西门子发动机管理系统

Unitedpowerofautomotiveelectronics.SASCOPGSTechnicalPresentationEMSFunctions发动机管理系统功能介绍StandardPresentationSASCOPGS/MK/technicalpresentation_EMSfunction_standard.ppt©Page2发动机管理系统功能发动机信号同步发动机转速通过安装在曲轴轴线上的曲轴位置传感器触发轮及传感器进行测量.第一缸的检测通过安装在凸轮轴轴线上的凸轮轴位置传感器触发轮及传感器进行测量.如果在缺齿后的第一个下降沿检测到凸轮位置传感器的信号为低,则接下来的TDC为第一缸的TDC.123456CRKsignalCAMsignal118117112113114115116126ºCRKbeforeTDC#0(1cylinder)+2teeth-2teeth84ºCRKbeforeTDC#0(1cylinder)TwomissingteethElectricalswitchofsignal(atCVVTsystemsendposition/maxretarded)StandardPresentationSASCOPGS/MK/technicalpresentation_EMSfunction_standard.ppt©Page3发动机管理系统功能喷油控制FuelTankFuelpumpPressureregulatorVbatfrommainrelayFuelpumprelayPinxxFuelpumprelaycontrolECUPinxxPowergroundPinxxBatteryvoltagefrommainrelayPinxxInjector1PinxxInjector2PinxxInjector3FuelrailInjectorsDirectbatteryvoltage顺序多点燃油喷射系统(SFI)是一个气口喷射的电子燃油计量系统.ECU通过发动机转速及测量的进气质量确定总的喷油量.StandardPresentationSASCOPGS/MK/technicalpresentation_EMSfunction_standard.ppt©Page4发动机管理系统功能喷油控制ECU依据发动机运行状态及冷却水温度进行开环控制和闭环控制的切换.闭环控制通过氧传感器的反馈调整喷油时间,主要是将A/F控制在三元催化器转换效率高的工作窗口内.开环控制时,喷油量依据动机运行状态通过预先设定的喷油时间得到.启动状态:4名义值起决于冷却水温度,并基于大气压力和发动机转速进行校正.非启动状态:4喷油时间通过不同的参数进行校正:冷却水温度,进气温度,电瓶电压,氧传感器的反馈调整,全负荷,A/C,动力转向...StandardPresentationSASCOPGS/MK/technicalpresentation_EMSfunction_standard.ppt©Page5发动机管理系统功能喷油控制4进气质量计算:-进气质量通过进气压力和发动机转速及一些校正量进行计算.ManifoldAirPressureAcquisitionAirPathModelMassAirFlowInjectionTimeairtemperaturecoolanttemperatureambiantpressurethrottlepositionenginespeed......pthrmthr.mkgh.pambmcyl.pimTim,VimpexTex,Vexlawofmassconservation:pRTVmimgimimkkflows.*.=∑pRTVmmimgimimthrcyl.*(..)=-lawofmassconservation:pthrmthr.mkgh.pambmcyl.pimTim,VimpRTVmimgimimkkflows.*.=∑pRTVmmmimgimimthregrcyl.*(...)=+-EGR-Valvemegr.pexTex,VexModeloftheIntakeManifoldwithoutEGRModeloftheIntakeManifoldwithEGRStandardPresentationSASCOPGS/MK/technicalpresentation_EMSfunction_standard.ppt©Page6发动机管理系统功能喷油控制4燃空比调整:-燃油混合气浓度必须控制:»为满足排放标准»限制发动机排放(CO,NOx和HC)»燃空比必须控制在0.990到1.015的三元催化器转换效率高的窗口内-上游氧传感器监测混合气的浓与稀.-P/I(比例/积分)控制器对混合气的燃空比进行调整.012345670,70,80,911,11,2richness(1/lambda)CO(%)00,10,20,30,40,50,60,7NOx,HC(%)CONOxHCNOxHCCOCatalystwindowEngineemissions&richnessadjustment0204060801000,980,9911,011,02richness(1/lambda)efficiency(%)020406080100efficiency(%)CONOxHCNOxHCCOCatalystefficiencyClosedloopP/Icontroller40mV800mV1to3secondsInjectionTimeCorrectiondueto㮰signal㮰=1RichmistureLeanmixturetimeO2sensorsignalStandardPresentationSASCOPGS/MK/technicalpresentation_EMSfunction_standard.ppt©Page7upstreamdownstreamDiagnosisresultCatalystOKCatalystOKfaultycatalyst发动机管理系统功能喷油控制4怠速修正4大气压力修正4闭环控制模式4断油控制4全负荷及三元催化器过热保护4发动机老化补偿-用自适应策略补偿氧传感器,发动机及零部件的老化4三元催化器清吹-断油后故意进行浓控制以监测下游氧传感器信号4P-jump延时调整:-下游氧传感器控制A/F修正-监测下游氧传感器信号并调整P-jump延时以获得最佳的NOX转换效率MassAirFlowenginespeedClosedloopareaidle}fullloadCatalystprotectionStandardPresentationSASCOPGS/MK/technicalpresentation_EMSfunction_standard.ppt©Page8发动机管理系统功能喷油控制4管壁油膜现象-当燃油喷入发动机时,一部分燃油沉积在进气歧管壁并在其内表面形成油膜.这就是管壁油膜现象.另外一部分则与空气混合进入气缸燃烧.-实际上进入气缸的燃油还有一部分来自管壁油膜.这两部分的比例是变化的.-在发动机瞬态过程中必须考虑管壁油膜现象以保证空燃比接近1.-在发动机冷启动过程中必须考虑管壁油膜现象.WallfilmfuelFuelflowVaporfuelInletandexhaustvalveThrottlepositionInjectionTimeCylinderInjectionTimeBasicThrottlepositionWallFimCorrectionInjectionTimeBasicStandardPresentationSASCOPGS/MK/technicalpresentation_EMSfunction_standard.ppt©Page9发动机管理系统功能点火控制在每个发动机转速和负荷点,都有一个特定的点火提前角能得到最大的扭距和最佳的燃油经济性.对动态过程,如怠速转速控制,爆震控制等,对特定地气缸和运行工况计算点火提前角.点火由无分电器系统完成(halfstaticsystemwithadoubleendedwastedsparkorindividualignitionsystem).采集MAP信号后,每个TDC都进行点火提前角的计算.IgnitionAngleCalculationDwelltimecalculationIgnitionControlMINDwelltimeMAXDwelltimeIGBTProtectionBurnTimeMeasurementIgnitionDiagnosisErrorManagementIgnitionangleDwelltimeIgnitioncutoffBurntimeErrorEnginespeedBatteryvoltageEnginespeedLoadCoilcontrolShortcircuitSparkdurationTorquevsIgnitionAngle-10103050709011051525354555KnockingareaOptimalIgnitionAngleStandardPresentationSASCOPGS/MK/technicalpresentation_EMSfunction_standard.ppt©Page10发动机管理系统功能点火控制启动状态:4点火提前角为一个与冷却水温度及发动机转速有关的值.非启动状态:4点火提前角通过发动机转速和进气质量双重插值得到,但要考虑修正:4怠速状态:-修正起决于冷却水温度和三元催化器加热功能-加上一个与冷却水温度有关的点火提前角.4非怠速状态:-修正起决于EGR和点火修正.StandardPresentationSASCOPGS/MK/technicalpresentation_EMSfunction_standard.ppt©Page11发动机管理系统功能点火控制4闭合时间控制4点火提前角修正-启动后修正,-怠速稳定性修正,-温度修正,-三元催化器加热修正,-Instationary修正,-断油修正,-Anti-jerk修正,-Trailingthrottle修正,-爆震修正,-负荷变化修正,-空调控制修正等.4点火提前角限值:StandardPresentationSASCOPGS/MK/technicalpresentation_EMSfunction_standard.ppt©Page12发动机管理系统功能爆震控制爆震是一种自燃4燃烧室内的压力/温度4特别角度范围/表面爆震的特点4瞬间的:燃烧室参数4统计的和再发生:爆震有时自动诱发爆震4危险的自燃现象正常正常爆震物理现象StandardPresentationSASCOPGS/MK/technicalpresentation_EMSfunction_standard.ppt©Page13发动机管理系统功能爆震控制物理现象重要的相关参数4点火提前角4燃油标号(Octanerating-RON)4空燃比4发动机本身参数4环境情况:»温度»湿度»…4老化StandardPresentationSASCOPGS/MK/technicalpresentation_EMSfunction_standard.ppt©Page14发动机管理系统功能爆震控制异常燃烧4噪音性能4低效–扭距4油耗增加破坏的方面4火花塞熔化4活塞熔化或损坏4燃烧室损坏Necessitytoprevent,detect&correctthisphenomenon后果StandardPresentationSASCOPGS/MK/technicalpresentation_EMSfunction_standard.ppt©Page15发动机管理系统功能爆震控制爆震监测基于对发动机缸体加速度的测量.数据采集被标定在一个与燃烧相对应的窗口内.通过处理这个信号得到一个能反映爆震能量的值.超过一个标定值时系统确定有爆震