本文摘要：摘要：隨著國家經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國汽車保有量逐年提高，汽車排放法規(guī)也越來越嚴(yán)格。我國從2011年7月1日對新車型執(zhí)行國四排放法規(guī)，2017年1月1日執(zhí)行國五法規(guī)，2020年7月1日全國范圍內(nèi)執(zhí)行國六a排放法規(guī)，2023年7月1日全國范圍內(nèi)執(zhí)行國六b排放法規(guī)。事實(shí)上
摘要：隨著國家經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國汽車保有量逐年提高，汽車排放法規(guī)也越來越嚴(yán)格。我國從2011年7月1日對新車型執(zhí)行國四排放法規(guī)，2017年1月1日執(zhí)行國五法規(guī)，2020年7月1日全國范圍內(nèi)執(zhí)行國六a排放法規(guī)，2023年7月1日全國范圍內(nèi)執(zhí)行國六b排放法規(guī)。事實(shí)上，而對于國六法規(guī)，國家已經(jīng)不是簡單遵從歐洲的排放標(biāo)準(zhǔn)，而是還借鑒了其他更嚴(yán)格的排放法規(guī)并形成了自己的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。本文主要分析聯(lián)合汽車電子有限公司(UAES)生產(chǎn)的國六MG1US008電控系統(tǒng)的控制功能，希望對廣大汽車維修技術(shù)人員有所幫助。
關(guān)鍵詞：MG1US008系統(tǒng);結(jié)構(gòu);控制功能
1國六MG1US008電控系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)
UAESGDI(Gasolinedirectlyinjection)系統(tǒng)是在MG1US008ECU平臺上開發(fā)的采用扭矩控制的管理系統(tǒng)。其主要目的是把大量的各種不相同的管理目標(biāo)結(jié)合在一起，將發(fā)動(dòng)機(jī)的各種需求轉(zhuǎn)化為扭矩或效率的管理變量。MG1US008電控系統(tǒng)可將這些要求按照先后順序進(jìn)行排列，執(zhí)行先后級最高的管理要求，通過扭矩轉(zhuǎn)化單元得到所需要的進(jìn)氣充量、噴油時(shí)間、點(diǎn)火時(shí)間等發(fā)動(dòng)機(jī)管理變量，各發(fā)動(dòng)機(jī)管理變量的執(zhí)行對其它的變量沒有影響。這就是以扭矩為主的發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。
2國六MG1US008電控系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)國六MG1US008發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。電控組件(縮寫)包括：電子控制器(ECU)、進(jìn)氣壓力/溫度傳感器(DS-S3-TF)、環(huán)境壓力傳感器(集成在ECU內(nèi)部)、冷卻液溫度傳感器(TF)、相位傳感器(PG)、轉(zhuǎn)速傳感器(DG)、爆震傳感器(KS)、氧傳感器(LS)、電子節(jié)氣門體(DVE)、電子油門踏板(APM)、低壓油泵(EKPT)、高壓油泵(HDP)、高壓燃油分配管(KSZ-HD)、高壓噴油器(HDEV)、高壓傳感器(DS-HD)、碳罐控制閥(TEV)、點(diǎn)火線圈(ZS)等。
3國六MG1US008電控系統(tǒng)控制功能國六MG1US008發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)是一個(gè)電控操縱的汽油機(jī)管理系統(tǒng)，它提供很多有關(guān)操縱者和汽車或者設(shè)備之間的管理特性，系統(tǒng)采取開環(huán)和閉環(huán)相結(jié)合的控制方法，對發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)提供各種管理信號。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)控制功能有：起動(dòng)控制、暖機(jī)和三元催化器的加熱控制、加速/減速和倒拖斷油控制、怠速控制、λ閉環(huán)控制、混合氣功能控制、蒸發(fā)排放控制、爆震控制、OBD診斷控制等。此外，附加功能還有發(fā)動(dòng)機(jī)防盜功能控制、起停控制、風(fēng)扇速度控制、空調(diào)控制、VVT控制，渦輪增壓控制等內(nèi)容。
3.1起動(dòng)控制
在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)中，控制單元ECU根據(jù)內(nèi)存的溫度噴油時(shí)間圖來控制氣缸充量密度、噴油量和點(diǎn)火正時(shí)調(diào)節(jié)。發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)開始階段，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管中的空氣是穩(wěn)定的，進(jìn)氣管中壓力顯示為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。電子控制節(jié)氣門設(shè)定為根據(jù)當(dāng)時(shí)起動(dòng)溫度而設(shè)定的固定開度參數(shù)。汽油噴射模式和汽油噴射量根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度而變化，來促使汽油和空氣在氣缸內(nèi)更好的混合，為了使火花塞附近形成較濃的可燃混合氣，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行到一定速度前，混合氣必須加濃。
