Định nghĩa ECU

Chia sẻ: Thanh Thanh | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:8

Thêm vào BST

Báo xấu

213
lượt xem 50
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong điện tử điều khiển, đơn vị điều khiển điện ECU(electronic control unit) cũng được gọi là đơn vị điều khiển(control unit) hoặc module điều khiển(control module) , là một hệ thống nhúng có thể điều khiển một hoặc nhiều hệ thống điện trong các phương tiện giao thông(oto,xe tải).Nó được ví như là bộ não của các xe. Có những xe hiện đại dùng đến 120 ECU, bao gồm các loại :

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Định nghĩa ECU

1. Định nghĩa ECU: Trong điện tử điều khiển, đơn vị điều khiển điện ECU(electronic control unit) cũng được gọi là đơn vị điều khiển(control unit) hoặc module điều khiển(control module) , là một hệ thống nhúng có thể điều khiển một hoặc nhiều hệ thống điện trong các phương tiện giao thông(oto,xe tải).Nó được ví như là bộ não của các xe. Có những xe hiện đại dùng đến 120 ECU, bao gồm các loại : ECU :Engine control unit TCU :transmission control unit Hoặc cả 2 loại kết hợp ra PCM(powertrain control module) ACU : airbag control unit TCU :telephone control unit MMI :man machine interface Door control unit Seat control unit Climate control unit Speed control unit Convenience control unit… 2.Các thành phần á và ứng dụng cơ bản: a) ECU : engine control unit ECU điều khiển các chức năng khác nhau hệ thống của động cơ đốt trong (internal combustion engine). Vd:điều khiển quá trình phun nhiên liệu vào trong xylanh,điều khiển thời gian phun,… ECU được điều khiển bằng phần mềm,các thông số tham khảo có được: Ignition ác định khi nào bugi(spark plug) đánh lửa cho xylanh(cylinder) Rev limit ác định vòng quay ( tính bằng đơn vị RPM) lớn nhất của động cơ sau khi cắt nhiên liệu. Water temperature correction: xác định nhiên liệu thêm vào khi máy lạnh(choke) Transient fueling ác định nhiên liệu thêm vào khi sử dụng van tiết lưu(throttle)(chưa hiểu lắm) Low fuel pressure modifier ác định tăng thời gian đốt cháy khi áp suất giảm Closed loop lambda: Lets the ECU monitor a permanently installed lambda probe and modify the fueling to achieve stoichiometric (ideal) combustion. b) TCU: Sử dụng các thông số lấy từ sensor cũng như dữ kiện từ ECU(engine control unit) tính toán ,thay đổi sự truyền động(gear) trong xe,để đạt tối ưu Transmission solenoids là thành phần chính trong TCU Trong một vài ứng dụng,TCU và ECU kết hợp thành một làPCM(powertrain control module) Các thông số sử dụng trong điều khiển TCU: Thông số đầu vào: VSS :vehicle speed sensor Cũng được biết như sensor tốc độ đầu vào(OSS),sensor này gửi tần số để xác định số vòng quay hiện hành của động cơ
transmission fluid temperature sensor(TFT) Cũng được biết như là TOT(transmission oil temperature ). Nó xác đinh nhiệt độ dầu trong động cơ.TFT cùng với TCU xác định áp suất dòng chảy rồi thay đổi chất nhờn của dầu dựa trên nhiệt độ. Nó hiệu quả trong môi trường có nhiệt độ khắc nghiệt switch : các công tắc điện on/off Thông số đầu ra: Các TCU hiện đại gửi tiến hiệu đến trục solenoid(shift solenoid),solenoid điều khiển áp suất(pressure control solenoids),solenoid khoá biến đổi moment(torque converter lockup solenoid) và các bộ điều khiển điện khác. shift solenoids: những bộ chuyển đổi tự động hiện đại có solenoid điện để sang số(change gear).đơn giản như nhưng các thiết bị AODE,AXODE và E4OD )sử dụng solenoid để xác định điểm trong van,trong khi những thiết kế phát triển hơn thì dùng solenoid để điều khiển bộ ly hợp(clutch)trực tiếp pressure control solenoids: Chuyển đổi Điều khiển điện về cơ bản vẫn phụ thuộc vào chất lỏng. Yêu cầu cần phải có điều khiển áp suất chính xác. Những hệ thống cũ hơn chỉ sử dụng một solenoid điều khiển để xác định toàn bộ quá trình chuyển đổi. Những thiết kế mới hơn thì có thêm nhiều solenoid để có kết quả chính xác hơn,đặc biệt khi áp suất cao. torque converter clutch solenoid(TCC) TCC solenoid dùng để khoá bộ biến đổi moment(torque convert) bằng điện. Lần khóa đầu tiên,bộ biến đổi moment không có tác dụng lâu,sẽ đạt được tốc độ như trước. Ưùng dụng này làm tiết kiệm được nhiên liệu
