EMS技术原理.docx
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EMS技术原理
MT20EMS系统技术手册
第一章系统介绍陈哲辉
第二章58齿同步逻辑及MAPCID董团结
第三章燃油系统刘朝阳
第四章点火系统龙庆阳
第五章怠速系统田伟
第六章空调控制系统胡新建
第七章碳罐电磁阀控制刘军山
第八章风扇控制韩韶辉
第九章里程累计系统刘天毅
第十章故障诊断李森
第一章系统介绍
德尔福发动机管理系统是以德尔福MT20发动机控制模块（ECM）为核心的系统，简称为MT20发动机管理系统。
一、发动机控制模块（ECM）
1.MT20发动机控制模块是德尔福专门为中国地区电喷市场开发的ECM，设计上运用了最新的电子硬件技术，并同时采用了低价位的设计结构，实现了较高的性价比。
硬件上采用了16位微处理器（CPU），具有充足的内存，高强的运算速度，可灵活定义的I/O输入输出口。
软件采用德尔福模块化C语言编写的第二代控制软件。
MT20具备了满足目前欧3法规所需的所有技术规格。
2.MT20的系统功能包括：
1）速度密度空气计量法；
2）闭环控制多点顺序燃油喷射（包括MAPCID压力判缸）；
3）无分电器直接点火，由ECM内置点火模块驱动分组点火（也可支持4缸顺序点火）；
4）线性EGR控制；
5）步进马达怠速控制；
6）爆震控制；
7）空调、冷却系统控制；
8）里程记忆；
9）电压过高保护；
10）电子防盗；
11）CAN－BUS通讯接口可与自动变速箱控制模块（TCM）或ABS系统通讯。
3.MT20控制软件的特点包括：
1）开放式、模块化C语言编程；
2）可随时采用德尔福全球共享的，持续更新改进的软件模块图书馆；
3）可采用高速串行接口（HSSI）的低价位标定工具。
4.MT20控制信号图：
二、曲轴位置基准及转速测量
1.系统根据58X齿信号判断曲轴位置及测量发动机转速，精确控制发动机点火及喷油正时；
2.曲轴位置传感器利用58X齿测量曲轴加速度，满足EOBD失火诊断要求。
三、燃油喷射系统
系统采用速度密度法，实现多点顺序喷射，每个发动机循环通过主脉宽及修整脉宽精确供油，并具有闭环控制和自学习功能。
1.硬件采用德尔福第三代喷油器，最新型油压调节器；
2.系统可支持无回油系统；
3.用EOBD系统时可采用后置氧传感器闭环“二次”修正，降低排放。
四、缸序判定技术
1.可采用进气歧管压力传感器缸序判定技术（MAPCID），省略常规的凸轮轴位置传感器及相应的目标轮，从而降低系统总成本；
2.支持常规的凸轮轴位置传感器缸序判定技术。
五、点火系统
1.系统采用无分电器直接点火，ECM“充磁即放”逻辑精确控制充磁及放电时间，由集成于ECM内的点火模块驱动双输出点火线圈，在压缩及排气冲程同时点火；
2.硬件采用德尔福新一代低价位的“铅笔式”点火线圈总成（PCP）；
3.可支持4缸顺序点火（各线圈需要独立的驱动器）。
六、怠速控制系统
1.怠速控制系统根据发动机运行状态采用闭环控制、自学习、高原修正和丢步自动调整、智能复位等功能；
2.采用高精度怠速控制阀，实现怠速时的高精度怠速转速控制，并同时保证最大通气量以满足冷启动或自动变速箱、空调的负荷要求；
3.采用电气负载输入信号如大灯、鼓风机、除霜器等，可以预先控制可能出现的怠速波动，通过对点火角与怠速阀的控制使稳定性处在最佳状态；
4.可采用助力转向开关提升怠速，保证转向时的怠速稳定性。
七、废气排放控制
1.ECM根据氧传感器信号采用闭环燃油控制，使催化器达到最高转换效率；
2.用EOBD系统时闭环控制逻辑采用三元催化后置氧传感器信号进行闭环燃油二次修正，可有效地改善生产车及老化车排放一致性，缩小散差，降低三元催化成本；
3.可选用线性废气再循环阀（LEGR）降低发动机NOx排放。
八、三元催化器保护功能
系统具备三元催化器保护功能，ECM软件根据发动机的运行状况估测三元催化的温度，当估测温度长时间高于三元催化器可承受温度时，系统将自动启动三元催化保护功能以控制三元催化温度。
九、蒸发排放污染控制
1.采用德尔福新一代碳罐电磁阀，系统根据发动机运行工况来控制活性碳罐的清洗速率
2.可采用无回油供油系统以降低油箱受回油的加热，减少燃油蒸发。
十、汽车附件控制
1.可同时支持电动发动机冷却水箱风扇（二个或双速）和一个空调冷凝器风扇；
2.支持采用双蒸发器出口气温传感器的空调系统控制，并根据每个空调蒸发器温度独立控制空调系统开启或切断后置蒸发器（若装备）；
3.可采用空调系统压力传感器的空调系统控制。
十一、电压过高保护
当充电系统出现故障导致电压过高时系统会进入保护状态，限值发动机转速，避免
ECM的损害。
十二、故障诊断功能
1.具有自身故障诊断功能，会启动故障指示灯（EOBD排放故障时点亮“MIL”灯，其他故障时可点亮“SVS”灯）；
2.系统故障时，启动备用的“跛行驶回”功能。
十三、通讯接口
1.可使用故障诊断设备通过串行接口读取电喷系统主要参数或故障码；
2.可采用个人电脑（PC）通过PCHUD或ITS软件读取或记录电喷系统任何参数，便于标定开发；
3.采用欧洲与美洲广泛使用的CAN－BUS车内网络通讯系统，以CAN的通讯方式可与自动变速箱控制模块（TCM）、ABS控制模块以及其他支持CAN的车身控制模块实现整车网络通迅和数据交流，便于整车升级应用最新的技术。
