汽車發(fā)動機ETC電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)培訓課件全文-臨時分類-

ETC-電子節(jié)氣門點燃式發(fā)動機的扭矩?點燃式發(fā)動機傳遞的功率P是由飛輪凈扭矩和發(fā)動機轉(zhuǎn)速確定的。飛輪凈扭矩等于燃燒過程產(chǎn)生的扭矩減去發(fā)動機的摩擦扭矩、泵氣損失和驅(qū)動附件所需的扭矩。?燃燒扭矩是在作功行程中產(chǎn)生的。在岐管噴射式發(fā)動機，由下列因素確定（如下圖）：進氣閥關閉時，進入的可用燃燒的空氣質(zhì)量；同時進入的可供燃燒的燃油質(zhì)量；點火火花將空氣與燃油混合氣點燃的瞬時時刻。扭矩結(jié)構(gòu)的理論模型：基于扭矩的模型發(fā)動機管理?扭矩控制：?

發(fā)動機管理系統(tǒng)最重要的任務之一是控制發(fā)動機產(chǎn)生的扭矩。要做到這一點，在各個子系統(tǒng)（ETC、空氣與燃油混合氣控制、點火）中所有影響扭矩的量都需要進行控制。這種形式控制的目的是為駕駛者提供要求的扭矩，同時符合有關廢氣排放、燃油消耗、功率輸出、舒適和安全的嚴格要求。在某些條件下，諸多要求是相互矛盾的。扭矩為主的控制策略主要目的是把大量各不相同的目標聯(lián)系在一起，將原來可能出現(xiàn)的相互矛盾的要求按照優(yōu)先順序排列的原則加以協(xié)調(diào)，首先執(zhí)行最重要的一個，使所有功能都能互不相干的獨立提供對扭矩的要求。通過CAN可將發(fā)動機與其他系統(tǒng)的控制單元聯(lián)系，如ECM與TCM、與TCS（牽引力控制）基于扭矩的模型；流程圖扭矩要求協(xié)調(diào)扭矩和

效率要求協(xié)調(diào)扭矩要求外部扭矩要求駕駛者巡航控制車速限制汽車動力控制駕駛性能內(nèi)部扭矩要求發(fā)動機起動怠速控制發(fā)動機轉(zhuǎn)速限制發(fā)動機保護理想扭矩的實現(xiàn)扭矩轉(zhuǎn)換扭矩要求效率效率要求發(fā)動機起動催化劑加熱怠速控制分離燃油切斷節(jié)氣門轉(zhuǎn)角點火時間噴射時間廢氣門控制PFI系統(tǒng)的基于扭矩的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)加速踏板位置傳感器反映駕駛員的要求，

ECU將此信號轉(zhuǎn)換為特定的發(fā)動機輸出扭矩來對駕駛員的要求做出響應，即轉(zhuǎn)換為真正控制輸出扭矩的參數(shù)：1。汽缸充其量（質(zhì)量）2。噴油量（質(zhì)量）3。點火正時汽缸充氣量不僅是計算噴油和點火的一個重要參數(shù)，也是計算發(fā)動機瞬時扭矩的基礎。。發(fā)動機產(chǎn)生的功率和扭矩與進氣量成正比。而進氣量在點燃式發(fā)動機中是節(jié)氣門開度的函數(shù)。只要模型和標定合理，就可通過控制節(jié)氣門的開度是發(fā)動機輸出目標扭矩。ETC完成的基本功能反映司機對扭矩的要求-車輛縱向加速的期望通過ECM確定滿足司機期望的最佳方式并輸出相應控制指令根據(jù)要求定位節(jié)氣門到目標位置節(jié)氣門開度的反饋對輸入、輸出、控制程序的自診斷根據(jù)自診斷的狀態(tài)和外部輸入變更運行模式，可能限制司機的對發(fā)動機某些操作傳感器驅(qū)動器加速踏板發(fā)動機控制單元節(jié)氣門體加速踏板與節(jié)氣門驅(qū)動之間的聯(lián)系?；谂ぞ氐陌l(fā)動機管理控制模塊建模：氣缸充氣量計算計算氣缸負載的理論模型：進氣岐管的氣流質(zhì)量平衡：轉(zhuǎn)換成氣缸充氣：氣流質(zhì)量進入燃燒室的氣流質(zhì)量初始氣缸充氣氣缸充氣進氣岐管壓力進氣岐管總?cè)莘e進氣岐管的空氣溫度總位移發(fā)動機轉(zhuǎn)速扭矩要求；踏板形圖（KFPED）踏板位置（駕駛者的要求）發(fā)動機轉(zhuǎn)速相對扭矩[%]基于扭矩的發(fā)動機管理加速踏板與驅(qū)動扭矩的關系扭矩結(jié)構(gòu)——博世

Motronic

ME7扭矩控制模塊流程圖%MDFAW扭矩結(jié)構(gòu)——博世

Motronic

ME7發(fā)動機扭矩的比例調(diào)節(jié)最小和最大扭矩之間的比例調(diào)節(jié)目標扭矩踏板位置巡航控制當前最大扭矩當前最小扭矩駕駛性功能扭矩結(jié)構(gòu)——博世

Motronic

ME7摩擦損失和附件空氣密度（如高度）最大扭矩%MDMAX%MDMIN最小和最大扭矩最小扭矩扭矩結(jié)構(gòu)——博世

Motronic

ME7最佳扭矩最佳點火角實際點火角實際扭矩效率曲線火花提前角的推遲——%MDIST氣缸特定燃油切斷扭矩結(jié)構(gòu)——博世

Motronic

ME7實際效率與計算特性曲線的偏差1000測量點；4缸點火時間效率與最佳時間的距離曲線擬合的結(jié)果（二次最佳值）效率實際值加速踏板：結(jié)構(gòu)傳感單元

