上柴发电机组柴油机电控单元由哪几部分组成?
2020-05-02
来源： 海南柴油发电机组厂家
常用的上柴发电机组柴油机电控ECU部件具有图3 - 33所示的逻辑结构。(1)模拟量输人模拟量在这里是指连续变化的电压信号，一般温度、压力、 位置传感器给出的信号都属于模拟量。模拟量传感器大多需要有 外加电源提供工作条件，如冷却液温度传感器。这一工作条件由 ECU中“输人服务”部分来满足，即针对传感器的工作需求提供 相关电源。输入服务还包括对于输人信号提供- 些保护功能，例 如限制过高的电平和硬件滤波等。完成输人处理的信号会传至单 片机的模拟量输人口。
(2)脉冲量输人
这里所说的脉冲量，是指连续变化的开关信号。对于这样的 信号，其幅值的精确度往往不是最重要的。比如，某种ECU系统 会将脉冲量信号中高于2. 7V的电平认为是高电平，将低于0. 4V 认为是低电平。实际使用的脉冲信号，一般都具有图3-34中的 形态:在使用时较关注的是信号相邻上升沿或相邻下降沿之间的时间差T,可称为脉冲信号的周期。
在脉冲信号稳定时，周期为常数。电控柴油机的曲轴信号和凸轮轴信号都是这样的脉冲信号。对于脉冲信号，-般都要经历整形的处理操作。如图3 -35中磁电式传感器产生的近似正弦波形信号被整形为矩形方波。
脉冲信号只能送人单片机特定的输人端口，这些端口具有对信号跳变沿的时刻做捕获的能力，可以处理脉冲信号的信息。
(3)上柴发电机组开关量输入
开关量只有高低电位两种输人状态，其信号源常常就是一个开关。开关信号一般都通过光偶隔离输人，这可以保护内部的元件。同时，硬件系统还可完成对开关信号的消颤处理，完成处理的开关信号被送人单片机特定的开关量输人口。开关信号的作用主要是通知单片机处理器有关外部设备的状态，处理器会根据这种状态确定所执行的处理逻辑。
(4)上柴发电机组电源输入和服务
ECU的电源一般来自于蓄电池，这种蓄电池最大的特点是可以允许瞬间的大工作电流(可达几十甚至-百多安)。ECU电源电压目前用得较多的一般为12V或24V。电源供电进人ECU后要进行电压变换，得到用于大多数芯片和传感器工作电源的5V电压、用于个别元件和传感器工作电源驱动的12V电压、用于对高速电磁阀做驱动的高压(60 ~90V)电源。为了适应上柴发电机组柴油机的应用环境，ECU的电源要求都有较大的适应范围，一般应适用于动态9 ~40V之间的范围。
(5)通信总线
柴油机ECU早期一般都配置有串行通信线或K线接口，用于在ECU调试时与PC机之间的通信。但随着电子技术的普及应用，越来越多的设备需要使用ECU来控制。例如柴油机控制需要有上柴发电机组柴油机转速信号。如果每套系统都设置独立的柴油机转速信号获取和处理功能显然是一种浪费，应该实现信息的共享。CAN总线就是这样-种信息共享的技术。
(6)供油驱动
上柴发电机组电控柴油机ECU要为每一缸提供一路供油驱动。 这对于单体泵系统是驱动高压油泵的泄油阀，对于共轨系统是驱动喷油器的回油阀。这些阀都属于高速电磁阀，工作时需要较大的瞬间驱动电流。对于高速电磁阀的驱动方法是柴油机ECU的设计难点
之一，要实现较大的启动电流和较小的维持电流，才能在保证动作效果的前提下减小驱动功耗。
上柴发电机组脉宽调制( PWM)驱动
ECU对于模拟器件的驱动，一般都是采用PWM方式实现的，这是由于数字系统较易实现PWM且效果也较好。PWM就是在保持频率不变的条件下，通过调节输出脉冲中相对于固定时间段内高电平占空比来调节输出有效电压的控制方式。对于有一定工作惯性的载荷，这种控制手段很实用。柴油机ECU需要用PWM方法控制EGR和VNT这样的载荷。例如有的EGR阀是由比例电磁铁驱动的，这种电磁铁的性能，与其位移与线圈两端电压的有效值成正比。通过PWM调控，能够有效地实现对ECR的控制意图。
(8)上柴发电机组开关驱动
ECU上的开关输出功能，可以通过控制过程直接操作受控对象的电路通道，也可以通过驱动继电器类设备间接地操控一些大电流设备。例如，ECU可以根据冷却液温度的变化来打开或关闭冷却风扇，以调节冷却液温度不要过高或过低，获得最好的效果。
9)片外Flash存储器
