电子控制单元简称ECU,是直喷发动机电子控制系统的核心,它利用内部存储的软件(各种函数、算法程序、数据表格)与硬件(各种整形、放大、AD、微机系统、D/A)处理从各种传感器输入的诸多信号,并以这些信号为基础,结合内部软件的其他信息,制定出各种控制命令送到各种执行器,从而实现发动机的控制。目前的ECU型号与种类均很多不同的厂家生产不同的系列,即使在同一厂家,不同的发动机所使用的ECU也不同。ECU的名称也不统一,如GM汽车称为ECM,福特汽车称为MCU等。 ECU通常设计为一个金属盒,如图9-1所示,将所有电路和芯片都包含在其内部,通过一个引出接头与传感器及执行器相连。根据ECU功能的复杂程度,引出接头有30~88芯,ECU内部有印制电路底板,上面有各种集成电路芯片、电子元器件等。ECU(博世 Motronic系统)大约有200个电子元器件。上面的印制电路板主要是数字线路部分包括微机和大规模集成电路芯片、存储与输入整形电路等;下面的印制电路板则包含喷射系统、点火系统以及燃油泵控制的输出级。其中,放大器和输出元件安装在导热较好的各冷却点上,通过壳体散热35芯的接头将ECU与传感器、执行器以及蓄电池等部件连接起来。
ECU是电控系统中的智能化部分,可以完成下列各组功能。
①处理输入信息,将之转变为微机能接收的信号。
②存储输入信息,供微机在合适的时刻使用。
③存储各种程序、该车型的参数、各种数据表格等。
④计算、处理各种信息,产生控制命令的数值以及进行故障诊断等。
⑤存储输出指。
⑥处理输出指令。
⑦产生各种参考电压,通常为5V,也有2V、9V和12VECU由三部分组成:输入级,A/D与整形放大;微机,CPU、总线、内存、1O;输出级,输出功率放大或继电器。
如图9-2所示为ECU内部结构。与进气道喷射ME7基本型电控单元相比,其主要区别在于为汽油直接喷射集成了控制高压喷油器的驱动级。该电控单元采用了西门子公司的80C167微处理器,程序和数据存储在 Fiash-EPROM中,而外围设备功能和驱动级采用了最新二十进制(BCD)技术的高集成度转换电路。控制高压喷油器的驱动级具有峰值-保持电流驱动波形的调节功能,通过采用驱动级启动电容器进行高电压控制,以使驱动级获得很短的启动时间,而该启动电容器则用直流/直流变压器充电。