一旦發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到自行運(yùn)行，國六MG1US008系統(tǒng)就逐漸減少噴油量，直到發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)完成。然后停止起動(dòng)過程中混合氣的加濃。在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過程中點(diǎn)火正時(shí)也要作出調(diào)節(jié)。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的水溫、進(jìn)氣溫度和轉(zhuǎn)速的變化而變化。通常采用高壓起動(dòng)。在故障模式或者溫度極低的時(shí)候，采用低壓起動(dòng)。
3.2暖機(jī)和三元催化器的加熱控制發(fā)動(dòng)機(jī)在低溫起動(dòng)后的一段時(shí)間內(nèi)仍需要提供附加汽油噴射量，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況可能會(huì)多次噴油，發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸充量、點(diǎn)火時(shí)間都將改變以達(dá)到更高的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩要求。這個(gè)過程將繼續(xù)進(jìn)行，直止發(fā)動(dòng)機(jī)溫度到達(dá)規(guī)定的溫度閾值。在該過程中，重點(diǎn)是三元催化器的迅速升溫，因?yàn)槿呋鞯目焖龠M(jìn)入凈化，將使排放物急劇減少。發(fā)動(dòng)機(jī)在此工況下，采用適當(dāng)?shù)钠蛧娚淠Ｊ?多次噴射)和逐漸推遲點(diǎn)火正時(shí)的辦法來利用廢氣的高溫對三元催化器進(jìn)行加熱。
3.3加速/減速和倒拖控制
3.3.1加速/減速國六MG1US008系統(tǒng)在發(fā)動(dòng)機(jī)加減速實(shí)施時(shí)，基于扭矩模型，對汽油噴射量及噴射時(shí)刻進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，實(shí)施形如加速加濃、減速減稀、減速斷油的控制，以確保動(dòng)力響應(yīng)靈敏。
3.3.2倒拖國六MG1US008系統(tǒng)一種是用轉(zhuǎn)矩引導(dǎo)控制可抑制噴油脈沖，在倒拖的過程中緩慢減少噴油，而不是在特定的功率輸出下急劇減少供油量，以防止轉(zhuǎn)矩大幅度波動(dòng)。一旦發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降到高于怠速特定的再恢復(fù)轉(zhuǎn)速，噴油立即恢復(fù)。另一種發(fā)動(dòng)機(jī)處于倒拖時(shí)，停止噴油以減少油耗和排放，更重要的是保護(hù)三元催化器。
3.4怠速控制怠速控制的功能是保證發(fā)動(dòng)機(jī)低溫啟動(dòng)后的快怠速熱起，轉(zhuǎn)速一般為1000r/min左右，發(fā)動(dòng)機(jī)熱起后噴油量減少，進(jìn)氣量也相應(yīng)減少，維持平穩(wěn)的怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速一般為800r/min左右，額外負(fù)荷加大時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)又處于快怠速或穩(wěn)定的怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，防止發(fā)動(dòng)機(jī)熄火(額外負(fù)荷指：空調(diào)A/C接通、動(dòng)力轉(zhuǎn)向工作、EAT的P/N檔進(jìn)入正常運(yùn)行檔位、大功率電器投入使用如大燈等)。怠速控制過程是ECU根據(jù)從各傳感器的輸入信號所決定的目標(biāo)轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速進(jìn)行比較，根據(jù)比較得出的差值，去驅(qū)動(dòng)控制空氣量的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
