发动机管理系统Focr

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1、III tm1 “ 5 ?% 25h；rr;% 巧妈? ? ？：“ ， ，? , 、 S k ：、条 Z攻艟 pi*p% m“分 办pg-, 驗 ? W:會. 二 ? 二 _ _ 、? ? ? 羞-A ， *kwA: d,? 供；? 2 ? 一wtl1ajbTa 娘 Hi1kl 1 1 jmr 上 匪 /系统综述 2ME7的主要控制系统 3ME7系统的主要控制策略 4主要传感器与执行器介绍 5电控单元 (ECU) 谷M五7系统的综合诊断 7与其它系统的接口 8结束语 系统综述 本章将从以下几个方面对ME7系统进行初步介绍。其中的系统组成和 控制策略将在后面进行重点论述。 系统特系统辅助功系统接

2、 点能口 系统组成系统扩展系统诊断 系统基本功系统基本控制策 能略 系统综述_ 系统特点 ME7系统是目前国内采用的德国BOSCH公司生产的Motronic系列 发动机管理系统EngineManagementSystem简称EMS)的最先进 的一种，与之前的Ml和M3系统的最大不同在于ME7系统的控制策略是 基于扭矩控制的。 这种控制策略可以灵活地将众多系列的Motronic系统功能移植 到不同的发动机和使用环境。 ME7系统采用了电子节气门 (Electronic ThrottleControl, 简称ETC)使得发动机的进气量不直接由加速踏板来控制，而是由 电控单元釆集分析诸多信号后通过控

3、制节气门开度来精确确定。 系统综述_ 系统特点 ME7系统的电控单元 EMSEOT) 釆用了两片高性能CPU大容 量的闪存 FlashMemory) ，在提高系统运行处理能力和程序、匹 配数据升级方面有明显的提高。 电控单元 EMSECU) 中的CPU还集成了CAN总线控制器，与车 内其它电子控制系统组成了CAN总线网络，进一步提高了系统性能， 并同时也为诊断和维修提供了方便。 此外，ME7系统集成了众多先进的传感器和执行器，可以更加 准确、可靠地测量和执行动作，所有这些都为提高整个汽车的综合 性能奠定了坚实的基础。 系统综述 功能 处理器 模数 转换器 J1 I RAM EPROM： EEP

4、ROM 丨：I监控 计算机 m j 电子节气门执行器 喷油器 2 主继电器 转速表 燃油泵继电器 入氧传感器加热装置 凸轮轴控 油箱蒸汽控制系统 进气歧管流道控制 二次空气喷射 废气再循环 系统组成 ME7组成示意 图： 节气门幵度i 空气质量 电瓶电压 进气温度 发动机温度 爆籐强度 入氧传感器 曲轴转速及 上止点位置 凸轮轴位置 传动机构 车速 拿内玫暴(t ftifsjtPtmaMfffsmtg I - 1HOSCN/iMff 竇It XM KftaKSSft tanaf% ? ? ? ? ? ? ? (g)? ? ? 力托RIB f?拳无 火花事 二次透气集 w位今a =*n* $气諷

5、循龙！妗 鶚气门雇托 nn*rt 罐紹? 9 3 飙作感慕 ItttfffiS tc摩化 tiftds 加鏖鶊懂蠼议 IW ME7的主要控制系统 发动机管理系统主要通过控制：进气、喷油、点火来实现对整个发 动机的运行管理，本章将主要就以下三个分系统介绍ME7主要的控制系 进气系统 燃油系统 点火系统 进气系统_ 进S系统 节气门控制 对火花塞式发动机而言，决定功率输出的首要因素是气缸进气 量。 发动机管理系统主要是通过调节节气门开度来控制气缸进气的。 J 进气系统 常规系统 常规的设计是依靠机械的连 接来控制节气门，借助系缆或机 械拉杆传递加速踏板的运动，相 应地转变成节气门的动作。 发动机冷

6、车启动时，为了克 服较大的内部摩擦消耗需要吸入 较多的空气和喷入额外多的燃油 ；同时，当辅助设备如空调压缩 机被打开时，气缸也需要吸入更 多的空气来弥补驱动功率的损失 1怠速旁通 节气阀 2ECU 4旁通管 H 进气系统_ 这些额外的空气要求可通过空气旁通执行器来满足，这种执行器能 控制一个绕过节气门的额外气流通道。 另一种选择是使用一种可随发动机需求变化而相应调整节气门最小 开度的节气门执行器来满足这种要求。 但这两种情况下为满足发动机需求波动而对空气流量进行电子控制 的范围都是有限的，仅局限在某些特定工况，比如说怠速控制。 进气系统_ 带有ETC的系统 如下图所示，ETC( 电子节气门控制

