清华大学课件汽车构造I发动机管理系统

•提供诊断接口，供检修用 •各厂家自诊断功能大同小异，但无统一标准
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清华大学课件汽车构造I发动机管理 系统
•汽油机管理系统－管理内容（6）
•车载诊断功能（On-board diagnostics）
•发动机管理系统必须持续监测与排放控制有关的系统 •和零部件，以使排放符合法规要求； •与排放控制有关的系统和零部件发生故障要报警；
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•汽油机管理系统－管理内容（3）
•自诊断功能
•监测发动机管理系统是否有发生故障的迹象，存储故 •障信息，以便于故障诊断和修理。
•监测ECU的输入信号：判断传感器及引线的工作状态、 •是否断路、对电源或地短路
•监测传感器的供电电压
•检查传感器测量值是否在正常范围内（如冷却水温在•40~150° C之间） •如有可相互印证的两个传感器的测量值，则进行可信度检 •查（如比较曲轴和凸轮轴转速） •对非常重要的传感器采用冗余设置，以判断和比较相关的 •信号的可信度（如加速踏板采用两个位置传感器）
•排放控制 • 一个或两个三效催化转
• 换器（初级催化转换器 • 和主催化转换器） • 氧传感器，初级催化转 • 换器前、后端各一 • 二次空气喷射装置 • EGR发动机装废气温度 • 传感器
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•附件系统 • 冷却风扇
• 空调压缩机
•发动机工作信息传感器 • 曲轴转速
• 凸轮轴相位 • 冷却液温度 • 进气温度 • 爆震强度
清华大学课件汽车构造I 发动机管理系统
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2020/11/11
清华大学课件汽车构造I发动机管理 系统
•主要内容和学时安排
•汽车发动机基本知识 （4 •学时） •发动机机体（2学时） •曲柄连杆机构（ 3学时） •气门机构（ 3学时） •进排气、增压系统及排放 •控制装置（ 3学时） •汽油机燃油供给系统（4 •学时）
•空气流量计
•氧传感器 冷却水温
•
传感器
•传感器插头支架 •节气门控制组件
• 进气温度传感器
• 炭罐
•
发动机转速传
• 爆振传感器
•
•
爆振传感器 •相位传感器 •
•电动燃油泵 喷油器
油压调节器
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•SANTANA 2000
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•Polo 1.4L
• 氧传感器 •爆振传感器
•车速
•空调器 •辅助信号
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•发动机控制单元 •自诊断接口
•节气门控制组件 •喷油器 •点火线圈组件 •炭罐脱附电磁阀
•电动燃油泵
•
氧传感器 •发动机转速
•辅助信号 •空调器压缩机
•SANTANA 2000
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•发动机控制单元 •炭罐脱附电磁阀
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清华大学课件汽车构造I发动机管理 系统
•汽油机管理系统－管理内容（1）
•满足发动机动力 •性、燃油经济性、 •排放控制及操纵 •舒适、安全、方 •便等要求 •基本功能
•燃油喷射 •电子点火
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•汽油机管理系统－管理内容（2）
•其它控制功能 • 怠速转速控制
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•汽油机管理系统－组成（7）
•空气系统 • 节气门
• 怠速执行器（电动节气 • 门则无怠速执行器） • 测量载荷的传感器 • 可变进气 • 可变气门驱动 • 废气再循环（EGR）
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•测量载荷的传感器 • 翼片式空气流量计
• 热线式空气流量计 • 热膜式空气流量计 • 进气歧管压力传感器 • （与进气温度传感器、 • 发动机转速一起用于计 • 算空气量） • 节气门位置传感器
•Bosch Mono-Jetronic •位置传感器
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•
继电器
•蓄电池
•点火 •开关
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•汽油机管理系统－组成（6）
•发动机管理系统硬件构成
•传感器、ECU、执行器，
•传感器、执行器分布在发动机上的具有独立功能 •的各子系统中
•空气系统
•供油系统
•点火系统 •排放控制系统
