汽车发动机电控系统整体规范手册.docx
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汽车发动机电控系统整体规范手册
电控部标准文件
发动机电控系统匹配手册
版本0.0
2018年10月16日
概述
汽车有限公司发动机电控系统匹配手册。
1.1用途
该文档通过总结整个发动机电控系统匹配流程、工作内容及相关技术要求,旨在规范电控部工作流程,同时帮助新员工迅速熟悉工作内容。
1.2涵盖范围
该文档主要内容包括:
发动机电控系统组成,发动机台架标定流程及主要工作内容,整车电控标定流程及主要工作内容,车辆环境试验主要工作内容,EOBD标定流程及主要工作内容,认证流程及认证工作内容,OTS认可流程等。
1.3术语定义
术语
定义及描述
1.3参考文献
[1]
[2]
[3]
[4]
发动机电控系统组成
发动机电控系统开发工作的第一步是确定电控系统功能及组成,我们通常称为系统定义,其实质是确定电控系统需要实现的控制功能以及实现各控制功能所需要的的硬件组件。
相应的工作主要包括三个方面:
根据整车平台硬件组件的配置情况确定ECU控制的外围组件-确定被控对象;根据外围组件确定ECU实现的控制功能并制订各功能模块的控制要求-定义控制器功能、分析控制要求;根据控制功能和控制要求确定实现各功能模块的硬件组件(传感器和执行器)-确定实现控制功能的硬件组成。
其中,控制器功能定义和需求分析,确定实现控制功能的硬件组成两项工作是重点,下面就分别简单叙述这两个方面的工作。
一般来讲,ECU究竟应该具备哪些功能,需要根据发动机和外围部件配制情况来确定。
通常ECU需要实现的基本控制功能包括:
发动机喷油控制,点火控制,供油系统控制,碳罐控制,空气流量控制,λ闭环反馈控制,蓄电池及充电系统控制,空调系统控制,仪表系统显示控制,发动机防盗控制器通信,系统故障诊断等;此外根据发动机所采用的新技术和整车功能要求还有一些扩展控制功能,主要包括:
EGR控制,VVT控制,CBR控制,TCI控制以及巡航控制等。
至于各功能模块的控制要求,主要是根据被控对象本身的结构特点和系统工作原理来确定,其中要求比较多的主要集中在空调系统和仪表系统,这些控制要求实际上也是开发控制策略的基本依据。
根据具体的控制功能和控制要求来确定实现各控制功能的硬件组件实际上主要是确定各子系统执行部件的详细技术参数以及选择合适精度的传感器,这些工作我们通常称为子系统设计和选型。
具体来讲主要涉及如下的工作:
燃油供给系统的设计和对应零部件选型,点火系统零部件选型,节气门阀体选型,怠速控制装置选型,燃油蒸发排放控制系统设计和零部件选型,尾气处理系统零部件选型,氧传感器选型,发动机防盗控制系统选型,特殊控制功能要求的执行部件选型(EGR阀、VVT执行器、CBR执行器和传感器等)。
1.4发动机电控系统原理图
图1是BOSCH的ME7发动机控制系统原理图,通过该原理图可以使大家对整个电控系统有一个感性的认识和宏观的把握。
图1:
发动机电控系统组成原理图
1.5发动机电控系统零部件
发动机电控系统涉及到一系列的零部件,我们可以根据实现的具体功能对这些零部件进行分类。
每个控制功能子系统都包含了对应的传感器,执行器以及一些附件。
详细的零部件清单参考附件二。
2
热力学开发及台架标定
根据标定流程可以将整个电控系统标定分成三个阶段:
发动机台架标定、整车电控系统标定、EOBD系统标定。
发动机台架标定主要完成数据的预设和基本map的标定(基本喷油map、基本点火角map以及爆震控制标定等),整车标定则主要完成基本map验证和优化(保证良好的排放性、动力性、驾驶性和经济性)以及电子节气门安全监控标定(保证整车安全性),EOBD系统标定主要完成各排放相关重要零部件故障诊断功能标定。
其中台架标定是进行后续两个阶段标定的基础,台架标定工作内容主要包括两块:
台架标定前准备工作,数据预设及发动机基本map的标定。
下面分别就上面两个方面的内容进行描述。
2.1台架标定准备
准确来讲台架标定准备工作应该包含两部分内容:
发动机及配套变速箱的选择和准备,变速箱的改造和发动机标定台架的准备。