Lịch sử công nghệ ôtô: Bí mật hệ thống phun xăng điện tử EFI 12/01/2011 11:15 No Comments Để đảm bảo yêu cầu về khí thải cũng như độ ô nhiễm môi trường, suốt thời gian qua, các hệ thống nhiên liệu trong xe hiện nay đã thay đổi rất nhiều. Năm 1990, chiếc Justy của Subaru đặt dấu chấm hết cho sự tồn tại sau rất nhiều năm của bộ chế hòa khí tại Mỹ, thay thế vào đó là hệ thống phun xăng. Thực tế, hệ thống phun xăng đã bắt đầu manh nha từ những năm 50, và cho đến năm 1980 thì hệ thống phun xăng điện tử đã được sử dụng rộng rãi ở các xe có xuất xứ từ Châu Âu. Tuy vậy, không thể phụ nhận vai trò quan trọng của bộ chế hòa khí trong lịch sử ngành công nghiệp sản xuất ô tô. Bộ chế hòa khí đóng vai trò là bộ phận cung cấp nhiên liệu trong động cơ đốt trong. Cùng với sự phát triển của nền công nghiệp sản xuất ô tô, bộ chế hòa khí cũng ngày càng được phức tạp hóa hơn, để đảm bảo động cơ hoạt động một cách hiệu quả nhất. Về cơ bản, bộ chế hòa khí có 5 chế độ vòng hoạt động chính: Bàn đạp ga trên xe được nối với van tiết liệu, van có nhiệm vụ điều chỉnh lượng không khí cung cấp cho động cơ. Khi bàn đạp ga được nhấn, van tiết liệu mở ra cho không khí hút vào nhiều hơn. Lúc đó, bộ phận điều khiển động cơ ECU sẽ nhận biết được độ mở của van tiết liệu, để điều chỉnh lượng xăng phun vào động cơ. Khi van tiết liệu mở, cần lập tức điều chỉnh lượng xăng để động cơ được cung cấp đủ xăng, nếu không khi khởi động, xe sẽ có cảm giác bị ngắc. Các cảm biến theo dõi liên tục lượng không khí hút vào xy lanh cũng như lượng oxy thoát ra ở ống xả. Dựa vào các thông tin này, bộ ECU có thể điều chỉnh tỷ lệ hòa trộn nhiên liệu tối ưu cho động cơ. Ống phun nhiên liệu Ống phun nhiên liệu là một van điều khiển bằng điện tử. Thông qua một máy bơm nhiên liệu, vòi phun được cung
cấp xăng đã điều áp. Van có khả năng đóng mở nhiều lần trong một giây. Khi vòi phun được kích điện, nó mở ra, xăng được bơm với áp suất cao qua đầu phun cực nhỏ. Đầu phun được thiết kế phun xăng mịn như sương để đốt cháy dễ dàng Bộ ECU tính toán lượng xăng phun vào bằng thời gian mở van, van mở càng lâu lượng xăng càng nhiều.
Các vòi phun nhiên liệu được gắn sát ngay các ống hút của động cơ. Một ống nhiên liệu chứa xăng nén cung cấp xăng cho các vòi phun. Cảm biến động cơ Để tối ưu tỉ lệ nhiên liệu hòa trộn trong mọi điều kiện làm việc của động cơ, ECU phải theo dõi và xử lí rất nhiều thông tin từ các cảm biến. Dưới đây là một vài cảm biến quan trọng: Cảm biến lượng khí nạp để đo lượng không khí xy lanh hút vào. Cảm biến ôxy đo lượng ôxy trong khí thải nhằm xác định nhiên liệu hòa trộn thừa hay thiếu xăng để ECU hiệu chỉnh khi cần thiết. Cảm biến vị trí van tiết liệu để ECU điều chỉnh lượng xăng phun vào phù hợp khi đạp ga . Cảm biến nhiệt độ chất lỏng động cơ cho ECU biết nhiệt độ làm việc của động cơ. Cảm biến hiệu điện thế để ECU bù ga khi mở các thiết bị điện trong xe. Cảm biến áp suất ống tiết liệu: lượng không khí hút vào máy là chỉ số quan trọng để ECU đo công suất động cơ. Càng nhiều không khí đi vào xy lanh áp suất càng giảm. Vì vậy, dựa vào số đo áp suất, ECU sẽ xác định được công suất động cơ. Cảm biến tốc độ động cơ dùng giám sát tốc độ, một trong các nhân tố để tính toán xung độ. Phun đa điểm có 2 kiểu phun: tất cả các đầu phun cùng mở hoặc lần lượt từng đầu phun chỉ mở khi xy lanh của đầu phun đó bắt đầu kỳ hút (hệ thống phun nhiên liệu đa điểm liên tiếp). Ưu điểm của dạng này là khi nhấn ga gấp, hệ thống đáp ứng nhanh hơn nhiều vì chỉ cần đến khi xy lanh tiếp theo mở van hút nhiên liệu thay vì chờ vòng quay máy kế tiếp.
