2023年12月31日发(作者：2022款十一代思域价格多少)
宝马MINI迷你N12及N14发动机管理〔电子〕系统技术培训教材
售后效劳培训产品信息
N12/N14 发动机电子系统
MINI 售后效劳除了工作手册外,产品信息中所包含的信息也是售后效劳培训资料的组成局部。
有关技术数据方面的更改/补充情况请参见 MINI 售后效劳的最新相关信息。
信息状态: 2006 年 7 月
:conceptinfo@? 2006 BMW AG
慕尼黑,德国
未经 BMW AG(慕尼黑)的书面许可不得翻印本手册的任何局部
VS-12 售后效劳培训产品信息
N12/N14 发动机电子系统
最先进的电子系统完善的控制过程有关本产品信息的说明所用符号
为了便于理解内容并突出重要信息,在本产品信息中使用了以下符号: 所包含的信息有助于更好地理解所述系统及其功能。 表示某项说明内容结束。当前状况和国家规格
MINI 车辆满足最高的平安和质量要求。环保、客户利益、设计或结构方
面的变化促使我们继续开发车辆的系统和组件。因此本产品信息中的内容
与培训所用车辆情况可能会不一致。
本文件仅介绍了欧规左侧驾驶型车辆。右侧驾驶型车辆局部操作元件或组
件的布置位置与本产品信息的图示情况不同。针对不同市场和出口国家的
配置型号可能还有其它不同之处。其它信息来源
有关各主题的其它信息请参见:
- 用户手册
- MINI 诊断系统
- 车间系统文件
- MINI 售后效劳技术。目录
N12/N14 发动机电子系统
简介 1
最先进的电子系统 1系统概览 3
车载网络连接 3功能 17
MEV17.2 和 MED17.2 17系统组件 29
传感器和执行机构 29效劳信息 81
功能和系统组件 81总结 83
要点 83测验问题 85
问题目录 85
问题答案 86
序言
N12/N14 发动机电子系统
最先进的电子系统
发动机控制单元
控制单元的任务:
新型 MINI 安装了先进的发动机控制单元MEV17.2 和 MED17.2。由于采用了
l 控制火花塞点火和燃油喷射是发动机管理系统
BMW 分层技术,因此可以用 BMW 集团
的核心内容。在法律规定和客户要
l 控制喷射阀
求下,添加了越来越多的调节和控
特有的新型功能替代控制单元制造商针对所
制功能。现在,一个先进的发动机
有制造商所开发的相关功能。 l 测量运行参数
管理系统可以控制很多功能。
这些新型功能包括: l 无级调节气门行程(N12)
l 发电机控制 l 控制进气门(N12/N14)和排气门
(N12)启用时间
l 电源管理系统
l 控制增压压力(N14)
l 更换机油周期显示。
l 调节发动机温度
l 爆震控制
l 空气系数调节
l 监控输入和输出信号的临界状态并转换到
替代措施(计算出替代值,应急运行模
式)
l 诊断故障部件
l 定速巡航控制。
MEVD17.2 对 MEV9.2 做出的改良:
发动机管理系统 MEVD17.2 是 MEV9.2
的后继开发产品。通过采用最新型的处理器
对现有功能进行了后继开发和改良。
1 ? 发动机控制单元 MEV17.2
l 1 个改良了评估能力的爆震传感器
l EWS4 接口
l OBD 连接 CAN(美国法律规定自 2007
年款起)
l 功率更强大的点火输出级
l 带有非接触式传感器的节气门
l 提高了调节传感器 LSU4.9 的诊断能力
l 改良了燃油箱泄漏诊断功能。
1
传感器和执行机构
传感器: 执行机构:
l DME 控制单元(数字式发动机电子系 l DME 主继电器
统)
l 点火减压继电器
- 环境压力传感器
l 点火线圈
- 温度传感器
l 喷射阀
l 曲轴传感器
l 燃油泵继电器
l 凸轮轴传感器
l 电动燃油泵 EKP
- 进气
l 特性曲线式节温器
- 排气(仅 N12)
l VANOS 电磁阀
l 热膜式空气质量流量计 HFM(仅限美
- 进气
规)
- 排气(仅 N12)
l 进气管压力传感器(仅 N14)
l VALVETRONIC 继电器(仅 N12)
l 进气温度和压力传感器(仅 N14)
l VALVETRONIC 电机(仅 N12)
l 进气温度和差压传感器(仅 N12)
l 燃油箱通风阀 TEV
l 冷却液温度传感器
l 鼓风机继电器
l 爆震传感器
- 第 1 级
l 节气门
- 第 2 级
l 加速踏板模块
l 电风扇
