[摘要]早期的控制系統(tǒng)主要是以氣缸充氣量、燃油質(zhì)量和點火正時為控制參數(shù)。由于系統(tǒng)內(nèi)還有許多功能子系統(tǒng)參與對行駛伺服機構(gòu)和通常的汽車附屬功能的控制，這些設(shè)備運行時就會要求對轉(zhuǎn)矩進(jìn)行補償，就會經(jīng)常出現(xiàn)相互矛盾的要求。早期的電噴系統(tǒng)的控制策略不能夠很好的處理這些矛盾。本文介紹的轉(zhuǎn)矩控制策略能夠區(qū)分出這些相互矛盾的需求的優(yōu)先程度，并執(zhí)行最至關(guān)重要的需求，這也是該控制策略的優(yōu)勢所在。 [Abstract]Earlier engine control systems mainly based on mass air flow，fuel quality and Spark Timing．Because many subsystems in the system participate in controlling the driving servo mechanism and assistant function of automobile，it needs more torque when they are running，then usually it leads to conflict．And earlier control Strategy can not solve this problem．The torque control strategy introduced in this paper can better deal with the problem by setting the priority，and responses to the most important need．This is also the important advantage of the control strategy． 關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)矩 控制策略 電子節(jié)氣門 電噴系統(tǒng) Key words：Torque Control Strategy ETC EFI 1 前言 隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，汽車車身電子技術(shù)也得到了廣泛的發(fā)展。而且人們的環(huán)境保護(hù)意識的不斷增強以及燃油價格的不斷上漲，對發(fā)動機的控制提出了更高的要求。電子控制汽油噴射系統(tǒng)（EFI）的好壞直接影響到發(fā)動機的排放和燃油經(jīng)濟(jì)性，它是以一個電子控制單元（ECU）為控制中心，利用安裝在發(fā)動機不同部位上的各種傳感器，測得發(fā)動機的各種工作參數(shù)，按照汽車制造廠在電腦中設(shè)定的控制程序，精確地控制噴油量和點火時刻，使發(fā)動機在各種工況下都獲得最佳濃度的混合，從而提高了燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性。而電子控制汽油噴射系統(tǒng)的控制精度跟其控制策略有很大關(guān)系，本文主要討論基于轉(zhuǎn)矩的控制策略。 2 轉(zhuǎn)矩控制策略 發(fā)動機管理系統(tǒng)的首要任務(wù)是將駕駛指令反映到發(fā)動機的功率和轉(zhuǎn)矩輸出上。不論是在恒速前進(jìn)還是加速前進(jìn)，駕駛員都需要發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩克服前進(jìn)中的阻力。早期發(fā)動機運行時，主要是以氣缸充氣量、燃油質(zhì)量和點火正時為控制參數(shù)直接執(zhí)行。由于系統(tǒng)內(nèi)還有許多功能子系統(tǒng)（如怠速控制和轉(zhuǎn)速調(diào)速等）參與對行駛伺服機構(gòu)和通常的汽車附屬功能（如空調(diào)等）的控制，這些設(shè)備運行時就會要求對轉(zhuǎn)矩進(jìn)行補償，需要調(diào)整發(fā)動機的輸出功率。大多數(shù)輔助開環(huán)和閉環(huán)控制功能都會體現(xiàn)在對發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的影響上，這經(jīng)常導(dǎo)致同時出現(xiàn)相互矛盾的要求。各種可能互相矛盾的需求同時出現(xiàn)時，彼此之間就會協(xié)調(diào)不好。采用轉(zhuǎn)矩控制后，這種矛盾就得到解決。轉(zhuǎn)矩控制策略是首先對各部件的要求進(jìn)行優(yōu)先級判斷和協(xié)調(diào)，然后再利用得出的控制參數(shù)去實現(xiàn)指定轉(zhuǎn)矩的輸出。采用轉(zhuǎn)矩控制策略的發(fā)動機管理系統(tǒng)的基本功能是根據(jù)駕駛者的意愿設(shè)置相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩輸出，具體地說，就是利用加速踏板位置傳感器反映當(dāng)前駕駛者的駕駛意愿，中央電控單元（ECU）將認(rèn)為當(dāng)前的加速踏板位置傳感器的測量值對應(yīng)著一個特定的輸出轉(zhuǎn)矩，為了獲得這個對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩，ECU將在采集各類發(fā)動機工況參數(shù)和車輛：運行參數(shù)的基礎(chǔ)上，協(xié)調(diào)各個輸出控制信號，如：氣缸進(jìn)氣量，噴油量，點火正時等，以達(dá)到要求的輸出轉(zhuǎn)矩，同時系統(tǒng)將監(jiān)測當(dāng)前運行參數(shù)的變化情況。