德尔福发动机管理系统技术手册.docx

1、德尔福发动机管理系统技术手册MT20 EMS 系统技术手册第一章 系统介绍 第二章 58齿同步逻辑及MAPCID第三章 燃油系统 第四章 点火系统 第五章 怠速系统 第六章 空调控制系统 第七章 碳罐电磁阀控制 第八章 风扇控制 第九章 里程累计系统 第十章 故障诊断 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（

2、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)CANBUS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)

3、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”

4、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

5、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

6、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、

7、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CANBUS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

8、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

9、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) and 2 (=D).3.58齿逻辑58齿逻辑包括2部分：后台逻辑（每 1

10、5.6 ms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

11、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Alwayls2预-Reference Event 1#6齿起动, 低、中转速的闭合角方式3Reference Event 1#7齿始终4喷油 Event 2b #7齿Trim pulse 喷油 (参见燃油控制) 5.1闭合角 Event 1 #8齿起动和低转速闭合角控制模式5.2闭合角 Event 2 #9 齿起动和低转速闭合角控制模式5.3闭合角 Event 3#10齿起动和低转速闭合角控制模式.5.n闭合角 Event n #(n+7)齿起动和低转速闭合角控制模式6预-点火 Event 1 EST 1 的前1

12、齿低转速闭合角控制模式7点火 Event 1可变低转速和正常转速闭合角控制模式8爆震控制Event 1可变如果选择爆震控制9喷油 Event 1 #22齿顺序燃油喷射- Normal pulse (参见燃油控制)10MAPCID Event标定值如果选择MAPCID方式11预-Reference Event 2 #36齿起动和低中转速闭合角控制模式12Reference Event 2 #37齿Always13.1喷油 Event 1b #37齿Trim pulse 喷油 (参见燃油控制) 13.2闭合角 Event 1 #38齿起动和低转速闭合角控制模式13.3闭合角 Event 2 #39

13、齿起动和低转速闭合角控制模式闭合角 Event 3 #40齿起动和低转速闭合角控制模式13.n.14闭合角 Event n可变 #(n+37)起动和低转速闭合角控制模式15预-点火 Event 2EST 2 前1齿低转速闭合角控制模式16点火 Event 2可变低转速和正常转速闭合角控制模式17Knock Control Event 2可变如果选择爆震控制18喷油 Event 2 #52齿顺序燃油喷射 Normal pulse (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

14、时，会有1个压降。通过软件处理，找到这个压降，即实现判缸。Figure 01 MAP Waveform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，Base Pulse Wide）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PVmRT，进气流量m=1/RPV1/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

15、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) * BLM * DFCO * DE *Re-scaling FactorBPW = BPWFactor * MAP + CLCORR1.BPC（基本喷油常数，Base Pulse Constant)基本喷油常数就是为系统提供发动机的排量与喷嘴流量的关系。BPCK（排量喷嘴流量）。K是与ECM内晶震频率有关的常数。喷嘴流量与喷嘴喷孔两端的压力有关，对于无回油系统，喷嘴喷孔两端的压力与发动机的进气真空度有关，所以BP

16、C是一个与发动机进气真空度有关的表。对于有回油系统，由于油轨内燃油的压力随发动机进气真空度的变化而变化，保证喷嘴喷孔两端的压力是恒定的，所以任何发动机进气真空度下BPC保持不变。2.MAP（进气歧管绝对压力，ManifoldAbsolute Pressure） MAP是通过安装在进气管上的MAP传感器直接读取的。3.充气温度（Charge Temperature）充气温度指的是进入发动机汽缸内气体的温度。充气温度可以通过水温和进气温度计算获得。充气温度水温K（水温进气温度）,其中水温和进气温度可以通过传感器直接获得，K是一个与进气流量相关的常数，可以通过试验获得。说明：充气温度的计算是以摄氏温

17、度为单位，但系统软件在使用此温度前会将其转化为绝对温度。注意：K值与水温和进气温度传感器的安装位置密切相关，所以任何这两个传感器位置的改动都将引起充气温度计算的误差而造成各项修正的不准确。4.VE（充气效率，Volumetric Efficiency）充气效率是实际进入汽缸内的空气流量与根据理想状态方程推算的空气流量的比值。在本系统中有两种VE表达形式，即基于TPS（节气门位置）的VE和非基于TPS的VE。注意：VE是与发动机的整个进排气系统（包括从空气滤清器到消声器）密切相关的，所以任何进排气系统的改变都会引起VE的变化。5.BLM（块学习修正，Block Learn Memory）BLM是