l 偏心轴传感器(仅 N12)
l 摩擦轮(仅 N12)
l 氧传感器
l 发电机
- 带连续特性曲线的调节传感器
l 燃油箱泄漏诊断模块 DMTL(仅限美
- 带阶跃特性曲线的监控传感器
规)
l 喷射器继电器(仅 N14)
l 智能型蓄电池传感器 IBS(根据选装配
置情况)
l 废气旁通阀(仅 N14)
l 制动信号灯开关
l 循环空气减压阀(仅 N14)
l 离合器开关
l 油量调节阀(仅 N14)
l 机油压力开关
l 废气涡轮增压器电动冷却液泵(仅
N14)
l 用于空调系统的压力传感器(仅限选装
空调系统时)
l 发动机通风加热继电器(美国/加拿大标
配,寒带国家选配)
l 便捷登车及起动系统 CAS 控制单元
l 发动机通风加热装置(美国/加拿大标
l 共轨压力传感器(仅 N14)。
配,寒带国家选配)。
2
系统概览
N12/N14 发动机电子系统
发动机室概览
MEV17.2 和 MED17.2 的车载网络连
接方式代表了当前最高的技术水平而且
为后继开发做好了准备。1 ? N12 发动机室概览
索引 说明 索引 说明
蓄电池 发动机室继电器支架
1 4
智能型蓄电池传感器 IBS 发动机室配电盒
2 5
3 蓄电池配电盒 6 发电机
3
R56 系统电路图2 ? R56 系统电路图
4
索引 说明 索引 说明
电风扇 加速踏板模块 FPM
1 18VALVETRONIC 继电器(仅 燃油箱泄漏诊断模块 DMTL(仅限
2 19N12) 美规)
3 发动机通风加热装置(美国/加拿大 20 离合器开关
标配,寒带国家选配)
压缩机离合器 制动信号灯开关
4 21发动机转速,诊断插头 转向柱开关中心 SZL
5 22发电机 倒车灯
6 23起动机 脚部空间模块 FRM
7 24蓄电池处的配电盒 便捷登车及起动系统 CAS
8 25蓄电池 倒车灯开关(仅限手动变速箱)
9 26智能型蓄电池传感器 IBS 发动机室配电盒
10 27数字式发动机电子系统 DME 点火继电器
11 28空调系统的压力传感器 DME 主继电器
12 29压缩机离合器继电器 鼓风机继电器,第 1 级
13 30接线盒 发动机通风加热继电器(美国/加拿
14 31大标配,寒带国家选配)
燃油泵继电器 鼓风机继电器,第 2 级
15 32电动燃油泵 EKP
16
MEV17.2 和 MED17.2 的系统电路图请参阅
折页内容。5
欧规 R56 总线系统概览3 ? 欧规 R56 总线系统概览
6
索引 说明
制动防抱死系统
ABS自动稳定控制和牵引力控制系统
ASC+TCA 舒适登车系统
CAS 便捷登车及起动系统
车辆通信计算机
CCCCD 换碟机
CDCCID 中央信息显示屏
中央信息显示板(信息显示屏)
CIP数字音频播送
DAB数字式发动机电子系统
DME动态稳定控制系统
DSCDSC 传感器
DSC-SENELV 电动转向锁
电动转向系统
EPSFRM 脚部空间模块
MOST 直接存取
FSHiFi 高保真音响放大器
IBS 智能型蓄电池传感器
自动恒温空调
IHKA手动恒温空调
IHKS手动暖风
IHSJB 接线盒
组合仪表
Kombi多功能方向盘
MFLMINI 操纵杆
MJOY多功能乘员保护系统
MRSPDC 驻车距离监控系统
RAD1 Wave RadioRAD2 Boost RadioRLS 雨量和光线传感器
SBX 接口盒
SCC 转向柱开关组件(附加装置)
滑动/外翻式天窗
SHD转向柱开关中心
SZLVM 视频模块
7
美规 R56 总线系统概览4 ? 美规 R56 总线系统概览
8
索引 说明
制动防抱死系统
ABS自动稳定控制和牵引力控制系统
ASC+TCA 舒适登车系统
CAS 便捷登车及起动系统
车辆通信计算机
CCCCD 换碟机
CDCCID 中央信息显示屏
中央信息显示板(信息显示屏)
CIP数字式发动机电子系统
DME动态稳定控制系统
DSCDSC 传感器
DSC-SENELV 电动转向锁
电动转向系统
EPSFRM 脚部空间模块
MOST 直接存取
FSHiFi 高保真音响放大器
IBOC 带内同频播送(地面数字收音机)
智能型蓄电池传感器
IBS自动恒温空调
IHKA手动恒温空调
IHKS手动暖风
IHSJB 接线盒
组合仪表
Kombi多功能方向盘
MFLMINI 操纵杆
MJOY多功能乘员保护系统
