2.2.6　ECU的控制功能

(1)ECU對柴油機的控制功能

① 啟動控制。對于一臺柴油機,為確保啟動的可靠性和啟動煙度排放要求,噴油定時和啟動扭矩必須根據以下方式設定:

噴油定時=f(轉速、噴油量、冷卻液溫度);

啟動扭矩=f(轉速、冷卻液溫度、啟動時間)。

啟動控制功能一直處于激活狀態,直到柴油機轉速超過啟動結束轉速進入到怠速控制,此時,駕駛員才能對柴油機進行操作。啟動結束轉速由冷卻液溫度和大氣壓力決定。

② 低怠速控制。當柴油機進入到怠速控制階段,怠速控制器起作用,控制柴油機的運轉。怠速控制器是一個純PI控制器,由該控制器保持怠速轉速為一個常數。怠速轉速與冷卻液溫度相關,例如:在柴油機溫度低時的怠速轉速比溫度高時的轉速要高。此外,如果加速踏板出現故障,怠速轉速將提高,以保持讓駕駛員可將車輛開到維修站的最低轉速。

③ 駕駛控制。來自加速踏板的值,被解釋為:根據當時柴油機的轉速,駕駛員對車輪輸出扭矩的期望值。可用下列數學式表示:

期望扭矩=f(加速踏板位置值、柴油機轉速)。

④ 扭矩控制。當采用扭矩控制時,來自加速踏板的值被解釋為:根據當時柴油機的轉速,駕駛員對車輪輸出扭矩的期望值。

期望扭矩=f(油門踏板位置值,柴油機轉速);該方式類似于兩極式機械調速器。

⑤ 速度控制。當速度控制起作用時,來自加速踏板的值被解釋為:駕駛員對轉速的期望值,并且運行于某一調速率下。

轉速的期望值=f(加速踏板的值);此控制方式類似于全程式的機械調速器。

⑥ 扭矩限制。柴油機輸出的最大扭矩可用以下方式進行限制。

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,這兩個參數決定進氣量。由最大進氣量限制最大扭矩,防止柴油機冒黑煙。

b.柴油機保護。不管在什么狀態下,一旦冷卻液溫度超出上限,最大扭矩必須作相應的減小,以防止柴油機過熱。

c.應急扭矩限制。當診斷出電控系統有嚴重問題時,柴油機將降低最大扭矩,迫使駕駛員去維修站修正錯誤。以下的錯誤類型可能導致該功能發生:加速踏板傳感器故障、轉速信號故障或電磁閥驅動故障。

⑦ 噴油定時控制。噴油定時的調整是為了滿足排放法規和燃油經濟性的需要,同時還兼顧到冷啟動和低噪聲。噴油定時的調整與柴油機性能和附加修正有關。可表示為:

噴油定時=f(轉速、噴油量、冷卻溫度、進氣壓力、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,各缸均勻性功能對其進行補償。

⑨ 冷啟動輔助控制。在低溫環境下,為提高柴油機的冷啟動性能,電控單元會根據當前柴油機的溫度,來決定是否需要進氣預熱以及預熱時間長短,這是通過對進氣預熱繼電器的控制實現的。冷啟動功能在以下條件下不發生作用:

a.已經使用了一個獨立的加熱單元;

b.已經使用了一個火焰預熱器;

c.已經使用了獨立的空氣進氣加熱系統。

⑩ 燃油溫度補償。隨著溫度的升高,柴油機性能下降。原因是:燃油密度下降和黏度的下降;噴油泵的泄漏量增加。通過測量燃油溫度和進行相應的調整控制補償來平衡溫度對噴油量的影響。

某些系統還會設置燃油加熱(非ECU)功能,因為柴油機的噴油泵靠燃油潤滑,因此要求燃油溫度不能低于一定值,燃油細濾器中的控制器會根據當前柴油機溫度啟動燃油加熱器。燃油加熱器集成在柴油機燃油細濾器上。

??性能降低處理。一旦檢測到電控系統自身有問題時,柴油機將啟動性能降低功能。相應的性能下調量與超出或低于設定值的偏差有關。例如柴油機冷卻液溫度太高,ECU會做出降低扭矩的要求。

?柴油機停車。在異常的條件下,如果操作者在啟動開始時就診斷出有問題,系統將阻止啟動,柴油機將被停機。以下幾種條件下會導致停機:

a.冷卻液溫度太高;

b.柴油機燃油系統有致命故障;

c.低壓油路有泄漏或供油不暢。

(2)ECU對柴油機的保護功能

① 性能降低處理。一旦檢測到電控系統自身有問題時,柴油機將啟動性能降低功能。相應的性能下調量與超出或低于設定值的偏差有關。以下的任何一種或幾種情況都將導致性能下降功能啟動:

a.冷卻液溫度太高;

b.機油壓力太低(可選項);

c.通過CAN 發送了降低性能的指令。

② 柴油機停車。在異常的條件下,操作者打算停機或在啟動開始時(即診斷出有問題)系統阻止啟動,柴油機將被停機。以下幾種條件下會導致停機:

a.冷卻液溫度太高;

b.機油壓力太低(可選項);

c.通過CAN 發送了停機的指令;

d.通過CAN 發送了阻止啟動指令。

(3)ECU對整車的控制功能

① 柴油機排氣制動。一旦電控單元檢測到有來自排氣制動開關的信號,根據當前柴油機轉速,將啟動排氣制動功能,同時燃油系統將立刻停止噴油。

② 最大車速限制。最大車速限制功能設定最大的行車速度限制,防止駕駛員超速行駛。最大車速值由電控系統預先編程設定。

③ 巡航功能。車輛按照一個恒定的轉速行駛,不需要駕駛員控制加速踏板。駕駛員通過巡航控制開關調整車速。

(4)電控系統(EDC16系統)的通信接口

① ISO接口。ISO通信接口采用ISO9141(K線)標準串行數據通信方式,可實現與控制單元之間的數據交換。它包括以下功能:

a.診斷數據的交換;

b.控制系統的編程(讀取和編程有關參數);

c.實現柴油機測試功能;

d.讀出測量值和計算值。

② CAN 接口。CAN 采取SAE J1939 標準,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.診斷數據的交換(錯誤信息,清除出錯列表);

b.讀出測量參數值和計算值;

c.噴射限制;

d.柴油機制動操作;

e.降低性能操作;

f.輸入默認值或性能特征量(替代加速踏板功能等)。

③ 轉速接口。轉速接口用于向轉速表或變速箱控制單元傳送轉速信號,這樣可以不必再裝一個轉速傳感器。轉速信號為數字式,并且信號脈沖計數可預先設置。