Các thuật toán dùng để điều khiển động cơ khá phức tạp. Phần mềm giữ cho xe có nồng độ khí thải ở mức cho phép trong 100.000 dặm, đạt tiêu chuẩn tiết kiệm nhiên liệu EPA và bảo đảm độ bền động cơ. Ngoài ra còn rất nhiều các yêu cầu khác. Bộ phận điều khiển động cơ ECU sử dụng công thức và các bảng tra để xác định thời gian đóng mở vòi phun phù hợp với từng điều kiện vận hành cụ thể của động cơ. Thuật toán gồm rất nhiều chỉ số nhân với nhau. Đa số được tìm từ các bảng tra. Ví dụ: Thời gian mở van = Thời gian mở van tiêu chuẩn x hệ số A x hệ số B. Thời gian mở van tiêu chuẩn bằng cách, dựa trên số vòng quay động cơ và tải. Ví dụ, tốc độ động cơ là 2000 vòng/phút, tải bằng 4, hệ số giao nhau giữa 2 hệ số trong bảng tra là 8 mili giây. Cho C và D là các thông số cảm biến, C là nhiệt độ động cơ, D là lượng ôxy đo được trong ống xả. Nếu nhiệt độ là 100 và mức ôxy là 3, dựa vào bảng tra ta có A=0.8 và B= 1. Suy ra 8 x 0.8 x 1 = 6.4 mili giây. Từ đó ta thấy, cách ECU tính toán thời gian phun nhiên liệu tối ưu dựa vào rất nhiều yếu tố. Trong thực tế, ECU phải xử lý hơn 100 thông số như thế để tính toán thời gian phun xăng tối ưu. Nhiều thông số thay đổi liên tục trong quá trình vận hành, và tùy thuộc vào tốc độ động cơ, ECU phải thực hiện phép tính này hàng trăm lần trong một giây. Các chip tăng công suất Thông thường, các chip này được sản xuất bởi một hãng thứ 3. Chip công suất này thay thế chip nhớ có sẵn trong ECU chứa toàn bộ các bảng tra. Giá trị trong các bảng tra mới được sửa đổi để tăng lượng nhiên liệu cung cấp cho động cơ, hoặc thay đổi thời điểm đánh lửa, nhằm tăng tối đa công suất. Chip được thiết kế sao cho động cơ đạt công suất cao nhất nhưng lại bỏ qua các vấn đề về nồng độ khí thải, tính ổn định, tính kinh tế, điều mà các nhà sản xuất cũng như người tiêu dùng quan tâm. Năm 1990, chiếc Justy của Subaru đặt dấu chấm hết cho sự tồn tại sau rất nhiều năm của bộ chế hòa khí tại Mỹ, thay thế vào đó là hệ thống phun xăng. Thực tế, hệ thống phun xăng đã bắt đầu manh nha từ những năm 50, và cho đến năm 1980 thì hệ thống phun xăng điện tử đã được sử dụng rộng rãi ở các xe có xuất xứ từ Châu Âu. Tuy vậy, không thể phụ nhận vai trò quan trọng của bộ chế hòa khí trong lịch sử ngành công nghiệp sản xuất ô tô. Bộ chế hòa khí đóng vai trò là bộ phận cung cấp nhiên liệu trong động cơ đốt trong. Cùng với sự phát triển của nền công nghiệp sản xuất ô tô, bộ chế hòa khí cũng ngày càng được phức tạp hóa hơn, để đảm bảo động cơ hoạt động một cách hiệu quả nhất. Về cơ bản, bộ chế hòa khí có 5 chế độ vòng hoạt động chính:
Bàn đạp ga trên xe được nối với van tiết liệu, van có nhiệm vụ điều chỉnh lượng không khí cung cấp cho động cơ. Khi bàn đạp ga được nhấn, van tiết liệu mở ra cho không khí hút vào nhiều hơn. Lúc đó, bộ phận điều khiển động cơ ECU sẽ nhận biết được độ mở của van tiết liệu, để điều chỉnh lượng xăng phun vào động cơ. Khi van tiết liệu mở, cần lập tức điều chỉnh lượng xăng để động cơ được cung cấp đủ xăng, nếu không khi khởi động, xe sẽ có cảm giác bị ngắc. Các cảm biến theo dõi liên tục lượng không khí hút vào xy lanh cũng như lượng oxy thoát ra ở ống xả. Dựa vào các thông tin này, bộ ECU có thể điều chỉnh tỷ lệ hòa trộn nhiên liệu tối ưu cho động cơ. Ống phun nhiên liệu Ống phun nhiên liệu là một van điều