及電位計

非接觸式傳感器安裝位置

閉合功能范圍加速模塊踏板及電位計加速模塊踏板及非接觸式傳感器踏板位置和節(jié)氣門位置傳感器一般采用電位計（有接觸式和非接觸式）電位計的輸出特性一般為線性輸出，其斜率（slope）和截距(offset)在某些條件下有目的的改變以便對故障進行診斷作為一般單個電位計為三線，參考電壓、地線和信號線。在儀器中信號輸出常顯示為參考電壓的%節(jié)氣門閥通過減速機構(gòu)被DC電機驅(qū)動在系統(tǒng)中采用閉環(huán)控制節(jié)氣門閥達到期望目標位置節(jié)氣門體內(nèi)有兩個彈簧。在沒有驅(qū)動情況下，節(jié)氣門閥保持部分開啟位置，為從此位置打開節(jié)氣門閥，電機工作克服關閉彈簧力，而要關閉節(jié)氣門閥，電機要克服開啟彈簧力，這兩個彈簧剛度不同。165243參考值：電位計

1-怠速位置=0,65÷0,85

V-最大位置=3,7÷3,9

V電位計

2-怠速位置=0,33÷0,42

V-最大位置=1,85÷1,95

V加速踏板：特性連接器節(jié)氣門一體式節(jié)氣門位置傳感器直流電動機電子節(jié)氣門：結(jié)構(gòu)360

Modena電子節(jié)氣門：連接兩個位置傳感器的作用節(jié)氣門、驅(qū)動電機和位置傳感器（電位計）作成一個整體兩個相對的電位計監(jiān)測加速踏板的行程作為控制節(jié)氣門的基礎，ECU由此計算出駕駛員的要求相對應的節(jié)氣門開度，產(chǎn)生驅(qū)動信號驅(qū)動節(jié)氣門電機（同時作出響應的調(diào)整以適應當前發(fā)動機的工況），節(jié)氣門電位計允許對定位指令作出精確的響應。節(jié)氣門上的雙電位計的設計是想通過雙電位計（冗余特性）的補充來監(jiān)測加速踏板的行程，它是整個ETC控制功能的一部分，以便提供所要求的系統(tǒng)冗余（診斷和后備運行）。當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)將根據(jù)冗余傳感器和過程數(shù)據(jù)運行。當沒有冗余信號時，節(jié)氣門回到默認位置（故障模式-較高的怠速或一定的最大開度）較高的控制精度-方式（同向成比例或反向但合值不變）其他系統(tǒng)例子電機的驅(qū)動示意圖電機由H型電橋（H-BRIDGE），該電橋由

DMD（DC電機驅(qū)動器）控制。PWM方式控制電機的轉(zhuǎn)速和扭矩

FWD和REV控制電機的方向EN1和EN2為驅(qū)動電橋允許（ENABLE），EN1由主處理器控制，EN2由看門狗或安全處理器控制IFLT為故障反饋指示對地或電源短路或其他問題電機控制指令為占空比（duty

cycle

）方式，大小是由電機控制算法決定。包括一個

PID閉環(huán)控制器和兩個開環(huán)電壓項目（彈簧壓縮補償和減阻）實際占空比還要考慮提供的電壓（15）的變化而加以補償在某些極端條件下的被限制以保護電機硬件一般學習內(nèi)容最小位置的學習：反映關閉節(jié)氣門最小的機械位置（通過驅(qū)動至關閉位置）最大位置的學習（極限開度）初始位置（無電情況下，開啟和關閉彈簧平衡，節(jié)氣門的位置）Driver

Input

(Foot

Position)APS1

APS2

APS3Read

and

Process

AcceleratorPedal

Position

SensorsETCS_Accelerator_Pedal_Position

(EPEDPOSN)Form

Driver

Intent

fromPedal

PositionETC

Pedal

Area(EPEDAREA)Select

ThrottleCommand

SourceETCS_Dsrd_Throt_Area_Uncompensated

(ETAREAUC)Compensate

forTransmission

EfficiencyETCS_Dsrd_Throttle_Area_Wo_Idle(ETAREAWI)Add

Idle_AreaETCS_Dsrd_Throttle_Area_(ETAREA

)-100%

AreaETCS

Idle

Area(EIDLAREA)Scale

to%

TPSTorque_Max_AreaCruise_AreaGovernor_AreaDVT_AreaTorque_Min_ArePgm_Accael_AreaDescription:Read

pedal

sensors,

normalize,

learn

minimums,

computedisplacements.

Diagnose

range

and

correlation.

Form

pedalposition

as

weighted

sum

of

displacements,

scale

to

0-100%position,

and

apply

deadband

and

hysteresis.Lookup

Pedal_Area=f(pedal

%)

by

mode

Filter

pedal

increases

inLimit

Performance

mode.Throttle

Command

Source

Selection:Safety

gates

applied

to

all

inputs,

then:-Highest

of

cruise,

pedal,

torque

min.

area-

Then,

lowest

of

above

and

all

othersOption

to

Compensate

for

variation

in

Transmission

EfficiencyETCS_Throt_Load_For_Shift

+ETCS_Throttle_Position_Load

(VTHROT)Create

“Throttle

Position”

for

Trans.Shifting

and

other

uses

-

0%=idle,100%=WOTAdd

in

Throttle

Area

for

Idle

from

Idle

Speed

LogicS6