德尔福基于扭矩的发动机控制策略
YC6112EUP介绍
• 客户利益
–满足美国02和欧4、欧5排放法规 满足美国02和欧4 满足美国02和欧 –快速空气、燃油混合 快速空气、 快速空气 –低烟度、颗粒排放 低烟度、 低烟度 –改进 EGR 精度使 NOx 下降 改进 –改进BSFC 改进BSFC 改进
2004.7.11 8
单体泵系统工作情况
各缸高压油 结论 电控单体泵根据ECU发 发 电控单体泵根据 出的指令脉冲进行供油， 出的指令脉冲进行供油， 导致喷油器喷油 喷油始点由指令脉冲起 点控制 喷油量由指令脉冲的宽 度控制 不能实现多次喷射 喷油压力不可单独控制 其它传感 器输入
YC6112 EUP电控欧III柴油机 技术介绍
技术中心 电控技术处 2004.7.14 2004.7.14
1
内容
整机技术指标和电控单体泵的技术 电喷系统的情况 发动机标定和整车标定的重要性 采用电喷后的整车匹配售后服务
2004.7.11
2
电控单体泵样机(YC6L) 电控单体泵样机
2004.7.11
2004.7.11
YC6G240-30（G6000） （ ） 6缸立式直列水冷二气门四冲程直喷 缸立式直列水冷二气门四冲程直喷 7.803 （缸径×行程 112×132） 缸径× × ） 增压中冷 177/2200 950/（1000~1400） （ ） 2750~3000 575 195 德尔福电控单体泵系统 2000 24/(蓄电池容量 蓄电池容量≥180) 蓄电池容量 1184×823×1040 × × 700 EURO Ⅲ
•保护工况 保护工况 －超速保护 －超负荷保护 －冒烟保护 －超温保护 •故障诊断： 故障诊断： 故障诊断 －诊断与故障码 －失效安全策略 －Limp home •自学习与自适应策略 自学习与自适应策略 －喷油嘴识别与校正 －各缸平衡控制 •E-OBD（待选） （待选）
玉柴故障诊断与故障排除
ECU故障码
序号 33 34 35 36 37 38 39 40 故障代码 P1116 P0560 P0562 P0563 P0400 P1405 P1406 P1480 故障码解释 水温传感器信号故障-通用 ECU电源电压故障-模数转换 ECU电源电压信号故障-超低 ECU电源电压信号故障-超高 EGR闭环控制故障-流量管理 EGR驱动线路故障-开路，对地短路 EGR驱动线路故障-短接，对电源短路 风扇1驱动线路故障-开路
1 2
P0100 P0102 P0103 P0344 P0341 P0372 P0219 P0335
AMF信号故障-参考电压 AMF信号范围故障-超高 AMF信号范围故障-超低 凸轮传感器信号丢失故障 凸轮传感器信号不同步故障 曲轴传感器信号丢齿故障 曲轴传感器信号异位故障 曲轴传感器信号丢失故障
3 4 5
23
故障指示灯点亮/闪烁 说明
序号 1 故障描述 工作相位故障 原因分析 曲轴信号传感器损坏； 凸轮相位传感器损坏； 曲轴信号盘有脏污附着； 凸轮信号盘有脏污附着； CE状态 闪烁 闪烁 闪烁 闪烁
传感器接线（含接插件）损 闪烁 坏。 2 3 预热驱动电路故障 燃油计量阀及驱动 线路故障 驱 动 线 路 （ 含 接 插 件 ） 破 闪烁 损，开路/短路 计量阀损坏； 闪烁
20
故障码
序号 129 130 131 132 133 134 135 136 故障代码 P1618 P1619 P1620 P1621 P1622 P1678 P1679 P1680 故障码解释 喷油器驱动模块故障-bank2低 喷油器驱动模块故障-bank2高 非易失存储器故障-CC 非易失存储器故障-故障管理 非易失存储器故障 空调驱动线路故障-开路 空调驱动线路故障-短路 空调驱动线路故障-对地短路
浅析柴油汽车电子控制技术的发展
浅析柴油汽车电子控制技术的发展
周振伟
中石化中原油 田分公司采油三厂特车大队
山东聊城莘县 ２ ５ ２ ４ ０ ０
