博世发动机管理系统EMS

Date:12-01UnitedAutomotiveElectronicSystemsSalesandMarketingDepartment一汽－大众●培训专题ShanghaiJiaotongUniversity先进的发动机管理系统－－ME7-MotronicDate:12-01UnitedAutomotiveElectronicSystemsSalesandMarketingDepartment一汽－大众●培训专题ShanghaiJiaotongUniversity目录1系统综述3ME7系统的主要控制策略6ME7系统的综合诊断8结束语7与其它系统的接口2ME7的主要控制系统5电控单元（ECU）4主要传感器与执行器介绍Date:12-01UnitedAutomotiveElectronicSystemsSalesandMarketingDepartment一汽－大众●培训专题ShanghaiJiaotongUniversity系统综述系统特点系统组成系统基本功能系统辅助功能系统基本控制策略系统扩展系统接口系统诊断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。Date:12-01UnitedAutomotiveElectronicSystemsSalesandMarketingDepartment一汽－大众●培训专题ShanghaiJiaotongUniversity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M1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（ElectronicThrottleControl,简称ETC)，使得发动机的进气量不直接由加速踏板来控制，而是由电控单元采集分析诸多信号后通过控制节气门开度来精确确定。系统综述Date:12-01UnitedAutomotiveElectronicSystemsSalesandMarketingDepartment一汽－大众●培训专题ShanghaiJiaotongUniversity系统综述系统特点ME7系统的电控单元（EMSECU）采用了两片高性能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。Date:12-01UnitedAutomotiveElectronicSystemsSalesandMarketingDepartment一汽－大众●培训专题ShanghaiJiaotongUniversity系统综述ME7组成示意图：系统组成Date:12-01UnitedAutomotiveElectronicSystemsSalesandMarketingDepartment一汽－大众●培训专题ShanghaiJiaotongUniversity如上图所示，ME7系统包括以下三个部分：-传感器负责记录当前发动机和车辆运行的各种数据以及驾驶者的驾驶意愿-执行机构火花塞式发动机管理系统所要求的所有的伺服单元或终端控制元件-中央电控单元(ECU）对传感器信号进行采集处理并生成相应输出控制信号系统综述Date:12-01UnitedAutomotiveElectronicSystemsSalesandMarketingDepartment一汽－大众●培训专题ShanghaiJiaotongUniversity系统综述空气流量传感器增压压力传感器发动机温度传感器转速传感器凸轮轴相位传感器氧传感器爆震传感器主要传感器：加速踏板位置传感器节气门位置传感器Date:12-01UnitedAutomotiveElectronicSystemsSalesandMarketingDepartment一汽－大众●培训专题ShanghaiJiaotongUniversity-电动燃油泵-喷油器-炭罐控制阀-点火线圈-电子节气门体主要执行器：系统综述-增压压力调节阀-废气旁通阀此外，根据扩展功能的不同，还可能有以下执行器：-二次空气进气阀-废气再循环阀Date:12-01UnitedAutomotiveElectronicSystemsSalesandMarketingDepartment一汽－大众●培训专题ShanghaiJiaotongUniversity系统基本功能ME7发动机管理系统的基本功能是根据驾驶者的意愿设置相应的扭矩输出。具体地说，就是利用加速踏板位置传感器反映当前驾驶者的驾驶意愿，中央电控单元将认为当前的加速踏板位置传感器的测量值对应着一个特定的输出扭矩，为了获得这个对应的扭矩，中央电控单元将在采集各类发动机工况参数和车辆运行参数的基础上，协调各个输出控制信号，如：-气缸进气量-喷油量-点火正时以达到要求的输出扭矩，同时系统将监测当前运行参数的变化情况。系统综述Date:12-01UnitedAutomotiveElectronicSystemsSalesandMarketingDepartment一汽－大众●培训专题ShanghaiJiaotongUniversity系统辅助功能ME7系统同时广泛采用了辅助的开环和闭环控制功能，包括：—怠速控制—闭环控制—燃油蒸发排放控制—巡航控制—降低NOx排放的排气再循环控制(EGR)—降低HC排放的二次空气喷射控制系统综述Date:12-01UnitedAutomotiveElectronicSystemsSalesandMarketingDepartment一汽－大众●培训专题ShanghaiJiaotongUniversity系统综述由于多种因素的共同作用，这些辅助功能已被提高到了一个重要的位置。