但是目前发动机台架标定工作主要是由电喷供应商来做,所以从我们整车厂的角度来看,我们需要做的准备工作实际上只是挑选和准备一定数量的标定用发动机和变速箱,并按照规定的时间发送给电喷系统供应商,具体的台架准备和变速箱改造工作由电喷供应商来完成。
因此我们这里讲的台架标定准备工作实际上就是指发动机以及变速箱的挑选和准备,如何根据电喷供应商的要求选择具有典型代表性的发动机及配套变速箱,选择出来的发动机发送之前应该测量哪些主要数据,除了发动机和变速箱以外还需要准备哪些配套零部件及备用零部件请参考附件三中《台架标定用发动机及变速箱挑选标准及测量数据》《台架标定用配套零部件清单》《台架标定备用零部件清单》-上述对应的三个支持文件需要我们根据经验进行总结,知道多少就先写多少,以后可以不断完善和补充,并将对应文件作为附件三的子文件。
2.2台架标定程序及工作内容
台架标定主要工作内容参见表格1
序号
主要工作内容
时间
1
Basiccalibrationenginetestbench
发动机台架标定
35天
2
Phase1:
Demoenginecalibration
第一阶段:
样机标定
21天
3
Engineandgearboxsending
发动机、变速箱、进排气系统发运
1天
4
Testbenchbuilup
发动机台架准备和变速箱改造
3天
5
Datapresettingsandcheck
数据预置及检查
1天
6
Chargemodelmeasurementandcalculation
充气模型测量及计算
2天
7
Basicignitionandinjectionmapcalibration
基本点火提前角及喷油定时标定
2天
8
Knockcontrolstationary
爆震控制
2天
9
Torquemodel
扭矩模型
5天
10
Lambdaclosedloopcontrol
空燃比闭环控制
1天
11
Catalystprotectionengine
催化器保护标定
2天
12
Perfomancemeasurement
外特性及万有特性测量
1天
13
EnginecalibrationacceptancetestinUAES
台架标定验收
1天
14
Phase2:
Seriesengineverification
第二阶段:
批产发动机台架数据验证
13天
15
Seriesenginesending
批产发动机发运
1天
16
Engineandtestbenchpreparation
发动机及台架准备
2天
17
EnginetestbenchVerification
发动机数据验证
10天
18
Chargeandlambdavalidation
充气及空燃比验证
3天
19
Torqueandignitionvalidation
扭矩及点火角验证
3天
20
Knockcontrolvalidation
爆震验证
2天
21
Componentsprotectionvalidation
零部件保护验证
1天
22
Performancemeasurement
外特性及万有特性测量
1天
23
Acceptancetestseriesengine
台架数据认可
1天
表格1:
发动机台架标定工作内容表
以上是根据BOSCH电控系统台架标定程序总结出来的台架标定工作及标定流程,不同的电喷系统实现的主要控制功能都是类似的,标定工作的流程也是类似的,主要的区别在于同一种控制功能的不同实现方式导致实际标定中数据map的不同(只是具体标定map的不同,但是标定map最终实现的功能是类似的)。
关于摩托罗拉系统台架标定的详细过程可以参考附件四。
至于台架标定的更具体的细节内容参考专门的文档《台架标定指南》。
4整车标定
发动机台架标定完成以后就进入整车标定阶段,我们可以将整车标定工作分成两部分:
标定车辆的准备和检查,在车辆上进行的标定工作。
下面就分别讨论如何准备标定车辆,以及整车标定的工作内容和标定流程。
4.1标定车辆准备
在进行标定工作以前首先要保证标定用车辆满足一定的要求,比如对应电控系统零部件工作状态良好、对应各传感器以及执行器信号可靠、车辆安全性相关的部件工作可靠等。