【 摘要 ｌ 随着ｆ ｆ４ ￣ ， 的发展 ， 柴油机的发展 水平 ＿直是汽车发展 的一个 为现实的 问题和 可靠的手段 。 ２ ． １ 单体泵技术 单体泵技 术通常在重型车上使用， 在 成本上讲 ， 国内的发动 机从欧 机的发展 不够重视 。 在以后的工作中 应该加大对柴油机的重视 。 采用电子控制技术是使用柴油机面临的重要问题 ， 其中的硬件和控制 二到欧 三升级 时， 如果不采用单体 泵， 对发动 机的改 动就比较 小 ， 仅以 软件是否合理将对整个控制 系统产生 决定性 的影响。用柴油机 的结构比较 外 挂式的凸轮 轴箱代替欧二发动机 的直 列泵就可 以了。 复杂， 尤其是新兴的电 子控制技 术， 对于广大汽车驾驶和维修人 员来说都有 单体泵在 油路控 制上， 在 国内单体 泵使用的压力达 到２ Ｏ Ｏ ＭＰ ａ 。 在 着比 较 重要 的 意义 。 供 油方面 ， 如果使用 双电阀单体泵 系统 ， 不仅 可以对压 力进行控 制 ， 还 【 关键 词】柴油机 电 子控制发展 汽车驾驶 可 以对喷射进行控制 。 目前， 德尔福的双 电磁 阀单体 泵系统 在欧洲大批 的生产， 主要供应给欧标 准的发动机 。 电子 控制 ２ ． ２ 单体泵系统 的优 势 什么是 电子控制 柴油机 ， 点柴油 喷射系统是 由信号输 入装 置、 电子 比较 可靠 、 使用寿命长， 相信在 随着科技 的发展和人们需求 的不断 控制单元和 执行元件三部分构成 。 其任 务是对喷 油系统 进行 电子控 制， 改变， 单体泵 的系统也在 不断的发生改变 ， 如 何更好的适应 时代的要求 实现 对喷 油量以及喷油定时 运行工况的实时控制 。 采 油转 速、 油 门踏板 是单体 泵以后的发展方向。 位 置、 喷油时刻 、 进行温 度、 进 气压力、 燃 油温 度、 冷却水温等 传感器， 三． 电控 柴油 机 的新 技术 ３ ． １ 新技术分析 并 将实 际过程 中检测 的数据 输入计 算机 内， 计算 机会 和事前 输入 电脑
详解速腾、迈腾的ESP(电子稳定程序)
详解速腾迈腾的ESP(电子稳定程序)时间：2009-01-04 ESP(Electronic Stability Program，电子稳定程序)是汽车电控的一个标志性发明。
其电子部件主要包括电子控制单元(ECU)、方向盘传感器、纵向加速度传感器、横向加速度传感器、横摆角速度传感器、轮速传感器等。
ESP作为保证行车安全的一个重要电控系统，其各个传感器的正常工作是进行有效控制的基础。
本文介绍了ESP常用传感器的特点，设计了传感器硬件接口和软件接口，并在实车测试中得到验证。
汽车安全性能的提升是汽车业界不断的追求，秉承这一理念，ABS在经过普及阶段以后，目前已进入了产品升级阶段。
业界的一致共识是ABS（防抱死制动系统）将向ESP（电子稳定性控制系统）演化。
市场上ESP已在拓展自己的领地。
在欧洲，2005年大约40%的新注册车辆配备了ESP，在高档车上，ESP已经成为了标准配置，中档车上的装配率也迅速提高，在紧凑型车上装配率稍低。
北美ESP装配率上升也很快。
在中国，目前ESP 的装配率还比较低，但是可喜的变化正在显现，以往通常只在高档车上才装配ESP，而今年上市的新车一汽大众的速腾和迈腾都配有ESP。
ESP的结构及控制原理ESP系统由电子控制单元（ECU），方向盘转角传感器，轮速传感器，横摆角速度传感器，横向角速度传感器及液压系统组成，ESP除了具有ABS和TCS的功能之外，更是一种智能的主动安全系统。
ESP的ECU通过高度灵敏的传感器时刻监测车辆的行驶状态，并通过计算分析判定车辆行驶方向是否偏离驾驶员的操作意图。
ESP能立刻识别出危险情况，并提前裁决出可行的干预措施使车辆恢复到稳定行驶状态，ESP的干预措施包括对车轮独立的施加制动力；在特殊工况对变速箱的干预措施；通过发动机管理系统减小发动机扭矩。
ESP三大特点1．实时监控：ESP能够实时监控驾驶者的操控动作、路面反应、汽车运动状态，并不断向发动机和制动系统发出指令。
TCU功能
T ransmission Control Unit，即自动变速箱控制单元，常用于AMT、AT、DCT、CVT等自动变速器。
实现自动变速控制，使驾驶更简单。
简介TCU(Transmission Control Unit）为了跟随世界汽车技术，发展我国汽车工业，“九五”期间，汽车电子控制技术被列为科技攻关项目。
车辆自动变速是汽车电控技术的一个重要组成部分。
采用计算机和电力电子驱动技术实现车辆自动变速，能消除驾驶员换档技术的差异，减轻驾驶员的劳动强度，提高行车安全性，提高车辆的动力性和经济性。