MRS座椅占用识别装置
OC3PDC 驻车距离监控系统
RAD1 Wave RadioRAD2 Boost RadioRLS
SBX 接口盒
SCC 转向柱开关组件(附加装置)
卫星数字音频收音机系统
SDARS滑动/外翻式天窗
SHD转向柱开关中心
SZL轮胎压力监控系统
雨量和光线传感器
RDCRDC 传感器
RDC-SEN
9
发动机处的导线束接头
N12 发动机5 ? N12 发动机传感器和执行机构的电缆布线
索引 说明 索引 说明
DME 接头 摩擦轮执行机构
1 9
总导线束接头 节气门
2 10
偏心轴传感器 燃油箱通风阀
3 11
凸轮轴传感器 起动机
4 12
5 总导线束接头 13 智能型蓄电池传感器
VANOS 电磁阀 VALVETRONIC 电机
6 14
发动机通风加热装置 喷射阀
7 15
发电机
8106 ? N12 发动机传感器和执行机构的电缆布线
索引 说明 索引 说明
DME 接头 智能型蓄电池传感器
1 13
2 总导线束接头 14 VALVETRONIC 电机
偏心轴传感器 喷射阀
3 15
凸轮轴传感器 发动机通风加热装置
4 20
总导线束接头 进气管压力传感器
5 21
6 VANOS 电磁阀 22 曲轴传感器
燃油箱通风阀 特性曲线式节温器
11 23
起动机 爆震传感器
12 24
117 ? N12 发动机传感器和执行机构的电缆布线
索引 说明 索引 说明
DME 接头 起动机
1 12
2 总导线束接头 13 智能型蓄电池传感器
偏心轴传感器 机油压力开关
3 16
凸轮轴传感器 冷却液温度传感器
4 17
5 总导线束接头 19 点火线圈
VANOS 电磁阀 监控传感器
6 25
宽带氧传感器插接连接件
发电机
8 26
摩擦轮执行机构
9
12
N14 发动机8 ? N14 发动机传感器和执行机构的电缆布线
索引 说明 索引 说明
1 DME 接头 8 发电机
2 热膜式空气质量流量计 9 节气门
3 凸轮轴传感器 10 起动机
4 发动机通风加热装置接头 11 VANOS 电磁阀
5 点火线圈 12 进气管压力传感器
6 宽带氧传感器 13 智能型蓄电池传感器
7 进气温度和增压压力传感器 14 总导线束接头139 ? N14 发动机传感器和执行机构的电缆布线
索引 说明 索引 说明
1 DME 接头 15 高压喷射阀
2 热膜式空气质量流量计 16 VANOS 电磁阀
4 发动机通风加热装置接头 17 共轨压力传感器
6 宽带氧传感器 18 电子气动压力转换器,废气旁通阀
7 进气温度和增压压力传感器 19 爆震传感器
9 节气门 20 燃油箱通风阀
10 起动机 21 曲轴传感器
12 进气管压力传感器 22 油量调节阀
13 智能型蓄电池传感器 23 总导线束接头
14 总导线束接头1410 ? N14 发动机传感器和执行机构的电缆布线
15
索引 说明 索引 说明
1 DME 接头 14 总导线束接头
2 热膜式空气质量流量计 24 凸轮轴传感器
4 发动机通风加热装置接头 25 总导线束接头
5 点火线圈 26 特性曲线式节温器
6 宽带氧传感器 27 冷却液温度传感器
7 进气温度和增压压力传感器 28 机油压力开关
8 发电机 29 涡轮增压器冷却液泵
10 起动机 30 监控传感器
13 智能型蓄电池传感器 31 循环空气减压阀16
功能
N12/N14 发动机电子系统
供电
概述
l 根据功率消耗计算出发电机的驱动力矩
数字式发动机电子系统 DME 是
N12/N14 发动机的计算和控制中
电源管理系统是能量管理系统内最重要的组
l 接通高负荷用电器时控制发电机的响应情
心。DME 根据传感器提供的输入信
成局部。电源管理系统以软件形式安装在发
号通过存储的功能和算法(计算方
况(负荷响应功能)
法)计算出执行机构(例如点火线
动机控制单元内。电源管理系统在发动机运
圈、喷射阀等)的控制信号并通过
l 对发电机与 DME 控制单元之间的数据导
功率输出级直接控制这些执行机
行期间调节发电机电压。
构。线进行诊断
通过智能型蓄电池传感器根据需要减少用电
l 在 DME 控制单元的故障代码存储器内存
器供电或完全关闭用电器,即使发动机正处
储可能会出现的发电机故障
于运行期间。这项关闭用电器功能可在出现
危险情况下降低耗电量。从而防止蓄电池放 l 通过总线连接控制组合仪表内的充电指示