18、用来修正因发动机运转时间的增长而造成的缓慢变化和发动机及整车的生产散差。BLM可以被理解为充气效率的修正。BLM的值将被存储在非易失存储器内，只要电瓶不断电，每次的BLM值就会被一直保持。BLM的中心值为128。 BLM逻辑根据发动机的不同工况分成22个单元，其中16个节气门部分开度单元，2个减速单元以及4个怠速单元，在每一个单元内使用一个BLM值。6.空燃比（A/F，Air Fuel Ratio）1)启动空燃比a)正常启动空燃比（Normal Crank A/F）正常启动空燃比是一个与水温相关的二维表。典型节点的空燃比如下：A/FA/FA/F-402.8-44.588201080131161

19、1b)清除淹缸空燃比: KAFCF=错误！无效。进入清淹模式的条件：发动机没有运转没有TPS与电源短路的故障码存在于非易失存储器节气门位置大于KAFCFTA=错误！无效。%2)发动机运转时空燃比（Running A/F）a)冷机状态空燃比（Cold Engine A/F）为了整车驾驶性的需要，在发动机冷机状态下应该使用较浓的空燃比。因此本系统有一专门的空燃比的表用于冷机状态。当启动时水温低于错误！无效。C时，一直使用冷机状态空燃比，直到水温高于错误！无效。C时并持续错误！无效。秒后，停止用冷机状态空燃比并开始使用暖机状态空燃比。b)暖机状态空燃比（Warm Engine A/F）当发动机处于暖

20、机状态时，可以采用较稀的空燃比并不会影响驾驶性且有利于催化器的起燃。当启动时的水温高于错误！无效。C时，使用暖机状态空燃比。当水温高于错误！无效。C时开始使用理论空燃比。c)理论空燃比（Stoichiometric A/F）当发动机已经充分暖机后，开始使用理论空燃比14.6:1d)功率加浓空燃比（Power Enrichment A/F）当发动机工作在很大负荷下时使用较浓的功率加浓空燃比，这有两方面的功能:获得更大的功率和扭矩降低排温和催化器温度e)催化器过热保护空燃比（Converter Protection A/F）本系统可以实时预测当前催化器的温度，当催化器温度超过设定温度时，开始 使用

21、催化器较浓的过热保护空燃比。催化器过热保护空燃比与当前的空燃比进行比较，使用较浓的空燃比f)发动机过热保护空燃比（Engine Overheated A/F）当水温高于错误！无效。C时，使用发动机过热保护空燃比错误！无效。7.电瓶电压修正（Battery Correction）当电瓶电压低于一定数值时，油泵将不能保证系统的油压。为了保证喷射正确的燃油量，本系统有电瓶电压修正8.闭环反馈修正（CLCORR，Close Loop Correction）闭环反馈修正的功能就是通过氧传感器的反馈信号控制实际的空燃比在理论空燃比附近。控制逻辑为利用闭环积分修正控制实际空燃比在理论空燃比附近，利用闭环比例

22、反馈控制使空燃比振荡在理论空燃比附近。9.减速断油 (DFCO，Deceleration Fuel Cut Off)进入减速断油的条件：1)发动机运转中2)发动机启动时的水温大于错误！无效。C，或发动机运转时间大于等于错误！无效。秒3)节气门位置小于错误！无效。%（如果检测到TPS的故障码则忽略此条件）4)TPS高，TPS低，MAP高，MAP低的故障不同时存在,如果还未进入DFCO，“高原相 关MAP” 门槛值。 如果已经进入DFCO，“高原相关MAP” 门槛值偏移量，门槛值是一个与水温相关的值，在热车状态下， 门槛值F67(单位：rpm)。 错误！无效。如果未进入DFCO，偏移量错误！无效。

23、rpm。如果已经进入DFCO，偏移量0 RPM。7)没有判断出离合器分离信号。8)如果因为离合器分离而退出DFCO，需要延时错误！无效。秒。如果以上条件全部满足，经过一个与发动机转速相关的的延时FDFCODLY(单位：秒)错误！无效。后进入DFCO。任何一个条件不满足，都将退出DFCO。10.减速减稀(DE，Deceleration Enleanment)1)MAP减稀(MAP DE)当TPS小于滤波以后的TPS，且MAP小于滤波以后的MAP并且差值大于门槛值时进入MAP减稀。2)TPS减稀（TPS DE）当TPS小于滤波以后的TPS并且差值大于门槛值时进入TPS减稀11.加速加浓（AE，Ac