Flash存储器也习惯称之为闪存，它的特点是可以在停电后保存其已写人的数据。目前在ECU中使用的单片机一般都有片内Flash 存储器。但对于有的ECU,其性能要求仅靠单片机内的Flash存储器会由于容量不够而无法实现，可以在电路板上设置附加Flash内存芯片。这些内存芯片，除了在存取速度上低于单片机内的Flash存储器和读写操作的方式不同外，其他的功能是相似的。
(2)脉冲量输人
这里所说的脉冲量，是指连续变化的开关信号。对于这样的 信号，其幅值的精确度往往不是最重要的。比如，某种ECU系统 会将脉冲量信号中高于2. 7V的电平认为是高电平，将低于0. 4V 认为是低电平。实际使用的脉冲信号，一般都具有图3-34中的 形态:在使用时较关注的是信号相邻上升沿或相邻下降沿之间的时间差T,可称为脉冲信号的周期。
脉冲信号只能送人单片机特定的输人端口，这些端口具有对信号跳变沿的时刻做捕获的能力，可以处理脉冲信号的信息。
(3)上柴发电机组开关量输入
开关量只有高低电位两种输人状态，其信号源常常就是一个开关。开关信号一般都通过光偶隔离输人，这可以保护内部的元件。同时，硬件系统还可完成对开关信号的消颤处理，完成处理的开关信号被送人单片机特定的开关量输人口。开关信号的作用主要是通知单片机处理器有关外部设备的状态，处理器会根据这种状态确定所执行的处理逻辑。
ECU的电源一般来自于蓄电池，这种蓄电池最大的特点是可以允许瞬间的大工作电流(可达几十甚至-百多安)。ECU电源电压目前用得较多的一般为12V或24V。电源供电进人ECU后要进行电压变换，得到用于大多数芯片和传感器工作电源的5V电压、用于个别元件和传感器工作电源驱动的12V电压、用于对高速电磁阀做驱动的高压(60 ~90V)电源。为了适应上柴发电机组柴油机的应用环境，ECU的电源要求都有较大的适应范围，一般应适用于动态9 ~40V之间的范围。
(5)通信总线
柴油机ECU早期一般都配置有串行通信线或K线接口，用于在ECU调试时与PC机之间的通信。但随着电子技术的普及应用，越来越多的设备需要使用ECU来控制。例如柴油机控制需要有上柴发电机组柴油机转速信号。如果每套系统都设置独立的柴油机转速信号获取和处理功能显然是一种浪费，应该实现信息的共享。CAN总线就是这样-种信息共享的技术。
(6)供油驱动
上柴发电机组电控柴油机ECU要为每一缸提供一路供油驱动。 这对于单体泵系统是驱动高压油泵的泄油阀，对于共轨系统是驱动喷油器的回油阀。这些阀都属于高速电磁阀，工作时需要较大的瞬间驱动电流。对于高速电磁阀的驱动方法是柴油机ECU的设计难点
之一，要实现较大的启动电流和较小的维持电流，才能在保证动作效果的前提下减小驱动功耗。
上柴发电机组脉宽调制( PWM)驱动
ECU对于模拟器件的驱动，一般都是采用PWM方式实现的，这是由于数字系统较易实现PWM且效果也较好。PWM就是在保持频率不变的条件下，通过调节输出脉冲中相对于固定时间段内高电平占空比来调节输出有效电压的控制方式。对于有一定工作惯性的载荷，这种控制手段很实用。柴油机ECU需要用PWM方法控制EGR和VNT这样的载荷。例如有的EGR阀是由比例电磁铁驱动的，这种电磁铁的性能，与其位移与线圈两端电压的有效值成正比。通过PWM调控，能够有效地实现对ECR的控制意图。
(8)上柴发电机组开关驱动
ECU上的开关输出功能，可以通过控制过程直接操作受控对象的电路通道，也可以通过驱动继电器类设备间接地操控一些大电流设备。例如，ECU可以根据冷却液温度的变化来打开或关闭冷却风扇，以调节冷却液温度不要过高或过低，获得最好的效果。
9)片外Flash存储器
Flash存储器也习惯称之为闪存，它的特点是可以在停电后保存其已写人的数据。目前在ECU中使用的单片机一般都有片内Flash 存储器。但对于有的ECU,其性能要求仅靠单片机内的Flash存储器会由于容量不够而无法实现，可以在电路板上设置附加Flash内存芯片。这些内存芯片，除了在存取速度上低于单片机内的Flash存储器和读写操作的方式不同外，其他的功能是相似的。
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