該控制策略能夠區(qū)分出這些相互矛盾的需求的優(yōu)先程度，并執(zhí)行最至關(guān)重要的需求，這也是基于轉(zhuǎn)矩控制的控制策略的優(yōu)勢所在。采用轉(zhuǎn)矩控制策略的發(fā)動機管理系統(tǒng)不僅能控制噴油和點火，還能較好地兼顧很多復(fù)雜的功能，如啟動、怠速、三元催化器加熱、發(fā)動機最高轉(zhuǎn)速限制、增壓壓力控制和零部件過熱保護(hù)等控制功能，還能接受來自驅(qū)動系統(tǒng)和車輛動態(tài)控制系統(tǒng)的請求，如防震顫控制、巡航控制、最高車速限制、變速箱控制的換擋優(yōu)化和牽引力控制等。汽油發(fā)動機轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)如圖1所示。 3 轉(zhuǎn)矩控制的實現(xiàn) 3．1 轉(zhuǎn)矩控制的實現(xiàn) 轉(zhuǎn)矩控制的實現(xiàn)如圖2所示。ECU根據(jù)駕駛指令和內(nèi)外部得到的轉(zhuǎn)矩要求設(shè)定進(jìn)氣量和點火正時的優(yōu)先級別，然后計算出實際需要的轉(zhuǎn)矩及對應(yīng)的進(jìn)氣量，最后通過對執(zhí)行機構(gòu)的控制來實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的輸出。如圖2所示，系統(tǒng)在轉(zhuǎn)矩生成的時候采用兩種方法調(diào)節(jié)輸出轉(zhuǎn)矩：一種是通過電子節(jié)氣門改變進(jìn)氣量，這是一種逐漸緩慢過渡的方法，主要負(fù)責(zé)穩(wěn)態(tài)運行。另外一種是采用調(diào)節(jié)點火正時或關(guān)閉某個氣缸噴油的快速響應(yīng)方式。這種方法可以在轉(zhuǎn)矩生成時對動力變化非常迅速地響應(yīng)。下面主要介紹怠速工況的轉(zhuǎn)矩控制。在怠速時，發(fā)動機沒有轉(zhuǎn)矩輸出，燃燒過程產(chǎn)生的能量被用來維持發(fā)動機本身的運轉(zhuǎn)和驅(qū)動附屬設(shè)備。在這種工況下，維持運轉(zhuǎn)所需要的轉(zhuǎn)矩和怠速轉(zhuǎn)速一起決定了油耗。在交通嚴(yán)重?fù)矶聲r，車輛很多油耗就是在這種工況下發(fā)生的，它被用來克服怠速時最低水平的摩擦損耗，并由此決定了低怠速的轉(zhuǎn)速。閉環(huán)怠速控制能保證在設(shè)定的怠速狀態(tài)下穩(wěn)定、可靠地工作，而與其他條件的變化無關(guān)。這些變化則可能是由于多種因素，諸如電氣系統(tǒng)、空調(diào)壓縮機、助力轉(zhuǎn)向等引起的電流波動等而導(dǎo)致的?？刂七^程如圖3所示。 基于轉(zhuǎn)矩控制的發(fā)動機管理系統(tǒng)要求怠速閉環(huán)控制能夠定量輸出功率，以確保在任何工況下都能維持怠速工況的穩(wěn)定。其結(jié)果是使在轉(zhuǎn)速降低的時候增加輸出功率，而在轉(zhuǎn)速升高的時候降低功率輸出。系統(tǒng)在識別到一些影響因素，如空調(diào)壓縮機起動的時候，將會相應(yīng)地增加功率輸出。 3．2 電子節(jié)氣門（ETC） 通過電子節(jié)氣門可以改變進(jìn)氣量，從而可以改變轉(zhuǎn)矩輸出。電子節(jié)氣門控制涉及部件包括加速踏板、ECU和電子節(jié)氣門總成。加速踏板內(nèi)有兩個輸出信號同向變化的電位器負(fù)責(zé)監(jiān)控踏板的位置，其位置由駕駛員決定。電子節(jié)氣門體包括節(jié)氣閥門、節(jié)氣門執(zhí)行器、節(jié)氣門開度傳感器[sup][1][/sup] 。工作過程：加速踏板位置傳感器將感受到的加速踏板位置信號傳遞給ECU，ECU計算出相應(yīng)的節(jié)氣門開度，在根據(jù)發(fā)動機當(dāng)前運行工況作適當(dāng)調(diào)整后，產(chǎn)生一個相應(yīng)的控制信號傳遞給電子節(jié)氣門總成的節(jié)氣門執(zhí)行器。節(jié)氣門執(zhí)行器能夠?qū)CU的輸出控制信號做出精確的響應(yīng)，同時兩個節(jié)氣門位置傳感器又將當(dāng)前的節(jié)氣門開度信息反饋給ECU，由ECU再做適當(dāng)?shù)姆答伩刂?。其控制原理?所示。 4 結(jié)束語 本文主要簡述了汽車電噴系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)對轉(zhuǎn)矩的需求。采用優(yōu)先級方式，先響應(yīng)優(yōu)先級高的子系統(tǒng)對轉(zhuǎn)矩的需求，然后滿足優(yōu)先級低的子系統(tǒng)，避免同時出現(xiàn)相互矛盾的要求。使用電子節(jié)氣門可以改變進(jìn)氣量，最終達(dá)到改變轉(zhuǎn)矩的目策略。 參考文獻(xiàn) [1] 黃河．汽車電噴系統(tǒng)基本原理[M]．上海交通大學(xué)出版社，上海，2003． [2]馮能蓮，董春波，賓 洋，等．電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)研究 [J]．汽車技術(shù)，2004，（1）． 對基于轉(zhuǎn)矩控制策略的電噴系統(tǒng)的研究：PDF