電噴標(biāo)定基礎(chǔ)培訓(xùn)

1、上海汽車上海汽車集團(tuán)集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心股份有限公司技術(shù)中心 S A I C M O T O R T e c h n i c a l C e n t e r電噴標(biāo)定基礎(chǔ)培訓(xùn)電噴標(biāo)定基礎(chǔ)培訓(xùn)上汽技術(shù)中心動力總成部楊飛赟上海汽車上海汽車集團(tuán)集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心股份有限公司技術(shù)中心 S A I C M O T O R T e c h n i c a l C e n t e r目錄目錄pEMS基本原理pEMS的硬件與軟件pEMS控制策略內(nèi)容p標(biāo)定的流程上海汽車上海汽車集團(tuán)集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心股份有限公司技術(shù)中心 S A I C M O T O R T e c h n i c a l C e

2、 n t e rEMS基本原理基本原理 EMS發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)的基本功能是根據(jù)駕駛者的意愿設(shè)置相應(yīng)的扭矩輸出。 具體地說，就是利用加速踏板位置傳感器反映當(dāng)前駕駛者的駕駛意愿，中央電控單元將認(rèn)為當(dāng)前的加速踏板位置傳感器的測量值對應(yīng)著一個特定的輸出扭矩，為了獲得這個對應(yīng)的扭矩，中央電控單元將在采集各類發(fā)動機(jī)工況參數(shù)和車輛運行參數(shù)的基礎(chǔ)上，協(xié)調(diào)各個輸出控制信號，如： - 氣缸進(jìn)氣量 - 噴油量 - 點火正時 以達(dá)到要求的輸出扭矩，同時系統(tǒng)將監(jiān)測當(dāng)前運行參數(shù)的變化情況。上海汽車上海汽車集團(tuán)集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心股份有限公司技術(shù)中心 S A I C M O T O R T e c h n i c a l

3、 C e n t e rEMS基本原理基本原理 EMS系統(tǒng)同時廣泛采用了輔助的開環(huán)和閉環(huán)控制功能，包括： 怠速控制 閉環(huán)控制 燃油蒸發(fā)排放控制 巡航控制 降低NOx排放的排氣再循環(huán)控制(EGR) 降低HC排放的二次空氣噴射控制 上海汽車上海汽車集團(tuán)集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心股份有限公司技術(shù)中心 S A I C M O T O R T e c h n i c a l C e n t e rEMS基本原理基本原理由于多種因素的共同作用，這些輔助功能已被提高到了一個重要的位置。這些因素包括： 要求降低尾氣排放的法規(guī) 對進(jìn)一步提高燃油經(jīng)濟(jì)性的不懈追求 對安全性和駕駛舒適性的更高要求上海汽車上海汽車集團(tuán)集

4、團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心股份有限公司技術(shù)中心 S A I C M O T O R T e c h n i c a l C e n t e rEMS基本原理基本原理 EMS系統(tǒng)也可進(jìn)行擴(kuò)展，以集成以下配置： - 渦輪增壓器和可變進(jìn)氣歧管控制(可提高動力輸出) - 發(fā)動機(jī)閥門正時可變的凸輪軸控制 (可降低燃油消耗和排放，同時提高動力輸出) - 爆震控制、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速控制和車速控制(可保護(hù)發(fā)動機(jī)和車輛)。上海汽車上海汽車集團(tuán)集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心股份有限公司技術(shù)中心 S A I C M O T O R T e c h n i c a l C e n t e rEMS基本原理基本原理 EMS（ME7/M

5、7）系列的發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)采用的是基于扭矩控制的控制策略。 使用該控制策略，可以使系統(tǒng)針對不同發(fā)動機(jī)和使用環(huán)境，方便靈活地集成眾多功能。 大多數(shù)輔助開環(huán)和閉環(huán)控制功能都會體現(xiàn)在對發(fā)動機(jī)扭矩的影響上，這經(jīng)常導(dǎo)致同時出現(xiàn)相互矛盾的要求。 該控制策略則能夠區(qū)分出這些相互矛盾的需求的優(yōu)先程度，并執(zhí)行最至關(guān)重要的需求,這也是基于扭矩控制的控制策略的優(yōu)勢所在。上海汽車上海汽車集團(tuán)集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心股份有限公司技術(shù)中心 S A I C M O T O R T e c h n i c a l C e n t e rEMS基本原理基本原理 在ME7系統(tǒng)中，中央控制單元采用CAN(Controller Are

6、a Network,控制器局域網(wǎng))總線與車內(nèi)掌管其它系統(tǒng)的不同控制單元保持通信與互相協(xié)作。 這種協(xié)作的一個例子是當(dāng)進(jìn)行換檔時，控制單元可操縱自動變速箱的ECU來執(zhí)行扭矩的減少，從而減少變速箱的磨損。 同樣，如果安裝了TCS(牽引控制系統(tǒng))，當(dāng)感受到車輪滑動時，它的ECU會把相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳遞給控制單元，使其降低發(fā)動機(jī)扭矩。 這也是采用基于扭矩的柔性響應(yīng)控制的另一個好處。上海汽車上海汽車集團(tuán)集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心股份有限公司技術(shù)中心 S A I C M O T O R T e c h n i c a l C e n t e rEMS基本原理基本原理 由于器件故障將可能導(dǎo)致嚴(yán)重的安全或排放問題，在線