24、celeration Enrichment）1)IAC 加浓（IAC AE）发动机正在运转，步进马达的移动未其它功能被禁止，并且250毫秒以内的通过步进马达的空气量变化大于门槛值错误！无效。%，则进入IAC加浓。2)MAP加浓（MAP AE）发动机在运转，且MAP大于滤波以后的MAP并且差值大于门槛值时进入MAP加浓。3)TPS 加浓（TPS AE）每7.81ms计算的TPS变化量大于或等于错误！无效。%时，进入TPS加浓，加浓量取决于TPS的变化量,发动机转速和水温等。12.保护性断油（Fuel Cut Off）以下条件任何一个满足，系统将停止喷油。1)当发动机转速高于错误！无效。rpm时断

25、油，当发动机转速低于错误！无效。rpm时恢复供油2)当系统检测到点火系统故障时断油3)当系统电压大于等于错误！无效。V且发动机转速大于等于错误！无效。rpm时断油，当系统电压低于错误！无效。V- 错误！无效。V时恢复供油三、油泵逻辑（Fuel Pump Logic）1.油泵开逻辑（Fuel Pump On）点火开关打开后，油泵将运转错误！无效。秒，如果没有检测到有效的58X信号，油泵停止运转。发动机开始转动，即至少检测到2个有效的58X信号后，油泵开始运转。2.油泵关逻辑（Fuel Pump Off）失去转速信号后错误！无效。秒或防盗器要求关闭油泵，油泵停止运转第四章 点火系统一、线圈充磁控制

26、点火线圈充磁时间决定了火花塞的点火能量。太长的充磁时间会损害线圈或线圈驱动器，太短会导致失火。下表是一个DELPHI点火线圈充磁时间表。（单位：s）错误！无效。二、起动模式在起动模式下，由F1CRK表(单位：)给出一个固定的点火角。错误！无效。起动模式下的点火角应该保证缸内混合气被点燃，并且要提供正扭矩。发动机转速上升并且能够自行运转（转速错误！无效。rpm）后，点火角应尽快退出起动模式。三、正常运转模式点火角 主点火角 水温修正 进气温修正 海拔高度补偿 怠速修正 RDSC和Tip-in修正 功率加浓修正 DFCO修正 空调关闭修正 LEGR修正(如果采用LEGR)1.热机主点火角热机模式下

27、，通常节气门开启的主点火角就是最小点火角最佳扭矩点（MBT）或爆震临界点（KBL）。点火角标定时使用的燃油标号应由客户确认。系统采用了有爆震传感器时，可以略为加大KBL点火角。节气门关闭时，点火角应该小于MBT点以获得怠速稳定性主点火角表： 节气门关闭 F1C(单位：) 节气门开启 F1(单位：)或F_HIGHOCTANE(单位：)节气门关闭：主点火角主点火角、F1C两者最小值节气门开启：主点火角F1或F_HIGHOCTANE错误！无效。错误！无效。怠速基本点火角表F1C通常是经验性地得出的。在某个发动机转速下，调节点火角直到MAP最小，这时的点火角就是MBT点火角。在此基础上减去58就得到基

28、本点火角。发动机转速和负荷不同，减去的点火角就不同。节气门开启主点火角表F1或F_HIGHOCTANE通常在发动机台架上标定得出。在充分热机的条件下(环境温度20C)使用规定标号燃油，在去掉其它点火角修正项的情况 下，得出的MBT或KBL点火角即是F1或F_HIGHOCTANE 点火角。为了检测由产品不一致性对KBL的影响，应该在几台发动机上在相同的环境条件下使用同一燃油测试KBL点火角。在低MAP条件下，F1或F_HIGHOCTANE表可以采用小于MBT的点火角，这样在进入减速断油(DFCO)或行车怠速时，可以获得平稳的过渡。在各缸空燃比不均匀问题比较严重并且采用了爆震传感器时，可以采用大于

29、KBL的点火角。通过爆震控制，各缸可以用各自的KBL点火角工作以获得最大化的扭矩。2.催化器加热主点火角该主点火角的目的是在不影响冷态驾驶性的前提下，让催化器尽可能快地起燃。在加热催化器过程中，基本点火角可以不是MBT或KBL点火角，而且在不影响驾驶性的情况下应该尽可能地延迟。催化器加热主点火角表节气门关闭 F1XC(单位：)节气门开启 F1X(单位：)触发条件：冷却液温度=错误！无效。C发动机转速错误！无效。rpm冷却液温度积分项=F8错误！无效。错误！无效。错误！无效。节气门关闭：主点火角主点火角和F1XC两者的最小值节气门开启：主点火角主点火角和F1X两者的最小值在排放试验的起动水温点，节气门关闭催化器