7、)控制涉及部件包括：加速踏 板、EMS ECU 和电子节气门总成。 加速踏板EMSECU 电子节气门总成 _ ：_：_ E 监测模块 电子节气 门控制系 统： 传感器/ 执行器 ETC系统部件说明： -加速踏板：内有两个输出信号同向变化的电位器负责监控踏 板的位置。踏板的位置由驾驶员决定。 -电子节气门体：包括节气阀门、节气门执行器( 一直流电机) 、节气门开度传感器。其中开度传感器是两个输出反向互补的电位 器。 ME-Motronic系统将ETC控制与负责点火、喷油和大量辅助功能 的发动机管理EOJ集成在一起，而无需为ETC配备一个专门的ECU tl 3加速踏板 ： 图给出的是一典型的ETC

8、系统部件的图 TC控制系统部件： 1电子节气门体2EMSECU H ETC系统控制原理： 加速踏板位置传感器将感受到的加速踏板位置信号传递给 ECU ECU计算出相应的节气门开度，在根据发动机当前运行工况 作适当调整后，产生一个相应的控制信号传递给电子节气门总成的 节气门执行器。 节气门执行器能够对ECU的输出控制信号做出精确的响应，同 时两个节气门位置传感器又将当前的节气门开度信息反馈给ECU 由ECU再做适当的反馈控制。 电子节气门总成上的两个反相互补节气门位置传感器连同加速 踏板上监控踏板运动行程的两个电位器，构成了整个ETC监控功能 的一部分，能提供系统所期望的冗余度。 进气系统_ 在

9、整个发动机运行期间，ETC控制系统会不断地检查和监测所 有能影响节气门幵度的传感器信号和计算。 一旦遇到故障，系统的初始反应是回复到基于冗余传感器信号 的状态并进行数据处理。如果没有冗余的信号可用，则节气门幵度 调整到默认的位置。 进气系统_ 尽管节气门控制是控制发动机进气的主要方式，仍然有许多其 它的系统型式也能够实现对进入气缸中的新鲜空气和残留废气数量 的调整，包括： - 可变进排气阀门正时 一 排气再循环 (EGR) - 可变进气歧管布置( 动态增压） -废气涡轮增压 ii 燃油系统 燃油系统 燃油供应与传送 电动燃油泵从油箱中泵出燃油，经燃油滤清器强制过滤后，燃 油被送往燃油分配管。

10、燃油分配管上装有由电磁控制的喷油器，可以精确地将一定数 量的燃油喷入进气歧管。 在配有回油管的系统中，燃油流经油压调节器后多于的部分会 返回油箱中。 燃油系统 燃油系统可分为带 回流管和不带回流管的 两种，在无回油管的系 统中，油压调节器紧挨 着油泵安装。回油管就 可省略了，这不仅可减 少生产的成本，而且可 降低油箱里的温度。 温度的降低意味着 不仅碳氢化合物的排放 更少，而且燃油蒸发排 放系统的表现会更佳。 右图给出的是带回 流管的燃油系统。 带回流管的燃油系统 1油罐2电动燃油 3燃油滤清 器 4 4油压调节 器 H 燃油系统 燃油系统的组成 1 ) 3 ) 5 ) 电动燃油泵 燃油滤清器

11、 电磁喷油器 2 )燃油分配管 4 )油压调节器 H 燃油系统 1 )电动燃油泵 电动燃油泵维持着 由油箱而来的连续不断 的燃油流动。它可以安 装在油箱里或者油箱外 的油路中。 目前多采用的是在 油箱内安装油泵总成， 这种油泵总成集成了油 泵与油位传感器，并设 有一涡旋状隔板结构以 去除回油管中的油蒸汽 两级电动输油泵（侧道泵和内啮合齿轮泵） 1第一级（侧道泵）2主级（内啮合齿轮泵）3电动机转 子 4换向器5i单向阀6电线接头 456 燃油系统 2 )燃油分配管 燃油经油泵后流过燃油分配管，燃油分配管上装有喷油器，在 这里燃油被均勻的分配到各个喷油器。在有回油管的系统中还有压 力调节器。 燃油