7、診斷系統(tǒng)(On-Board Diagnosis)是發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)配置。 利用在線診斷，系統(tǒng)可以診斷出象空氣流量計、電子節(jié)氣門體、氧傳感器、碳罐閥等諸多器件的故障。 ME7系統(tǒng)可滿足OBD和EOBD標(biāo)準(zhǔn)。上海汽車上海汽車集團(tuán)集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心股份有限公司技術(shù)中心 S A I C M O T O R T e c h n i c a l C e n t e r診斷接口電子控制單元E C U三元催化器M7系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖上海汽車上海汽車集團(tuán)集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心股份有限公司技術(shù)中心 S A I C M O T O R T e c h n i c a l C e n t e rME7系

8、統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖上海汽車上海汽車集團(tuán)集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心股份有限公司技術(shù)中心 S A I C M O T O R T e c h n i c a l C e n t e r主要電子零部件主要電子零部件上海汽車上海汽車集團(tuán)集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心股份有限公司技術(shù)中心 S A I C M O T O R T e c h n i c a l C e n t e r主要電子零部件主要電子零部件上海汽車上海汽車集團(tuán)集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心股份有限公司技術(shù)中心 S A I C M O T O R T e c h n i c a l C e n t e r主要電子零部件主要電子零部件電子節(jié)氣門體電子油

9、門踏板上海汽車上海汽車集團(tuán)集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心股份有限公司技術(shù)中心 S A I C M O T O R T e c h n i c a l C e n t e r主要零部件功能主要零部件功能序號零部件名稱功能M7ME7EUIIEIIIEOBD1電子控制器 M(E)7.9.7發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)的核心，接收傳感器信號，通過軟件處理后，對執(zhí)行器發(fā)送控制信息，實現(xiàn)對噴油、點火等的控制。 2空氣質(zhì)量流量計或進(jìn)氣壓力溫度傳感器 DS-S/TF測量發(fā)動機(jī)進(jìn)氣量或進(jìn)氣歧管絕對壓力，提供發(fā)動機(jī)負(fù)荷信息。3燃油分配管總成KSZ-S分配燃油，貯存燃油，提供燃油，調(diào)節(jié)油壓以保持噴油器進(jìn)、出口的壓力差恒定不變。 3.1

10、 噴油器 EV6將燃油噴在汽缸進(jìn)氣口前。 3.2 調(diào)壓閥 DR2保持燃油分配管總成系統(tǒng)的壓力與進(jìn)氣管內(nèi)的壓力差為恒值。 4凸輪軸位置傳感器 PG區(qū)分一缸的壓縮上止點和排氣上止點。5水溫傳感器 TF-W測定發(fā)動機(jī)冷卻液溫度。 6爆震傳感器 KS-1-K檢測發(fā)動機(jī)缸體振動情況，以供電子控制器識別發(fā)動機(jī)爆震工況。 7碳罐控制閥 TEV-2控制蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)中再生氣流的流量。 8點火線圈 ZSK- 2x2提供火花塞點火所需的點火能量9轉(zhuǎn)速傳感器 DG-6提供曲軸轉(zhuǎn)速信息和第一缸上止點信息 上海汽車上海汽車集團(tuán)集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心股份有限公司技術(shù)中心 S A I C M O T O R T e c

11、 h n i c a l C e n t e r主要零部件功能主要零部件功能10油泵支架 EKPT為電動燃油泵安裝在油箱內(nèi)提供良好的機(jī)械安裝支架。10.1油泵 EKP13.5將燃油從油箱送往發(fā)動機(jī)，并提供足夠的燃油壓力和富余燃油。 11節(jié)氣門位置傳感器 DKG-1提供發(fā)動機(jī)負(fù)荷信息、工況信息。12怠速調(diào)節(jié)器 通過改變怠速旁通通道截面積影響旁通氣量，實現(xiàn)發(fā)動機(jī)怠速工況時轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制。13電子油門踏板（FPM）提供駕駛員所踩踏板的電壓信號14電子節(jié)氣門體（DVE)控制發(fā)動機(jī)進(jìn)氣量并提供節(jié)氣門開度信號15氧傳感器 (上游)LSH25C測定發(fā)動機(jī)排氣中氧氣含量，實現(xiàn)閉環(huán)控制 16氧傳感器 (下游) L

12、SH25C監(jiān)控三元催化轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換功能。17機(jī)油溫度傳感器檢測發(fā)動機(jī)機(jī)油溫度，控制VVT閥（僅VVT發(fā)動機(jī)）18振動加速度傳感器探測路面不平度，避免失火誤判斷。上海汽車上海汽車集團(tuán)集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心股份有限公司技術(shù)中心 S A I C M O T O R T e c h n i c a l C e n t e r ECU硬件原理示意圖 上海汽車上海汽車集團(tuán)集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心股份有限公司技術(shù)中心 S A I C M O T O R T e c h n i c a l C e n t e rECU內(nèi)部模塊上海汽車上海汽車集團(tuán)集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心股份有限公司技術(shù)中心 S A I C