汽车的无级变速系统一般是由无级变速箱CVT(Continuously Variable Transmission)和无级变速箱控制器TCU(Transmission Control Unit)组成。
主要功能包括：1 目标档位(速比)决策：基于驾驶环境和驾驶员识别的策略使车辆经济型更加，舒适性也得到提高。
2 执行机构控制3 故障诊断4 故障处理等介绍：T CU是由16位或32位处理器、信号处理电路、功率驱动模块等组成，要通过严格的电磁兼容性测试。
工作温度取决于安装位置，通常安装在驾驶舱内，要求的温度等级较低，-40~90度。
如果安装在发动机舱，温度等级通常为-40~140度。
通过CAN总线和ECU、ABS/ESP、BCU等车载电脑通讯，在变速箱出现故障时控制发动机扭矩，限制档位，实现跛行回家功能。
当前主要的TCU供应商包括大陆汽车电子、博世汽车电子、德尔福、电装、日立等。
终端T CU终端设备可以把GPS的位置信息、行驶速度、车辆等信息通过无线传输方式回传到系统平台。
用户可以通过计算TCU终端云鹰（UGV01）机、手机实现对车辆的监控和管理。
功能介绍：1．在线监控：全方位、全智能、精准监控通过后台系统提供对车队和车辆的位置信息查询、区域查车、实时监控跟踪、轨迹查询、轨迹回放、报警信息提醒查看、拍照、视频监控等功能，进行实时监控车辆的信息，做到方便管理。
AVL CRUISE_车辆系统开发平台_基础简介_newversion
AVL/AST
No. 4
AVL CRUISE软件的适用范围
传统车辆 混合动力及 纯电动汽车 先进动力传动系统研究
2轮及3轮摩托车研究
公交车，卡车及拖挂 车研究
特种车辆研究
CRUISE Introductions
AVL/AST
No. 5
CRUISE软件基本应用示例
基本性能研究
Fuel Consumption Potential (%)
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
总成构架评价
NEDC hot
换档品质分析
Baseline
HIGH
LOW
Optimised
Baseline
Belt Transm. 1-Clutch integr. 2-Clutch Power-
Driver Demand Acceleration
Pri nted 20-Dec- 2006 18:04:34
CRUISE Introductions
AVL/AST
No. 25
在CRUISE 中搭建过的HEV 模型
来源: AVL HEV 仿真分析研讨会
CRUISE Introductions AVL/AST No. 26
在CRUISE中搭建的不同的HEV模型
0 5 20 25
Power [ kW ]
e-Mot
Matlab/Simulink/Stateflow环境中的HEV控制器
HEVC_M1b/CALCULATION/EMM_PMU/VEH_ON
VEH_ON en : Entry_ VEH_ON(); du : Durin g_VEH_ON() du : F_ Traction _Driver();
国内外汽车发动机的技术现状及发展趋势
国内外汽车发动机的技术现状及发展趋势摘要：发动机是汽车的心脏，发动机的发展在很大程度上决定着汽车产业的发展。
随着电子技术的发展也不断推动着发动机新技术的开发。
无疑，先进的发动机技术将在汽车节能、环保技术开发中起着关键的决定性的作用。
Abstract: the engine is the heart of the car, the engine development in a great extent the development of the car industry. With the development of electronic technology is also constantly push engine the development of new technology. No doubt, the advanced engine technology will in car the energy conservation, the environmental protection technology development plays a key of the decisive role.关键词：车用汽油机柴油机发动机技术发展趋势汽油机所采用的新技术及发展趋势由于汽油机的燃油经济性比柴油机差，所以降低汽油机的能耗已经成为汽车界当前必须要解决的一个问题。