因此在准备标定车辆的时候必须对对应的零部件及信号状态进行详细的检查,确保车辆满足标定要求。
下面的各个表格分别列出了标定用车辆需要检查的零部件。
一、发动机部分
1.1发动机常见故障检查
序号
验收内容
验收结果
验收员签字
1
发动机机油是否足够
2
发动机是否存在机油泄漏
3
发动机冷却液是否足够
4
发动机冷却系统是否已经正确连接
5
发动机冷却系统是否存在泄漏
6
发动机动力转向液是否足够
7
发动机动力转向系统是否存在漏油现象
8
发动机皮带张紧情况是否正常
9
踩下离合器,发动机运转是否出现异响现象
10
松下离合器,发动机运转是否存在异响现象
11
发动机不运转、怠速、3000rpm时电瓶电压各多少
12
电瓶负极线与车身、电瓶负极线与发动机缸体是否可靠连接
13
电瓶正极线与发动机输出接线柱是否可靠连接
14
电喷系统线束接地点P1/P2是否可靠接地
15
电喷系统主继电器、油泵继电器工作是否可靠
1.2发动机进、排气系统
序号
验收内容
验收结果
验收员签字
1
空气滤清器滤芯是否安装
2
空气滤清器与空气流量计之间是否真空泄漏
3
空气滤清器至节气们体之间是否有真空泄漏
4
节气们体与进气歧管连接处是否有真空泄漏
5
进气歧管与汽缸盖连接处是否有真空泄漏
6
气缸盖与排气歧管联结处是否泄漏
7
各段排气管/消声器连接处是否泄漏
8
碳罐控制阀是否按照其气流方向进行安装
9
刹车助力系统是否真空泄漏
10
曲轴箱强制通风系统是否真空泄漏
11
排气管吊耳是否安装到位
1.3电控系统
序号
验收内容
验收结果
验收员签名
1、传感器信号检查
1
主负荷传感器信号(mshfm/psdss)
2
进气温度信号(tans)
3
冷却液温度信号(tmot)
4
相位传感器信号(B_phase)
5
前氧传感器信号(usvk)
6
后氧传感器信号(usvk)
7
加速踏板模块信号(wped)
8
节气门位置传感器信号(wdkba)
9
转速传感器信号(nmot)
10
爆震传感器信号(rkm)
12
车速信号(vfzg)
13
系统电压信号(ub)
14
VVT/CBR系统相关传感器信号
15
Tubro系统相关传感器信号
16
SU系统相关传感器信号
17
EGR系统相关传感器信号
18
二次空气泵相关传感器信号
2、空调系统信号检查
19
空调系统请求信号(S_ac)
20
空调系统信号(S_ko)
21
空调系统中压开关信号(S_psw)
22
空调系统温度传感器信号(tverd)
23
空调系统压力传感器信号(pach)
3、风扇控制信号检查
24
风扇控制1信号(B_if1)
25
风扇控制2信号(B_if2)
26
连续风扇控制信号(B_ifsakt/tvlues1)
4、其他开关信号检查
27
离合器踏板信号S_kupp
28
刹车灯信号S_bls
29
刹车开关信号S_brs
30
电器负荷1信号B_load1(动力转向)
31
电器负荷2信号B_load2(大灯)
5、故障存储器信息(第一项检查内容)
32
故障信息检查fcmend
二、车身电器部分
2.1仪表显示系统
序号
验收内容
验收结果
验收员签名
1
发动机转速显示是否正常
2
车速显示是否正常
3
油箱液位显示是否正常
4
水温显示是否正常
5
发动机故障灯显示是否正常
6
其他显示是否正常
2.2灯光照明系统
序号
验收内容
验收结果
验收员签名
1
大灯(近光灯、远光灯)是否正常
2
转向灯是否正常
3
应急灯(双跳灯)是否正常
4
制动灯是否正常
2.3空调系统/其他电器设备
序号
验收内容
验收结果
验收员签名
1
空调压缩机能否正常吸合
2
空调暖风系统是否正常工作(冬季试验样车必须保证暖风)
3
电子散热风扇能否正常工作(包括“后运行”)
4
电动门窗:
遥控、玻璃升降是否正常
三、底盘部分
序号
验收内容
验收结果
验收员签名
1
轮胎螺钉是否已经紧固
2
车辆制动系统是否正常(包括驻车制动,即手刹)
3
车辆行驶时是否有异响现象
4
车辆换档时是否存在异响现象
5
车辆转弯时是否存在异响现象
4.2整车标定工作内容
经过检查符合要求的车辆就可以进行标定了,整车标定的内容可以参考表格2。