电。有关能量管理系统的其它信息请参阅产 灯。
品信息“R56 能量管理系统〞。
即使发电机与 DME 控制单元之间的通信中断也可以确保发电机的主要功能。通过故障代码
DME
存储器记录可确定以下故障原因:
DME 通过一个单独的接口从 CAS 控制单
l 过热保护:
元接收总线端 15 接通的信息。随后 DME
启用 DME 主继电器。DME 主继电器以此 发电机过载。为了平安起见会减小发电机
电压,直至发电机重新冷却(充电指示灯
为其它 DME 输入端供电。同时,DME 主
未亮起)。
继电器还确保为其它部件供电。执行存储功
能时,DME 需要通过总线端 30 持久供
l 机械故障:
电。在控制单元内相互连接的多个线脚为
发电机机械卡止。或皮带传动机构损
DME 接地点提供保护。DME 持续监控蓄
坏。
电池电压。蓄电池电压 2.5 V 或 24 V
时就会记录相应的故障代码。发动机起动后
l 电气故障:
3 分钟才启用诊断功能。这样不会将起动过
励磁二极管损坏,励磁线圈断路,因调节
程的影响或通过蓄电池电压进行辅助起动识
器故障造成电压过高。
别为故障。l 通信失灵:
发电机
DME 控制单元与发电机之间的使用带有位串行数据接口的发电机时,DME
线路损坏。
执行以下功能:
发电机线圈断路或短路无法识别。
l 根据规定参数接通和关闭发电机
l 发电机最大允许功率消耗规定
17
空气供应
N14 发动机 欧规发动机取消了 HFM。
N14 发动机通过废气涡轮增压器进气。分别
取消 HFM 的前提是,通过以一种新型的高
来自 2 个气缸列的通道在排气歧管和废气 精度进气计算方法(进气模式)计算空气质
涡轮增压器内连接起来。这项技术称为“双 量并在发动机附近安装宽带氧传感器。与氧
管〞。在低转速时提高排气歧管内的气体动 传感器安装在地板下方时相比,将氧传感器
力,可更有效地利用脉动式气柱能量。因此
测量点设定在发动机附近可更快速地启用 l
在 1600 rpm 转速时即可到达最大扭矩。 控制电路。
这种效果非常明显。几乎可以完全防止平时 这种测量方法具有以下优势:
经常遭到投诉的“涡轮效应滞后〞问题。
l 可以在无需 HFM 测量公差的前提下通过一种复杂的进气模式准确计算出进气质量
确定空气质量
(± 6 %)。
美规 N12/N14 发动机采用了一个热膜式空
l 取消了相关部件。
气质量流量计 HFM。
装有 HFM 时的功能
1 ? 装有 HFM 时测定空
气质量流量索引 名称 索引 名称
1 测量进气温度和空气质量流量(q) 5 废气中的剩余氧气含量
m
2 节气门位置 6 进气管低压
3 进气集气管 7 发动机转速
4 进气门行程(仅 N12) 8 喷射持续时间 ti
18
运行汽油发动机时需要到达一个规定空燃 根据测量到的空气质量计算出准备喷射的燃
比。理想空燃比为 1 kg 燃油 14.7 kg 空气 油量和喷射持续时间。也可以通过发动机温
(l 1)。为了实现该空燃比,DME 需要 度(暖机校正)计算出喷射持续时间。
获得有关进气质量的信息。
未装 HFM 时的功能
在美规车辆上通过热膜式空气质量流量计(HFM)测量进气质量。2 ? 未装
HFM 时测定空气
质量流量
索引 名称 索引 名称
1 进气温度和进气管差压 5 废气中的剩余氧气含量
2 节气门位置 7 发动机转速
3 进气集气管 8 数字式发动机电子系统(DME),
用于计算空气质量流量(q)的特
m
性曲线
4 进气门行程(仅 N12) 9 喷射持续时间
5 废气中的剩余氧气含量
19
不再直接测量进气质量,而是在 DME 内进 电子气动压力转换器使隔膜盒承受负压(真
空)。DME 控制电子气动压力转换器。
行计算。为此在 DME 内对依据经验值的进气计算方法(进气模式)进行编程。计算过
增压压力调节装置还有另一项功能。即在
程中涉及到以下信号:
短时间内将增压压力提高大约 150 mbar
l 进气门行程(负荷测定)
(大约 12 秒)。在转速到达大约 1600
rpm 至 5000 rpm之间时提高增压压力
l VANOS 位置(负荷测定)
(过增压)。这样可在转速不变的情况下
l 节气门位置(节气门调节)
提高扭矩和功率。
l 进气温度(校正空气密度)
l 发动机温度(校正空气密度)
l 发动机转速(气缸进气)
