2.2.6　ECU的控制功能

(1)ECU對(duì)柴油機(jī)的控制功能

① 啟動(dòng)控制。對(duì)于一臺(tái)柴油機(jī),為確保啟動(dòng)的可靠性和啟動(dòng)煙度排放要求,噴油定時(shí)和啟動(dòng)扭矩必須根據(jù)以下方式設(shè)定:

噴油定時(shí)=f(轉(zhuǎn)速、噴油量、冷卻液溫度);

啟動(dòng)扭矩=f(轉(zhuǎn)速、冷卻液溫度、啟動(dòng)時(shí)間)。

啟動(dòng)控制功能一直處于激活狀態(tài),直到柴油機(jī)轉(zhuǎn)速超過(guò)啟動(dòng)結(jié)束轉(zhuǎn)速進(jìn)入到怠速控制,此時(shí),駕駛員才能對(duì)柴油機(jī)進(jìn)行操作。啟動(dòng)結(jié)束轉(zhuǎn)速由冷卻液溫度和大氣壓力決定。

② 低怠速控制。當(dāng)柴油機(jī)進(jìn)入到怠速控制階段,怠速控制器起作用,控制柴油機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。怠速控制器是一個(gè)純PI控制器,由該控制器保持怠速轉(zhuǎn)速為一個(gè)常數(shù)。怠速轉(zhuǎn)速與冷卻液溫度相關(guān),例如:在柴油機(jī)溫度低時(shí)的怠速轉(zhuǎn)速比溫度高時(shí)的轉(zhuǎn)速要高。此外,如果加速踏板出現(xiàn)故障,怠速轉(zhuǎn)速將提高,以保持讓駕駛員可將車(chē)輛開(kāi)到維修站的最低轉(zhuǎn)速。

③ 駕駛控制。來(lái)自加速踏板的值,被解釋為:根據(jù)當(dāng)時(shí)柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速,駕駛員對(duì)車(chē)輪輸出扭矩的期望值。可用下列數(shù)學(xué)式表示:

期望扭矩=f(加速踏板位置值、柴油機(jī)轉(zhuǎn)速)。

④ 扭矩控制。當(dāng)采用扭矩控制時(shí),來(lái)自加速踏板的值被解釋為:根據(jù)當(dāng)時(shí)柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速,駕駛員對(duì)車(chē)輪輸出扭矩的期望值。

期望扭矩=f(油門(mén)踏板位置值,柴油機(jī)轉(zhuǎn)速);該方式類(lèi)似于兩極式機(jī)械調(diào)速器。

⑤ 速度控制。當(dāng)速度控制起作用時(shí),來(lái)自加速踏板的值被解釋為:駕駛員對(duì)轉(zhuǎn)速的期望值,并且運(yùn)行于某一調(diào)速率下。

轉(zhuǎn)速的期望值=f(加速踏板的值);此控制方式類(lèi)似于全程式的機(jī)械調(diào)速器。

⑥ 扭矩限制。柴油機(jī)輸出的最大扭矩可用以下方式進(jìn)行限制。

a.煙度限制。最大扭矩的限制與吸入的空氣壓力和空氣溫度有關(guān),這兩個(gè)參數(shù)決定進(jìn)氣量。由最大進(jìn)氣量限制最大扭矩,防止柴油機(jī)冒黑煙。

b.柴油機(jī)保護(hù)。不管在什么狀態(tài)下,一旦冷卻液溫度超出上限,最大扭矩必須作相應(yīng)的減小,以防止柴油機(jī)過(guò)熱。

c.應(yīng)急扭矩限制。當(dāng)診斷出電控系統(tǒng)有嚴(yán)重問(wèn)題時(shí),柴油機(jī)將降低最大扭矩,迫使駕駛員去維修站修正錯(cuò)誤。以下的錯(cuò)誤類(lèi)型可能導(dǎo)致該功能發(fā)生:加速踏板傳感器故障、轉(zhuǎn)速信號(hào)故障或電磁閥驅(qū)動(dòng)故障。

⑦ 噴油定時(shí)控制。噴油定時(shí)的調(diào)整是為了滿足排放法規(guī)和燃油經(jīng)濟(jì)性的需要,同時(shí)還兼顧到冷啟動(dòng)和低噪聲。噴油定時(shí)的調(diào)整與柴油機(jī)性能和附加修正有關(guān)。可表示為:

噴油定時(shí)=f(轉(zhuǎn)速、噴油量、冷卻溫度、進(jìn)氣壓力、大氣壓力)。

⑧ 各缸均勻性。由于噴油器的制造公差,引起燃油噴射量不同,各缸均勻性功能對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償。

⑨ 冷啟動(dòng)輔助控制。在低溫環(huán)境下,為提高柴油機(jī)的冷啟動(dòng)性能,電控單元會(huì)根據(jù)當(dāng)前柴油機(jī)的溫度,來(lái)決定是否需要進(jìn)氣預(yù)熱以及預(yù)熱時(shí)間長(zhǎng)短,這是通過(guò)對(duì)進(jìn)氣預(yù)熱繼電器的控制實(shí)現(xiàn)的。冷啟動(dòng)功能在以下條件下不發(fā)生作用:

a.已經(jīng)使用了一個(gè)獨(dú)立的加熱單元;

b.已經(jīng)使用了一個(gè)火焰預(yù)熱器;

c.已經(jīng)使用了獨(dú)立的空氣進(jìn)氣加熱系統(tǒng)。

⑩ 燃油溫度補(bǔ)償。隨著溫度的升高,柴油機(jī)性能下降。原因是:燃油密度下降和黏度的下降;噴油泵的泄漏量增加。通過(guò)測(cè)量燃油溫度和進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整控制補(bǔ)償來(lái)平衡溫度對(duì)噴油量的影響。

