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1、 摘 要近年来，随着生活水平的提高、环境的恶化，对汽车经济性排放性、以及舒适性方面的要求已经到了传统发动机难以胜任的地步。同时电子技术迅速发展，采用发动机电子控制系统是满足上述要求的最佳选择。发动机电子控制主要包括喷油控制、点火控制以及怠速控制等。一个典型的发动机控制系统由三部分组成：传感器、电控单元和执行器传感器。将采集到的发动机热力学参数和机械参数转换为电信号传送到ECU；ECU综合分析各种参数，决定发动机运行工况，然后送出控制信号到执行器，从而改变或保持发动机运行工况。怠速工况的控制主要是ECU根据采集到的节气门TP、转速、水温以及车速等决定处于何种怠速工况，然后输出怠速空气量信号到怠速
2、执行器。本文对电控系统的三大部分进行了比较详细的介绍，并以发动机电控系统对发动机管理系统的基本原理进行讨论。本文的重点是怠速工况的控制对不同怠速工况下的控制策略进行了讨论，怠速工况包括：起动暖机、急减速失速保护以及突加载荷等，同时由于采用电控，可以根据需要随意控制点火提前角，喷油量，这都是传统发动机系统所不能及的。由于怠速控制是一个非线性、时变性的系统，难以建立数学模型，随着控制理论的发展，国内外很多专家学者都在研究怠速的模糊控制、神经网络控制、自适应控制以及把多种控制方式柔和一起的复合控制，相信怠速控制会使得汽车越来越“聪明”、更舒适。本文也对怠速的智能控制进行了讨论，都是很肤浅的通过本文对
3、发动机怠速控制系统的分析和研究使我们对电控怠速系统与了更深入透彻的理解。关键词：发动机管理系统; 怠速控制; 电子控制; 智能控制ABSTRACTWith the improvement of the living standard deterioration of the environment recently traditional engine is beyond the requisitions on high economic, best emission and comfortableness. At the same time, electronic control techn
4、ology is developing rapidly; its the best choice of satisfying above-mentioned requests to adopt the electronic control system of the vehicle engine. Electronic control of the vehicle engine includes electronic fuel injection, electronic spark control and idle speed control.A typical engine control
5、system consists of three parts: sensors electronic control unit (ECU) and executors. Sensors transform sampled engine mechanical and thermodynamics parameters to electronic signals to transfer to ECU; ECU analyses various kinds of parameters synthetically determines engines operating conditions, and
6、 then sends control signals to executors for changing or holding engines operating conditions. Idle speed control determines current idle conditions according to throttle position (TP) rotational speed engine coolant temperature and speed, etc. then output idle air flow signal to idle executor.This
7、paper specifies three major parts of engine management system(EMS) and discusses the EMSs principle according to M1. It also analyses discrete digital filtering and polling program. This dissertation focuses on idle speed control including control strategies of various idle conditions. Idle speed co
8、nditions include start warm-up quick deceleration non-speed protection and quick load; meanwhile we can controls ESA and injection pulse because of electronic control which isnt realized by traditional engine system.Because idle speed control system is non-linear time variant system which is difficu
9、lt to set up model mathematics with the development of control theory Domestic and international experts and scholars study idle speed fuzzy control neutral network control adaptive control and compound control of many control methods. Its believed that it will make the automobile cleverer and cleve
10、rer more comfortable. This paper has discussed the intellectual idle speed control but all very superficial.From analysis and studies of idle speed control it make us unable understand electronic idle speed control system thoroughly. Hope that it will help to our countrys independent development in
11、the field of automotive electronics. Keywords: Engine management system (EMS); Idle speed control; Electronic control; Intellectual control 目录1 绪论71.1发动机电控系统的现状及发展趋势71.2国内外汽油机电控的研究及发展状况81.3发动机点火系统的发展现状及趋势91.4国内外汽油喷射的研究发展状况101.5发动机机怠速控制发展状况121.6电控汽车发动机故障诊断技术的现状及发展趋势131.7本课题研究的目的和意义151.8本课题主要研究工作及内容18
12、2 电控系统的结构及功能212.1电控系统的整体结构212.1.1 各类传感器的简单介绍及主要作用222.1.2 曲轴位置传感器232.1.3 进气歧管绝对压力传感器242.1.4空气流量传感器252.1.5 冷却水温度传感器262.1.6 进气温度传感器272.1.7节气门位置传感器282.1.8爆震传感器282.2电子控制单元292.3执行器312.3.1喷油器312.3.2 点火线圈322.3.3怠速旁通阀332.3.4 燃油泵352.4 传感器及执行器特性的标定352.4.1进气歧管压力传感器352.4.2冷却水温度传感器362.4.3 节气门位置传感器362.4.4 氧传感器362.
