1、发动机管理系统1、汽油喷射发展阶段(1)二战以前,航空发动机用。这一时期汽油喷射以航空为主,采用机械控制(2)二战以后,转入车用。这一时期的汽油喷射装置都是机械控制的,二冲程逐渐让位于四冲程,缸内喷射逐渐让位于进气口喷射。(3)电子控制阶段。上述系统不能以电子手段控制点火提前角,其电子控制范围仅覆盖燃油喷射,故称为电子控制燃油喷射系统(Electronic Fuel Injection 缩写成 EFI)2、汽油喷射的分类(1)按喷油连续性分类:连续喷射间歇喷射 (2)按喷油器数量分类 多点喷射 单点喷射(3)按喷油地点分 喷入气缸喷在进气门前喷在节气门上(4)多点间歇喷射按各缸喷油相位分类 同
2、时喷射 成组喷射 顺序喷射 (5)按汽油顺射控制方式分机械控制 电子控制 (6)电子控制按负荷信息传感方法分间接传感 直接传感 (7)电子控制接信息处理方式分模拟式数字式(8)电子控制按信息流动方式分开环控制闭环控制(9)闭环控制按信息反馈算法分比例积分微分(PID)控制算法。模糊(Fuzzy)控制算法。3、喷油器的分类及方式(1)按喷油器控制方式分类:1.压力控制型喷油器:依靠燃油压力开启。当压力低于某一水平时,喷油器关闭。2.电磁控制型喷油器:依靠电磁线圈通电后吸动针阀开启喷油器。(2)按喷油地点划分:1.直接喷射:直接将燃油喷入气缸。 。2.间接喷射:燃油喷在进气门前( 多点喷射)或节气
3、门前( 单点喷射)(3)按喷油器数量划分:1.多点喷射:一个喷油器只为一个缸工作,每个工作循环只喷一次或两次。2.单点喷射:一个喷油器为三个或四个缸工作,每个工作循环的喷油次数与缸数相同。(4)按燃油进入的部位:1.顶注式喷油器:燃油从喷油器顶部进入,从底部喷出,没有多余的燃油从喷油器返回燃油分配管。2.底注式喷油器:燃油从一侧进入喷油器,从底部喷出,多余的燃油从另一侧离开。4、负荷信息传感方法分类:答:由于在汽油机中,每循环空气吸入量反映了负荷大小,故负荷信息传感即每循环空气吸入量的传感。分为间接传感和直接传感。间接传感:并不直接测定空气流量,而是根据节气门位置或进气管压力,结合转速、进气温
4、度、冷却液温度等信息确定每循环空气吸入量;间接法采用的传感器输出信号所对应的每循环空气吸入量因它所安装的发动机结构类型而异。直接传感:用空气流量传感器直接测定空气流量,然后根据转速确定每循环空气吸入量;直接法采用的传感器输出信号与它所安装的发动机无关。5、 进气温度传感器:答:它与冷却液温度传感器的原理相同,构造类似。温度传感器内有一个负温度系数(Negrative Temperature Coefficient,缩写成 NTC)的热敏电阻电阻,该电阻构成分压电路的一部分。分压电路电源电压力 5v。温度上升时阻值下降,见图。ECU 根据阻值变化测定温度。6、 转速信息测量方法分类:(测频法、测
5、周法?)答:转速信息的传感方法可以分成两大类:一类与曲轴位置信息的传感无关:有触点:分电器机械断电器采集转速信息无触点:霍尔效应式输出信号:与位置无关,与转速相关,一般不需整形。磁感应式输出信号:幅值与转速相关,必须整形。信号整形方法有适应数字电路对方波采样需求、利用比较器整形、利用施密特触发器。另一类与曲轴位置信息的传感集成于一体:发动机转速也是 Motronic 系统中重要的输入变量之一,而这个转速信号是通过曲轴位置信号获得的。7、 蓄电池电压修正:答:电磁喷油器中电磁铁因吸动和释放针阀的过渡过程与蓄电池电压有关。由于吸动和释放针阀的过程对燃油流量的影响不同,须延长一点喷油时间以求修正。喷
6、油时间的延长量应随蓄电池电压而改变:电压低,喷油时间延长量大;电压高喷油时间延长量小。8、 超速断油控制:答:在发动机突然失去阻力矩而油门又没有来得及关小,或汽车阻力不大而油门踏板却过度地踩下的情况下,转速会急剧上升到超过许可限值的水平,严重时会损坏发动机。所以要采取限速措施。在电子控制汽油机中,ECU不断地将实际转速同程序中设定的最高转速限值 n0 进行比较:在超过转速限值时ECU 就抑制喷油脉冲;一旦转速降到限值以下,使恢复正常喷油。依此使转速在其最高限值的+-150r min 范围内波动,见图。此时驾驶员会因行驶舒适性较差而注意到发动机转速过高,进而作出相应的反应。9、氧传感器分类1.管