至于整车标定各部分内容的详细信息可以参考专门的文档《整车标定指南》。
序号
任务
时间
1
Phase1:
Vehiclecalibration
阶段一:
车辆标定
142天
2
2VehiclesarrivalEMSsupplier
两辆匹配车发运至电喷供应商
1天
3
Vehiclepreparationandwiringharnessvalidation
车辆改造及线束检查
12天
4
Basiccalibrationvehicle
车辆基本标定
10天
5
Datapresettings
数据预置
1天
6
Primaryandsecondarychargevalidation
主、副充气模型验证
2天
7
Knockcontrolstationary
爆震验证
2天
8
Lambdapre-controlandclosedloopcontrol
空燃比预控及闭环控制标定
5天
9
Transientcompensation
过渡工况补偿
5天
10
Transientcompensationhotchamber
高温室过渡工况补偿
2天
11
Transientcompensationwarm+street
暖机状态过渡工况补偿
3天
12
ATM_Exhaustgastemperaturemodel
排气温度模型标定
9天
13
Exhaustgastemperaturestationary
稳态工况排气模型
2天
14
Exhaustgastemperaturedynamic
动态工况排气模型
2天
15
Canisterpurgecontrol
碳罐标定
2天
16
Catalystprotectionvehicle
催化器保护
1天
17
Hotstartcalibration(>95DegC)
热启动标定
2天
18
Lambdasensorheating
氧传感器加热(常温)
3天
19
Idlespeedcontrol(warmengine)
怠速标定(暖机)
20天
20
Startcalibration(≥10DegCto<95DegC)
起动标定(常温)
20天
21
Preliminarydrivabilitycalibration
基本驾驶性标定
14天
22
Preliminaryemissioncalibration
基本排放及工况油耗标定
20天
23
E-Gasmonitoringcalibration
电子油门安全监控标定
28天
24
Phase2:
Seriesengineandvehiclecalibrationverification
阶段二:
批产发动机及车辆数据匹配及确认
135天
25
Enginecalibrationvalidation
发动机台架数据验证
13天
26
2seriesenginesdeliveryEMSsupplier
批产发动机到电喷供应商
1天
27
Engineandtestbenchpreparation
发动机及台架准备
2天
28
enginetestbenchverification
发动机数据验证
10天
29
Chargeandlambdavalidation
充气及空燃比验证
3天
30
Torqueandignitionvalidation
扭矩及点火角验证
3天
31
Knockcontrolvalidation
爆震确认
2天
32
Compenentsprotectionvalidation
零部件保护验证
1天
33
Performancemeasurement
外特性及万有特性测量
1天
34
Acceptancetestseriesengine
台架数据认可
1天
35
Vehiclecalibrationvalidation
批产车辆数据验证
125天
36
3seriesvehiclesdeliveryEMSsupplier
三辆批产车到电喷供应商
2天
37
Vehiclepreparation
车辆准备
10天
38
Coldstratandwarmupvalidation
冷启动、怠速、驾驶性、排放及诊断验证
111天
39
Startambienttemperature
