发动机电控系统发展史.docx
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发动机电控系统发展史
发动机电控系统发展史
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发动机电控（EEC）系统发展史
发动机电控（EEC）系统的发展
EEC—
是什么?
EEC-
是最新一代发动机和传动系统的电子控制器，与以前的发动机电子控制系统一样,其主要作用是对发动机和传动系统进行控制，使有害排放减少到最小.EEC-
比以前的系统更先进，它能对排放控制系统的效率进行监测.
本课程将介绍OBD
的规定以及EEC—
是如何满足最新规定的,还将介绍1994年PC/EDOBD
维修手册和NGS测试仪。
不过让我们首先回顾一下发动机电子控制系统的发展历史。
EEC-
70年代中期，研制出了以小型微处理器为基础的计算机和数字控制系统,随后发动机控制系统就采用了传感器、处理器和执行器，像今天一样。
这些控制系统可以接收多个输入信号，进行极快速计算并决定如何控制多个执行器.
1978年推出EEC-
一直使用到1979年。
利用下面的七个输入,福特公司生产出满足当时需要的系统。
EEC—
电子控制装置总成（ECA）从下面的传感器接收输入信息：
⏹大气压力传感器（BARO）
⏹冷却液温度传感器（ECT）
⏹曲轴位置传感器（CKP）
⏹EGR阀位置传感器（EVP）
⏹进气温度传感器（IAT）
⏹进气歧管绝对压力传感器（MAP）
⏹节气门位置传感器（TP）
EEC—
控制以下四个输出：
⏹EGR控制电磁阀（EGRC）
⏹EGR通风电磁阀（EGRV）
⏹点火正时
⏹二次空气喷射控制电磁阀（TAB）
EEC—
有三个控制策略:
⏹排气再循环控制
⏹二次空气喷射控制
⏹点火正时
EEC—
控制需要两个独立的模块,一个是电子控制总成（ECA），另一个是标定总成（CA），该总成包含保持发动机正常运行所需的标定信息。
电子控制总成（ECA）包含微处理器、输入缓冲器和输出驱动器.电子控制总成（ECA）根据输入和标定总成内的运行程序策略进行计算,然后启动发动机控制系统执行器的驱动器。
标定总成（CA）的控制策略能使发动机控制系统最有效地行使其功能。
该策略存储在只读存储器（ROM）内。
如要改变电子控制总成（ECA）的策略，需拆下旧CA,换装包含新策略的新CA.
EEC-
1979年，福特公司推出第二代发动机电子控制系统。
EEC-
的输入来自：
⏹空调循环开关（ACCS）
⏹大气/进气歧管绝对压力（B/MAP）
⏹曲轴位置传感器（CKP）
⏹EGR阀位置传感器（EVP）
⏹发动机冷却液温度（ECT）
⏹排气含氧量传感器（EGO）
⏹节气门位置传感器（TP）
EEC-
控制：
⏹碳罐泄放电磁阀（CANP）
⏹排气再循环控制电磁阀（EGRC）
⏹排气再循环通风电磁阀（EGRV）
⏹反馈式化油器执行器1-4（FBCA1-4）
⏹点火控制（SPARK）
⏹二次空气旁通电磁阀（TAB）
⏹二次空气分流电磁阀（TAD）
⏹节气门调节器电磁阀（TKS）
⏹节气门全开空调离合器切断装置（WAC）
新增的输入和输出使福特汽车能更好地控制空燃比，再配合三元催化净化器（TWC）的使用,EEC-
的控制策略在减少排放的同时使燃油经济性获得了改善。
EEC—
控制策略包括：
⏹空调压缩机离合器循环
⏹排气再循环
⏹通过反馈式化油器的燃油计量
⏹怠速控制
⏹点火正时控制
⏹催化净化器二次空气喷射
⏹碳罐蒸气泄放
EEC-
EEC-
于1980年推出，一直用到1984年。
EEC-
接受以下输入：
⏹进气温度（ACT）
⏹空调循环开关（ACCS）
⏹大气/进气歧管绝对压力（B/MAP）
⏹曲轴位置传感器（CKP）
⏹排气再循环阀位置传感器（EVP）
⏹发动机冷却液温度（ECT）
⏹排气含氧量传感器（EGO）