7、式氧传感器 2.不加热的管式氧传感器3.加热的管式氧传感器 4.片式氧传感器5.片式宽带氧传感器(线性氧传感器)10、 氧传感器电压特性程序中设有一个电压门槛值,通常在 450mV 左右。氧传感器电压高于此值,则混合气过浓,应减小 修正系数以减少喷油量;低于此值,则混合气过稀,应增大 修正系数以增加喷油量。11、 信号的时间滞后(死时间)死时间定义:从喷油器喷油生成混合气开始,到氧传感器测得这部分混合气的 为止,存在一定的反应时间,这个时间影响着闭环控制的振荡周期。组成部分:1. 混合气从喷油器到气缸的流动时间;2.发动机一个工作循环从进气到排气所经历的时间;3.燃烧过的气体从气缸到氧传感器的
8、流动时间;4.氧传感器的响应时间其中主要是混合气和燃烧气体的流动时间死时间的长短取决于发动机的负荷与转速。负荷大转速高则死时间小。12、 的不对称调节原因(为什么): 闭环控制的最佳调节范围其实并非对称分布于氧传感器电压阶跃点的两侧。因为 的最佳调节范围在 0.991.00,而氧传感器电压阶跃点在 =1。如果调节 使其对称分布于 =1 的两侧,那么废气就不能在三效催化转化器内得到最佳的转化。定义:将实际达到的 调节范围的中心从氧传感器电压阶跃点朝低 的方向推移一点。这称之为 的不对称调节 有两种方法可实现 的不对称调节:1.当从稀混合气转入浓混合气即从 1 转入 1、氧传感器电压跃升时, 修正
9、系数推迟一些时间调低,这就是说,喷油量推迟一些时间减少;2. 修正系数不对称阶跃,即从稀到浓和从浓到稀时阶跃高度不同。 13、怠速的任务、实质与识别任务:在发动机的动力完全用于驱动汽车的场合,怠速的任务是使发动机不熄火,实质:汽车发动机的怠速是指油门踏板完全松开,转速保持在最低可能水平时的工况识别:ECU 根据这两个条件识别怠速工况1 怠速时油门踏板完全松开,采用节气门开关时怠速触点需闭合,采用节气门位置传感器时输出信号小于某个限值。2、怠速工况的转速应高于根据发动机温度确定的起动阶段终点转速,又低于某个转速上限值。14、怠速空气提供方法提供怠速空气的方式有两大类:1 节气门旁通执行器:采用这
10、种方式的系统在怠速时节气门完全关闭。怠速空气通过一条跨接在节气门两端的怠速通道流入气缸。怠速通道中装着一个不同类型的怠速空气控制阀。2 节气门调节执行器:采用这种方式的系统设有跨接在节气门两端的怠速通道。怠速时,油门踏板虽然完全松开,但节气门并不完全关闭,而是仍通过它提供怠速空气。15、开始起动时的最初喷油时间确定方法1 起动马达刚开始转动时的每循环喷油时间完全根据发动机温度确定2 随着起动转速的增加,喷油时间逐步缩短3 在起动过程中必须随着时间的推移持续地缩短喷油时间。16、过渡工况识别过渡工况的识别完全依靠由节气门位置传感器提供的节气门角速度信息。当节气门角速度超过相应的触发门槛值时,加速
11、加浓或减速变稀动能就被触发。加速加浓的触发门槛值作为节气门转角的函数以特性曲线的形式贮存在ROM中,而减速变稀的触发门槛值是一个与节气门转角无关的常数。17、无分电器点火系统的实现方式(1)单火花点火线圈无分电器点火系统 (2)双火花点火线因无分电器点火系统 (3)四火花点火线圈无分电器点火系统 18、爆震极限、爆震安全距离和爆震控制的原则爆震极限: 在具有实际意义的点火提前角范围内,增大点火提前角通常可提高动力性和经济性。 但点火提前用增大到某一数值使会发生爆震。 故定义刚刚不发生爆震的最大可能的点火提前角为爆震极限。 显然,对于确定的发动机而言,爆震极限由工况确定。爆震安全距离: 为了避免
12、爆震,实际的点火提前角必须小于爆震极限。 由于影响爆震的各种因素都具有一定的随机性,所以,实际的点火提前角不仅必须小于爆震极限,而且与爆震极限的距离必须大于一定的数值。 定义实际的点火提前角与爆震极限之间的距离为爆震安全距离,以曲轴转角度数表示。爆震控制的原则: 为了获得最大的动力性和经济性,同时又不发生爆震,应当尽可能缩小爆震安全距离。这就是点火提前角和爆震控制的原则。 机械控制点火正时的系统由于无法根据爆震调节点火正时,只能选用较大的爆震安全距离以避免爆震。 只有电子控制点火正时的系统才能通过爆震闭环控制做到既最大限度地缩小爆震安全距离,又有效地控制爆震。 借助于爆震控制可采用较大的压缩比