khiển bằng điện tử. Thông qua một máy bơm nhiên liệu, vòi phun được cung cấp xăng đã điều áp. Van có khả năng đóng mở nhiều lần trong một giây. Cảm biến động cơ Để tối ưu tỉ lệ nhiên liệu hòa trộn trong mọi điều kiện làm việc của động cơ, ECU phải theo dõi và xử lí rất nhiều thông tin từ các cảm biến. Dưới đây là một vài cảm biến quan trọng: - Cảm biến lượng khí nạp để đo lượng không khí xy lanh hút vào. - Cảm biến ôxy đo lượng ôxy trong khí thải nhằm xác định nhiên liệu hòa trộn thừa hay thiếu xăng để ECU hiệu chỉnh khi cần thiết. - Cảm biến vị trí van tiết liệu để ECU điều chỉnh lượng xăng phun vào phù hợp khi đạp ga . - Cảm biến nhiệt độ chất lỏng động cơ cho ECU biết nhiệt độ làm việc của động cơ. - Cảm biến hiệu điện thế để ECU bù ga khi mở các thiết bị điện trong xe. - Cảm biến áp suất ống tiết liệu: lượng không khí hút vào máy là chỉ số quan trọng để ECU đo công suất động cơ. Càng nhiều không khí đi vào xy lanh áp suất càng giảm. Vì vậy, dựa vào số đo áp suất, ECU sẽ xác định được công suất động cơ. - Cảm biến tốc độ động cơ dùng giám sát tốc độ, một trong các nhân tố để tính toán xung độ. Phun đa điểm có 2 kiểu phun: tất cả các đầu phun cùng mở hoặc lần lượt từng đầu phun chỉ mở khi xy lanh của đầu phun đó bắt đầu kỳ hút (hệ thống phun nhiên liệu đa điểm liên tiếp). Ưu điểm của dạng này là khi nhấn ga gấp, hệ thống đáp ứng nhanh
hơn nhiều vì chỉ cần đến khi xy lanh tiếp theo mở van hút nhiên liệu thay vì chờ vòng quay máy kế tiếp. Các thuật toán dùng để điều khiển động cơ khá phức tạp. Phần mềm giữ cho xe có nồng độ khí thải ở mức cho phép trong 100.000 dặm, đạt tiêu chuẩn tiết kiệm nhiên liệu EPA và bảo đảm độ bền động cơ. Ngoài ra còn rất nhiều các yêu cầu khác. Bộ phận điều khiển động cơ ECU sử dụng công thức và các bảng tra để xác định thời gian đóng mở vòi phun phù hợp với từng điều kiện vận hành cụ thể của động cơ. Thuật toán gồm rất nhiều chỉ số nhân với nhau. Đa số được tìm từ các bảng tra. Ví dụ: Thời gian mở van = Thời gian mở van tiêu chuẩn x hệ số A x hệ số B. Thời gian mở van tiêu chuẩn bằng cách, dựa trên số vòng quay động cơ và tải. Ví dụ, tốc độ động cơ là 2000 vòng/phút, tải bằng 4, hệ số giao nhau giữa 2 hệ số trong bảng tra là 8 mili giây. Cho C và D là các thông số cảm biến, C là nhiệt độ động cơ, D là lượng ôxy đo được trong ống xả. Nếu nhiệt độ là 100 và mức ôxy là 3, dựa vào bảng tra ta có A=0.8 và B= 1. Suy ra 8 x 0.8 x 1 = 6.4 mili giây. Từ đó ta thấy, cách ECU tính toán thời gian phun nhiên liệu tối ưu dựa vào rất nhiều yếu tố. Trong thực tế, ECU phải xử lý hơn 100 thông số như thế để tính toán thời gian phun xăng tối ưu. Nhiều thông số thay đổi liên tục trong quá trình vận hành, và tùy thuộc vào tốc độ động cơ, ECU phải thực hiện phép tính này hàng trăm lần trong một giây. Các chip tăng công suất Thông thường, các chip này được sản xuất bởi một hãng thứ 3. Chip công suất này thay thế chip nhớ có sẵn trong ECU chứa toàn bộ các bảng tra. Giá trị trong các bảng tra mới được sửa đổi để tăng lượng nhiên liệu cung cấp cho động cơ, hoặc thay đổi thời điểm đánh lửa, nhằm tăng tối đa công suất. Chip được thiết kế sao cho động cơ đạt công suất cao nhất nhưng lại bỏ qua các vấn đề về nồng độ khí thải, tính ổn định, tính kinh tế, điều mà các nhà sản xuất cũng như người tiêu dùng quan tâm.