l 进气管差压(节气门调节校正)
l 大气压力(通过高度校正后的空气密
度)。
通过氧传感器(空燃比)和喷射持续时间
(燃油量)信号对计算出的空气质量进行调
节,必要时进行校正。
如果氧传感器失灵,就会在 DME 内输入一
条故障代码存储器记录(空气质量可信度检
查)。此时不再对计算出的空气质量进行调
节。
增压压力调节装置
DME 可通过一个废气旁通阀将增压压力最高
调至 0.8 bar。局部废气通过废气旁通阀从涡
轮旁经过。由一个隔膜盒以气动方式控制废
气旁通阀。可对废气旁通阀进行可变调节。
3 ? N14 发动机功率曲线图
快速踩下加速踏板时通过 DME 启用提高增
压压力功能。
20
怠速调节 车辆处于运行状态时将怠速转速调节至一个固定值(稍稍高于车辆静止时的发动机转
DSC 控制单元通过 PT-CAN 向 DME 控
速)。车速为 0 km/h 时对怠速转速进行相
制单元发送车速信号。多项功能都需要获得
应调节(根据空调压缩机接通,自动变速箱
该信号,例如怠速调节功能。DME 控制节
挂入行驶档,车灯翻开)。
气门调节器以调节怠速。燃油系统
燃油喷射 由于凸轮轴每转动一圈仅喷射一次,因此由于部件公差造成的燃油喷射量差异很小。怠
N12/N14 发动机采用了针对不同气缸的全
速质量得到改善,因为缩短了喷射阀的响应
顺序式燃油喷射系统 CIFI。CIFI 具有以下
和释放时间。减少了耗油量。
优点:
在车辆行驶过程中,可在突然加速或收油时
l 针对各个气缸制备最正确燃油混合气
校正喷射持续时间。因此可通过二次喷射、
l 根据发动机运行状态(转速、负荷、温
延长或缩短喷射持续时间对燃油量和混合气
度)调整喷射持续时间
进行校正。这样可以改善发动机的响应特
性。
l 负荷变化时针对不同气缸进行喷射校正(在进气行程期间可通过二次喷射
延长
N14 发动机
或缩短喷射持续时间)
N14 发动机采用直接喷射方式。直接喷射装
l 可关断具体某个气缸(例如当火花塞损
置可提高功率。此时的最大燃油压力为 120
坏时)
bar(怠速时 50 bar,满负荷时 120
l 可对各个喷射阀进行诊断。
bar)。CIFI 的这些优点基于所有气缸均独立供
通过采用直接喷射装置可在整个燃烧室内形
油。
成均匀混合气。形成均匀混合气意味着与进每个喷射阀都通过各自的输出级进行控制。 气管喷射方式一样,也将空燃比调节到理想
因此可同时为所有气缸供油,从而确保气缸 配比(过量空气系数 1)。到达“理想配
各处的混合气均匀混合。供油时间可以改
比〞时的空燃比为 14.7 kg 空气 1 kg 燃
变,取决于发动机负荷、转速和温度。
油。在形成均匀混合气的前提下可使用传统
的废气再处理系统。
21
N14 发动机高压控制 根据活性炭的填充情况通过碳氢化合物(HC)使活性炭罐吸入的扫气变浓。随后将
油量调节阀调节由高压泵低压侧送入高压侧
扫气送入内燃机内。
的燃油供应量。从而到达所需共轨压力。高压泵高压侧到达一个特定压力后,就会以液 燃油箱内产生的 HC 取决于:
压方式强制油量调节阀翻开。共轨压力传感
l 燃油温度和环境温度
器信号是一个重要的 DME 输入信号,用于
l 空气压力
控制油量调节阀。共轨压力传感器失灵时,
DME 就会启用油量调节阀的应急运行模
l 燃油箱油位。
式。燃油箱泄漏诊断(仅限美规)
燃油箱通风
有关燃油箱泄漏诊断模块的详细介绍请参阅系燃油箱通风阀通过扫气使活性炭罐再生。由 统组件局部。
DME 对燃油箱通风阀进行控制。
关闭发动机后定期进行燃油系统密封性检查。
点火只有在暖机阶段最高温度到达 64 ℃ 以及
根据点火系统特性曲线控制点火线圈。
接近怠速运行时才会屡次点火。
气门机构如果起动发动机时发现偏心轴的关闭位置与
DME 负责控制凸轮轴以及 N12 发动机的
起始位置不同,就会持续执行挡块限位程
气门行程。所有所需特性曲线和功能都存储
序。
在 DME 内。根据不同的输入信号,通过特性曲线获得所需控制参数并由执行机构进行
此时会将偏心轴由零行程调节到满行程。存
调节。
储限位位置及初始位置。
可通过 BMW 诊断系统启用挡块限位程序。
VALVETRONIC(电子气门调节系统)
需要识别偏心轴的机械挡块时执行挡块限位
程序。22爆震控制发动机带有针对不同气缸的自适应爆震调节
l 通过结合具体的发动机运行状态高效利用
系统。爆震传感器负责识别爆震燃烧情况。