13、M O T O R T e c h n i c a l C e n t e rStand:UAES/EN/EN12-PanECU-pinFunctionECU-pinFunctionFunctionECU-pin1Lambda Heating 1 (FET)Lambda Heating 2 (FET)43GND (Ignition)2Ignition 2 (BIP)Ignition 1 (BIP)5ECU-pinFunctionECU-pinFunctionFunctionECU-pinFunctionECU-pin81CAN_L (CF 160)62 CAN_H (CF 160)Reserv

14、ed43VIP feedback (8 bit)2480GND (Power stage)61GND (Power stage) Intake air temp. (8 bit)42Accel. sensor (8 bit)2379Phase sensor #160PSW switchAC pressure (10 bit)41Temp. A/C (8 bit)2278Sensor GND #459Vehicle speed (switch)Pedal pos. #2 (10 bit)40Brake light 2177Electrical load #258Brake switchCoola

15、nt temp. (10 bit)39Knock sensor B2076Electrical load #157A/C compressor switchThrottle pos. #2 (10 bit)38Knock sensor A1975A/C switch56Oil temperature (10 bit)HFM sensor (10 bit)37Lambda up (10 bit)1874 clutch switch55Lambda Down (10 bit)Sensor GND #236Sensor GND #11773Immo code54Throttle pos. #1 (1

16、0 bit)Sensor GND #335Pedal pos. #1 (10 bit)1672Phase sensor #253GND (Electronic)Engine speed B (CJ910)34Engine speed A(CJ910)1571Diagnosis K-line52Immobilizer5V ex. supply #133Main relay (CJ910)1470AC-Relay (CJ920)51GND (Electronic)5V ex. supply #232Ignition switch1369Fuel pump relay (CJ920)50Coolin

17、g fan low (CJ920)Malfunction indi. lamp31UBD1268Cooling fan high (CJ920)49NHP (0,6A)CJ450 (0,6A)30SVS lamp (CJ450)1167DCM (CJ220)48CVVT #1 (CJ920)Variable Intake manifold29fuel consump. (CJ910)1066DCM (CJ220)47IV3, Cyl. 4 (CJ920)CVVT #2 (CJ920)28Output coolant T965DCP (CJ220)46EVAP-Valve (CJ920)IV1,

18、 Cyl.1 (CJ920)27Output engine speed 864DCP (CJ220)45UBRPWM fan (2,2A)26IV2, Cyl. 3 (CJ920)763UBR44UBRVariable Intake port25IV4, Cyl. 2 (CJ920)6Pin assignment ME7.9.7 China(can be different in project) ECU管腳分配管腳分配 上海汽車上海汽車集團(tuán)集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心股份有限公司技術(shù)中心 S A I C M O T O R T e c h n i c a l C e n t e r ECU線束原

19、理圖線束原理圖 上海汽車上海汽車集團(tuán)集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心股份有限公司技術(shù)中心 S A I C M O T O R T e c h n i c a l C e n t e r M(E)7系統(tǒng)功能系統(tǒng)功能 基本功能基本功能催化器加熱控制4缸順序噴射分缸爆震自適應(yīng)控制1x1，1x2, 2x2等多種方式的點火控制冷卻風(fēng)扇控制增量系統(tǒng)的速度測量空調(diào)壓縮機(jī)控制節(jié)氣門位置測量車速和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速限制功能壓力傳感器負(fù)荷測量 兩點式或線性氧傳感器空燃比閉環(huán)控制 炭罐控制擴(kuò)展功能擴(kuò)展功能混合氣自適應(yīng)控制CAN總線，防盜功能，巡航等車輛控制排溫保護(hù)VVT，Turbo，EGR，CBR，SU等發(fā)動機(jī)控制基于模型的過渡工

20、況自適應(yīng)控制EOBD自診斷系統(tǒng)基于模型的扭矩控制怠速控制 項目功能需求表（項目功能需求表（FR）上海汽車上海汽車集團(tuán)集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心股份有限公司技術(shù)中心 S A I C M O T O R T e c h n i c a l C e n t e r 發(fā)動機(jī)在燃燒作功沖程中產(chǎn)生的動能由下列因素所確定：發(fā)動機(jī)在燃燒作功沖程中產(chǎn)生的動能由下列因素所確定：- 進(jìn)氣門關(guān)閉時進(jìn)入的可供燃燒的進(jìn)進(jìn)氣門關(guān)閉時進(jìn)入的可供燃燒的進(jìn)氣氣量；量； 駕駛員通過加速踏板的機(jī)械連接直接控制節(jié)氣門開度 怠速調(diào)節(jié)器- 同時進(jìn)入的可供燃燒的燃同時進(jìn)入的可供燃燒的燃油油量；量； 噴油量與噴油正時的控制- 點火火花開始點燃空