⏹燃油泵监测器（FPM）
EEC—
控制：
⏹碳罐泄放电磁阀（CANP）
⏹EGR控制电磁阀（EGRC）
⏹EGR排气电磁阀（EGRV）
⏹反馈式化油器执行器1—4（FBCA1—4）
⏹喷油器1—2（INJ1-2）
⏹燃油泵（FP）
⏹点火控制（SPARK）
⏹二次空气旁通电磁阀（TAB）
⏹二次空气分流电磁阀（TAD）
⏹节气门调节器电磁阀（TKS）
⏹节气门全开空调离合器切断装置（WAC）
EEC-
电子控制总成（ECA）包括以下控制策略：
⏹针对发动机负荷的空调压缩机离合器循环
⏹稳态巡航/怠速时的闭环燃油控制
⏹电控燃油泵控制和监测
⏹排气再循环
⏹中央燃油喷射（CFI）型汽车中央喷油器需求燃油计量
⏹化油器型汽车反馈式化油器需求燃油计量
⏹怠速控制
⏹空气/燃油充量的点火正时控制
⏹催化净化器二次空气喷射
⏹碳罐蒸气泄放
EEC—
开始引入自检能力，自检程序存储在标定总成内。
自检是发动机的两分钟运行测试，可确认在排气再循环、二次空气喷射和空燃比子系统内是否存在故障。
发现的故障以预先规定的两位数字代码显示，从装有发光二极管（LED）的一个盒子上读取。
测试时该盒子与电子控制总成（ECA）线束相连。
EEC—
测试仪的装接与现在的中断盒（BOB）类似。
EEC-
增加了：
⏹中央燃油喷射
⏹怠速时的闭环燃油控制
⏹燃油泵（FP）控制和燃油泵监测器（FPM）
⏹进气温度（ACT）传感器
微处理器控制单元（MCU）
80年代,福特公司在真空控制系统上增加了微处理器控制，这种电子控制总成（ECA）称为微处理器控制单元（MCU），在一些汽车和发动机上一直使用到1991年.
微处理器控制单元（MCU）增加了：
⏹爆震传感器（KS）
⏹怠速跟踪开关（ITS）
⏹爆燃点火控制
⏹自检
⏹节气门位置控制,通过：
－节气门全开真空开关
－节气门关闭真空开关
微处理器控制单元（MCU）是第一个包含现在常见的测试插口和自检自动读出测试装置（STAR）的发动机控制单元。
STAR从微处理器控制单元（MCU）上读取两位数的故障诊断码（DTC），这些DTC用来诊断发动机控制系统的故障。
微处理器控制单元（MCU）接收以下输入：
⏹空调循环开关（ACCS）
⏹冷却液低温真空开关（LTS）
⏹节气门关闭真空开关（CTVS）
⏹CROWD真空开关（CVS）
⏹双温真空开关（DTVS）
⏹排气含氧量传感器（EGO）
⏹怠速跟踪开关（ITS）
⏹爆震传感器（KS）
⏹中温真空开关（MTVS）
⏹自检输入信号（STI）
⏹节气门全开真空开关（WOT）
⏹区域真空开关（ZVS1&2）
微处理器控制单元（MCU）控制：
⏹碳罐泄放电磁阀（CANP）
⏹反馈式化油器执行器1-4（FBCA1-4）
⏹燃油控制电磁阀（FCS）
⏹点火控制模块（ICM）
⏹自检输出信号（STO）
⏹点火延迟电磁阀（SRS）
⏹二次空气旁通电磁阀（TAB）
⏹二次空气分流电磁阀（TAD）
⏹节气门调节器电磁阀（TKS）
⏹节气门全开空调离合器切断装置（WAC）
微处理器控制单元（MCU）控制策略包括:
⏹针对发动机负荷的空调压缩机离合器循环
⏹稳态巡航/怠速闭环燃油控制
⏹排气再循环（EGR）
⏹反馈式化油器需求燃油计量
⏹怠速控制
⏹爆燃点火控制
⏹催化净化器二次空气喷射
⏹自检
⏹碳罐蒸气泄放
EEC—
1983年推出EEC—
用于多点燃油喷射发动机.EEC—
中不再有单独的电子控制总成（ECA）和标定总成。
标定总成变成了动力系统控制模块（PCM）只读存储器（ROM）芯片上的一个程序。
1984年以来，EEC—
系统控制装置将故障诊断码（DTC）存储于连续存储器内，读取这些DTC是自检程序的一项内容。
EEC-
也使用EEC自检插口和超级STAR
测试仪。
由于EEC—
增加了功能,DTC也从两位数变成三位数代码。
EEC—
系统装有诊断通讯链接（DCL），可与维修间诊断系统（SBDS）和NGS测试仪通讯.