燃油质量实现较高经济性
在 DME 内对传感器信号进行分析。发动机
爆震条件系统自诊断包括以下内容:
以爆震燃烧方式长时间运行会造成严重损坏。
l 检查信号故障,例如断路或插接连接件损
引发爆震的原因包括:
坏
l 压缩比增大
l 分析电路自检
l 气缸进气量较大
l 检查爆震传感器针对发动机测定的噪音水
平。
l 燃油质量不佳(RON/MON)
如果在进行这些检查时发现故障,就会关闭
l 进气和发动机温度较高。
爆震调节系统。此时由应急模式控制点火角
积炭或制造差异也可能会造成压缩比过高。
度。同时在故障代码存储器内记录相应的故
如果发动机没有爆震调节功能,那么须在设计
障代码。使用 RON 91 以上的燃油时,应急
点火系统时考虑到这些不利因素,与爆震限
模式可确保发动机在无损伤的情况下高效运
值保持平安距离。但这样无法防止影响负荷
行。该模式取决于发动机负荷、转速和温
较高时的效率。爆震调节系统可防止产生爆
度。
震。只有确实存在爆震危险时才会根据需要
延迟相关气缸的点火时刻(针对不同气 增压爆震
缸)。这样可根据最正确燃烧值设定点火角度
增压爆震是指使用高增压发动机时产生的不规
特性曲线(无需考虑爆震限值)。无需保持
那么燃烧。此时的最大燃烧压力由大约 100 bar
平安距离。爆震调节系统负责针对所有爆震
增加至大约 200 bar。其原因是燃烧室内的异
危险校正点火时刻并在使用普通汽油(至少
物(机油、剩余气体、碳颗粒)促使混合气在
RON 91)的情况下确保车辆正常行驶。爆震
正常点火时刻前点火。因此无法通过点火干预
调节系统:
消除增压爆震。如果 DME 识别出增压爆震
l 防止因爆震造成损坏(即使在不利条件
现象,就会降低功率以免损坏发动机。单独的
下)
污物颗粒会造成短时增压爆震。发生增压爆震
时会暂时停止向相关气缸喷射燃油(3 至 6
l 在整个高负荷范围内确保低油耗和高扭
个循环)。并在故障代码存储器内记录一个故
矩(根据所用燃油质量)
障代码。
23
发动机冷却
冷却液泵 例如可在关闭发动机后的一定时间内启用涡轮增压器冷却液泵。这样可防止废气涡轮增
冷却液泵由一个摩擦轮进行驱动。N12 发动
压器过热。
机装有一个摩擦轮执行机构,用于接通或关闭冷却液泵。冷却液泵根本上始终持续运行。
电风扇
DME 可根据需要通过启用摩擦轮执行机构关DME 分两档控制电风扇。DME
根据需要
闭 N12 发动机的冷却液泵。但只有在暖机阶
和冷却液温度控制相应继电器,以此影响电
段不提供供暖功能时才进行上述操作。控制过
风扇转速。空调系统的压力传感器也会对控
程存储在一个特性曲线内。
制情况产生影响。
N14 发动机还采用了一个涡轮增压器冷却液泵。DME 根据特性曲线接通涡轮增压器冷却
特性曲线冷却
液泵。
参阅系统部件局部。断火识别和恶劣路段识别
曲轴传感器通过一个用螺栓固定在增量轮上 发动机必须以怠速运行至少 3
分钟,以到达
的曲轴记录曲轴位置。DME 根据传感器信 可用值。
号计算出发动机转速。全顺序式燃油喷射系
只有在怠速时(冷态或热态)才能分析怠速
统(针对各个气缸单独喷射确保最正确点火时
运转平稳性。可以准确识别出燃烧质量较差
刻)需要使用曲轴传感器。DME 还通过曲轴
的单个气缸。只有通过仔细观察相关数值才
传感器信号分析曲轴加速度。通过曲轴加速
能发现单个气缸偶尔出现的平稳运行值变
度可了解各个气缸的燃烧质量。
化。只有在怠速时才能分析怠速运转平稳性。可
在理论上的发动机均匀燃烧过程中平稳运行
以准确识别出燃烧质量较差的单个气缸。
值为 0(所有气缸的平均值)。平稳运行值增大可能由多种原因造成(例如断火、二次
断火识别
空气、混合气偏差、燃油供应系统故障、压进行故障查询时显示出各个气缸的平稳运行
缩压力缺乏)。因此无法规定准确的调节限
值。
值。
24
在增量轮上通过曲轴传感器测量发动机转速。 恶劣路段识别
此外测量转速时还要监控发动机运行平稳性
恶劣路段识别功能根据获得的车轮加速度识
( 断火识别)。进行断火识别时,DME 控
别出正在恶劣路段上行驶(驶过石块、砾石
制单元根据点火间隔(2 次点火之间)将增
或坑洼路面)。
量轮分为 2 个区域。DME 控制单元测量单个区域的持续时间并进行统计分析。 识别出恶劣路段时会存储一个故障代码并暂时停用断火识别功能。此时必须停用断火识
