淺談發(fā)動機管理系統(tǒng)（EMS）在智能車輛上的應用研究

1、    淺談發(fā)動機管理系統(tǒng)（ems）在智能車輛上的應用研究    摘 要：本文主要通過介紹智能車輛和發(fā)動機管理系統(tǒng)ems的發(fā)展現(xiàn)狀，對ems在智能車輛上的應用尤其是ems中電控燃油噴射系統(tǒng)在智能車輛上的應用做了淺究。關鍵詞：智能車輛;ems;電控燃油噴射系統(tǒng)隨著經(jīng)濟和社會的迅速發(fā)展，交通基礎設施的瓶頸制約作用越來越明顯。這種制約不僅體現(xiàn)在交通堵塞問題日益突出，同時還體現(xiàn)在由于交通不暢而造成的環(huán)境污染問題及相對落后的道路和先進的車輛對人們的生命、財產(chǎn)所形成的安全隱患。正因為如此，智能交通系統(tǒng)（intelligent transportation syste

2、ms， its）日益受到歐洲、日本、美國等發(fā)達國家的重視并成為研究熱點。他們相繼啟動了各種以智能交通系統(tǒng)為目標的研究與開發(fā)項目。1.發(fā)動機管理系統(tǒng)ems的發(fā)展現(xiàn)狀發(fā)動機管理系統(tǒng)（engine management system）是在汽油機電子點火和電控汽油噴射系統(tǒng)的基礎上發(fā)展起來的集電子控制噴射、排放控制、電子點火、起動、防盜、診斷等功能于一體的高科技集成系統(tǒng)。目前國內(nèi)所使用的發(fā)動機管理系統(tǒng)的主流廠商基本為國外廠商， 且大部分是隨汽車主機引入國內(nèi)的， 主要為博世、德爾福、馬瑞利、電裝、西門子和摩托羅拉等。國內(nèi)主要以這些公司的合資企業(yè)（ 如聯(lián)合電子） 為主機廠提供發(fā)動機管理系統(tǒng)。并且由于發(fā)動機管

3、理系統(tǒng)技術含量高， 其部件的附加值高， 因此， 各國外公司對其零部件都實施技術封鎖， 基本上都以系統(tǒng)集成供貨， 因此包括ecu、傳感器、噴油器等基本上由系統(tǒng)匹配承包商制造或采購后集成供給主機廠。2.ems中電控燃油噴射系統(tǒng)在智能車輛上的應用隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展和城市化進程的加快，城市污染目趨嚴重，車尾氣的排放是城市污染的主要來源。汽車尾氣排放中的未燃氫hc、氮氧化合物nox、在大氣中通過光化合煙霧應而形成的臭氧、過氧?；獌词窒跛猁}等耐人體造成極大的危害，己成為危害入類健康的主要兇手，因此控制汽車尾氣排放已成為世界環(huán)保的一個主要話題.智能車輛對尾氣排放的要求相當?shù)母撸厝加蛧娚湎到y(tǒng)能夠精確的控

4、制空燃比和點火時刻等參數(shù)，保證發(fā)動機在各個工況下都能處于最佳狀態(tài)，從而為解決發(fā)動機節(jié)能和排氣凈化提供有效途徑。接下來就對電控燃油噴射系統(tǒng)這一ems中越來越重要的系統(tǒng)做出研究，讓它能夠在智能車輛上廣泛應用。2.1電控燃油噴射系統(tǒng)的發(fā)展和現(xiàn)狀早期車用汽油機電控系統(tǒng)研究著眼點是供油量的控制。1953年，美國bendix公司開始進行汽油噴射電控系統(tǒng)的開發(fā)，四年后將研究成果公布于世。1967年，德國bosch公司研制成d型電子控制汽油噴射系統(tǒng)，隨后又開發(fā)了l型電子控制噴射系統(tǒng)，后來這些技術被不斷改進、完善。到1979年，發(fā)動機電子控制技術己經(jīng)達到相當高的程度。2.2高壓共軌式電控燃油噴射系統(tǒng)的工作原理和

5、關鍵技術2.2.1工作原理電控高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)共軌管中的燃油壓力由一個徑向柱塞式高壓泵產(chǎn)生，壓力大小與發(fā)動機的轉(zhuǎn)速無關，可在一定范圍內(nèi)自由設定，其大小由一個電磁壓力調(diào)節(jié)閥控制，根據(jù)發(fā)動機的工作需要進行連續(xù)壓力調(diào)節(jié)。電控單元作用于噴油器電磁閥上的脈沖信號控制燃油的噴射過程，噴油量的大小取決于共軌管中的油壓和噴油器電磁閥開啟時間的長短，及噴油嘴液體流動特性。工作時，該系統(tǒng)將共軌管內(nèi)形成的恒定高壓燃油，通過高壓油管分送到每個噴油器，并借助于集成在每個噴油器上的高速電磁閥的開啟與閉合，控制噴油器定時、定量地將燃油噴射至燃燒室。2.2.2 關鍵技術（1）傳感器技術在共軌噴射系統(tǒng)中， 除了測定發(fā)動機實