21、燃混合氣的著點火火花開始點燃空燃混合氣的著火火點。點。 點火正時與閉合角的控制發(fā)動機(jī)性能的影響因素發(fā)動機(jī)性能的影響因素上海汽車上海汽車集團(tuán)集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心股份有限公司技術(shù)中心 S A I C M O T O R T e c h n i c a l C e n t e r1 空氣和燃油蒸汽2 碳罐控制閥3 通往蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)4 廢氣5 有可調(diào)開度的EGR閥門6 空氣質(zhì)量流量（大氣壓力）7 空氣質(zhì)量流量（進(jìn)氣管壓力）8 新鮮空氣沖量（燃燒室壓力）9 殘余廢氣量10 廢氣11 進(jìn)氣門12 排氣門 節(jié)氣門開啟角“氣”上海汽車上海汽車集團(tuán)集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心股份有限公司技術(shù)中心 S A I

22、 C M O T O R T e c h n i c a l C e n t e r“氣氣”的控制的控制 對火花塞式發(fā)動機(jī)而言，決定功率輸出的首要因素是氣缸進(jìn)氣量。 發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)主要是通過調(diào)節(jié)節(jié)氣門開度來控制氣缸進(jìn)氣的。上海汽車上海汽車集團(tuán)集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心股份有限公司技術(shù)中心 S A I C M O T O R T e c h n i c a l C e n t e r“氣氣”的控制的控制常規(guī)系統(tǒng)常規(guī)系統(tǒng) 常規(guī)的設(shè)計是依靠機(jī)械的連接來控制節(jié)氣門，借助系纜或機(jī)械拉桿傳遞加速踏板的運動，相應(yīng)地轉(zhuǎn)變成節(jié)氣門的動作。 發(fā)動機(jī)冷車啟動時，為了克服較大的內(nèi)部摩擦消耗需要吸入較多的空氣和噴入額外多

23、的燃油；同時，當(dāng)輔助設(shè)備如空調(diào)壓縮機(jī)被打開時，氣缸也需要吸入更多的空氣來彌補(bǔ)驅(qū)動功率的損失。1 怠速旁通閥怠速旁通閥 3 節(jié)氣閥節(jié)氣閥 2 ECU 4 旁通管旁通管 上海汽車上海汽車集團(tuán)集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心股份有限公司技術(shù)中心 S A I C M O T O R T e c h n i c a l C e n t e r“氣氣”的控制的控制p 這些額外的空氣要求可通過空氣旁通執(zhí)行器來滿足，這種執(zhí)行器能控制一個繞過節(jié)氣門的額外氣流通道。p 另一種選擇是使用一種可隨發(fā)動機(jī)需求變化而相應(yīng)調(diào)整節(jié)氣門最小開度的節(jié)氣門執(zhí)行器來滿足這種要求。p 但這兩種情況下為滿足發(fā)動機(jī)需求波動而對空氣流量進(jìn)行電子控制

24、的范圍都是有限的，僅局限在某些特定工況，比如說怠速控制。上海汽車上海汽車集團(tuán)集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心股份有限公司技術(shù)中心 S A I C M O T O R T e c h n i c a l C e n t e r“氣氣”的控制的控制帶有帶有ETCETC的系統(tǒng)的系統(tǒng) 如下圖所示，ETC(電子節(jié)氣門控制)控制涉及部件包括：加速踏板、EMS ECU、和電子節(jié)氣門總成。加速踏板加速踏板EMS ECU電子節(jié)氣門體電子節(jié)氣門體電子節(jié)氣門電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)：控制系統(tǒng)：監(jiān)測模塊監(jiān)測模塊傳感器傳感器執(zhí)行器執(zhí)行器電子節(jié)氣門電子節(jié)氣門上海汽車上海汽車集團(tuán)集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心股份有限公司技術(shù)中心 S A I

25、C M O T O R T e c h n i c a l C e n t e r“氣氣”的控制的控制ETCETC系統(tǒng)部件說明：系統(tǒng)部件說明： - 加速踏板：內(nèi)有兩個輸出信號同向變化的電位器負(fù)責(zé)監(jiān)控踏板的位置。踏板的位置由駕駛員決定。 - 電子節(jié)氣門體：包括節(jié)氣閥門、節(jié)氣門執(zhí)行器(一直流電機(jī))、節(jié)氣門開度傳感器。其中開度傳感器是兩個輸出反向互補(bǔ)的電位器。 ME7系統(tǒng)將ETC控制與負(fù)責(zé)點火、噴油和大量輔助功能的發(fā)動機(jī)管理ECU集成在一起，而無需為ETC配備一個專門的ECU。上海汽車上海汽車集團(tuán)集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心股份有限公司技術(shù)中心 S A I C M O T O R T e c h n i

26、 c a l C e n t e r“氣氣”的控制的控制ETCETC系統(tǒng)控制原理：系統(tǒng)控制原理： 加速踏板位置傳感器將感受到的加速踏板位置信號傳遞給ECU， ECU計算出相應(yīng)的節(jié)氣門開度，在根據(jù)發(fā)動機(jī)當(dāng)前運行工況作適當(dāng)調(diào)整后，產(chǎn)生一個相應(yīng)的控制信號傳遞給電子節(jié)氣門總成的節(jié)氣門執(zhí)行器。 節(jié)氣門執(zhí)行器能夠?qū)CU的輸出控制信號做出精確的響應(yīng)，同時兩個節(jié)氣門位置傳感器又將當(dāng)前的節(jié)氣門開度信息反饋給ECU，由ECU再做適當(dāng)?shù)姆答伩刂啤?電子節(jié)氣門總成上的兩個反相互補(bǔ)節(jié)氣門位置傳感器連同加速踏板上監(jiān)控踏板運動行程的兩個電位器，構(gòu)成了整個ETC監(jiān)控功能的一部分，能提供系統(tǒng)所期望的冗余度。 上海汽車上海汽車

