[发明专利]汽油发动机电控单元

说明书

技术领域

本发明是对车用汽油发动机电控单元的改进，尤其涉及一种优化燃烧， 控制精度高，并能有效降低成本的汽油发动机电控单元。

背景技术

发动机电控单元(ECU，Electronic Control Unit)主要用于协调喷油、 点火、进气，有效控制发动机汽缸内部燃烧，最大限度减少燃烧过程污染 物排放，是整个发动机控制系统大脑。

目前汽油发动机电控单元设计方案中，普遍采用按每个功能电路单独 采用一个集成芯片，甚至几个集成芯片实现，然后由主控制单元协调控制， 即电控单元划分为主控制单元、怠速步进电机驱动单元、电源管理单元、 复位处理单元、低边驱动输出单元、K线通讯单元、CAN通讯单元、爆震 信号处理单元、存储单元、点火驱动单元、喷油驱动单元，各单元采用独 立的专用集成芯片，再组合开关量输入单元、频率信号输入单元、模拟信 号输入单元(图1)。这样整个电控单元采用的芯片数量较多，成本相对较高。 另一种通过增加协处理单元，例如中国专利CN101235786公开的发动机电 控单元(图2)，除主控制单元外，增加了两个协处理单元，一个协处理单元 用于协助驱动怠速步进电机，另外一个协处理单元采用软件方法处理点火 反馈，协处理单元处理后的数据传送给主控制单元来执行。此结构的电控 单元，更是由于增加了协处理单元，不仅导致整个系统执行速度和效率的 降低，而且增加协助处理单元更造成了成本的提高。

此外，上述电控单元中开关量输入信号处理电路，采用固定的上拉电 阻或下拉电阻方式实现，当电控单元应用于不同的车型时，由于开关信号 的有效信号类型不一致，导致电控单元通用性差，不同车型需要设计不同 开关量输入信号处理电路，增加了开发成本。

检测尾气成分的氧传感器，它起作用需要达到一定的温度，当车辆启 动时，温度较低，氧传感器不能有效工作，只有当车辆启动一段时间，当 尾气温度达到氧传感器工作温度时，氧传感器才能工作。而现有技术为了 使氧传感器在发动机启动时就起作用，通常采用强制加热的方法，使氧传 感器提前工作，以达到控制减少启动阶段的排放物。现有技术氧传感器加 热采用集成芯片驱动，集成芯片驱动加热能力相对不足，易导致氧传感器 起作用的时间延迟，实际造成发动机启动阶段排放物减少减量不明显，仍 会出现超标。虽然可以通过并联集成芯片多个驱动通道以增加加热能力， 但这样不仅会过多占用芯片通道，造成集成芯片功能利用的降低，而且多 通道用于加热也会导致芯片发热量的增加，客观散热困难，会加速芯片老 化、降低可靠性。

再就是，现有技术汽油发动机电控单元，点火反馈信号采用电阻分压 采集点火信号，输入到主控制单元，通过电压值判断是否有效点火控制喷 油。但由于点火信号电压高到上百伏，并且点火过程中电压信号波动较大。 采用此结构电路，分压后电压同样会产生波动，使得通过模数转换得到电 压数值也容易产生波动，从而造成对点火有效性判断的不准确，因而不能 有效控制喷油，也会影响排放达标。其次，电阻分压采集点火信号还有一 个缺点，即对于每一缸点火输出信号都需要有一个点火反馈电路，分别检 测每一缸点火输出，造成发动机缸数越多，重复电路越多，导致成本增加。

上述这些均导致现有汽油发动机电控单元，难以确保控制优化燃烧达到 严格排放要求例如国四标准，此已成为目前很多电控系统厂家面临的技术 难题。因此仍有值得改进的地方。

发明内容

本发明目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种不仅能够较大降 低电控单元成本，而且能够确保优化燃烧，满足高标准排放要求例如达到 国四排放标准的汽油发动机电控单元。