针对各个特性曲线值存储了最大允许平稳运行
别功能,因为该功能会将恶劣路段造成的传
值(根据发动机转速、负荷和温度)。如果在
动系统振动错误识别为断火。
一定数量的燃烧过程中超过了这些数值,就会
相反,可能会延迟识别出恶劣路段(已错误
针对识别出的故障气缸在故障代码存储器内记
识别为断火后)。此时,恶劣路段识别功能
录相应的故障代码。
会将燃烧断火识别为故障诊断。排气系统
空气系数调节 由氧传感器提供废气成分的相关信息。
进行充分、正常的燃烧时需到达 1 kg 燃油和 催化转换器前的宽带氧传感器持续测量废气
中的剩余氧气含量。将剩余氧气含量值变化
大约 14.7 kg 空气的空燃比。空气容量相当
3
情况以电压信号形式传输至 DME。
于大约 11 m 。
DME 通过燃油喷射校正混合气成分。在催化
这种比例关系称为理想配比(l 1)。空气
转换器后装有一个监控传感器。
缺乏时(l 大约为 0.9 浓混合气),发动机发挥其最正确功率。空气过量时(l 大
氧化和复原过程都在催化转换器内进行。氧
约为 1.1 稀混合气),发动机耗油量最
化过程需要氧气 O ,复原过程需要一氧化
2
低。到达 l 1 的混合状态时,催化转换
碳 CO。污染物 CO、HC、NO 和复原催
x
器可最有效地减少污染物排放量。
化剂 O 、CO 必须保持特定的比例关系,
2从而到达最高转换率。
现代催化转换器可到达 98 % 至接近 100
% 的转换率,即转换的污染物含量。通过
数字式发动机电子系统(DME)控制空燃
比的最正确组合方式。25
以下是典型的催化转换器故障: 附加式混合气调节功能在怠速运行和接近怠
速时有效。发动机转速越高,作用越小。倍 热老化:
增式混合气调节功能在整个特性曲线范围内因温度超过 800 ℃ 直至熔化时烧结而使
都有效。燃油压力是一项重要的影响因素。
外表缩小。
通过“调节值复位〞这项效劳功能可使调节 化学中毒:
值和配置情况恢复为出厂状态。之后必须重
新适配调节值。适配混合气调节值时,需要
因与异物(燃油、机油添加剂)发生化学
在怠速和局部负荷之间的状态下运行较长时
反响导致催化层损坏。
间。 机械中毒:催化转换器诊断
活化层被燃油和机油中的铅、硫等覆盖。通过前置宽带氧传感器和催化转换器后的监
如果催化转换器正常,监控传感器就会发送
控传感器执行催化转换器诊断功能。
一个恒定值,由于在催化转换器内发生氧化和复原反响,剩余氧气含量到达
l 1。如果
诊断催化转换器的成效时,通过比拟宽带氧
催化转换器损坏,监控传感器就会逐渐以电
传感器信号和催化转换器后的监控传感器信
压波动方式对过量空气系数偏差做出反响。
号测量转换器的氧气存储能力。虽然氧气存
一项特殊的诊断功能利用这种现象对催化转
储能力并不是转换率的直接衡量标准,但却
换器进行监控。催化转换器故障时,通过排
能够依此准确判断出催化转换器的老化程
放警告灯发出警告。
度。此外可通过标配氧传感器测量功能监控效果。
CO 调节催化转换器的氧气存储能力随催化转换器的
在没有空气系数调节功能的车辆上,通过
老化而降低,同时也会影响废气气流中氧气
BMW 诊断系统调节怠速时的一氧化碳排放
振动的减振效果。监控传感器随之不断产生
量。规定了相应的调节值。
电压跃变,DME 据此判断出催化转换器效率降低。
空气系数调节催化转换器前后测量到的剩余氧气含量到达
空气系数调节功能(混合气调节)用于补偿
某一特定比例关系时,废气排放量就会超过
会对混合气产生影响的部件公差和老化影
允许的 OBD 规定限值。此时就会接通警告
响。二次空气和燃油压力等因素也会影响空
灯并存储一个相应的故障代码。
气系数调节效果(局部补偿)。因此,无法
针对某一故障规定准确的调节限值。空气系
数调节分为:附加式混合气调节倍增式混合气调节。
26
电子禁起动防盗锁 EWS
如果识别数据正确,CAS 控制单元就会通过
电子禁起动防盗锁用于防盗和授权起动发动
控制单元内的一个继电器控制起动机。同时
机。
CAS 控制单元向 DME 发送一个用于起动MINI 车辆使用了一种新开发的电子禁起动防
发动机的设码授权信号(交变码)。只有接
盗锁(第 4 代)。这种新产品采用了一种新
收到来自 CAS 控制单元的正确授权信号
式先进的加密方法。
时,DME 控制单元才会发送授权起动信号。这些过程可能会稍稍延迟起动时间(最多半
