理论教育 柴油机电子控制系统的组成及作用

柴油机电子控制系统的组成及作用

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:在柴油机燃料供给与调节系统的电子控制中,不论采用何种方案,其电控部分均由传感器、电控单元与执行器三部分组成,如图8-1所示。图8-1 柴油机电子控制系统框图图8-1中部的电控单元是柴油机电控的核心部分。

柴油机电子控制系统的组成及作用

在柴油机燃料供给与调节系统的电子控制中,不论采用何种方案,其电控部分均由传感器(Sensors)、电控单元(Electronic Control Unit,缩写ECU)与执行器(Actuators)三部分组成,如图8-1所示。

图8-1所示左部为传感器与工况设定部分,传感器的功用是检测柴油机及车辆运行时的各种信息,如进气与环境压力、冷却液、机油与燃油温度、进气流量喷油泵油量调节机构(直列泵中的齿杆或VE分配泵中的油量调节套)的位移、曲轴转角信号与柴油机转速、车辆的行驶速度、喷油器针阀的升程等。目标设定则包括柴油机转速与负荷(加速踏板或操纵杆的位置)等。反映上述各种信息的信号多数是模拟信号,有的是数字信号或脉冲信号,在送入ECU以后,尚需经过滤波、整形及放大处理,模拟信号还要经过A/D转换,全部转变成计算机能够接受且量程合适的数字信号。

978-7-111-28790-2-Chapter08-1.jpg

图8-1 柴油机电子控制(EDC)系统框图

图8-1中部的电控单元(ECU)是柴油机电控的核心部分。它的硬件部分包括微处理器(Microprocessor)或中央处理器(Central Processing Unit,缩写CPU)、各种存储器(RAM、ROM、EPROM、Flash-EPROM、EEPROM)、输入输出接口(I/O)以及上述各部分之间传递信息的数据总线、地址总线和控制总线以及产生时间节拍脉冲的计时器等。ECU软件的核心内容是柴油机的各种性能调节曲线、图表和控制算法,其作用是接受和处理传感器的所有信息,按软件程序进行运算,然后发出各种控制脉冲指令给执行器或直接显示控制参数,其中喷油量和喷油正时脉冲是ECU发出的最重要的控制指令。为了实现对柴油机喷射过程控制优化,储存在ECU中的曲线和图表包括一些在产品开发过程中通过大量试验总结出的综合各方面要求的目标值,如喷油量与喷油正时随转速与负荷变化的三维曲面图,这种图形一般称为脉谱(MAP)图,例如,如图8-2所示为一台车用柴油机的喷油正时和喷油量的脉谱图,前者(左图)表示喷油始点随柴油机转速与负荷变化的目标控制量;后者(右图)表示受烟度限制的每循环最大喷油量随柴油机转速和增压压力的变化关系。工作时,当ECU接受到从针阀升程传感器送来的实时喷油始点信号时,就能对实际值与目标值两者之间进行比较与计算,并发出控制指令,以保证两者之间差别为最小,从而实现理想的喷油正时。至于循环供(喷)油量的控制,原理也一样,除了转速与负荷以外,还与柴油机一系列其他因素(如进气流量,冷却液、机油与燃油的温度,增压压力与环境大气压力等)和限制条件(如烟度限制)有关。在转速调节方面,若采用以转速为反馈信号的闭环控制,则不难实现调速率为零的恒速调速过程,而这一点在机械式调速器中是不可能做到的。(www.daowen.com)

978-7-111-28790-2-Chapter08-2.jpg

图8-2 柴油机喷油正时和喷油量控制的脉谱(MAP)图

此外,如果整车的各种装置(如传动系、制动系等)均分别有各自的ECU,则电控燃料供给系统的ECU还具有相互数据传输、交换以及根据其他系统信息修正本系统执行指令等功能,进一步可发展为整机或整车的所有控制任务统由一个中央ECU来实现,这就成为整机或整车的统一电子控制与管理系统。

图8-1所示右部为执行器部分,其功能为接受ECU传来的指令,并完成所需调控的各项任务,执行器的种类很多,并视控制与调节方式不同而异,如在位置控制方式中,有使喷油泵齿杆达到油量控制目标位置的电磁铁,使喷油泵达到预定供油提前角的控制阀,在时间控制方案中,有控制喷油器针阀启闭的电磁阀或压电伸缩机构等。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