13、,降低油耗,提高扭矩。 19、爆震传感器的布置 爆震传感器安装在机体的侧壁上。对于四缸机, 若只用一个爆震传感器,便安装在第 2 和第 3 缸之间。 若采用两个爆震传感器,则分别安装在第 1 与第 2 缸之间和第 3 与第 4 缸之间,并按照点火顺序接通。 爆度传感器应安装在机体上对爆震敏感的部位20、可变气门的分类(1)按气门升程曲线型式分类:1.改变气门开启相位,保持气门开启持续角度和气门升程特征不变。2.改变气门开启持续角度,保持气门开启相位不变。3.改变气门升程特征,保持气门开启相位和开启待续角度不变。4.1.2.3 的组合情况 5.部分气缸的气门完全不升起,从而改变发动机的有效排量。
14、(2)按气门传动方式分类:1.非凸轮传动。2. 凸轮传动(3)非凸轮传动中,按气门传动动力分类:1.电动。 2.液压。(4)凸轮传动中,按凸轮形状分类:1.一维凸轮。2.多维凸轮。(5)凸轮传动中,按籍以实现控制的传动件分类:1.凸轮轴。2.摇臂。3.挺柱。4.正时皮带(6)按控制方式分类:1.机械控制。2.电子-液压控制。3.电子控制。21、停车起动运行电子控制停车:当离合器脱开,汽车停住或只是以大约 2kmh 的速度爬行的,发动机在几秒钟内就自动关闭。起动:重新起动发动机时只要将离合器踏板踩到底,并将油门踏板踩下达其行程三分之一以内就可以了。此时,ECU 会令起动马达转动,并按照起动程序模
15、块控制喷油和点火。 停车起动运行虽然节省了怠速燃油,但增加了起动燃油的消耗。22、ECU 硬件组成输入级微型计算机输出级23、 Memory 类别 微型计算机使用的存贮器是半导体存贮器。不是所有的半导体存贮器部既能写入又能读出的,而是分为只读存贮器(ROM)和随机存取存贮器(RAM) 。24、ECU 的微型计算机的组成1)微处理机2)系统总线3)存贮器4)AD 转换器5)输入/输出(IO)接口 6)时钟发生器 7)定时器8)捕捉比较(CAPCOM)单元 9)看门狗定时器10)中断系统 25、ECU 连接其他系统的接口类别连接这些电子控制系统的接口可以分成两大类:(1)传统的接口,带二进制信号(
16、开关量) 、脉冲占空比(脉宽调制信号) ;(2)串行数据传输,例如控制领域网络(Controller Area NetWork ,缩写为 CAN) 。26、OBD故障监测功能应有如下九种故障监测功能:1. 失火监测;2. 氧传感器监测;3. 三效催化转化器监测;4. 蒸发排放控制系统监测;5. 燃油喷射系统监测;6. 对发动机元件如传感器和执行器从总体上进行监测(其中一部分在 OBDI 中也监测);7. 排气再循环系统监测;8. 二次空气系统监测;9. 空调系统(氟氯碳致冷剂)监测。27、失火及失火诊断方法发动机失火可由多种原因引起,例如火花塞烧损或电触点故障等失火会使未燃混合气进入三效催化转
17、化器并在那里燃烧,导致三效催化转化器温度过高而损坏。此外,这种未燃混合气对环境也是一种额外的负担。因为即使是孤立的几次失火都会引起很高的排放。迄今较为流行监测失火的方法是通过监测曲轴转速的变动识别失火。但是对转速的监测必须具有很高的精度,而且要求在程序中通过计算将失火与影响转速的其他干扰因素区分开来。28、故障监测原理故障检测原理有如下几种途径:(1)某传感器信号电压的数值超出了可能的范围,或者虽未超出可能的范围,但出现在不应当出现的工况,则可判为不可信。(2)在可同时根据几个传感器的信号计算出同一个物理量,如空气流量的场合,其计算结果与根据已被判定为无故障的传感器的计算结果不一致时,该传感器可判为有故障。(3)根据某传感器,如发动机冷却液温度传感器和氧传感器信号变动所经历的时间和幅度可判断系统是否存在某些方面的故障。(4)系统激活了某一个闭环控制功能,却无法达到目标如 =1,则可判断系统存在相关的故障。29、故障应急措施分类及实现方法故障应急措施分类有:1)信号替代法; 2)信号设定法;3)程序切换法实现方法为:1)信号替代法:当某一个传感器发生故障时,可用其他传感器的信号代替它。2)信号设定法:当某一个传感器发生故障时,也可将它的信号设定为某一数值。3)程序切换法:当因某一个传感器发生故障而无法实施某一个控制项目时,便可放弃这一控制项目而将控制过程转向另一段程序。