每辆车都分配有一个 128 bit 密匙。密匙存
秒钟)。
储在一个 BMW 数据库内。因此只有 BMW
才知道密匙内容。在 CAS 控制单元和如果 CAS 或 DME 损坏,必须遵守规
DME 控制单元内为密匙编程并上锁。
定的工作步骤。必须针对具体车辆准确订购所需控制单元。为此需要相关车辆数据(底
如果密钥位于控制单元内,那么无法更改或删
盘编号)。更换控制单元后无需进行 EWS
除。因此每个控制单元只能分配给某一辆
适配。
车。CAS 控制单元和 EWS 控制单元通过
密码和相同算法相互配合工作。27
28
系统组件
N12/N14 发动机电子系统
传感器和执行机构
DME 控制单元
环境压力传感器
DME 是发动机管理系统的计算和控制中
心。安装在发动机和车辆上的传感器为
环境压力传感器安装在印刷电路板上。DME
DME 提供输入信号。执行机构执行 DME
为该传感器提供 5 V 供电和接地连接。有效的指令。点火线圈或喷射阀等都属于执行机
电压信号根据压力情况在大约 2.4 ? 4.7 V 之
构。DME 根据输入信号和 DME 内存储的 数字式发动机电子系统确保正常工
间波动,相应空气压力为 70 kPa(0.7 bar)
作时需要多项信息数据。DME 从
计算模型及特性曲线计算出相应的执行机构
不同传感器处获得这些信息。例如
至 110 kPa(1.1 bar)。
为了干预混合气成分,装有相关执
控制信号。行机构。传感器与执行机构通过相并非通过 HFM 计算出气缸进气而是根据节
互配合,确保实现符合相应法规要
DME 采用防水设计方案,因此不通过电控
求的最正确发动机运行状态。
气门位置得到进气量时需要使用环境压力传
箱提供保护。
感器。此外该传感器可准确测定环境空气密度,该参数应用于多项诊断功能。
通过 6 V 至 16 V 车载网络电压确保实现
DME 功能。
温度传感器
在 DME 内集成了一个环境压力传感器和一
温度传感器安装在印刷电路板上。采用的是
个温度传感器。
负温度系数(NTC)电阻。电阻值随温度的升高而降低。控制单元施加 3.3 V
的电压并
测量电压降。
温度范围为 -55 °C 至 +150 °C。
如果控制单元内部温度升至过高,就会减少
屡次点火次数,以使输出级稍稍冷却并使控
制单元内部温度保持在非临界范围内。
1 ? DME 控制单元29曲轴传感器DME 为传感器提供 5 V 供电和接地连接。
传感器通过信号导线向 DME 发送一个数字
信号。
转速到达大约 20 rpm 后就会发送一个可进
行分析的有效信号。
如果控制单元测量到某个齿间距离是前后齿
间距离的两倍以上,就会将其识别为齿隙。
2 ? 曲轴传感器 该齿隙被分配给气缸 1 的某个特定曲轴位置。DME 此时使曲轴位置同步化。之后每接
曲轴传感器向 DME 发送曲轴位置信号。
收一个低电平信号,曲轴就会继续转动 6°。曲轴上装有一个 60 齿大小的铁磁增量轮。
为使 DME 能够根据需要调节点火系统和燃
去掉了两个轮齿。
油喷射系统,必须进行准确分配。因此将两
曲轴传感器扫描 58 个轮齿的轮齿顺序。
次电平变化(例如高电平变为低电平)之间的时间间隔分为较小的时间单位。
曲轴传感器设计为依据霍尔原理工作的主动式
传感器。
30
传感器功能3 ? 轮齿霍尔效应
索引 说明 索引 说明
电子 永久磁铁
A 3
霍尔模块 供电电流
1 4
磁力线 霍尔电压
2 5
如果电子(A)在磁力线(2)穿过的导体 因此在电子过剩端和电子缺乏端就会产生霍尔
(1)内移动,电子就会转向垂直于电流和磁 电压(5)。使用半导体时这种所谓的霍尔效
应更加明显。
场的方向。导致一侧电子过剩,一侧电子不
足。314 ? 齿隙霍尔效应
索引 说明 索引 说明
电子 永久磁铁
A 3
霍尔模块 供电电流
1 4
2 磁力线 5 霍尔电压
增量轮的齿隙和轮齿经过传感器(霍尔模 由于准确性很高,因此 DME 接收到一个模拟
块)时,永久磁铁(3)磁力线(2)的通量 增量轮形状的方波信号。控制单元无需进行特
密度发生相应变化。霍尔模块记录该变化并 殊处理即可使用该信号。
根据磁场强度(参见齿隙霍尔效应示意图和
信号在齿腰/增量轮间隙处发生变化。原因在于
轮齿霍尔效应示意图)通过信号导线向
曲轴传感器的结构和内部电路。
DME 发送高电平或低电平信号。32
更多推荐
传感器,发动机,控制,系统
发布评论