6、際運行狀態(tài)的傳感器（如空氣流量傳感器、增壓壓力傳感器、水溫傳感器、燃油溫度傳感器、油門開度傳感器等） 外， 還須安裝壓力傳感器來準確測量共軌管內(nèi)的壓力。（2）軟件技術軟件技術包括軟件開發(fā)過程，軟件開發(fā)方法，結(jié)構(gòu)化設計方法等. 在軟件的開發(fā)方面，最初是先檢測出發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和油門開度，然后輸入到計算機內(nèi)，形成所謂的數(shù)據(jù)map ，再從數(shù)據(jù)map中計算目標噴油量，向伺服回路發(fā)出指令進行控制.（3）電控回路在發(fā)動機上的安裝目前的趨勢是電控單元由安裝在駕駛室內(nèi)逐步轉(zhuǎn)向靠近發(fā)動機的位置安裝. 但是這將帶來兩大難題：電控單元（ecu） 要承受高溫及強振動。2.3 智能車輛上電控燃油噴射系統(tǒng)要能很好的將電控燃油

7、噴射系統(tǒng)運用到智能車輛上，我們首先應了解燃油噴射系統(tǒng)的不足和它運用的局限性：（1）該系統(tǒng)的共軌管燃油壓力調(diào)整十分復雜，存在建立時間和建立精度的矛盾，即縮短調(diào)節(jié)時間將很可能導致共軌管內(nèi)的燃油壓力超調(diào)（2）隨著共軌管燃油壓力的不斷提高，對系統(tǒng)各部件的性能要求越來越苛刻，對傳感器的精度要求也較高。（3）油品適應性差，用戶維修保養(yǎng)成本高，必須使用符合國標準以上的低硫柴油，共軌發(fā)動機電控系統(tǒng)的故障必須依靠專業(yè)故障診斷儀器進行檢測和維修由于能力原因，不能一一去深入了解這全部的不足和局限性，現(xiàn)對電控系統(tǒng)的故障診斷方面提出一點自己的想法。希望能用于智能車輛上來提高智能車輛的性能。電噴系統(tǒng)的可靠性比較高，在使用

8、中一般不容易出現(xiàn)故障和損壞現(xiàn)象。多數(shù)故障為電氣和電子裝置的插接件的接觸不良而導致故障。電控燃油噴射系統(tǒng)的發(fā)動機可能出現(xiàn)的問題主要表現(xiàn)為：發(fā)動機不能起動;發(fā)動機起動后熄火;發(fā)動機怠速不穩(wěn)定;發(fā)動機達不到最大功率;發(fā)動機耗油量太高等。對于這些問題，要區(qū)分是燃油引起的還是由電氣引起的，我覺得可以在油路中安裝一個壓力表，轉(zhuǎn)動發(fā)動機，檢查汽油壓力，如果汽油壓力正常（250-290kpa），則屬于電氣問題;如果汽油壓力不正常，則屬于供油系統(tǒng)問題。（l）電氣信號的檢查：如屬于電氣問題，則應使用診斷儀檢查有關部件的電信號和電控單元：檢查起動信號。起動器電磁線圈與電控單元（ecu）之間有一根導線提供發(fā)動機正常起

9、動的信號。電控單元利用該信號接通有關部件提供起動加濃汽油。如果沒有此信號，這個作用就不會產(chǎn)生，因而使起動產(chǎn)生障礙。檢查節(jié)氣門限位開關信號。節(jié)氣門達到全開時向電控單元（ecu）提供的一個信號可以停止使噴油器產(chǎn)生脈沖。如果沒有此信號，電控單元就將連續(xù)向噴油器提供脈沖，形成發(fā)動機不能起動的條件。檢查冷卻液溫度傳感器和進氣溫度傳感器信號。兩個傳感器都是向電控單元（ecu）提供發(fā)動機所處狀態(tài)額外加濃混合氣的信號，如果這些信號不能輸送到電控單元，它就不能足夠地延長脈沖持續(xù)時間，使發(fā)動機不能起動或運轉(zhuǎn)不穩(wěn)定。（2）供油部件的檢查：如果屬于供油問題，則應使用汽油噴射檢測儀檢查有關供油部件：檢查油壓調(diào)節(jié)器和汽油

10、泵。將油壓調(diào)節(jié)器回油膠管夾緊并驅(qū)動汽油泵，若油壓高于317kpa，則說明汽油泵沒有問題，油壓調(diào)節(jié)器損壞;若油壓低于317kpa，則需要檢查汽油泵。電動汽油泵良好工作的前提條件是滾柱與泵璧能夠緊密貼合。為此應防止汽油中混入硬質(zhì)顆粒造成接合面的磨損，使油壓無法建立。另外，水腐蝕油箱所產(chǎn)生的鐵銹也會引起這類故障。一旦發(fā)生這類故障，輕則導致供油不足，重則使發(fā)動機熄火。因此，更換或維修汽油泵時應同時清洗汽油箱。檢查噴油器。燃油系統(tǒng)受到污染，可能造成噴油器堵塞使混合氣過稀，導致怠速不穩(wěn)定;也可能造成噴油器針閥與閥座閉合不嚴而連續(xù)供油，導致發(fā)動機各種轉(zhuǎn)速都不穩(wěn)定。有了這些最基礎的檢查和診斷過程，就能保證智能車輛上的電噴系統(tǒng)能夠運行的更加暢通，并能及時的發(fā)現(xiàn)故障和果斷的排除故障，讓智能車輛行駛更加暢通。參考文獻：1徐小林等.汽車發(fā)動機電子控制系統(tǒng)m.北京：中國鐵道出版社，2吳森 等譯bosch汽油機