十四、行驶里程记录功能
1.ECM可以在EEPROM里记录车辆行驶里程，便于售后服务及维修；
2.在磨合期内可以根据客户需要采取适当的发动机保护功能，避免发动机过早磨损；
3.当车速传感器出现故障时可采取限制驾驶性的措施。
十五、电子防盗器功能
ECM可以根据电子防盗器特定的通讯协议实现沟通，根据电子防盗器的反馈信息，可靠地实现防盗功能,ECM程序自动识别是否安装了电子防盗器，简化整车生产程序。
第二章58齿同步逻辑及MAPCID
一、58齿同步逻辑
1.目的
58齿同步逻辑是利用曲轴传感器，得到安装在曲轴上的58齿齿圈信号，从而确定曲轴转角。
58齿逻辑主要用于精确确定点火提前角，同时又可用于计算发动机转速、喷油定时、点火闭合角控制等。
2.58齿机构
58齿齿圈是在一均匀60齿的齿圈上，去除2个齿，形成一“缺口”。
利用缺口即可确定曲轴位置，如下图。
容易得知，每个齿对应360/60=6度的曲轴转角。
安装传感器的方法是：
先使1缸和4缸位于上止点，然后将传感器的迎转动边对齐齿圈第20齿的下降沿。
因此1，4缸上止点对应第20齿；2，3缸上止点对应第50齿。
ECM中，缸号1,2,3,4对应真实意义缸号；点火序号为1（=A）,3（=B）,4（=C）and2（=D）.
3.58齿逻辑
58齿逻辑包括2部分：
后台逻辑（每15.6ms执行1次），和中断服务程序（称为：
Events当某些特定的齿经过传感器时触发）。
后台逻辑主要用于计算“ReferencePeriod”，即曲轴转动半圈所用的时间，以#7齿#37齿为界。
58齿Event序列:
共有8个“Event”序列，对应于齿圈不同的齿。
其中有些“Event”对应于固定齿，
而另一些对应的齿会因发动机的工况的不同而改变。
另外，有些Event始终都在运行，而有些只在特定的发动机工况下运行。
Events将由特定的齿触发执行，并且具有不同的优先级。
值得注意的是会有不同的
Events由相同的齿触发，这种情况下，Event对应的程序将按优先级顺序执行。
Event序列和对应的触发齿见下表：
Event名称
位置
应用工况
1
读凸轮轴信号Event
#3齿
Alwayls
2
预-ReferenceEvent1
#6齿
起动,低、中转速的闭合角方式
3
ReferenceEvent1
#7齿
始终
4
喷油Event2b
#7齿
Trimpulse喷油（参见燃油控制）
5.1
闭合角Event1
#8齿
起动和低转速闭合角控制模式
5.2
闭合角Event2
#9齿
起动和低转速闭合角控制模式
5.3
闭合角Event3
#10齿
起动和低转速闭合角控制模式
……..
…….
…….
5.n
闭合角Eventn
#（n+7）齿
起动和低转速闭合角控制模式
6
预-点火Event1
EST1的前1齿
低转速闭合角控制模式
7
点火Event1
可变
低转速和正常转速闭合角控制模式
8
爆震控制Event1
可变
如果选择爆震控制
9
喷油Event1
#22齿
顺序燃油喷射-Normalpulse（参见燃油控制）
10
MAPCIDEvent
标定值
如果选择MAPCID方式
11
预-ReferenceEvent2
#36齿
起动和低中转速闭合角控制模式
12
ReferenceEvent2
#37齿
Always
13.1
喷油Event1b
#37齿
Trimpulse喷油（参见燃油控制）
13.2
闭合角Event1
#38齿
起动和低转速闭合角控制模式
13.3
闭合角Event2
#39齿
起动和低转速闭合角控制模式
闭合角Event3
#40齿
起动和低转速闭合角控制模式
13.n
…….
…….
…….
14
闭合角Eventn
可变#（n+37）
起动和低转速闭合角控制模式
15
预-点火Event2
EST2前1齿
低转速闭合角控制模式
16
点火Event2
可变
低转速和正常转速闭合角控制模式
17
KnockControlEvent2
可变
如果选择爆震控制
18
喷油Event2
#52齿
顺序燃油喷射–Normalpulse（参加燃油控制）
19
同步Event
#54齿
Always
二、MAP传感器判缸
进气压力传感器安装在第1缸或第4缸，采用进气压力传感器信号判别缸序。
原理如下：
进气门打开时，会有1个压降。
通过软件处理，找到这个压降，即实现判缸。
Figure01MAPWaveform
第三章燃油系统
一、启动预喷
启动预喷只在正常启动过程中喷一次。
启动预喷的条件如下:
1.发动机开始转动（ECM至少检测到2个有效的58齿信号）；
2.油泵继电器吸合；
3.油泵运转时间超过蓄压延迟时间；
4.启动预喷还没有进行过。
一旦上述条件满足，启动预喷在所有的缸同时进行。
二、BPW（基本喷油脉宽，BasePulseWide）的计算
速度密度法进气流量的计算是基于理想气体状态方程PV＝mRT，进气流量
m=1/R×PV×1/T，其中1/R为常数，所以只要知道进气的压力、体积、和温度就可以计算出进入每一汽缸的进气流量。
加上给定的空燃比、喷嘴流量已知就可以计算出喷油脉宽。
理论计算公式如下：
BPWFactor=BPC*VE*1/T*1/（A/F）*F33（BAT）*
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