汽車發(fā)動(dòng)機(jī)ETC電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)培訓(xùn)課件全文-臨時(shí)分類-

ETC-電子節(jié)氣門點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩?點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞的功率P是由飛輪凈扭矩和發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)的摩擦扭矩、泵氣損失和驅(qū)動(dòng)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(dòng)機(jī)，由下列因素確定（如下圖）：進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)，進(jìn)入的可用燃燒的空氣質(zhì)量；同時(shí)進(jìn)入的可供燃燒的燃油質(zhì)量；點(diǎn)火火花將空氣與燃油混合氣點(diǎn)燃的瞬時(shí)時(shí)刻。扭矩結(jié)構(gòu)的理論模型：基于扭矩的模型發(fā)動(dòng)機(jī)管理?扭矩控制：?

發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)最重要的任務(wù)之一是控制發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的扭矩。要做到這一點(diǎn)，在各個(gè)子系統(tǒng)（ETC、空氣與燃油混合氣控制、點(diǎn)火）中所有影響扭矩的量都需要進(jìn)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(shí)符合有關(guān)廢氣排放、燃油消耗、功率輸出、舒適和安全的嚴(yán)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(biāo)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(gè)，使所有功能都能互不相干的獨(dú)立提供對扭矩的要求。通過CAN可將發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)力控制駕駛性能內(nèi)部扭矩要求發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)怠速控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速限制發(fā)動(dòng)機(jī)保護(hù)理想扭矩的實(shí)現(xiàn)扭矩轉(zhuǎn)換扭矩要求效率效率要求發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)催化劑加熱怠速控制分離燃油切斷節(jié)氣門轉(zhuǎn)角點(diǎn)火時(shí)間噴射時(shí)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(dòng)機(jī)輸出扭矩來對駕駛員的要求做出響應(yīng)，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(diǎn)火正時(shí)汽缸充氣量不僅是計(jì)算噴油和點(diǎn)火的一個(gè)重要參數(shù)，也是計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)瞬時(shí)扭矩的基礎(chǔ)。。發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的功率和扭矩與進(jìn)氣量成正比。而進(jìn)氣量在點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)中是節(jié)氣門開度的函數(shù)。只要模型和標(biāo)定合理，就可通過控制節(jié)氣門的開度是發(fā)動(dòng)機(jī)輸出目標(biāo)扭矩。ETC完成的基本功能反映司機(jī)對扭矩的要求-車輛縱向加速的期望通過ECM確定滿足司機(jī)期望的最佳方式并輸出相應(yīng)控制指令根據(jù)要求定位節(jié)氣門到目標(biāo)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(yùn)行模式，可能限制司機(jī)的對發(fā)動(dòng)機(jī)某些操作傳感器驅(qū)動(dòng)器加速踏板發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元節(jié)氣門體加速踏板與節(jié)氣門驅(qū)動(dòng)之間的聯(lián)系。基于扭矩的發(fā)動(dòng)機(jī)管理控制模塊建模：氣缸充氣量計(jì)算計(jì)算氣缸負(fù)載的理論模型：進(jìn)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(jìn)入燃燒室的氣流質(zhì)量初始?xì)飧壮錃鈿飧壮錃膺M(jìn)氣岐管壓力進(jìn)氣岐管總?cè)莘e進(jìn)氣岐管的空氣溫度總位移發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速相對扭矩[%]基于扭矩的發(fā)動(dòng)機(jī)管理加速踏板與驅(qū)動(dòng)扭矩的關(guān)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(dòng)機(jī)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(biāo)扭矩踏板位置巡航控制當(dāng)前最大扭矩當(dāng)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(diǎn)火角實(shí)際點(diǎn)火角實(shí)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(shí)際效率與計(jì)算特性曲線的偏差1000測量點(diǎn)；4缸點(diǎn)火時(shí)間效率與最佳時(shí)間的距離曲線擬合的結(jié)果（二次最佳值）效率實(shí)際值加速踏板：結(jié)構(gòu)傳感單元

及電位計(jì)

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(jì)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(jì)（有接觸式和非接觸式）電位計(jì)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(jìn)行診斷作為一般單個(gè)電位計(jì)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(jī)構(gòu)被DC電機(jī)驅(qū)動(dòng)在系統(tǒng)中采用閉環(huán)控制節(jié)氣門閥達(dá)到期望目標(biāo)位置節(jié)氣門體內(nèi)有兩個(gè)彈簧。在沒有驅(qū)動(dòng)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(jī)工作克服關(guān)閉彈簧力，而要關(guān)閉節(jié)氣門閥，電機(jī)要克服開啟彈簧力，這兩個(gè)彈簧剛度不同。165243參考值：電位計(jì)

1-怠速位置=0,65÷0,85

V-最大位置=3,7÷3,9

V電位計(jì)

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(dòng)機(jī)電子節(jié)氣門：結(jié)構(gòu)360

Modena電子節(jié)氣門：連接兩個(gè)位置傳感器的作用節(jié)氣門、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和位置傳感器（電位計(jì)）作成一個(gè)整體兩個(gè)相對的電位計(jì)監(jiān)測加速踏板的行程作為控制節(jié)氣門的基礎(chǔ)，ECU由此計(jì)算出駕駛員的要求相對應(yīng)的節(jié)氣門開度，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號驅(qū)動(dòng)節(jié)氣門電機(jī)（同時(shí)作出響應(yīng)的調(diào)整以適應(yīng)當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)的工況），節(jié)氣門電位計(jì)允許對定位指令作出精確的響應(yīng)。節(jié)氣門上的雙電位計(jì)的設(shè)計(jì)是想通過雙電位計(jì)（冗余特性）的補(bǔ)充來監(jiān)測加速踏板的行程，它是整個(gè)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(yùn)行）。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)將根據(jù)冗余傳感器和過程數(shù)據(jù)運(yùn)行。當(dāng)沒有冗余信號時(shí)，節(jié)氣門回到默認(rèn)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(jī)的驅(qū)動(dòng)示意圖電機(jī)由H型電橋（H-BRIDGE），該電橋由

DMD（DC電機(jī)驅(qū)動(dòng)器）控制。PWM方式控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速和扭矩

FWD和REV控制電機(jī)的方向EN1和EN2為驅(qū)動(dòng)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(jī)控制指令為占空比（duty

cycle

）方式，大小是由電機(jī)控制算法決定。包括一個(gè)

PID閉環(huán)控制器和兩個(gè)開環(huán)電壓項(xiàng)目（彈簧壓縮補(bǔ)償和減阻）實(shí)際占空比還要考慮提供的電壓（15）的變化而加以補(bǔ)償在某些極端條件下的被限制以保護(hù)電機(jī)硬件一般學(xué)習(xí)內(nèi)容最小位置的學(xué)習(xí)：反映關(guān)閉節(jié)氣門最小的機(jī)械位置（通過驅(qū)動(dòng)至關(guān)閉位置）最大位置的學(xué)習(xí)（極限開度）初始位置（無電情況下，開啟和關(guān)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