•附件系统
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•
传感器
• 加速踏板位置
•节气门位置
• 空气质量流量 • 蓄电池电压 • 进气温度 • 冷却液温度 • 爆震强度 •曲• 轴氧转传速感及器上止点 •凸轮轴位置 •变速器档位
•车速
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•ECU
•执行器 • 点火线圈
• 及火花塞
氧传感器
•氧传感器 •废气温度 •传感器
•曲轴转速 •冷却液温
• 传感器
•度传感器
•氧传感器
•BOSCH DI-Mochonic
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•Audi A3 BOSCH DI-Mochonic
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•汽油机管理系统－组成（5）
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•汽油机管理系统－管理内容（4）
•监测ECU的输出信号：判断执行器及引线的工作状 •态，执行器是否发生故障，是否断路、短路
•通过输出驱动电路监测输出信号，判断是否对电源短路， •断路、对地短路，是否信号中断 •将管理系统中的数据与执行器控制信号进行比较，判断执 •行结果的真实性。如EGR系统中，要判断进气歧管压力值 •是否在规定范围内，以及进气歧管压力值对执行器控制的 •反应是否正确。
•根据发动机工况确定基本喷油量和点火提前角，再根 •据节气门位置、蓄电池电压、变速器档位、冷却液温 •度、进气温度、爆震倾向等进行修正。
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•碳罐
•VVT传感 •点火线圈 凸轮轴相 •器执行器 •及火花塞 位传感器
•二次空气泵
•油箱泄 •漏诊断 •模块
• 电控节气 • 门驱动器
• 喷油器
• 主继电器
• 发动机转速表 • 燃•油氧泵传继感电器器
•的加热器 •VVT控制
•油箱通风
•可变进 •气控制
•ME-Mochonic
•二次空气
•
EG
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系统
•空气流量计 •发动机转速传感器
•相位传感器 •节气门控制组件
•进气温度传感器 •冷却水温传感器
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•柴油机燃油供给系统（4 •学时） •汽油机点火系统（2学时） •发动机冷却系统（2学时） •发动机润滑系统（2学时） •发动机起动系统与电源 •（1学时） •发动机管理系统（2学时）
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•汽油机管理系统
•管理内容 •系统组成 •传感器 •执行器 •控制器
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•汽油机管理系统－组成（8）
•供油系统 • 电动汽油泵
• 汽油滤清器 • 油压调节器 • 汽油蒸发污染控制系统 • 油轨 • 喷油器
•缸内直喷系统不同
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•点火系统 • 点火线圈
• 火花塞
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•汽油机管理系统－组成（9）
•脱附控制阀
• •
进气歧管 压力传感器
•可变 •进气
•喷油器
•空气流量计 •节气门位 •置传感器
•爆震
•传感器
•二次空气阀 •氧传感器
•发动机ECU
•EGR阀
• 诊断
• 接口
•故障指示灯
•变速器
•
接口
•汽油箱
•油箱压力 • 传感器
•曲轴转速 • 传感器
•冷却液温 •度传感器
•氧传感器
•BOSCH M-Mochonic
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清华大学课件汽车构造I发动机管理 系统
•Motronic，SaLeabharlann Baidutana2000
•1：电动汽油泵 2：汽油滤清器 3：炭罐脱附电磁阀 4：炭罐 5：点火线圈 6：相位传感器 7：
•喷油器 8：油压调节器 9：节气门控制组件 10：空气流量计 11：氧传感器
•
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12：冷却水温传感器 13：爆震传感器 14：发动机转速传感器 15：进气温度传感器 16
•进入气缸的新鲜空气充量（通过电控节气门实现） •喷油量（通过燃油喷射系统实现）
•点火提前角（通过点火系统实现）
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清华大学课件汽车构造I发动机管理 系统
•碳罐
•脱附控制阀
•进气歧管
•压力传感器
•空气流量计
•节气门组件