13、4.5 怠速旁通阀373 怠速的开闭环的控制383.1怠速节气门装置383.3不同工况下的怠速控制策略413.3.1 起动和暖机状况413.3.2 起步工况423.3.3减速工况和过热保护423.3.4怠速旁通阀的自校正433.3.5怠速闭环控制433.3.6怠速时点火与空燃比控制443.3.7 闭环控制时其他因数的控制454 怠速系统模糊控制474.1模糊控制的组成及原理474.2动机怠速系统的数学模型484.3 模糊控制的规则来源504.4 对模糊控制方式分析与意见515 全文总结52致谢52参考文献53 1 绪论1.1发动机电控系统的现状及发展趋势人类在社会生产力极大提高和经济规模空前扩
14、大的同时，全球资源短缺、环境污染和生态破坏的积累，己经对社会经济的发展和人类自身生存构成了严重的威胁。在这种形势下，人类不得不重新审视自己的社会经济行为模式，以探索新的发展战略。作为现代文明的汽车同样受到了如何持续发展的挑战，全世界的汽车工业都加快了探索汽车工业与环境、社会协调发展道路的步伐，汽车与环境的相容性研究以成为汽车发展的主题之一。20世纪70年代初的石油危机向人类提出需要节能的警告。同时降低发动机的排放、噪声等保护人类生存环境的呼声也日益高涨。近二十年来，随着计算机和电子技术的发展，采用电子技术以成为解决汽车质量与性能诸多问题的最佳方案，电子技术在满足发动机排放法规、进一步提高燃油经
15、济性、提高安全驾驶性能等社会要求的背景下，从80年代初开始，先后被各大汽车生产厂用来控制喷油定时和喷油量。到目前为止己经历三代变化，在解决排放方面起到了不可替代的作用。发动机的控制已由早期的模拟装置发展成为微机控制的数字控制系统，并且已经由单一的喷油、点火控制发展到影响发动机性能的方方面面，现代发动机的电控系统不仅控制发动机的点火和喷油，而且发展到怠速控制(ISC)系统、排气再循环(EGR)电控系统、增压电控系统、故障自诊断系统、故障保险系统及故障备用控制系统、燃油蒸发电控系统、曲轴箱强制通风电控系统、二次空气喷射系统等。在控制策略和理论方面，已由过去的简单的开环控制发展到闭环反馈控制，在一些子系统中甚至已经使用模糊控制，由传统的PID调节控制发展为自适应学习控制。而且电控系统不断向集成化、智能化发展，其控制精度越来越高;控制范围越来越广。例如，在汽车传动系统上应用了电控变速器，实现了变速器换档的最佳控制，与发动机运行工况得到最佳的匹配，以降低油耗;此外在汽车的防抱死制动系统(ABS)、安全气囊、信息显示系统、空调以及在汽车导航系统中电控技术都得到了越来越广泛的应用。控制功能与控制项目的扩展，微机控制的智能化程度也越来越高，其控制单元(ECLT)己从普通的8位机逐步发展到16位，32位，甚至64位微