一般采用發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的反饋控制形式。在駕駛員控制加速踏板的行駛過程中，如果進(jìn)行怠速反饋控制，就會(huì)和控制加速踏板引起的空氣量調(diào)節(jié)發(fā)生干涉。因此需要用節(jié)氣門全關(guān)閉信號、車速信號等來檢測怠速狀態(tài)，并且只能在這種狀態(tài)下才實(shí)施反饋控制。除上述穩(wěn)定基本怠速之外，怠速控制還可以把過去用各種裝置所實(shí)現(xiàn)的功能集中，這樣能使進(jìn)氣系統(tǒng)更加簡化。如發(fā)動(dòng)機(jī)水溫過低時(shí)，可利用提高目標(biāo)轉(zhuǎn)速的方法實(shí)現(xiàn)高怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，因而可以廢除空氣閥的設(shè)置。當(dāng)空調(diào)壓縮機(jī)工作時(shí)，可利用提高目標(biāo)轉(zhuǎn)速的方法實(shí)現(xiàn)高怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，從而可以省去相應(yīng)的節(jié)氣門控制裝置。
3.5連續(xù)空燃比閉環(huán)控制兩狀態(tài)氧傳感器(OX)只能隨著修正電壓的跳躍而顯示兩種狀態(tài)即混合氣濃或混合氣稀，而寬躍OX傳感器能傳遞連續(xù)的信號來監(jiān)測相對于空燃比等于1的偏移量。換句話說，這種寬躍OX傳感器能實(shí)現(xiàn)連續(xù)的空燃比控制，從而取代兩狀態(tài)OX傳感器控制。這種控制的優(yōu)點(diǎn)是：一是由于存在特定氣體成分偏移量的量化數(shù)據(jù)，使動(dòng)態(tài)響應(yīng)有了實(shí)質(zhì)的提高。二是最佳混合氣調(diào)整值是任意的，即過量空氣系數(shù)也可以不是空燃比等于1。第二項(xiàng)對于發(fā)動(dòng)機(jī)采用稀薄燃燒的節(jié)油潛能有著非常重要的意義。
3.6蒸發(fā)排放控制把汽油箱里產(chǎn)生的汽油蒸氣不排出到大氣，供入氣缸內(nèi)進(jìn)行燃燒，抑制碳?xì)浠衔?HC)的產(chǎn)生。蒸發(fā)排放控制裝置有碳罐電磁閥的開或關(guān)控制方式和占空比控制方式。發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元根據(jù)各種輸入裝置檢測發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)，隨發(fā)動(dòng)機(jī)工作條件由占空比控制進(jìn)行調(diào)節(jié)已確定的蒸發(fā)氣體量。碳罐電磁閥是發(fā)動(dòng)機(jī)暖機(jī)后，怠速開關(guān)關(guān)閉時(shí)，氧傳感器功能正常時(shí)才工作。
3.7爆震控制在發(fā)動(dòng)機(jī)上安裝爆震傳感器，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)爆震時(shí)，用壓電元件將汽缸中的異常震動(dòng)轉(zhuǎn)換成電信號輸入ECU通過ECU使點(diǎn)火時(shí)間推遲從而防止爆震。爆震傳感器使點(diǎn)火系統(tǒng)形成了閉環(huán)系統(tǒng)。爆震傳感器其實(shí)是一壓電元件產(chǎn)生“壓電效應(yīng)”。一般裝于缸體或缸蓋上。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)爆震時(shí)，爆震傳感器電壓上升為1.0V左右時(shí)，ECU將點(diǎn)火時(shí)間推遲發(fā)動(dòng)機(jī)爆震消失，爆震傳感器電壓下降為0.5V左右時(shí)，ECU將點(diǎn)火時(shí)間提前;與次循環(huán)工作將點(diǎn)火時(shí)間控制在爆震的邊緣。
3.8OBD故障診斷車載診斷系統(tǒng)(OBD)是國六MG1US008系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)配置，是為了能及時(shí)發(fā)現(xiàn)控制系統(tǒng)的故障，并在出現(xiàn)故障時(shí)，盡可能使汽車保持最本的運(yùn)行能力，以維持汽車行駛，便于進(jìn)廠維修。通常在ECU內(nèi)設(shè)有專門的故障自診斷電路(監(jiān)測電路、保護(hù)電路、備用電路)。
傳感器論文范例：光電傳感器在自動(dòng)化生產(chǎn)線的應(yīng)用
它在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，不停地監(jiān)測各個(gè)傳感器和執(zhí)行器的工作情況及合理性，一旦監(jiān)測到錯(cuò)誤，ECU在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，點(diǎn)亮儀表盤上的一個(gè)黃色警告燈(SERVCE.ENGINE.SOON)，提醒駕駛員發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，應(yīng)立即將車送修理廠維修，以免造成更大損壞。同時(shí)將檢測到的故障內(nèi)容以故障代碼的形式存儲(chǔ)在電腦(ECU)的隨機(jī)存儲(chǔ)器內(nèi)。只要不拆下蓄電池負(fù)極，被檢測到的故障代碼就會(huì)一直保存在ECU內(nèi)。在維修時(shí)，維修人員可以采用特定的方法從ECU內(nèi)讀出故障碼，便于維修。最后，ECU內(nèi)的保護(hù)電路以設(shè)定的方式取代有故障傳感器工作，使ECU能繼續(xù)控制發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，保持汽車最起碼的性能。
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作者：陳衛(wèi)忠
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