为减速断油转速,其数值由电脑根据发动机水温、负荷等参数确定。通常水温愈低,发动机负荷愈大(如使用空调时),该转速愈高。当上述三个条件都满足时,ECU就执行减速断油控制,切断喷油脉冲。上述条件只要有一个不满足(如发动机转速己下降至低于减速断油转速),ECU就立即停止执行减速断油,恢复喷油。 ③ 溢油消除

起动时汽油喷射系统向发动机提供很浓的混合气。假设屡次转动起动马达后发动机仍末起动,淤集在气缸内的浓混合气可能会浸湿火花塞,使之不能跳火。这种情况称为溢油或淹缸。此时驾驶员可将油门踏板踩到底,并转动点火开关,起动发动机。ECU在这种情况下会自动中断燃油喷射,以排除气缸中多余的燃油,使火花塞枯燥。ECU只有在点火开关、发动机转速及节气门位置同时满足以下条件时,才能进人溢油消除状态: ●点火开关处于起动位置; ●发动机转速低于500转/分; ●节气门全开。

因此,电子控制汽油喷射式发动机在起动时,不必踩下油门踏板,否那么有可能因进入溢油消除状态而使发动机无法起动。 ④ 减扭矩断油控制

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装有电子控制自动变速器的汽车在行驶中自动升档时,控制变速器的电脑会向汽油喷射系统的电脑发出减扭矩信号。汽油喷射系统的电脑在收到这一减扭矩信号时,会暂时中断个别气缸(如2、3缸)的喷油,以降低发动机转速,从而减轻换档冲击。

⑷、反响控制

燃油喷射系统进行反响控制的传感器是氧传感器,反响控制(闭环控制)是根据排气中氧含量的变化,测定出进入发动机燃烧室混合气的空燃比值,把它输入电脑与设定的目标空燃比值进行比较,根据差值调节电磁喷油器喷油量,使空燃比保持在设定目标值附近。因此,闭环控制可到达较高的空燃比控制精度,并可消除因产品差异和磨损等引起的性能变化,工作稳定性好,抗干扰能力强。但是,对特殊的运行工况,如发动机起动、加速、满负荷等需加浓混合气的工况,仍需采用开环控制,使电磁喷油器按预先设定的加浓混合气配比工作,充分发挥发动机的动力性能。所以ECU对喷油量的控制采用开环和闭环相结合的控制方式。

2、喷油正时控制 燃油喷射采用多点顺序喷射方式,在发动机运转期间,由ECU控制喷油器按进气行程的顺序轮流喷射燃油。喷油正时由ECU根据曲轴位置传感器输入的信号判别各缸的进气行程,并适时输出喷油脉冲信号,进行顺序喷射,喷射时序示意图如下:

图1 燃油喷射时序示意图

图中曲轴转角0º对应1缸压缩行程上止点位置,上止点位置传感器检测到的上止点位置信号实际上比该角度提前一定的角度θ。气缸工作一个工作循环曲轴转过角度为720º,曲轴位置传感器产生n个交变信号〔n为曲轴位置传感器齿盘轮齿个数〕,上止点位置传感器在1缸压缩行程上止点位置前θ角产生1个交变信号,ECU根据这些信号及喷油脉冲宽度计算每缸的喷油正时,使该缸进气行程开始时喷油结束。

3、点火控制

发动机运转时,ECU根据发动机的转速和负荷信号,计算相应工况下的点火提前角,学习文档 仅供参考

并根据发动机的水温、进气温度、爆震信号等修正点火提前角,再根据曲轴位置传感器信号判别曲轴转速、位置及几缸处于压缩行程上止点,然后控制点火线圈电火。点火系统可采用无分电器同时点火方式,每两个气缸合用一个点火线圈,对两个气缸同时点火。两缸同时点火的组合原那么是:一缸工作在压缩行程,另一缸工作在排气行程。对于4缸发动机,#1、#4缸共用一个点火线圈,#3、#2缸共用一个点火线圈。

⑴、点火提前角

从火花塞点火至压缩行程上止点的曲轴转角称为点火提前角Фig。点火提前角的选择应满足以下要求:

① 发动机输出功率最大; ② 燃油经济性最好; ③ 气缸不发生爆震 ④ 排放指标好。

发动机运行时,加大点火提前角可增大发动机输出转矩,但容易产生爆震;减小点火提前角可防止爆震,但输出转矩变小。ECU主要依据以下条件来调整点火提前角:

① 发动机转速上升时,加大点火提前角; ② 发动机负荷增加时,减小点火提前角; ③ 进气温度越低,点火提前角越大; ④ 发动机水温越低,点火提前角越大;

⑤ 爆震传感器检测到爆震信号时,点火提前角减小15º。

⑵、点火闭合角

点火闭合角是指从点火线圈初级开始通电到点火线圈初级断电点火曲轴转过角度。对点火闭合角的控制,在保证点火线圈初级断电时次级能产生足够高的点火电压的前提下,点火闭合角尽量小。点火闭合角根本值根据点火线圈确定,发动机运行时ECU根据蓄电池电压和发动机转速进行修正,修正值不超过根本值的15%。

① 蓄电池电压变低时,点火闭合角增大; ② 发动机转速升高时,点火闭合角变小。

⑶、点火时序 ECU根据检测到的曲轴位置信号和上止点位置信号,控制各缸的点火时序。4缸发动机点火时序如以下列图所示:

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4、怠速控制阀

怠速控制阀有步进电机式和线性脉冲电磁阀式两种,其中步进电机式怠速控制阀应用较多,效果更好。ECU根据节气门怠速开关信号和车速信号判断发动机怠速工况,然后根据水温信号、空调开关信号等负荷情况控制步进电机旋转,调节怠速控制阀开度,从而调节旁通空气量,使发动机转速到达目标转速。

图2 发动机点火时序图

步进电机式怠速控制阀控制内容如下:

⑴、起动初始位置确实定:为改善发动机再起动性能,在点火开关断开后,ECU控制怠速控制阀处于全开位置,以使下次起动容易。

⑵、起动控制:发动机起动时,由于怠速控制阀预先设定在全开位置,经过怠速控制阀的附加空气量最大,发动机最容易起动。但发动机起动后,假设怠速控制阀仍保持在全开状态,怠速转速会过高。ECU存储器程序中存储有怠速控制时与发动机冷却水温度对应的怠速控制阀开度数据表和发动机转速数据表,在发动机起动期间或起动后,发动机转速超过由冷却水温度确定的值时,要求ECU控制步进电机,关小阀门到由冷却水温度确定的位置。

⑶、暖机控制:在暖机时,根据冷却水所确定的位置,怠速控制阀逐渐关闭。

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当冷却水温度到达70℃时,暖机结束,发动机转入正常运转。

发动机暖机起动后,发动机的怠速转速应能到达规定的快怠速转速1500r/min;在发动机水温到达正常温度70℃后,怠速转速应下降到正常怠速值,一般为750r/min。发动机经过暖机水温到达正常温度后,假设翻开空调开关,发动机转速从750r/min升到1000r/min左右。

⑷、反响控制:发动机在怠速工况下,水温到达正常温度且发动机负荷不变时, ECU根据发动机的实际转速与预先存储的目标转速相比较,如果发动机的实际转速低于目标转速,ECU会控制怠速控制阀将阀门开大,反之,如果发动机的实际转速高于目标转速,ECU会控制怠速控制阀将阀门关小。

⑸、发动机负荷变化的控制:发动机怠速运转时,如空档起动开关、空调开关接通或断开,都会使发动机的负荷发生变化。为防止发动机因负荷变化而引起发动机熄火或怠速波动,在转速出现变化前,ECU控制怠速控制阀开大或关小。 ⑹、电器负载增大时的怠速控制:在怠速运转时,使用的电器负载增大到一定程度时蓄电池电压会降低。为保证系统工作电压正常,需要控制控制怠速控制阀开大增加空气量,提高发动机的怠速转速,提高发动机的输出电能。 ⑺、学习控制:ECU通过控制步进电机的正反转步数,确定怠速控制阀的位置,到达调整怠速的目的。但发动机在使用期间,性能会发生变化。虽然怠速控制阀的位置未变,怠速转速也可能会与初始的数值不同。这时ECU利用反响控制,使发动机的转速到达目标值,同时,ECU将步进电机转过的步数存储起来,在以后的怠速控制中使用。

5、燃油泵控制

⑴、当接通点火开关后,ECU控制燃油泵工作3秒钟,用于建立必要的油压;