27、集團(tuán)集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心股份有限公司技術(shù)中心 S A I C M O T O R T e c h n i c a l C e n t e r“氣氣”的控制的控制 在整個發(fā)動機(jī)運行期間，ETC控制系統(tǒng)會不斷地檢查和監(jiān)測所有能影響節(jié)氣門開度的傳感器信號和計算。 一旦遇到故障，系統(tǒng)的初始反應(yīng)是回復(fù)到基于冗余傳感器信號的狀態(tài)并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。如果沒有冗余的信號可用，則節(jié)氣門開度調(diào)整到默認(rèn)的位置。上海汽車上海汽車集團(tuán)集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心股份有限公司技術(shù)中心 S A I C M O T O R T e c h n i c a l C e n t e r“氣氣”的控制的控制 盡管節(jié)氣門控制是控制發(fā)動機(jī)

28、進(jìn)氣的主要方式，仍然有許多其它的系統(tǒng)型式也能夠?qū)崿F(xiàn)對進(jìn)入氣缸中的新鮮空氣和殘留廢氣數(shù)量的調(diào)整，包括： - 可變進(jìn)排氣閥門正時 - 排氣再循環(huán)(EGR) - 可變進(jìn)氣歧管布置(動態(tài)增壓） - 廢氣渦輪增壓上海汽車上海汽車集團(tuán)集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心股份有限公司技術(shù)中心 S A I C M O T O R T e c h n i c a l C e n t e r多 點 噴 油 系 統(tǒng)多 點 噴 油 系 統(tǒng)(MPI)1 燃油2 空氣3 節(jié)氣門4 進(jìn)氣歧管5 噴油嘴6 發(fā)動機(jī)外部形成混合氣的系統(tǒng)外部形成混合氣的系統(tǒng)這種供油系統(tǒng)最顯著的特點是：空燃混合氣在燃燒室外的進(jìn)氣歧管內(nèi)形成。 多點噴油系統(tǒng)多點噴

29、油系統(tǒng)多點噴射為上述混合氣形成準(zhǔn)則提供了理想的基礎(chǔ)。在這種系統(tǒng)中，每個氣缸都配有自己的噴油嘴，把燃油直接噴射到進(jìn)氣門前面部位。噴油量噴油量根據(jù)進(jìn)氣量、發(fā)動機(jī)水溫和轉(zhuǎn)速等條件精確計算的?！坝汀鄙虾Ｆ嚿虾Ｆ嚰瘓F(tuán)集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心股份有限公司技術(shù)中心 S A I C M O T O R T e c h n i c a l C e n t e r“油油”的控制的控制p燃油噴射燃油噴射p 為滿足汽車平穩(wěn)運行和低排放的嚴(yán)格要求，每一個工作循環(huán)都需要提供完全精確的混合氣配制。p 噴射的燃油量必須精確計量以匹配吸入的空氣量。如今，準(zhǔn)確的噴油正時也變得越來越重要，因此，ME7系統(tǒng)采用的是多點燃油噴射，

30、即每個氣缸都配有一個電磁噴油器。p 噴油器由ECU控制，可在準(zhǔn)確的時間點將精確的燃油量直接噴向氣缸進(jìn)氣門附近，這樣大大避免了噴出燃油沿進(jìn)氣管壁的凝結(jié)。因為這種凝結(jié)將導(dǎo)致所需混合氣空燃比的偏離。p 此外，對于多點燃油噴射系統(tǒng)來說，因為發(fā)動機(jī)進(jìn)氣歧管只通過供燃燒的空氣，所以可以優(yōu)化其形狀和尺寸來實現(xiàn)發(fā)動機(jī)的動態(tài)增壓。上海汽車上海汽車集團(tuán)集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心股份有限公司技術(shù)中心 S A I C M O T O R T e c h n i c a l C e n t e r在提前點火的點火時刻在提前點火的點火時刻曲軸和活塞的位置曲軸和活塞的位置TDC: 上止點， BDC: 下止點 Z: 點火時刻

31、點火提前角是用曲軸的上止點（TDC）來表示。提前角是以TDC前的角度來度量的。相應(yīng)的數(shù)字稱為點火（正時提前）角。把點火時間向后移到TDC，稱之為“延遲點火正時”；把點火時間向前移到更早的點火點，稱之為“提前點火”，如圖所示。點火正時的選擇必須滿足以下準(zhǔn)則：-最大的發(fā)動機(jī)功率-最佳的燃油經(jīng)濟(jì)性-發(fā)動機(jī)無爆震-排氣清潔但這些要求不可能同時得到滿足，必須根據(jù)具體情況制定折衷的方案。要達(dá)到要求的扭矩，最佳點火提前角取決于若干因素，最重要的因素包括發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)、燃料品質(zhì)和運行工況等（如起動、怠速、全速和倒拖工況）。“火”上海汽車上海汽車集團(tuán)集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心股份有限公司技術(shù)中心 S