某些系統(tǒng)還會(huì)設(shè)置燃油加熱(非ECU)功能,因?yàn)椴裼蜋C(jī)的噴油泵靠燃油潤(rùn)滑,因此要求燃油溫度不能低于一定值,燃油細(xì)濾器中的控制器會(huì)根據(jù)當(dāng)前柴油機(jī)溫度啟動(dòng)燃油加熱器。燃油加熱器集成在柴油機(jī)燃油細(xì)濾器上。

??性能降低處理。一旦檢測(cè)到電控系統(tǒng)自身有問(wèn)題時(shí),柴油機(jī)將啟動(dòng)性能降低功能。相應(yīng)的性能下調(diào)量與超出或低于設(shè)定值的偏差有關(guān)。例如柴油機(jī)冷卻液溫度太高,ECU會(huì)做出降低扭矩的要求。

?柴油機(jī)停車(chē)。在異常的條件下,如果操作者在啟動(dòng)開(kāi)始時(shí)就診斷出有問(wèn)題,系統(tǒng)將阻止啟動(dòng),柴油機(jī)將被停機(jī)。以下幾種條件下會(huì)導(dǎo)致停機(jī):

a.冷卻液溫度太高;

b.柴油機(jī)燃油系統(tǒng)有致命故障;

c.低壓油路有泄漏或供油不暢。

(2)ECU對(duì)柴油機(jī)的保護(hù)功能

① 性能降低處理。一旦檢測(cè)到電控系統(tǒng)自身有問(wèn)題時(shí),柴油機(jī)將啟動(dòng)性能降低功能。相應(yīng)的性能下調(diào)量與超出或低于設(shè)定值的偏差有關(guān)。以下的任何一種或幾種情況都將導(dǎo)致性能下降功能啟動(dòng):

a.冷卻液溫度太高;

b.機(jī)油壓力太低(可選項(xiàng));

c.通過(guò)CAN 發(fā)送了降低性能的指令。

② 柴油機(jī)停車(chē)。在異常的條件下,操作者打算停機(jī)或在啟動(dòng)開(kāi)始時(shí)(即診斷出有問(wèn)題)系統(tǒng)阻止啟動(dòng),柴油機(jī)將被停機(jī)。以下幾種條件下會(huì)導(dǎo)致停機(jī):

a.冷卻液溫度太高;

b.機(jī)油壓力太低(可選項(xiàng));

c.通過(guò)CAN 發(fā)送了停機(jī)的指令;

d.通過(guò)CAN 發(fā)送了阻止啟動(dòng)指令。

(3)ECU對(duì)整車(chē)的控制功能

① 柴油機(jī)排氣制動(dòng)。一旦電控單元檢測(cè)到有來(lái)自排氣制動(dòng)開(kāi)關(guān)的信號(hào),根據(jù)當(dāng)前柴油機(jī)轉(zhuǎn)速,將啟動(dòng)排氣制動(dòng)功能,同時(shí)燃油系統(tǒng)將立刻停止噴油。

② 最大車(chē)速限制。最大車(chē)速限制功能設(shè)定最大的行車(chē)速度限制,防止駕駛員超速行駛。最大車(chē)速值由電控系統(tǒng)預(yù)先編程設(shè)定。

③ 巡航功能。車(chē)輛按照一個(gè)恒定的轉(zhuǎn)速行駛,不需要駕駛員控制加速踏板。駕駛員通過(guò)巡航控制開(kāi)關(guān)調(diào)整車(chē)速。

(4)電控系統(tǒng)(EDC16系統(tǒng))的通信接口

① ISO接口。ISO通信接口采用ISO9141(K線)標(biāo)準(zhǔn)串行數(shù)據(jù)通信方式,可實(shí)現(xiàn)與控制單元之間的數(shù)據(jù)交換。它包括以下功能:

a.診斷數(shù)據(jù)的交換;

b.控制系統(tǒng)的編程(讀取和編程有關(guān)參數(shù));

c.實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)測(cè)試功能;

d.讀出測(cè)量值和計(jì)算值。

② CAN 接口。CAN 采取SAE J1939 標(biāo)準(zhǔn),是一種高速串行通信方式,該通信主要用于不同的電控單元之間。它包括以下功能:

a.診斷數(shù)據(jù)的交換(錯(cuò)誤信息,清除出錯(cuò)列表);

b.讀出測(cè)量參數(shù)值和計(jì)算值;

c.噴射限制;

d.柴油機(jī)制動(dòng)操作;

e.降低性能操作;

f.輸入默認(rèn)值或性能特征量(替代加速踏板功能等)。

③ 轉(zhuǎn)速接口。轉(zhuǎn)速接口用于向轉(zhuǎn)速表或變速箱控制單元傳送轉(zhuǎn)速信號(hào),這樣可以不必再裝一個(gè)轉(zhuǎn)速傳感器。轉(zhuǎn)速信號(hào)為數(shù)字式,并且信號(hào)脈沖計(jì)數(shù)可預(yù)先設(shè)置。