⑵、点火开关接通3秒钟后,如果发动机转速高于30r/min,燃油泵继续运转;如果发动机转速低于30r/min,燃油泵停止运转。

⑶、发动机熄火时,燃油泵停止运转。

6、炭罐电磁阀控制

发动机在运转时,ECU根据发动机水温、转速等信号控制炭罐电磁阀工作。

同时满足以下条件时炭罐电磁阀开启: ⑴、发动机水温大于或等于60℃; ⑵、发动机转速大于或等于2000r/min 学习文档 仅供参考

满足以下条件之一时炭罐电磁阀关闭: ⑴、发动机水温小于50℃;

⑵、发动机转速大于或等于1500r/min

7、废气再循环〔EGR〕电磁阀控制

废气再循环阀的开度随节气门的开度增大而增大,即废气再循环量随发动机负荷的增大而增大。

满足以下条件之一废气再循环阀关闭: ⑴、发动机起动时; ⑵、怠速开关闭合时;

⑶、发动机水温低于70℃时;

⑷、发动机转速低于900r/min或高于3200r/min。

当不满足上述条件时,ECU根据发动机转速和进气量确定EGR率,控制废气再循环阀开度。EGR率最大不超过25%。

再循环排气量 EGR率 =

空气进气量 + 再循环排气量

8、故障诊断

当发动机控制系统出现故障时,ECU能对故障进行诊断,并以故障码形式存储起来,通过仪表盘故障指示灯闪亮报警。

⑴、故障指示灯

① 无故障时,将点火开关转到ON位置,故障指示灯点亮,发动机起动后,故障指示灯熄灭。

② 有故障时,将点火开关转到ON位置,故障指示灯点亮;发动机起动后,故障指示灯不熄灭。

③ 短接故障诊断插座的诊断短接端子,将点火开关转到ON位置,但不起动发动机。无故障时,故障指示灯常亮;有故障时,按以0.5秒为周期闪烁故障码后停1秒的方式循环显示故障码。例如出现代码为3和5的故障,故障指示灯闪烁的波形如下:

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故障代码3

0.5S

故障代码5

1S

⑵、故障记录

ECU将检测到的故障分为“永久性故障〞和“临时性故障〞,并将其以故障码的方式存储。如果ECU检测到某个故障连续出现时间超过500mS,此故障被确定为“永久性故障〞。此后如果此故障消失,此故障被确定为“临时性故障〞。在连续50次起动发动机都没有检测到此故障,MCU自动去除该临时性故障记录。

⑶、故障代码表 故障码 故障名称 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 进气温度传感器故障 水温传感器故障 空气流量传感器故障 进气压力传感器故障 节气门位置传感器故障 氧传感器故障 曲轴位置传感器故障 爆震传感器故障 车速传感器故障 蓄电池电压 喷油器故障 点火线圈故障 怠速控制阀故障 炭罐控制阀故障 EGR控制阀故障 判别依据 进气温度测量值大于90℃或小于-40℃ 水温测量值大于110℃或小于-40℃ 节气门开度变化时空气流量测量值没有相应变化或超过最大值 进气压力测量值大于或小于正常大气压一定值 怠速开关闭合时节气门位置信号电压应为0V 发动机运转时没检测到曲轴位置传感器输出的交变信号 蓄电池电压高于14V或低于10V 无点火反响信号 备用方式 20℃ 80℃ 根据节气门开度确定 正常大气压 混合气加浓工况氧传感器应输出1V电压 点火提前角推迟15º 学习文档 仅供参考

ECU〔Electronic Control Unit〕电子控制单元,又称“行车电脑〞、“车载电脑〞等。从用途上讲那么是汽车专用微机控制器。它和普通的电脑一样,由微处理器〔CPU〕、存储器〔ROM、、RAM〕、输入/输出接口〔I/O〕、模数转换器〔A/D〕以及整形、驱动等大规模集成电路组成。用一句简单的话来形容就是“ECU就是汽车的大脑〞。

ECU改装是什么?

