淺談發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)（EMS）在智能車輛上的應(yīng)用研究

1、    淺談發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)（ems）在智能車輛上的應(yīng)用研究    摘 要：本文主要通過介紹智能車輛和發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)ems的發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)ems在智能車輛上的應(yīng)用尤其是ems中電控燃油噴射系統(tǒng)在智能車輛上的應(yīng)用做了淺究。關(guān)鍵詞：智能車輛;ems;電控燃油噴射系統(tǒng)隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的迅速發(fā)展，交通基礎(chǔ)設(shè)施的瓶頸制約作用越來越明顯。這種制約不僅體現(xiàn)在交通堵塞問題日益突出，同時(shí)還體現(xiàn)在由于交通不暢而造成的環(huán)境污染問題及相對(duì)落后的道路和先進(jìn)的車輛對(duì)人們的生命、財(cái)產(chǎn)所形成的安全隱患。正因?yàn)槿绱?，智能交通系統(tǒng)（intelligent transportation syste

2、ms， its）日益受到歐洲、日本、美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家的重視并成為研究熱點(diǎn)。他們相繼啟動(dòng)了各種以智能交通系統(tǒng)為目標(biāo)的研究與開發(fā)項(xiàng)目。1.發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)ems的發(fā)展現(xiàn)狀發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)（engine management system）是在汽油機(jī)電子點(diǎn)火和電控汽油噴射系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的集電子控制噴射、排放控制、電子點(diǎn)火、起動(dòng)、防盜、診斷等功能于一體的高科技集成系統(tǒng)。目前國(guó)內(nèi)所使用的發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)的主流廠商基本為國(guó)外廠商， 且大部分是隨汽車主機(jī)引入國(guó)內(nèi)的， 主要為博世、德爾福、馬瑞利、電裝、西門子和摩托羅拉等。國(guó)內(nèi)主要以這些公司的合資企業(yè)（ 如聯(lián)合電子） 為主機(jī)廠提供發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)。并且由于發(fā)動(dòng)機(jī)管

3、理系統(tǒng)技術(shù)含量高， 其部件的附加值高， 因此， 各國(guó)外公司對(duì)其零部件都實(shí)施技術(shù)封鎖， 基本上都以系統(tǒng)集成供貨， 因此包括ecu、傳感器、噴油器等基本上由系統(tǒng)匹配承包商制造或采購(gòu)后集成供給主機(jī)廠。2.ems中電控燃油噴射系統(tǒng)在智能車輛上的應(yīng)用隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，城市污染目趨嚴(yán)重，車尾氣的排放是城市污染的主要來源。汽車尾氣排放中的未燃?xì)鋒c、氮氧化合物nox、在大氣中通過光化合煙霧應(yīng)而形成的臭氧、過氧?；獌词窒跛猁}等耐人體造成極大的危害，己成為危害入類健康的主要兇手，因此控制汽車尾氣排放已成為世界環(huán)保的一個(gè)主要話題.智能車輛對(duì)尾氣排放的要求相當(dāng)?shù)母?，而控燃油噴射系統(tǒng)能夠精確的控

4、制空燃比和點(diǎn)火時(shí)刻等參數(shù)，保證發(fā)動(dòng)機(jī)在各個(gè)工況下都能處于最佳狀態(tài)，從而為解決發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)能和排氣凈化提供有效途徑。接下來就對(duì)電控燃油噴射系統(tǒng)這一ems中越來越重要的系統(tǒng)做出研究，讓它能夠在智能車輛上廣泛應(yīng)用。2.1電控燃油噴射系統(tǒng)的發(fā)展和現(xiàn)狀早期車用汽油機(jī)電控系統(tǒng)研究著眼點(diǎn)是供油量的控制。1953年，美國(guó)bendix公司開始進(jìn)行汽油噴射電控系統(tǒng)的開發(fā)，四年后將研究成果公布于世。1967年，德國(guó)bosch公司研制成d型電子控制汽油噴射系統(tǒng)，隨后又開發(fā)了l型電子控制噴射系統(tǒng)，后來這些技術(shù)被不斷改進(jìn)、完善。到1979年，發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制技術(shù)己經(jīng)達(dá)到相當(dāng)高的程度。2.2高壓共軌式電控燃油噴射系統(tǒng)的工作原理和