32、 A I C M O T O R T e c h n i c a l C e n t e r發(fā)動機(jī)爆震是由于火花塞點燃的火焰前鋒尚未到達(dá)而部分空燃混合氣已突然自燃引起的，這種情況屬于點火提前角過大。爆震不僅導(dǎo)致燃燒室的溫度升高，反過來又可以引起提前著火，而且會引起壓力的升高。現(xiàn)在，在點燃式發(fā)動機(jī)中使用高壓縮比比以前常用的壓縮比帶來更大的爆震危險。兩種不同形式的爆震應(yīng)當(dāng)加以區(qū)別。-發(fā)動機(jī)低轉(zhuǎn)速高負(fù)荷時的加速爆震（可清楚的聽見金屬敲擊聲）-發(fā)動機(jī)高轉(zhuǎn)速高負(fù)荷時的高速爆震 長時間的爆震對發(fā)動機(jī)有極大的損害（氣缸蓋墊片和軸承損壞，活塞損壞）以及火花塞的損壞 。爆震爆震上海汽車上海汽車集團(tuán)集團(tuán)股份有限公

33、司技術(shù)中心股份有限公司技術(shù)中心 S A I C M O T O R T e c h n i c a l C e n t e r控制策略控制策略 如綜述中所述，ME7系統(tǒng)除了閉環(huán)控制，怠速閉環(huán)控制，爆震控制之外，還在于ME7的控制系統(tǒng)是基于扭矩控制這個平臺的，下面將對以下ME7系統(tǒng)的主要計算、控制策略進(jìn)行論述：上海汽車上海汽車集團(tuán)集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心股份有限公司技術(shù)中心 S A I C M O T O R T e c h n i c a l C e n t e r基于扭矩控制的策略基于扭矩控制的策略 發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)的首要任務(wù)是將駕駛指令反映到發(fā)動機(jī)的功率和扭矩輸出上。不論是在恒速前進(jìn)還是加速

34、前進(jìn)，駕駛員都需要發(fā)動機(jī)輸出扭矩克服前進(jìn)中的阻力。 此外，系統(tǒng)內(nèi)許多功能子系統(tǒng)（如怠速控制和轉(zhuǎn)速調(diào)速等）參與對行駛伺服機(jī)構(gòu)（如電子牽引力控制，自動變速箱）和通常的汽車附屬功能（如空調(diào)等）的控制，并將這些設(shè)備對發(fā)動機(jī)功率輸出調(diào)整要求告訴EMS系統(tǒng)。例如，在啟動空調(diào)壓縮機(jī)時，空調(diào)控制系統(tǒng)就會向ECU請求增加輸出功率。 早期發(fā)動機(jī)運行時，作為控制參數(shù)的氣缸充氣量、燃油質(zhì)量和點火正時都被認(rèn)為是控制指令而直接執(zhí)行，當(dāng)各種可能互相矛盾的需求同時出現(xiàn)時，彼此之間沒有協(xié)調(diào)。上海汽車上海汽車集團(tuán)集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心股份有限公司技術(shù)中心 S A I C M O T O R T e c h n i c a l

35、C e n t e r基于扭矩控制的策略基于扭矩控制的策略p 采用基于扭矩控制策略的ME7系統(tǒng)則前進(jìn)了一步，它首先對各部件的要求進(jìn)行優(yōu)先級判斷和協(xié)調(diào)，然后再利用得出的控制參數(shù)去實現(xiàn)指定扭矩的輸出。p 這種協(xié)調(diào)控制的策略能確保發(fā)動機(jī)在各個工況下實現(xiàn)排放和耗油的優(yōu)化。p 此外，采用基于扭矩的控制策略，就能比較方便地做到：根據(jù)不同的發(fā)動機(jī)和客戶使用要求，將眾多的不同控制功能集成到不同型號的發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)中，供用戶自由選擇。也就是說，從而使ME7型發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)具有更好的移植性。上海汽車上海汽車集團(tuán)集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心股份有限公司技術(shù)中心 S A I C M O T O R T e c h n i

36、 c a l C e n t e r基于扭矩控制的策略基于扭矩控制的策略外部請求:加速踏板(駕駛員)巡航控制外界動力條件舒適性和方便性起動加熱三元催化器怠速控制運行效率對扭矩輸出和運行效率進(jìn)行協(xié)調(diào)怠速控制轉(zhuǎn)速限制元件保護(hù)設(shè)定可能的各控制參數(shù)起動節(jié)氣門開度點火正時噴油控制廢氣旁通閥上海汽車上海汽車集團(tuán)集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心股份有限公司技術(shù)中心 S A I C M O T O R T e c h n i c a l C e n t e r基于扭矩控制的策略基于扭矩控制的策略發(fā)動機(jī)的扭矩計算發(fā)動機(jī)的扭矩計算 燃燒過程產(chǎn)生的內(nèi)部扭矩是基于扭矩控制的ME7系統(tǒng)的基本參數(shù)。 發(fā)動機(jī)的實際輸出扭矩還要從中