利用SBDS可以进行一些STAR测试仪不能做的测试。
依用途而有所不同，典型的EEC—
系统可以接受以下各种输入：
⏹空调循环开关（ACCS）
⏹制动开关（BOO）
⏹凸轮轴位置传感器（CMP）
⏹曲轴位置传感器（CKP）
⏹Delta压力反馈EGR传感器（DPFE）
⏹EGR阀位置传感器（EVP）
⏹发动机冷却液温度传感器（ECT）
⏹燃油泵监测器（FPM）
⏹热氧传感器（HO2S）
⏹点火控制模块（ICM）
⏹点火诊断监测器（IDM）
⏹进气温度传感器（IAT）
⏹爆震传感器（KS）
⏹进气岐管绝对压力传感器（MAP）
⏹质量空气流量传感器（MAF）
⏹手动换档位置传感器（MLP）
⏹辛烷值调整（OCTADJ）
⏹驻车空档位置开关（PNP）
⏹压力反馈EGR（PFE）
⏹动力转向压力开关（PSP）
⏹自检输入（STI）
⏹节气门位置传感器（TP）
⏹变速器控制开关（TCS）
⏹变速器油温传感器（TOT）
⏹变速器速度传感器（TSS）
⏹旅程提示器（EVMC）
⏹车速传感器（VSS）
典型的EEC—
系统可以控制多种装置:
⏹碳罐泄放电磁阀（CANP）
⏹数据输出线（DOL）
⏹数据链接插口（DLC）
⏹EGR真空调节器（EVR）
⏹电子压力控制电磁阀（EPC）
⏹供油排1（BANK1）
⏹供油排2（BANK2）
⏹喷油器1-8（INJ1－8）
⏹燃油泵（FP）
⏹风扇高速控制（HFC）
⏹怠速空气控制电磁阀（IAC）
⏹低速风扇（LFC）
⏹故障指示灯（MIL）
⏹二次空气旁通电磁阀（AIRB）
⏹二次空气分流电磁阀（AIRD）
⏹点火输出（SPOUT）
⏹变矩器离合器电磁阀（TCC）
⏹变速器控制指示灯（TCIL）
⏹变速器换档电磁阀1-4（SS1－4）
⏹节气门全开空调切断装置（WAC）
典型的EEC—
部件
1.变速器速度传感器（TSS）
2.热氧传感器（HO2S）
3.Delta压力反馈传感器（DPFE）
4.质量空气流量传感器（MAF）
5.大气压力传感器（BARO）
6.空调压缩机离合器（ACC）传感器
7.节气门位置（TP）传感器
8.电子分电器点火模块
9.汽车速度传感器（VSS）
10.变速器换档电磁阀（SS1，SS2）
11.喷油器
12.节气门空气旁通电磁阀
13.EGR真空调节器电磁阀
14.曲轴位置（CKP）传感器
15.发动机冷却液温度（ECT）传感器
EEC—
动力系统控制模块（PCM）内的控制策略:
⏹空调压缩机离合器控制
⏹存储故障诊断码
⏹废气再循环（EGR）
⏹电控燃油泵控制和监测
⏹分组点火喷油器的燃油计量
⏹中央喷油器燃油计量
⏹顺序喷油器的燃油计量
⏹怠速控制
⏹点火正时控制
⏹开环/闭环燃油控制
⏹操作者信息系统通讯
⏹故障指示灯（MIL）指示故障
⏹监测排放部件故障
⏹平顺性控制系统通讯
⏹催化净化器二次空气喷射
⏹变速器超速控制/锁闭
⏹变速器换档控制
⏹变速器变矩器锁定控制
⏹碳罐蒸气泄放
EEC-
一般控制策略
目前编在EEC—
微型计算机程序内的一般控制策略包括:
⏹发动机/变速器基本控制策略
⏹故障模式效应管理策略
⏹自适应燃油修正策略和自适应怠速空气控制
硬件受限控制策略是动力系统控制模块（PCM）硬件的一部分。
发动机基本控制策略
发动机基本控制策略是汽车的常规运行系统，该系统包括动力系统控制模块（PCM）正常控制的所有动力系统功能。
为了对非稳态工况进行补偿，例如发动机过冷或过热、或在高海拔地区使用,发动机基本控制策略也要做相应改变.发动机基本控制策略不同于故障模式效应管理（FMEM）和有限运行策略（LOS）。
故障模式效应管理（FMEM）
故障模块效应管理（FMEM）是“缺省策略”,当处理器发现一个或多个输入或输出失效时,EEC—
用FMEM作动力控制的替代策略。
例如，如果发动机冷却液传感器导线折断（开路），动力系统控制模块（PCM）发现后会根据进气温度和发动机起动时间给发动机冷却液温度（ECT）设定一个值。
靠ECT准确数据工作的那些功能便以缺省模式运行，例如,在ECT有故障的情况下,电动风扇将高速运转以保护发动机。
尽管传感器或执行器有故障，有了故障模块效应管理（FMEM）就能使汽车以安全和可预测的方式继续行驶.