具有理论空燃比的均质混合气的燃烧理论在火花点火发动机上被广泛使用，它的最大优点是可以实用三效催化器来降低CO、HC和NOx等废气的排放。
不足之处是不能获得较高的燃油经济性，为了提高发动机的热效率和降低废气排放，燃烧技术在不断地发展。
汽油机经历了由完全机械控制的化油器供油为主到采用电控喷射、缸内直喷、电辅助增压和电动气门、可变压缩比、停缸等技术的变化，汽油机发展的最终方案将采用综合汽油机和柴油机优点的燃烧控制技术。
汽油机所采用的技术：1、燃油电子喷射技术。
汽车转向系统的历史外文文献翻译、中英文翻译、外文翻译
汽车转向系统的历史汽车转向系统在车辆系统中是最基础的系统，驾驶员通过方向盘操纵和控制汽车的行驶方向，从而实现了他的行驶意图。
100多年里，汽车行业中机械和电子技术的发展。
如今，汽车已经不是纯粹的机械，它是机械、电子和其他材料等的综合产品。
汽车产业的转向系统的发展，经过了漫长的变革。
传统的转向系统是机械转向系统，汽车的方向盘通过试点，通过这样一系列的机械零件使方向盘实现偏转，从而实现转向的控制。
由于在20世纪50年代，液压助力转向系统在汽车上的应用，标志着转向系统又进入一个新的开始。
汽车转向系统的动力源从人力转变为液压助力转向。
转向系统增加了液压助力器，高压钠灯（液压助力转向）是基于机械和液压系统。
液压系统和发动机，发动机开始时一部分是汽车发动机的功率，另一部分的功率是液压系统的动能。
由于其工作可靠，成熟的技术已被广泛使用。
转向系统的主要特点是流体的压力，减少驾驶员在方向盘的支持，提高了转向灯和自动运行的稳定性。
但同时，也有一些液压动力系统的缺陷。
针对汽车设计和制造，完成后的车辆转向动态特性无法改变。
其直接后果是，在低功率时汽车的部分的动力特性可以得到很好的发挥，但在高速期间有良好的方式来检测，因为是不可调整的动力特性，没有更好的方式驱动，当动力学特征高功率时，而不是非常善于低段的效果好。
如果没有看准车辆的液压系统，还必须是发动机驱动。
因此，能源消耗提高燃油发动机，现有的液压油泄漏问题不仅污染环境，容易到其他组件，针对气温低，液压系统的性能较差。
近年来，随着电子技术的广泛应用，转向系统也越来越多地使用电子设备。
变成电子控制系统，因此，相应的出现了电动助力转向系统。
电液动力转向可以分为两大类：电动液压转向系统（电液压动力 - EHPS）和电动液压转向，电控ECHPS转向（液压助力转向）。
电动液压助力转向系统是在液压系统的液压助力系统的发展的基础上，不同的是，在液压系统动力源的电动液压动力系统，但不是由汽车发动机电机驱动液压系统，节约能源和减少发动机的燃料消耗。
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接收处理多项扭矩请求
– 核实每项扭矩请求 – 快速(点火提前角控制)或慢速(进气, 燃油控制)减扭请求 – 增扭请求(进气控制)
Delphi Confidential
2
白彬毅, 5/15/2005
扭矩控制的优点
全时扭矩控制的优越性
– – –
扭矩是发动机对车辆的基本输出量 使得进排气相位控制更易实现并且性能更优 驾驶性 » “自动” 补偿由于变速箱,进排气相位变化, 空燃比变化, 催 化器起燃控制引起的扭矩变化 » 减少加速踏板快速运动引起的冲击 » 为实现对应加速踏板的车辆响应可调性提供了更多空间(除 油门全开时) » 更精确的发动机附件及摩擦扭矩补偿
5
白彬毅, 5/15/2005
扭矩控制的原理结构
1) 发动机扭矩估测
– 根据EMS传感器及发动机数据估测指示扭矩, 净扭矩, 摩擦扭矩, 发动机附件阻力扭矩
2) 期望扭矩计算
– 期望净扭矩的计算是基于: » 加速踏板位置 » 发动机转速 » 变速箱档位 » 进气温度和压力 » 电子节气门工作状况
Delphi Confidential
» 在当前燃油, 点火提前角和进气量情况下, 包括由于扭矩控制引起的上述 量变化情况下的扭矩值
– 慢速控制扭矩(Slow Torque)
» 用于进气或燃油控制的目标扭矩
– 快速控制扭矩(Fast Torque)