5、關(guān)鍵技術(shù)2.2.1工作原理電控高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)共軌管中的燃油壓力由一個(gè)徑向柱塞式高壓泵產(chǎn)生，壓力大小與發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速無關(guān)，可在一定范圍內(nèi)自由設(shè)定，其大小由一個(gè)電磁壓力調(diào)節(jié)閥控制，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作需要進(jìn)行連續(xù)壓力調(diào)節(jié)。電控單元作用于噴油器電磁閥上的脈沖信號(hào)控制燃油的噴射過程，噴油量的大小取決于共軌管中的油壓和噴油器電磁閥開啟時(shí)間的長(zhǎng)短，及噴油嘴液體流動(dòng)特性。工作時(shí)，該系統(tǒng)將共軌管內(nèi)形成的恒定高壓燃油，通過高壓油管分送到每個(gè)噴油器，并借助于集成在每個(gè)噴油器上的高速電磁閥的開啟與閉合，控制噴油器定時(shí)、定量地將燃油噴射至燃燒室。2.2.2 關(guān)鍵技術(shù)（1）傳感器技術(shù)在共軌噴射系統(tǒng)中， 除了測(cè)定發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)

6、際運(yùn)行狀態(tài)的傳感器（如空氣流量傳感器、增壓壓力傳感器、水溫傳感器、燃油溫度傳感器、油門開度傳感器等） 外， 還須安裝壓力傳感器來準(zhǔn)確測(cè)量共軌管內(nèi)的壓力。（2）軟件技術(shù)軟件技術(shù)包括軟件開發(fā)過程，軟件開發(fā)方法，結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法等. 在軟件的開發(fā)方面，最初是先檢測(cè)出發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和油門開度，然后輸入到計(jì)算機(jī)內(nèi)，形成所謂的數(shù)據(jù)map ，再?gòu)臄?shù)據(jù)map中計(jì)算目標(biāo)噴油量，向伺服回路發(fā)出指令進(jìn)行控制.（3）電控回路在發(fā)動(dòng)機(jī)上的安裝目前的趨勢(shì)是電控單元由安裝在駕駛室內(nèi)逐步轉(zhuǎn)向靠近發(fā)動(dòng)機(jī)的位置安裝. 但是這將帶來兩大難題：電控單元（ecu） 要承受高溫及強(qiáng)振動(dòng)。2.3 智能車輛上電控燃油噴射系統(tǒng)要能很好的將電控燃油

7、噴射系統(tǒng)運(yùn)用到智能車輛上，我們首先應(yīng)了解燃油噴射系統(tǒng)的不足和它運(yùn)用的局限性：（1）該系統(tǒng)的共軌管燃油壓力調(diào)整十分復(fù)雜，存在建立時(shí)間和建立精度的矛盾，即縮短調(diào)節(jié)時(shí)間將很可能導(dǎo)致共軌管內(nèi)的燃油壓力超調(diào)（2）隨著共軌管燃油壓力的不斷提高，對(duì)系統(tǒng)各部件的性能要求越來越苛刻，對(duì)傳感器的精度要求也較高。（3）油品適應(yīng)性差，用戶維修保養(yǎng)成本高，必須使用符合國(guó)標(biāo)準(zhǔn)以上的低硫柴油，共軌發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的故障必須依靠專業(yè)故障診斷儀器進(jìn)行檢測(cè)和維修由于能力原因，不能一一去深入了解這全部的不足和局限性，現(xiàn)對(duì)電控系統(tǒng)的故障診斷方面提出一點(diǎn)自己的想法。希望能用于智能車輛上來提高智能車輛的性能。電噴系統(tǒng)的可靠性比較高，在使用