•
•发动机ECU
• •
•诊断 •接口
•故障指示灯
EGR阀
加速踏 板模块
•各公司开发的系统大同小异
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•汽油机管理系统－组成（2）
•Bosch M-Motronic
•电控汽油喷射系统组成.swf
•驾驶员通过加速踏板操纵节气门，控制进气量及输出 •转矩；怠速执行器控制怠速空气量。
•确定空气质量流量和每缸循环进气量：用空气质量流 •量计测量，或根据进气歧管绝对压力、进气温度和发 •动机转速，用速度密度法计算；
• 闭环空燃比控制 • 汽油蒸发污染控制（碳罐 • 系统） • 爆震控制 • 废气再循环（EGR）控制 • 二次空气喷射控制 • 涡轮增压器控制 • 可变进气管长度控制
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•其它控制功能 • 可变气门驱动控制
• 限制输出转矩、转速
• 巡航控制 • 自适应巡行控制 • 自动变速器换高档位时转 • 矩控制 • 载荷瞬变控制（对驾驶员 • 需求平滑响应） • 转矩协调（外部转矩干预）
•基于ME-Motronic，多出一个汽油高压油路；比 ME•Motronic复杂 •需要确定
•空气充量（电控节气门实现） •喷油压力（高压泵实现） •喷射时刻－中高速大负荷均质充量（进气冲程喷射）、低 •速低负荷分层充量（压缩冲程末期，点火之前喷射） •喷入燃烧室的油量
•点火提前角
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清华大学课件汽车构造I发动机管理 系统
•汽油机管理系统
•管理内容 •系统组成 •传感器 •执行器 •控制器
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清华大学课件汽车构造I发动机管理 系统
•汽油机管理系统－组成（1）
•发动机管理系统的主要开发商
•德国BOSCH，世界第二汽车零部件供应商 •美国Delphi，最大 •日本Denso（电装），第三 •德国Siemens VDO •意大利 Magneti-Marelli
清华大学课件汽车构造I发动机管理 系统
•碳罐
•高压泵带
•VVT传感 •点火线圈 凸轮轴相
•油量控制阀 •器执行器 •及火花塞 位传感器
•空气流量计
•脱附控制阀
•
进气歧管
•
压力传感器
•
•节气门组件
•
•
发动机ECU
• •
•诊断 •接口
•故障指示灯
EGR阀
加速踏 板模块
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• 喷油器
•爆震 •传感器
•Mono-Motronic
•与M-Motronic相比，只是再节气门体处安置一个喷油 •器 •目前极少应用
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清华大学课件汽车构造I发动机管理 系统
•汽油箱
•汽油滤清器
•
油压调节器
•喷油器 • 进气温度 • 传感器
•ECU
•电动汽油泵 •氧传感器
•怠速控制阀
•节气门及其位置传感器
•冷却水温 •传感器 •分电器及曲轴
•自诊断功能集成到OBD中，OBD已是发动机管理系统 •中标准化配置（与厂家无关）
•OBD I（美国加州， 1988）
•OBD II （美国加州， 1994 ） •EPA OBD（美国环保署强制其它州1994施行，与 OBD II略 •有不同 ） •EOBD（欧洲2000施行，基于 EPA OBD ）
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•VVT传感 •器执行器
•点火线圈 凸轮轴相 •及火花塞 位传感器
•喷油器
•爆震
•传感器
•氧传感器 •氧传感器
•曲轴转速 • 传感器
•冷却液温 •度传感器
•BOSCH ME-Mochonic
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•汽油机管理系统－组成（4）
•BOSCH DI-Motronic
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•Delphi system for Dong’an engine
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•汽油机管理系统－组成（3）
•BOSCH ME-Motronic
•采用电动节气门，无怠速执行器。驾驶员通过加速踏 •板设定发动机的工作状态。 •根据加速踏板位置信号，将驾驶员的意图转换为发动 •机转矩；再基于大量的发动机运行的当前数据，将转 •矩转换为
•监测ECU之间的数据通讯、ECU内部工作情况
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•汽油机管理系统－管理内容（5）
•对故障的处理
•故障识别 •故障码存储 •跛行回家功能——发生故障后，管理系统启动应急功能， •用预先设定的喷油、点火值使发动机进入简易控制状态， •从而能继续工作，让汽车行驶回家。