发动机电控系统发展史.docx

1、发动机电控系统发展史发动机电控系统发展史 作者： 日期： 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/ED OBD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

2、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

3、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

4、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（FBCA 1-4)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

5、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 14(FBCA 14）喷油器12（INJ

6、 1-2)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

7、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：

8、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（ZVS 1&2）

9、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EEC1983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

10、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

11、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（OCT ADJ）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（V

12、SS）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（BANK 1）供油排2（BANK 2）喷油器1-8（INJ 18）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（SS 14）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

13、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

14、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

15、,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

16、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

17、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

18、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

19、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DTCEEC-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）