8、中一般不容易出現(xiàn)故障和損壞現(xiàn)象。多數(shù)故障為電氣和電子裝置的插接件的接觸不良而導(dǎo)致故障。電控燃油噴射系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)可能出現(xiàn)的問題主要表現(xiàn)為：發(fā)動(dòng)機(jī)不能起動(dòng);發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后熄火;發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不穩(wěn)定;發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)不到最大功率;發(fā)動(dòng)機(jī)耗油量太高等。對(duì)于這些問題，要區(qū)分是燃油引起的還是由電氣引起的，我覺得可以在油路中安裝一個(gè)壓力表，轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，檢查汽油壓力，如果汽油壓力正常（250-290kpa），則屬于電氣問題;如果汽油壓力不正常，則屬于供油系統(tǒng)問題。（l）電氣信號(hào)的檢查：如屬于電氣問題，則應(yīng)使用診斷儀檢查有關(guān)部件的電信號(hào)和電控單元：檢查起動(dòng)信號(hào)。起動(dòng)器電磁線圈與電控單元（ecu）之間有一根導(dǎo)線提供發(fā)動(dòng)機(jī)正常起

9、動(dòng)的信號(hào)。電控單元利用該信號(hào)接通有關(guān)部件提供起動(dòng)加濃汽油。如果沒有此信號(hào)，這個(gè)作用就不會(huì)產(chǎn)生，因而使起動(dòng)產(chǎn)生障礙。檢查節(jié)氣門限位開關(guān)信號(hào)。節(jié)氣門達(dá)到全開時(shí)向電控單元（ecu）提供的一個(gè)信號(hào)可以停止使噴油器產(chǎn)生脈沖。如果沒有此信號(hào)，電控單元就將連續(xù)向噴油器提供脈沖，形成發(fā)動(dòng)機(jī)不能起動(dòng)的條件。檢查冷卻液溫度傳感器和進(jìn)氣溫度傳感器信號(hào)。兩個(gè)傳感器都是向電控單元（ecu）提供發(fā)動(dòng)機(jī)所處狀態(tài)額外加濃混合氣的信號(hào)，如果這些信號(hào)不能輸送到電控單元，它就不能足夠地延長(zhǎng)脈沖持續(xù)時(shí)間，使發(fā)動(dòng)機(jī)不能起動(dòng)或運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定。（2）供油部件的檢查：如果屬于供油問題，則應(yīng)使用汽油噴射檢測(cè)儀檢查有關(guān)供油部件：檢查油壓調(diào)節(jié)器和汽油

10、泵。將油壓調(diào)節(jié)器回油膠管夾緊并驅(qū)動(dòng)汽油泵，若油壓高于317kpa，則說明汽油泵沒有問題，油壓調(diào)節(jié)器損壞;若油壓低于317kpa，則需要檢查汽油泵。電動(dòng)汽油泵良好工作的前提條件是滾柱與泵璧能夠緊密貼合。為此應(yīng)防止汽油中混入硬質(zhì)顆粒造成接合面的磨損，使油壓無法建立。另外，水腐蝕油箱所產(chǎn)生的鐵銹也會(huì)引起這類故障。一旦發(fā)生這類故障，輕則導(dǎo)致供油不足，重則使發(fā)動(dòng)機(jī)熄火。因此，更換或維修汽油泵時(shí)應(yīng)同時(shí)清洗汽油箱。檢查噴油器。燃油系統(tǒng)受到污染，可能造成噴油器堵塞使混合氣過稀，導(dǎo)致怠速不穩(wěn)定;也可能造成噴油器針閥與閥座閉合不嚴(yán)而連續(xù)供油，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)各種轉(zhuǎn)速都不穩(wěn)定。有了這些最基礎(chǔ)的檢查和診斷過程，就能保證智能車輛上的電噴系統(tǒng)能夠運(yùn)行的更加暢通，并能及時(shí)的發(fā)現(xiàn)故障和果斷的排除故障，讓智能車輛行駛更加暢通。參考文獻(xiàn)：1徐小林等.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)m.北京：中國(guó)鐵道出版社，2吳森 等譯bosch汽油機(jī)