改装ECU,就是通过改变处理问题的方法〔原先设定好的ECU程序〕,来到达改变发动机运行的目的。所谓的“ECU程序〞,其实就是一套运算法那么,它存放在储存器内,对从输入设备经控制器转化而来的信号,处理生成对应的指令信号,从输出设备传输出去。于是,我们对于ECU参数的修改,实际上就是在修改运算法那么。

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然而这时问题就出现了,当输入信号超过ECU内默认的正常值〔过多或过少〕,不仅调校无效,更加有可能亮起故障信号灯。这时我们能做的,是让这个信号不超出正常值;要么干脆放弃这个原装设定的法那么,当然就是不用原装电脑;又或者狡猾地用另外一套电脑实现你的运算法那么,而同时让它“骗〞原厂ECU。

ECU改装的方式

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这就引入到三种ECU改装的方式了。ECU改装只是一个笼统的说法,这当中又可以分为直接改变ECU运算器硬件的改装与改变内部程序的改装。“行骗〞的方式主要有三种。

1 替换式

直接改变ECU运算器硬件,就是我们在赛车场非常常见的“替换式电脑〞,用“全职替换式ECU〞控制发动机,例如Motec、Haltech等品牌,就是较为著名的全取代式电脑,这种改装通常都是搭配重度的发动机硬件改装使用,由于改装后发动机的工作温度、进气量、喷油量、压缩比等数据大大超出原厂设定范围,也就是说发动机经过了非常大的改装作业后,原厂ECU完全无法满足硬件的需求时,这种竞技型产品是最适宜的选择。 替换式电脑完全无需考虑到原厂数据的局限性,所有数据任由技师随意设定。虽说替换式电脑有着无比强大的可调性,但这种电脑也正因没有固定的形式与规格,一切需要从头开始。使得对技师的要求非常之高。至于多困难,光是让车辆正常启动后怠速稳定,一两天的调校时间一点也不稀奇,所以这种替换式电脑多用于不计本钱的职业车队。

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2 写入式

而写入式改装ECU那么保存了原厂ECU硬件局部,采用将新的运行管理程序写入ECU程序的方法,因为改变了原厂设定程序,写入式ECU又称改写ECU或民间常说的刷电脑。这种改装方式虽然受原厂ECU与传感器所限,可调整范围相对较小,但由于不会破坏原厂其他功能的使用以及更为稳定平安的特点,近年来受到了更多改装玩家的青睐。

许多品牌都会推出对应特定车型的ECU程序,目前较为流行的一些写入式ECU改装品牌更是宣传其设定的ECU程序会针对当地油品、气候等因素,亦可选择低扭增强型、峰值马力增高型甚至是比原厂更省油的ECU改装程序。

3 外挂式

外挂式改装ECU,简单说就是通过将信号“偷偷〞更换,欺骗带有保护程序的ECU来到达改变执行程序的目的。首先,外挂ECU将各个传感器所反响回ECU的信号进行拦截,针对需要调整的信号进行修改〔可以理解为作弊,目的是骗过原厂ECU〕,将本来超过原厂ECU认可上限的信号变成正常信号输入原厂ECU,ECU接收到“正常信号〞后将原厂设定的执行程序输出至外挂ECU,这时外挂ECU再将信号进行修改〔这时原厂ECU发出的指令并不适合执行元件进行工作〕。

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在上述一系列动作之后,一次成功的欺骗算是完成了。外挂式改装ECU可调范围介于其他两种方式之间。但由于现代汽车ECU的性能越来越强大,自我保护程度更高,外挂式电脑的操作难度也越来越大。

总的来说,三种方式各自有自己的优缺点,替代式适合重度改装甚至竞技改装,刷写式适合原装ECU保护性较强以及轻度改装,外挂式的电脑那么适合轻度至中度的改装,并且对应较为容易修改数据的原装ECU。

发动机ECU的控制理论: 我们还是有必要了解一下发动机ECU的控制原理:首先,我们的发动机工作状态是一个闭环控制:通过固定的程序〔不同工况下的空燃比以及点火正时〕设定好发动机的工作规律。然后在排气管参加氧传感器,用氧传感器判断发动机的工作状态,油量多了还是少了;在汽缸参加爆震传感器,判断点火正时是提前了还是延后了;水温传感器,可以判断发动机燃烧室温度是否正常来修正供油量,保护发动机,等等。将这些情况发送到ECU,然后ECU就会根据它们的反响,不断地调整喷油量以及点火正时。