12、分配管的尺寸经过精心设计，以防止由于喷油器的幵关引 起谐振造成局部的油压波动。这就避免了在负荷或转速变化的过渡 工况时喷入不规则数量的燃油。 视不同车型的特殊需要，燃油分配管可采用钢制、铝制或塑料 材料制造。同时燃油分配管也可集成一个测试阀，供检修时卸压以 及测试之用。 燃油系统 3 )燃油滤清器 燃油杂质造成的污 染会影响油压调节器与 喷油器的工作。 因此有必要在油粟 的下游安装一个燃油滤 清器。 滤清器中含有纸制 的滤芯，滤芯上带有许 多平均直径仅1 0Um的微孔 燃油滤清器 1纸质滤芯2滤网3支承板 123 - 燃油系统 4 )油压调节器 喷油量由喷油脉宽禾n 燃油分配管与进气歧管的 压

13、差决定。 有回油管的系统由油 压调节器负责维持燃油系 统与进气歧管的压差恒 油压调节器 1进气歧管接头，2弹簧，3压板， 4膜片，5阀片，6进油口，7回油口。 燃油系统 5 )油压衰减器 喷油器的循环工作与正排 量燃油泵的周期性燃油卸压特 性都会引发燃油系统内的压力 波。在恶劣的环境条件下，电 动油泵、油路以及燃油分配管 的支架会将这种压力波动传递 给油箱和车身。 通过使用特别设计的支架 和油压衰减器可以抑制这些噪 声源。油压衰减器的设计与油 压调节器类似，由一个有弹簧 预设力压住的膜片将燃油腔与 空气腔分割开。 油压衰减器 1弹簧，2弹簧座板，3膜片， 4进油口，5回油口。 燃油系统 6 )

14、电磁喷油器 当电磁线圈中没有电流通过时，由于弹簧力与燃油压力的共同 作用，阀针被压向阀座，从而将燃油供应系统与进气歧管隔断。 当电磁线圈通电时，线圈周围产生磁场，从而提升衔铁，阀针 离开阀座，燃油便通过喷油器喷出。 电磁喷油器的结构可参考下图。 电磁喷油器的结构示意图 EV6喷油器 1 0形圈 2滤网 3带导线接头的喷油器壳体 4线圈绕组 5弹簧 6带电磁衔铁的针阀体 7带喷嘴盘的阀座 2 4 5 6 燃油系统 燃油喷射 为满足汽车平稳运行和低排放的严格要求，每一个工作循环都需 要提供完全精确的混合气配制。 喷射的燃油量必须精确计量以匹配吸入的空气量。如今，准确的 喷油正时也变得越来越重要，因

15、此，ME7系统采用的是多点燃油喷 射，即每个气缸都配有一个电磁喷油器。 喷油器由ECU控制，可在准确的时间点将精确的燃油量直接喷向 气缸进气门附近，这样大大避免了喷出燃油沿进气管壁的凝结。因为 这种凝结将导致所需混合气空燃比的偏离。 此外，对于多点燃油喷射系统来说，因为发动机进气歧管只通过 供燃烧的空气，所以可以优化其形状和尺寸来实现发动机的动态增 压。 E 燃油系统_ 多点燃油喷射示意图如下: 多点燃油喷射 1燃油 2空气 3节气门 4进气歧管 5喷油器 6发动机。 cy H 燃油系统 混合气配制 可以釆用各种不同的燃油调节方法来实现有效的燃油雾化，最大 程度保证空燃混合气的均勻性，同时使在

16、进气管壁凝结程度最小。 燃油雾化模式取决于喷油器出口端的几何形状、角度以及油滴 的尺寸。 对特定的气缸头与进气歧管几何形状而言，釆用的喷油器应有 所不同。 点火系统 点火系统 点火系统的首要任务是 保证在规定时间内点燃混合 气。为此，点火系统必须严 格控制点火正时，同时也要 确保火花塞能够释放足够的 能量点燃混合气。 右图给出的是一典型的 点火线圈。 H 单火花点火线圈- 1驱动信号输入端2 2多片铁芯 3初级线I 4次级线| 5弹簧接触的 高压输出端 6火花塞接头 点火系统 点火系统主要由点火电子驱 动电路、点火线圈、火花塞和高 压导线等组成。 中央电控单元根据曲轴位置 传感器和转速、水温、电压等信 号计算出点火时刻和通电时间， 并将此计算结果送至点火电子驱 动电路。由点火电子组件控制 点火线圈的初级电路的接通和断 开。 点火线圈形式参见右图。 点火线圈( 简图) a) 单火花点火线圈（旋转分配） b) 单火花点火线圈( 静态分配） c) 双火花点火