37、扣除摩擦、泵氣損失、驅(qū)動輔助器件（水泵、交流發(fā)電機(jī)等）和傳動裝置所消耗的能量。 基于扭矩控制的最終目的是能夠選擇最精確的發(fā)動機(jī)參數(shù)以精確地響應(yīng)駕駛指令，同時還要補(bǔ)償損失以及滿足給其他輔助部件供能的需要。上海汽車上海汽車集團(tuán)集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心股份有限公司技術(shù)中心 S A I C M O T O R T e c h n i c a l C e n t e r基于扭矩控制的策略基于扭矩控制的策略實際輸出扭矩的調(diào)節(jié)實際輸出扭矩的調(diào)節(jié) ME7系統(tǒng)在扭矩生成的時候采用兩種方法調(diào)節(jié)輸出扭矩： 一種是控制電子節(jié)氣門（ETC）改變進(jìn)氣量，這是一種逐漸緩慢過渡的方法，另外一種是采用調(diào)節(jié)點火正時或關(guān)閉某個氣缸

38、噴油的快速響應(yīng)方式。 采用緩慢過渡的方法實際上就是控制進(jìn)氣量的方法，主要負(fù)責(zé)穩(wěn)態(tài)運行；而快速響應(yīng)的方式（調(diào)節(jié)點火正時）可以在扭矩生成時對動力變化非常迅速地響應(yīng)。上海汽車上海汽車集團(tuán)集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心股份有限公司技術(shù)中心 S A I C M O T O R T e c h n i c a l C e n t e r對不同工況的運行處理對不同工況的運行處理 可用不同的扭矩輸出和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速來區(qū)分發(fā)動機(jī)的不同運行工況。 右圖顯示了發(fā)動機(jī)運行的不同工況范圍對應(yīng)的扭矩和轉(zhuǎn)速范圍。 發(fā)動機(jī)運行工況范圍發(fā)動機(jī)運行工況范圍滿滿 負(fù)負(fù) 荷荷扭扭 矩矩起起動動怠速怠速 超速超速 斷斷 油油 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 速速恢復(fù)后恢

39、復(fù)后部分負(fù)荷部分負(fù)荷加速加速上海汽車上海汽車集團(tuán)集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心股份有限公司技術(shù)中心 S A I C M O T O R T e c h n i c a l C e n t e r對不同工況的運行處理對不同工況的運行處理 在起動過程中，進(jìn)氣量、噴油量和點火時間根據(jù)專門的計算結(jié)果來調(diào)整。 起動后工況(緊接在起動過程結(jié)束之后)的混合氣仍然較濃，但相比起動初始時已減少噴油量和進(jìn)氣量。 點火提前角也作相應(yīng)調(diào)整，以適應(yīng)修正后的噴油量和不同的運行工況的需要。 直到平穩(wěn)過渡到暖機(jī)工況后，起動后工況結(jié)束。上海汽車上海汽車集團(tuán)集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心股份有限公司技術(shù)中心 S A I C M O T O

40、R T e c h n i c a l C e n t e r對不同工況的運行處理對不同工況的運行處理暖機(jī)和催化轉(zhuǎn)換器加熱暖機(jī)和催化轉(zhuǎn)換器加熱 當(dāng)發(fā)動機(jī)在冷車狀態(tài)下起動后，需要調(diào)整氣缸進(jìn)氣、噴油和點火以滿足發(fā)動機(jī)輸出更大扭矩的要求。這個過程一直持續(xù)到升高至合適的溫度為止。 在這個過程中首要的事情是快速加熱催化凈化器，使催化凈化器迅速轉(zhuǎn)換到工作狀態(tài)以大幅度降低排放。上海汽車上海汽車集團(tuán)集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心股份有限公司技術(shù)中心 S A I C M O T O R T e c h n i c a l C e n t e r對不同工況的運行處理對不同工況的運行處理暖機(jī)和催化轉(zhuǎn)換器加熱暖機(jī)和催化轉(zhuǎn)換

41、器加熱 當(dāng)發(fā)動機(jī)在冷車狀態(tài)下起動后，需要調(diào)整氣缸進(jìn)氣、噴油和點火以滿足發(fā)動機(jī)輸出更大扭矩的要求。這個過程一直持續(xù)到升高至合適的溫度為止。 在這個過程中首要的事情是快速加熱催化凈化器，使催化凈化器迅速轉(zhuǎn)換到工作狀態(tài)以大幅度降低排放。上海汽車上海汽車集團(tuán)集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心股份有限公司技術(shù)中心 S A I C M O T O R T e c h n i c a l C e n t e r對不同工況的運行處理對不同工況的運行處理 在怠速時，發(fā)動機(jī)沒有扭矩輸出，燃燒過程產(chǎn)生的能量被用來維持發(fā)動機(jī)本身的運轉(zhuǎn)和驅(qū)動附屬設(shè)備。在這種工況下，維持運轉(zhuǎn)所需要的扭矩和怠速轉(zhuǎn)速一起決定了油耗。 在交通嚴(yán)重?fù)矶聲r

