ME-7发动机管理系统
此外,根据扩展功能的不同, 还可能有以下执行器:
- 炭罐控制阀
- 电子节气门体
系统综述
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
系统综述
系统特点 ME7系统的电控单元(EMS ECU)采用了两片高性能CPU,大容 量的闪存(Flash Memory),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(EMS ECU)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。
先进的发动机管理系统--
ME7-Motronic
目录
1 系统综述 2 ME7的主要控制系统 3 ME7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) 6 ME7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 点 系统组成 系统基本功 能 系统辅助功 能 系统扩展 系统基本控制策 略 系统接 口 系统诊断
- 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ECU集成在一起,而无需为ETC配备一个专门的ECU。
进气系统
下图给出的是一典型的ETC系统部件的图片:
系统综述
主要传感器: 空气流量传感 器 增压压力传感器 节气门位置传感器 转速传感器 爆震传感器 氧传感器 器 凸轮轴相位传感器 发动机温度传感器 加速踏板位置传感
系统综述
主要执行器: - 喷油器 - 点火线圈 - 电动燃油泵 - 增压压力调节阀 - 废气旁通阀 - 二次空气进气阀 - 废气再循环阀
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。 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。 1 2 带回流管的燃油系统
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。 因此有必要在油泵 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10μ m的微孔
。
燃油滤清器
1 纸质滤芯
2 滤网
3支承板
燃油系统
4)油压调节器 喷油量由喷油脉宽和 燃油分配管与进气歧管的 压差决定。 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定。
进气系统
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、 EMS ECU、和电子节气门总成。 电子节气 门控制系 统:
传感器 执行器
监测模块
加速踏板
EMS ECU
电子节气门总成 电子节气门体
进气系统
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。
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(Engine Management System 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(Electronic Throttle Control, 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。
进气系统
在整个发动机运行期间,ETC控制系统会不断地检查和监测所 有能影响节气门开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,则节气门开度 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 排气再循环(EGR) 可变进气歧管布置(动态增压) 废气涡轮增压
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。
1 怠速旁通 阀 3 节气阀 2 ECU 4 旁通管
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 。
ETC控制系统部件:
1 电子节气门体 3 加速踏板 2 EMS ECU
进气系统
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。
系统综述
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-Board Diagnosis)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
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 。
— 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
系统综述
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)。
燃油系统
6)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。
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
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 燃油蒸发排放控制 — 闭环控制 — 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
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:
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。
ME7的主要控制系统
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主要的控制系统: 进气系统
燃油系统
点火系统
进气系统 进气系统
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。
1 油罐 2 电动燃油 3 燃油滤清 泵 器
4 油压调节 器
4
5
5电磁喷油器
3
燃油系统
燃油系统的组成: 1)电动燃油泵 3)燃油滤清器 5)电磁喷油器 2)燃油分配管 4)油压调节器
燃油系统
1)电动燃油泵
两级电动输油泵(侧道泵和内啮合齿轮泵)
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