汽车发动机起动控制原理分析

除了解电控发动机起动时及起动后的空燃比控制的共性外，还需了解各种常见发动机电控燃油喷射系统的个性。

众所周知，电控发动机在起动时是不需要踩加速踏板的，此时的进气量是由旁通气道及怠速控制执行机构的状态来决定的，各种发动机其怠速执行机构不外乎双金属片式与石蜡式附加空气阀、步进电动机式、旋转电磁阀式、平动电磁阀式怠速控制阀、直动节气门式怠速执行机构和电子节气门等。它们此时的状态是由冷却液温度直接控制或根据冷却液温度、起动等信号由发动机ECU间接控制的。如果此时的进气量与喷油量不能合理匹配，造成混合气过浓或过稀，均可能引起起动困难。例如，怠速控制阀积炭卡死，空气通道很小，此时喷油器仍然喷同样多的油，混合气过浓，起动困难。同样如果因某些原因产生了额外的进气，也会因混合气过稀而起动困难，如废气再循环阀卡在打开位置、进气管漏气等。

由于发动机冷起动时的温度低、转速低，喷入的燃油不易气化，易引起混合气变稀。为了使发动机顺利起动，能产生足够的燃油蒸气形成可燃混合气，在起动时供给足够的燃油，必须延长喷射时间，以增大喷射量。同时由于起动时转速波动较大，吸入的空气量较少，无论是空气流量计还是进气歧管压力传感器，都不能精确测量进气量。所以起动时通常不根据吸入的空气质量计算喷射时间。在实际的发动机冷起动过程中，常采用两种不同的方式来增加燃油喷射量：一种是ECU直接通过延长喷油器的喷油时间来实现；另一种是利用热时间开关通过控制冷起动喷油器增加附加燃油来实现。由于冷起动喷油器安装在进气总管上，不可避免地影响了冷起动时对各缸供油的精确性及均匀性，故在现代发动机控制系统中，通过ECU直接延长喷油时间的方法被广泛采用。

发动机起动时，ECU可根据起动装置的开关信号和发动机转速（如400r/min以下），判定起动工况，具体控制如下。

图2-1 ROM内存储的冷却液温度—喷油时间图

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图2-2 起动时的喷油器控制

当发动机起动时，由于转速波动较大，无论是空气流量计还是进气歧管压力传感器，都不能精确测量进气量。因此，起动时，ECU一般不根据吸入的空气质量来计算喷油时间，而是根据发动机冷却液的实际温度由ROM内存储的冷却液温度—喷油时间图（图2-1）查出基本喷油脉宽，然后再根据进气温度信号和蓄电池电压信号，进行进气温度修正和蓄电池电压修正，以此得到起动时的喷油脉宽，如图2-2所示。发动机被拖动后，当经过一定的时间且达到一定的转速（200～300r/min）时，喷油器的喷油时间应逐渐减少，这是因为发动机开始被拖动后所需燃油量不断减少。另一方面，因为随着发动机转速升高到一定值时才出现节流现象，致使每循环吸入的空气量相对减少，故喷油量也应相应减少。

同时，为了在进气道和气缸内形成均匀的可燃混合气，并尽可能避免火花塞“淹死”，在有的发动机控制系统中还要求电磁喷油器在发动机每一转中分多次进行喷射（异步喷射）。在起动时，除同步喷射外，在起动信号STA处于接通状态时，ECU根据曲轴位置信号G检测的第一个转速信号Ne，以一个固定的喷油脉宽同时向各缸加一次喷油。

起动时如出现燃油过多，发动机会由于火花塞“淹死”而难以起动。为此一般微机都设有清除溢油功能。起动时，踩下加速踏板使节气门全开或节气门开度为80%～100%时，ECU将发出指令供给稀混合气（如空燃比为20∶1），以消除燃油过多现象，直到发动机转速达400r/min，也有一些燃油喷射发动机，在起动时如节气门开度超过80%后，就根本不喷油，其也是为了清除溢油。

起动期间，其喷油量不由空气流量计信号或进气歧管绝对压力传感器信号来决定，但一旦起动后立即转为由空气流量计信号或进气歧管绝对压力传感器信号和发动机转速信号来决定基本喷油量，再加上一些修正而已，如果空气流量计信号或进气歧管绝对压力传感器信号出现错误，可能引起发动机在起动后瞬间不能平稳运转而导致起动失败，也就是起动困难。当发动机ECU判断空气流量计或进气歧管绝对压力传感器失效而记忆故障码时，一般均会启用故障失效保护功能或启用备用系统，这时发动机一般都可以起动。