» 用于点火提前角控制的目标扭矩 » 用于满足车辆驱动力或变速箱要求的扭矩控制
Delphi Confidential
–
–
100%
Percentage of Indicated MBT Torque [%]
90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 0 5 10 15 20 25
Extrapolated Portion of Curve
KtTRQC_Pct_TorqLossFromSprkRtd
Delphi Confidential
17
白彬毅, 5/15/2005
自动变速箱
TCM 与 ECM 沟通目的
– 降低换档时的冲击感 » 延迟点火角降低发动机扭力 » 防破坏性驾驶 – 提升怠速 » 保持驱动力
变速箱油温高时，机油粘滞力 变低
1档
转 速
2档
发动 机惯 性力
时间
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白彬毅, 5/15/2005
自动变速箱与发动机的通讯
并行通讯
– 占空比(PWM) – 开关讯号 (ON/OFF) – 频率 MA P
ECM
TP S
Engine load TRR DTR ATR IUR IDL E RP M
TCM
PN
Tachometer in Instrument Panel
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– 所需指示平均压力(IMEP)
» 希望发动机产出的指示平均压力, 此量与发动机指示扭矩成 正比, 单位为千帕(kPa)
Delphi Confidential
4
白彬毅, 5/15/2005
常用的扭矩概念
– 指示扭矩(Indicated torque)
» 由混合汽燃烧产生的扭矩
– 摩擦扭矩(Friction torque)
Bit1 1 9 17 25 33 41 49 57 Bit0 0 8 16 24 32 40 48 56
白彬毅, 5/15/2005
通过燃油的扭矩控制
– 如电子节气门失灵则扭矩控制通过单缸断油实现
Delphi Confidential
14
白彬毅, 5/15/2005
扭矩控制简介
从加速踏板位置到期望扭矩值的转换:
* 踏板位置到扭矩的转换须达到所期望的车辆反应特性的要求
Delphi Confidential
15
白彬毅, 5/15/2005
–
限速 – 发动机转速及车速 …
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7
白彬毅, 5/15/2005
扭矩控制的原理结构
4)扭矩控制
根据期望指示平均压力(IMEP)计算期望燃油质量 在燃油量基础上计算其它参数(气量, 点火提前角) 缸内燃烧状况控制要求计算指示平均压力(IMEP)
– 进气量:计算调节所需节气门开度及进排气门相位, 以实现期望扭矩值(慢 速扭矩控制目标值) – 推迟点火提前角以满足快速扭矩控制目标值 – 如电子节气门失灵则断油以减扭以满足慢速扭矩控制目标值
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白彬毅, 5/15/2005
自动变速箱与发动机的通讯 CAN总线串行通讯
– 高速CAN总线， 500k bit/sec
M te 0 1 2 3 4 5 6 7
Delphi Confidential 20
ID $316 $329 $43F
Bit7 7 15 23 31 39 47 55 63 Bit6 6 14 22 30 38 46 54 62 Bit5 5 13 21 29 37 45 53 61
扭矩控制简介
扭矩迟滞控制:
当期望扭矩值快速变化时, 过大的变化量被限制以避免造成冲击和 传动系的振荡及驾驶舒适性的恶化
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白彬毅, 5/15/2005
自动变速箱
自动档变速箱种类
– 传统液压机械式自动变速箱 – 电子控制式自动变速箱（TCM不与ECM沟通） – 电子控制式自动变速箱（TCM与ECM沟通） » 并行通讯 » 串行通讯 – 无级自动变速箱CVT – 自动化的手动变速箱(AMT, 手自一体?)
