发动机电脑控制系统,俗称发动机电控系统。主要包括汽油机进气控制系统、电控燃油喷射系统、电控燃油点火系统、发动机怠速控制系统、废气再循环控制系统、气缸变排量控制系统、可变压缩比系统、柴油机电控系统等。
而从硬件结构上主要由外部传感器、ECU、执行机构组成。其中作为控制系统的核心模块ECU主要由输入接口、微处理器、输出接口组成。
ECU除控制功能外,还具有故障自诊断功能。即在发动机运行过程中,ECU对部分传感器传输的信号进行监测与鉴别。当发现某传感器传输信号超过规定的范围时,ECU将判断该传感器或相关线路产生故障,并将故障信息代码储存在存储器中,以便维修和调用。与此同时将以一个设定的数据或用其他传感器提供的信号,对发动机实施控制,使发动机进入故障应急运行状态。而这一切的实现都离不开以下电路的共同作用。
控制逻辑电路的主战场位于ECU中的微处理器内。在这里微处理器内核心部件CPU(如MC68HC11F1)将通过数据总线和地址总线把存储器(如27C512)、总线驱动器(如74HC244)、数据锁存器(如74HC273)等外部器件有效的连成一体,并通过输入/输出端口把传感器信号送到CPU内部,把执行信号送给外部执行器,同时完成与其他设备的通讯功能(如诊断设备等)。
电源接通后,由电源芯片L9170的8输出低电位送至CPU的复位端(17),同时送到74HC273的清零端输出清零,CPU进入启动状态。先对内部硬件进行复位,设置相应的寄存器,然后进行程序装载﹔同时将27C512中的主程序进入运行状态,同时输出逻辑“1”(高电位),经74HC273锁存后输出高电位控制信号,使主继电器接通,将12V电源加到点火线圈及喷油嘴等外部设备。然后通过端口E读入外部传感器信号及转速信号,判断当前的工况,并根据当前工况从端口A、G及数据总线(通过74HC273锁存)输出相应的驱动信号,使相应的设备进入运行状态。逻辑电路和传感器及执行机构构成了闭环控制系统,通过反馈信号不断优化控制系统,使发动机处于最佳状态。
在系统复位后,来自电脑引脚的转速信号经电阻后送至芯片L9101,内部整形后输出一个5V低脉冲信号。该信号经电阻送入芯片74HC14D,经输出端分别送入CPU。此时CPU根据接收到的脉冲信号对点火时间做出判断:当收到宽脉冲后开始计数,若是连续20个窄脉冲出现后判断为1/4缸上止点;若是连续50个窄脉冲出现后判断为2/3缸上止点。由此CPU可计算出各缸的基本点火提前角,然后根据发动机水温、进气温度、节气门位置等信号进行修正。最后由CPU输出点火驱动信号,经两个晶体管驱动后送至点火晶体管控制点火。点火成功后,由LM2903将点火确认信号送至74HC14D,经反向驱动后送至CPU进行点火情况的监测。
喷油控制电路
CPU根据点火频率确定喷油频率,CPU输出喷油驱动脉冲信号到喷油模块L9150,信号经过放大后输出到喷油器。在喷油过程中,CPU需根据输入的各个传感器信号判断当前工况,并根据工况信息调整喷油脉宽。
发动机启动后,CPU通过A/D转换器读取发动机水温数据,同时通过总线输出数字控制信号到74HC273,经锁存后输出并送至怠速电机驱动芯片L9122,经转化为电压信号后输出到电脑板接脚。通过两组线圈控制怠速电机的转向和转角,来控制怠速下进气量的变化。同时怠速电机的工作状态信号由L9122经74HC244驱动后送至CPU进行有效监控。
电脑板上电后,会将12V电压加到L9170上,当L9170收到起动信号后,会输出5V电压供电脑板本身使用,同时也为外部传感器提供5V电压。另一方面会向CPU和74HC273输入复位信号,使电脑板复位,同时74HC273为避免发生错误的控制动作而进行清零操作。
各传感器信号通过A/D转换口送到CPU内,模拟信号变成数字信号后送到结果寄存器中,CPU则通过内部数据总线随时读取。
注:对以上控制电路的分析,均以马瑞利单点电脑板为例。
转自修车宝典