第二章汽车发动机燃油喷射系统

第五节汽车电&控制单无的楮构原理

1

电3控制器ECU的功用鸟徂咸

1、电子控制器ECU的功用

发动机控制系统ECU的功用是：接收各种传感器输出的发动机工况信号，根据ECU内部预先编制的控制程序和存储的试验数据＜通过数学计算机和逻辑判断确定适应发动机工况的点火提前角.喷油时间等参数,并将这些数据转变为电信号控制各种执行元件动作,从而使发动机保持最佳运行状态。发动机除了上述控制功能之外,还具有故障自诊功能（又称为备用功能）。

►ECU采集和处理各种传感器的输入信号,根据发动机工作的要求（喷油脉宽、点火提前角

等）,进行控制决策的运算，并输出相应的控

制信号。当前电控发动机中除了控制喷油外, 还控制点火、EGR、怠速和增压发动机的废气

阀等,由于共用一个ECU对发动机进行综合控

制,所以也被称为发动机管理系统。

2、汽车发动机电子控制器ECU的组成

电子控制器ECU ( Electronic Control Unit )又称为

电子控制组件或电子控制单元,通常称为车载ECU f简称ECU f是以单片机为核心而组成的电子控制装置,具有很强的运算和逻辑判断功能,ECU是汽车电子控制系统的控制中心。

汽车电子控制器ECU主要由输入回路.单片微型计算机（单片机）和输出回路三部分组成。输入回路和输出回路一般都与单片机一起制作在一个金属盒内,固定在车内不易受到碰撞的部位z如仪表下面或座椅下面等等。

控制单元的组成

组成:输入回路、模/数转换器、微型计算机（微机）和输出回路。

起动信号

自动变理器档位开关

空调开关制

动灯开关

其他开关

进气詈跑时压力冷却液溫度进毛温度诟电也电压氧传惑器

节毛门位Jt传感器曲轴位置務感器

开关显轴入

喷油器驱动电路

微其它输出

「■

模拟信处

号处理*理

器—i■-输出値号

―1■-点火馆号输出

正时和

---

燥靈处理

提前角和闭合

角控制i ■

—1■-诊新

---- -燃油泵

---- -急维摊♦!

---- --

---- -炭鹹屯磁阀

---- -空碉

---- -氣传感器加热器

---- 一进气增压控制

-耗油畳

-故障灯

------ 点火器

---- 一诊聊请求

---- -校暑测试

---- 故障灯

二、电&控制器ECU穡构原理

1、输入回路

输入回路又称为输入接口 ,由A/D转换器和数宇输入缓冲器两部分组成,缓冲器电路。主要包括整形电路■ 波形变换电路.限幅电路和滤波电路等等,内部结构框图如图5"所示。输入回路的功用是将传感器输入的各种信号变换成微机能够接收数字信号。

控制单元输入►各种传感器的信号输入ECU后z首先进入

输入回路进行处理，传感器输入的信

号不同,处理的方法也不同。

模拟信号

数字信号

时间

输

7W

入

n回

」L路

除去杂波

J1R一

正弦波f矩赫波

TL

12V-5V *

7

a ) b) c) d) e)

传感器］

+1ofe

r

电子控制器ECU［执行器| 110000011010

5

V 0N5

ovQFFT

输入回路

数

字

输

入

缓

冲

器

ovlflfi.

O J JH

5v m ov」一

输

入

端

口

O

单片机

输

出

端

口

” 显示装置驱动回路

输出回路

图5J电子控制器ECU内部结构图

2、单片机

单片机是将中央处理器CPU ( Central Processing Unit )稈傭器M ( Memory ).定时器/计数器.输入/输出

(I/O )接口电路等主要计算机部件集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。虽然单片机只是一块芯片，但其已经具有微型计算机的组成与功能,故称为单片微型计算机,简称单片机或微机。目前，汽车电控系统采用的单片机均为数字式单片机。

3、输出回路

输出回路是单片机与执行器之间的中继站，其功用是根据微机发出的指令,控制执行器动作。微机对采样信号进行分析.比较.运算后,由预左的程序形成控制指令并通过输出端子输出,由于微机只能输出微弱的电信号（如喷油脉冲.点火信号等）,电压一般为5V f不能直接驱动执行元件,因此必须通过输出回路对控制指令进行功率放大，译码或D/A转换f变成可以驱动各种元件的强电信号。当执行器（如E町旁通电磁阀.ECT锁止继

动阀.ECT蓄压器背压调节阀等）需要线圈的平均电流逐渐增大或逐渐减小。因为占空比频率较高,所以流过执行器电磁线圈的平均电流不会脉远变化。

三.电&控制器ECU工作过程

发动机启动时,电子控制器ECU进入工作状态,某些运行程序或操作指令从存储器ROM中调入中央处理单元CPU。这些程序可以控制燃油喷射・点火时刻.怠速转速等等。在CPU的控制下# _个个指令按照预先编制的程序有条不紊地进行循环。

在程序运行过程中,所需要的发动机工况信息由各种

传感器提供。当曲轴位置传感器CPS检测的发动机转速与转角信号（脉冲信号）■进气歧管压力传感器MAP检测

的负荷信号输入路进行信号处理。