硬件受限控制策略（HLOS）
硬件受限控制策略（HLOS）是在微处理器失效时使用。
HLOS只允许汽车进行基本操作。
发动机正时默认为上止点前（BTDC）10度,将不能调整供油来限制排放,燃油喷射时间的固定可能导致发动机工作粗暴。
在硬件受限控制策略（HLOS）模式下，自动变速器将只在一个档位下运行（无自动升档或降档），可进行手动换档.
另外,在冷天或者非常炎热的天气可能无法起动汽车.
自适应策略
1984年后期,动力系统控制模块（PCM）增加了“长存式存贮器”（KAM）。
即点火开关位于OFF位置时,动力系统控制模块（PCM）保持对随机存取存储器（RAM）的供电。
只要蓄电池没有断开,动力系统控制模块（PCM）就能保存信息.
自适应策略能使PCM适应汽车硬件上的差别，对硬件的改动、磨损、老化和汽车选装方面的差异进行补偿.
以下是自适应控制策略的几个例子:
⏹怠速空气控制
⏹自适应燃油修正
⏹变速器N/V比（发动机转速与车速比）
怠速空气控制
怠速空气控制系统可以“认知"正确怠速转速所需的怠速执行器工作周期，学会对以下情况做不同的修正：
⏹空档
⏹前进档
⏹空档且空调打开
⏹前进档且空调打开
自适应燃油修正
无论是在闭环还是开环状态下运行,自适应燃油修正均可对供油进行调整.在闭环状态下,热氧传感器（HO2S）反馈控制供油系统按理论空燃比或接近理论空燃比运行。
PCM将喷油时间修正值存入速度/负荷表，在开环和闭环运行中都使用这一修正.无论供油系统怎样变化，自适应燃油修正都能使发动机在接近理想空燃比的状态下工作。
自适应燃油修正极大地改善了汽车的排放性能。
自适应策略和变速器
有些电控变速器控制策略能认知变速器的输入轴转速（转/分）和车速（英里/小时）的比值,这一比值称为N/V比。
这样就能使变速器保持换档的一致性，即使是装在采用不同驱动桥的汽车上。
对于不同的驱动桥速比并不需要动力系统控制模块（PCM）进行不同的标定,自适应策略能够“认知“驱动桥速比并相应调整换档规律。
有了自适应策略，司机在汽车的操纵上保持了一致性，从而提高了运行的可靠性同时还改善了排放性能。
今天的EEC—
目前绝大部分福特汽车,包括灵活燃料汽车（FF），液化石油气汽车（LPG）和天然气汽车（NGV）上都采用EEC-
系统。
目前的EEC-
系统接受以下输入来确定系统的运行状态：
⏹发动机冷却液温度传感器（ECT）和进气温度传感器（IAT）
⏹排气含氧量
⏹进气体积和密度，或者进气质量
⏹节气门位置
⏹车速
目前的EEC—
系统控制:
⏹空调压缩机离合器接合
⏹EGR流量
⏹发动机冷却系统电动风扇
⏹通过控制喷油器接通时间控制供油量
⏹燃油泵运转
⏹燃油蒸气回收系统
⏹怠速转速
⏹点火正时
⏹显示发动机和变速器故障的故障指示灯/变速器控制指示灯
⏹二次空气喷射
⏹电控自动变速器换档点
⏹用综合车速控制系统控制车速
⏹增压器增压
⏹变矩器锁定
⏹变速器管路压力
现在的EEC—
系统还有如下功能:
⏹给司机信息中心提供信息
⏹给悬架控制系统提供信息
⏹为手动变速器提供推荐换档点（换档指示灯）
⏹为电控自动变速器存储故障诊断码（DTC）
⏹为与排放有关的运行问题存储DTC
⏹为与排放无关的动力系统问题存储DTC
EEC-
还能进行对以下系统的测试：
⏹排放系统
⏹发动机控制系统
⏹综合速度控制系统
⏹PCM内部系统
⏹变速器控制系统（电控自动变速器）
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