常温起动验证
10天
40
Idlestationaryanddynamicverification
怠速稳态及动态优化
10天
41
ColdstartandIdlecalibration(<10DegC)
低温启动及怠速
25天
42
Dewpointandoxygensensorheating
露点及氧传感器加热
25天
43
Coldstartvalidation
低温启动验证
5d
44
Drivabilityoptimization
驾驶性优化
10天
45
Emissionverification(newandagedcatalyst)
排放验证(新、老化催化器)
10天
46
OBD1
故障诊断
20天
47
E-Gasmonitoringcalibration
电子油门安全监控标定
15天
48
E-Gasmonitoringbasedcalibration
电子油门基本标定
5天
49
Completecalibrationaftercoldstartapplication
启动匹配结束后的完全标定
10天
50
EMCTest
电子兼容性试验
5天
51
SampleReleaseforPilotProduction
用于小批量生产数据认可
0天
52
Vehiclefinalverification,fuelconsuption
车辆性能最终确认及排放油耗测量
10天
53
Phase3:
ReleaseandSOPwithoutEOBD
阶段三:
认可试验及批量生产
52天
54
FinaldatafixforcalibrationwithoutEOBD
数据冻结(不带EOBD)
1天
55
Releasemeasurements
认可试验
18天
56
DATArelease(BOSCH/MMItaly/DELPHI)
数据认可(BOSCH/MMItaly/DELPHI)
30天
57
SOPwithoutEOBDINEMSsuppler
电喷供应商批产
1天
58
SOPwithoutEOBDcustomer
客户批产
1天
59
Phase4:
EOBDDevelopmentandApplication
阶段四:
EOBD标定及批产
240天
表格2:
整车标定工作内容表
4.3整车标定程序
上述各部分标定内容的详细流程(时间顺序)以及对应的更详细的主要标定参数需要大家补充相关的支持文档-《整车标定程序》
5环境道路试验
环境道路试验是发动机电控系统标定的重要环节,其目的是验证电控标定数据在真实环境中极端条件下的有效性,同时根据试验中发现的问题对原始标定数据进行有针对性的优化。
具体来讲环境道路试验分为三类:
夏季试验、高原试验、冬季试验。
无论是哪一类的环境试验,都需要在试验前进行准备工作,这些准备工作可以概括为三个方面:
试验车辆的准备,试验车辆的检查,以及试验备件准备。
下面分别进行这三个方面的说明。
试验车辆的准备工作可以从以下5个方面加以考察:
1)试验车辆状态基本要求
试验车辆的配置应该与需要验证的产品车辆保持一致;确认电喷系统及对应零部件、排气系统三元催化器、蓄电池容量、起动机功率等。
必须配备有冷暖空调、动力转向,并且工作正常。
车辆状态良好,磨合3000km,行驶里程最多不超过10000km,每种车型至少准备两台,且该两台车行驶里程保持一致,里程相差不超过1000km。
转向系、传动系、行驶系、制动系(ABS)、悬置及悬架等影响到行车安全的必须状态良好。
附件工作正常,如灯光、雨刮等。
2)发动机及变速箱
发动机状态良好,需要经过磨合,与需要验证的产品状态一致,无漏油、水、气,无异响,气缸压力正常,空滤及曲轴箱通风系统正常,润滑系统及油压正常,燃油系统及油压正常,冷却系正常。
发动机附件工作正常,安装可靠。
如:
发电机、水泵、动力转向泵、空调压缩机、起动机、三元催化器、皮带等。
变速箱与需要验证的产品状态一致,经过磨合,状态良好,无漏油,无异响,换档操作机构安装、连接及工作可靠。
3)线束及仪表
线束与需要验证的车辆状
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