» 用于克服发动机运动阻力, 泵气损失和附件阻力的扭矩
– 净扭矩(Net torque)
» 从发动机输出至变速箱的扭矩 - 不考虑发动机惯性矩 » 也称发动机制动力矩或飞轮力矩
– 未经控制扭矩(Unmanaged torque)
» 当未实施扭矩控制, 例如车辆驱动力控制时的扭矩值
– 经控制扭矩(Managed torque)
使用平均有效压力(IMEP)比指示扭 矩使在不通排量发动机上的调试标 定更加简化
总和期望指示 扭矩
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白彬毅, 5/15/2005
扭矩控制简介
期望进气量
– 计算基于期望燃油量及空燃比
期望节气门开度
– 利用德尔福发动机控制软件中的空气动力学与热力学计算模块 » 输入:期望进气量 » 输出:期望节气门开度 » 考虑及协调发动机尾气再循环控制和进排气相位控制
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白彬毅, 5/15/2005
扭矩估测流程
扭矩估测逻辑概要
燃油/进气量变 + 空燃比
计算最佳点火提前角 (MBT)
计算发动机热效率
计算最佳点火提前角 (MBT)的延迟
计算最佳点火提前角 (MBT)下扭矩值
计算由于点火提前角 延迟引起的扭矩损失
计算发动机摩擦扭矩
Delphi Confidential
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白彬毅, 5/15/2005
扭矩控制流程
驾驶员请求 加速踏板位置 期望指示平均有效压 力(IMEP) 驾驶员期望制动扭矩
转换驾驶员及车辆扭矩请求为期望 指示平均有效压力(IMEP) 平均有效压力IMEP 做为基本的发动 机负荷指示参数
期望燃油量 总和期望制动扭矩 期望进气量
德尔福基于扭矩的发动机控制策略
德尔福中国汽油机电喷系统开发经理 白彬毅 2005年5月
Delphi Confidential
1
白彬毅, 5/15/2005
扭矩控制策略的目标
根据驾驶员意图实现最佳车辆响应
– 调整发动机扭矩输出以实现驾驶性目标 » 对应加速踏板输入的最佳响应 – 协调各控制装置以降低油耗 – 协调并充分发挥电子节气门, 进排气门正时及自动变速箱对动力 总成性能的改善 – 在发动机硬件性能允许范围内给予空燃比, 点火提前角, EGR, 进排相位及自动变速箱档位以灵活变化的空间, 同时不影响发动 机扭矩输出
– 最大发动机负扭矩(Maximum negative engine torque)
» 在当前发动机转速及环境调件下断油时的发动机净扭矩
– 扭矩请求源(Torque command source)
» 可能发出扭矩请求的EMS控制模块: 加速踏板, 定速巡航, 变速箱, 车辆驱动力控制, 发动机倒拖控制, 限速控制等
30
35
40
45
50
Delta Spark Retard from MBT [CA deg.]
Delphi Confidential
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白彬毅, 5/15/2005
扭矩估测简介
发动机摩擦扭矩 – 运动摩擦扭矩 = f(RPM, 温度) – 包括水泵, 其它附件和发动机回转运动件阻力扭矩 – 泵气阻力矩 = F(RPM, 进气歧管压力) – 空调阻力矩 = f(空调压力或进气温度) – 发电机阻力矩 = f(RPM, 电瓶电压) 发动机净扭矩 – 净扭矩 =指示扭矩 – 摩擦扭矩
计算发动机净扭矩
Delphi Confidential
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白彬毅, 5/15/2005
扭矩估测简介
指示扭矩计算: – – 模型计算从燃油化学能到动能的转 燃油化学能 =燃油质量*燃油热值 » 燃油质量计算是基于燃油喷射量 在最佳点火提前角(MBT)时的指示扭矩 = 燃油化学能*发动机热效率*转化常数 » 发动机热效率 = f(RPM, A/F Ratio) - 指示效率 » 在最佳点火提前角(MBT)时和理想空燃比条件下的指示效率近乎不变 根据实际点火提前角调整指示扭矩 » 最佳点火提前角(MBT) = f(RPM, Load) + EGR Spark {for VVT, based on cam angle} » 扭矩损失 = f(spark delta from MBT)