这些因素包括：—要求降低尾气排放的法规—对进一步提高燃油经济性的不懈追求—对安全性和驾驶舒适性的更高要求Date:12-01UnitedAutomotiveElectronicSystemsSalesandMarketingDepartment一汽－大众●培训专题ShanghaiJiaotongUniversity系统扩展ME7系统也可进行扩展，以集成以下配置：-涡轮增压器和可变进气歧管控制(可提高动力输出)-发动机阀门正时可变的凸轮轴控制(可降低燃油消耗和排放，同时提高动力输出)-爆震控制、发动机转速控制和车速控制(可保护发动机和车辆)。系统综述Date:12-01UnitedAutomotiveElectronicSystemsSalesandMarketingDepartment一汽－大众●培训专题ShanghaiJiaotongUniversity系统基本控制策略M7系列的发动机管理系统采用的是基于扭矩控制的控制策略。使用该控制策略，可以使系统针对不同发动机和使用环境，方便灵活地集成众多Motronic系列产品的功能。大多数辅助开环和闭环控制功能都会体现在对发动机扭矩的影响上，这经常导致同时出现相互矛盾的要求。该控制策略则能够区分出这些相互矛盾的需求的优先程度，并执行最至关重要的需求,这也是基于扭矩控制的控制策略的优势所在。系统综述Date:12-01UnitedAutomotiveElectronicSystemsSalesandMarketingDepartment一汽－大众●培训专题ShanghaiJiaotongUniversity系统接口在ME7系统中，中央控制单元采用CAN(ControllerAreaNetwork,控制器局域网)总线与车内掌管其它系统的不同控制单元保持通信与互相协作。这种协作的一个例子是当进行换档时，Motronic控制单元可操纵自动变速箱的ECU来执行扭矩的减少，从而减少变速箱的磨损。同样，如果安装了TCS(牵引控制系统)，当感受到车轮滑动时，它的ECU会把相应的数据传递给Motronic控制单元，使其降低发动机扭矩。这也是采用基于扭矩的柔性响应控制的另一个好处。系统综述Date:12-01UnitedAutomotiveElectronicSystemsSalesandMarketingDepartment一汽－大众●培训专题ShanghaiJiaotongUniversity系统诊断由于器件故障将可能导致严重的安全或排放问题，在线诊断系统(On-BoardDiagnosis)是Motronic系列发动机管理系统的标准配置。利用在线诊断，系统可以诊断出象空气流量计、电子节气门体、氧传感器、碳罐阀等诸多器件的故障。ME7系统可满足OBDⅡ和EOBD标准。系统综述Date:12-01UnitedAutomotiveElectronicSystemsSalesandMarketingDepartment一汽－大众●培训专题ShanghaiJiaotongUniversityME7的主要控制系统Date:12-01UnitedAutomotiveElectronicSystemsSalesandMarketingDepartment一汽－大众●培训专题ShanghaiJiaotongUniversityME7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主要的控制系统：燃油系统点火系统进气系统Date:12-01UnitedAutomotiveElectronicSystemsSalesandMarketingDepartment一汽－大众●培训专题ShanghaiJiaotongUniversity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。进气系统进气系统Date:12-01UnitedAutomotiveElectronicSystemsSalesandMarketingDepartment一汽－大众●培训专题ShanghaiJiaotongUniversity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。进气系统1怠速旁通阀3节气阀2ECU4旁通管Date:12-01UnitedAutomotiveElectronicSystemsSalesandMarketingDepartment一汽－大众●培训专题ShanghaiJiaotongUniversity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Date:12-01UnitedAutomotiveElectronicSystemsSalesandMarketingDepartment一汽－大众●培训专题ShanghaiJiaotongUniversity带有ETC的系统如下图所示，ETC(电子节气门控制)控制涉及部件包括：加速踏板、EMSECU、和电子节气门总成。进气系统加速踏板EMSECU电子节气门体电子节气门控制系统：监测模块传感器执