西门子发动机管理系统.pdf
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1、United power of automotive electronics.SASCO P GSTechnical PresentationEMS Functions发动机管理系统 功能介绍Standard PresentationSASCO P GS/MK/technical presentation_EMS function_standard.pptPage 2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
2、为低,则接下来的TDC为第一缸的TDC.123456 CRK signal CAM signal118117112113114115116126 CRK before TDC#0(1 cylinder)+2 teeth-2 teeth84CRK before TDC#0(1 cylinder)Two missing teethElectrical switch of signal(at CVVT systems end position/max retarded)Standard PresentationSASCO P GS/MK/technical presentation_EMS func
3、tion_standard.pptPage 3发动机管理系统功能喷油控制ddddddddddddddddduddvddwdd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.Standard PresentationSASCO P GS/MK/technical presentation_EMS function_standard.pptPage 4发动机管理系统功能喷油控制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r闭环控制通过氧传感器的反馈调整喷油时间pd主要是将s控制在三元催化器转换效率高的工作窗口内r开环
4、控制时pd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:?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:?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.Standard PresentationSASCO P GS/MK/technical presentation_EMS function_standard.pptPage 5发动机管理系统功能喷油控制?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.Manifold Air PressureAcquisitionAir
5、 Path ModelMass Air FlowInjection Timeair temperaturecoolant temperatureambiant pressurethrottle positionengine speed.pthrmthr.mkgh.pambmcyl.pimTim,VimpexTex,Vexlaw of mass conservation:pRTVmimgimimkkflows.*.=pRTVmmimgimimthrcyl.*(.)=law of mass conservation:pthrmthr.mkgh.pambmcyl.pimTim,VimpRTVmimg
6、imimkkflows.*.=pRTVmmmimgimimthregrcyl.*(.)=+EGR-Valvemegr.pexTex,VexModel of the Intake Manifold without EGRModel of the Intake Manifold with EGRStandard PresentationSASCO P GS/MK/technical presentation_EMS function_standard.pptPage 6发动机管理系统功能喷油控制?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
7、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(%)CONOxHCNOxHCCOCatalyst windowEngine emissions&richness adjustment0204060801000,980,9911,011,02richness(1/lambda)efficiency(%)020406080100efficiency(
8、%)CONOxHCNOxHCCOCatalyst efficiencyClosed loop P/I controller40mV800mV1 to 3 secondsInjection Time Correction due to signal=1Rich mistureLean mixturetimeO2 sensor signalStandard PresentationSASCO P GS/MK/technical presentation_EMS function_standard.pptPage 7upstreamdownstreamDiagnosis resultCatalyst
9、 OKCatalyst OKfaulty catalyst发动机管理系统功能喷油控制?怠速修正?大气压力修正?闭环控制模式?断油控制?全负荷及三元催化器过热保护?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?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?P-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Mass Air Flowengine speedClosed loop areaidle full loadCatalystprotectionStandard PresentationSAS
10、CO P GS/MK/technical presentation_EMS function_standard.pptPage 8发动机管理系统功能喷油控制?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.Wall film fuelFuel flowVapor fuelInlet andexhaust valveThrottle pos
11、itionInjection TimeCylinderInjection TimeBasicThrottle positionWall FimCorrectionInjection TimeBasicStandard PresentationSASCO P GS/MK/technical presentation_EMS function_standard.pptPage 9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(half
12、 static system with a double ended wasted spark or individual ignition system).采集MAP信号后,每个TDC都进行点火提前角的计算.Ignition AngleCalculationDwell timecalculationIgnitionControlMINDwell timeMAXDwell timeIGBT ProtectionBurn TimeMeasurementIgnitionDiagnosisErrorManagementIgnitionangleDwell timeIgnition cut offBu
13、rntimeErrorEngine speedBattery voltageEngine speedLoadCoil controlShort circuitSpark durationTorque vs Ignition Angle-10103050709011051525354555Knocking areaOptimal Ignition AngleStandard PresentationSASCO P GS/MK/technical presentation_EMS function_standard.pptPage 10发动机管理系统功能点火控制启动状态:?点火提前角为一个与冷却水
14、温度及发动机转速有关的值.非启动 状态:?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:?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.?非怠速状态:修正起决于EGR和点火修正.Standard PresentationSASCO P GS/MK/technical presentation_EMS function_standard.pptPage 11发动机管理系统功能点火控制?闭合时间控制?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,T
15、railing throttle修正,爆震修正,负荷变化修正,空调控制修正等.?点火提前角限值:Standard PresentationSASCO P GS/MK/technical presentation_EMS function_standard.pptPage 12发动机管理系统功能爆震控制爆震是一种自燃?燃烧室内的压力/温度?特别角度范围/表面爆震的特点?瞬间的:燃烧室参数?统计的和再发生:爆震有时自动诱发爆震?危险的自燃现象正常正常爆震物理现象Standard PresentationSASCO P GS/MK/technical presentation_EMS functio
16、n_standard.pptPage 13发动机管理系统功能爆震控制物理现象重要的相关参数?点火提前角?燃油标号(Octane rating-RON)?空燃比?发动机本身参数?环境情况:温度 湿度?老化Standard PresentationSASCO P GS/MK/technical presentation_EMS function_standard.pptPage 14发动机管理系统功能爆震控制异常燃烧?噪音性能?低效 扭距?油耗增加破坏的方面?火花塞熔化?活塞熔化或损坏?燃烧室损坏Necessity to prevent,detect&correct this phenomenon
17、后果Standard PresentationSASCO P GS/MK/technical presentation_EMS function_standard.pptPage 15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并减少点火提前角.?两种爆震修正:慢速爆震修正和快速爆震修正.快速爆震修正仅在接近全负荷时才使用.?如果在达到最大的爆震修正值时还有爆震,将增加喷油脉宽.?怠速,节气门关闭和冷却水温度低时,不进行爆震修正的计算.Knocksensor
18、signaltimeKnock time window:no knockValve noiseTDCTDCKnocksensor signaltimeKnock time window:knock detectedValve noiseTDCTDCpeak of ignitionStandard PresentationSASCO P GS/MK/technical presentation_EMS function_standard.pptPage 16050100CRK202530050050-202-2020501002025305010050100-202-202without kno
19、ckPressure signalwith knockPressure signalAccelerometer signal Low engine speedAccelerometer signal High engine speed发动机管理系统功能爆震信号特点Standard PresentationSASCO P GS/MK/technical presentation_EMS function_standard.pptPage 17NLdetection lineKNKSknocking cyclesNo knocking cyclesKNKS valuesGainoffsetAspe
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