42、，車輛很多油耗就是在這種工況下發(fā)生的，它被用來克服怠速時最低水平的摩擦損耗，并由此決定了低怠速的轉(zhuǎn)速。 閉環(huán)怠速控制能保證在設(shè)定的怠速狀態(tài)下穩(wěn)定、可靠地工作，而與其他條件的變化無關(guān)。 這些變化則可能是由于多種因素，諸如電氣系統(tǒng)、空調(diào)壓縮機(jī)、自動變速箱齒輪嚙合、助力轉(zhuǎn)向等引起的電流波動等而導(dǎo)致的。上海汽車上海汽車集團(tuán)集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心股份有限公司技術(shù)中心 S A I C M O T O R T e c h n i c a l C e n t e r對不同工況的運行處理對不同工況的運行處理 在節(jié)氣門全開(WOT)時沒有節(jié)氣損失，發(fā)動機(jī)在任何給定的轉(zhuǎn)速下均可發(fā)出最大潛能的功率。上海汽車上海汽車

43、集團(tuán)集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心股份有限公司技術(shù)中心 S A I C M O T O R T e c h n i c a l C e n t e r對不同工況的運行處理對不同工況的運行處理1 1）加速）加速/ /減速減速 一部分噴入進(jìn)氣道的燃油并未及時到達(dá)氣缸參加隨后的燃燒。相反，在進(jìn)氣歧管壁上生成了一層油膜。在大負(fù)荷和噴油量增加的情況下，這層油膜所含有的燃油迅速增加。 當(dāng)加速時節(jié)氣門開度增大，一部分噴射的燃油被這層油膜吸收，因此相應(yīng)地必須噴射額外數(shù)量的燃油以彌補(bǔ)這部分損失，防止加速時混合氣變稀。 同樣，因為一旦負(fù)荷下降，管壁上油膜中含有的額外燃油將重新氣化，所以減速時噴油量必須相應(yīng)地降低。上海汽

44、車上海汽車集團(tuán)集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心股份有限公司技術(shù)中心 S A I C M O T O R T e c h n i c a l C e n t e r對不同工況的運行處理對不同工況的運行處理2 2）飛車倒拖斷油）飛車倒拖斷油/ /恢復(fù)供油恢復(fù)供油 當(dāng)高轉(zhuǎn)速飛車，或者處于拖動時的節(jié)制狀態(tài)，發(fā)動機(jī)提供給飛輪的能量會變?yōu)樨?fù)值。在這些情況下，發(fā)動機(jī)的摩擦和空氣阻力都能使車輛減速；而噴油或不噴油，發(fā)動機(jī)都能持續(xù)運轉(zhuǎn)。 對于被動的、無噴油的倒拖工況，噴油須被抑制以減少燃油消耗和排放。 基于扭矩的控制能對噴油脈寬施加一個可調(diào)的抑制作用，通過逐漸地而非突然地減少特定的輸出量，來防止在過渡到倒拖工況時發(fā)生扭

45、矩跳變。 當(dāng)轉(zhuǎn)速降到高于怠速轉(zhuǎn)速的某個特定的值時，噴油重新開始。在噴油重新開始的過程中，基于扭矩的控制功能控制著扭矩緩慢地增長，以確保發(fā)動機(jī)扭矩的建立平穩(wěn)進(jìn)行(平滑過渡)。上海汽車上海汽車集團(tuán)集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心股份有限公司技術(shù)中心 S A I C M O T O R T e c h n i c a l C e n t e r怠速閉環(huán)控制怠速閉環(huán)控制目的目的 怠速期間，發(fā)動機(jī)并不在飛輪端輸出扭矩，為了在盡可能低的轉(zhuǎn)速下維持穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速，怠速閉環(huán)控制系統(tǒng)必須要努力維持扭矩輸出和發(fā)動機(jī)自身耗能的平衡。 在怠速期間，發(fā)動機(jī)提供能量是必要的，因為這可以滿足眾多部件耗能的需要，這可能包括發(fā)動機(jī)曲軸的內(nèi)部摩擦，氣閥伺服機(jī)構(gòu)以及諸如冷卻水泵之類的輔助設(shè)備。上海汽車上海汽車集團(tuán)集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心股份有限公司技術(shù)中心 S A I C M O T O R T e c h n i c a l C e n t e r怠速閉環(huán)控制怠速閉環(huán)控制 發(fā)動機(jī)的內(nèi)部摩擦損失將由于溫度的波動而產(chǎn)生各種變化。此外，在整個發(fā)動機(jī)的服務(wù)壽命期間，盡管摩擦損失變化很慢，但是還是始終在改變。 發(fā)動機(jī)所承擔(dān)的負(fù)荷也可能由于一些外部輔助設(shè)備（如空調(diào)壓縮機(jī)）的起動和關(guān)閉而在一個較大的范圍內(nèi)變化。 由于采用的是更小質(zhì)量的往復(fù)運動部件和飛輪以及更大容量的進(jìn)氣歧管