ECU通过各种传感器〔包括温度传感器、压力传感器、旋转传感器、流量传感器、位置传感器、氧气传感器、爆震传感器等〕收集发动机的各局部工作状态信息,由负责传输的线路发送至ECU。在ECU接收了这些信号之后,就会对各种信号进行分析,便会得知发动机各部件功能处于什么样的状态,运作情况如何的信息,然后根据事先写好的程序自动运算,在这个状态下应该让哪些执行元件做哪些事情,继而将指令发送到执行元件,命令执行元件工作。

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『这是临时制作的闭环控制示意图。如果“氧剩余量反响〞去掉,那就是不带反响的开环控制。目前所有的ECU都采用闭环控制,使得发动机管理更精确。』

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做个简单的比喻:整个过程就好似一根绒毛,轻轻的触碰到你的鼻孔,鼻毛〔传感器)便会把触控的信息传至大脑〔ECU〕,然后大脑就对信息进行分析,确实有异物进入鼻孔了,接着便会对鼻孔的各局部发出指令,命令鼻孔进行气体喷射,然后到达清理异物的目的,如果异物造成的影响超出了系统可以承受的范围,随之会伴随着各种巨大的喷嚏响声〔信号警报,故障码爆出〕。

ECU改装原理

我们已经了解到发动机的控制系统简单来说是由三局部组成的,即传感器Sensor、控制单元ECU以及执行元件,理论上只要这三大系统都在正常工作,发动机就可以正常运转〔其他硬件正常状态时〕,但正常工作只是内燃机工作的最低要求。抛开发动机排量、零部件强度、精度、进排气系统、点火、供油系统、冷却系统等部件的性能不说,单就ECU程序设定而言,原厂车型设定的ECU程序会顾虑到车辆的尾气排放性能、燃油经济性、耐用性等问题,甚至会顾及到是否适用于城市道路行驶〔动力输出特性,强调低扭输出〕。

原装电脑会根据发动机不同负载以及转速,设定一个最为稳定的喷油以及点火参数,既不会使得燃烧温度过高,也不会使混合气过浓或过稀,同时考虑到不同地区的燃油品质差异〔点火时间控制保守〕。但是既然是广泛适用,那么这个设定一定是较为保守的。通过改变ECU程序来更加精确化的控制喷油量、点火正时等就可以提升发动机的燃烧效率或者动力性能。亦或是两者兼顾。 学习文档 仅供参考

我们首先要明白一个道理,内燃机是通过燃烧燃料,爆炸而产生动力的,那么燃料与空气之间的配比就非常重要。稀薄的混合气〔空燃比大于14.7〕能省油,浓混合气〔空燃比小于14.7〕可以提供更大的动力。当然,所谓的浓或者稀,一定是在保证发动机在正常工作状态之下,过低或者过高的混合比例,都不能得到好的工况,不同发动机工况下的空燃比调校也会有所不同,一切要视具体情况而定。

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拿空燃比举例,性能改装必定不是单纯一个方面的改变,往往需要搭配其他部件一同变化,比方供油系统等,而往往是因为加大马力之后,为了减少爆震和和更好的为发动机散发热量便会会调多喷油量,所以涉及动力性能的提升往往都会较未改装前费油,而提升动力性能后为什么会出现喷黑烟甚至是喷火的现象那就不难理解了。

改装ECU会影响发动机寿命吗? 我想这一定是大家最为关心的一个问题了,没错,经过ECU的改装,我们可以得到更加强劲的动力,但这是我们同样会担忧发动机是否会吃的消。其实这个问题并不难解决,首先,对于动力提升不大的改装来说,原厂发动机结构、材质设计完全可以承受所增加的功率输出,通过对空燃比与点火正时的精确调整来提高输出,对于油品的要求会更高,只要不乱用劣质汽油与辛烷值不够的汽油,就没有问题。另外对于调校与改装幅度比较大的车来说,需要另外追加冷却系统来帮助发动机降温,重度改装的话当然要强化〔更换〕发动机内胆,所以耐用度是一个相对而言的问题,无法给出绝对的答案。 为什么涡轮增压发动机的ECU经升级后,功率和扭矩的提升会比自然吸气发动机要大那么多? 其实这个不难理解,涡轮增压器的增压值是可以调节的,增压值增大,带来的结果是进气密度增加,同等体积下氧分子含量会增加,只要供油点火局部进行跟进,马力自然提升明显,但相对于自然进气发动机,对油品、温度等要求也更加苛刻与敏感,大马力当然对发动机硬件局部的强度要求也更高。

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