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汽车发动机电控系统的功能

更新时间:2025-01-17 工作计划 版权反馈
【摘要】:电控燃油喷射系统的功能是对喷油正时、喷油量和燃油停供进行控制。异步喷油正时控制1)起动时异步喷油正时控制 在部分电控燃油喷射系统中,为了改善发动机的起动性能,在发动机起动时,除了同步喷油外,增加一次异步喷油。在汽油机电控燃油喷射系统中,喷油量的控制是通过对喷油器喷油持续时间的控制来实现的,其目的是使混合气的空燃比符合发动机燃烧的要求。ECU控制汽油喷射时间的对策、措施和方法,不同生产厂家是不一样的。

电控燃油喷射系统的功能是对喷油正时、喷油量和燃油停供进行控制。

1.喷油正时的控制

在采用间歇喷射方式的电控燃油喷射系统中,ECU必须控制喷油器喷油的开始时刻,即喷油正时控制。其控制目标一般是在进气行程开始前结束喷油。

喷油器的喷油可分为同步喷油和异步喷油两种类型:同步喷油是根据发动机各缸工作循环在既定的曲轴位置进行喷油,有规律性;异步喷油与发动机的工作不同步,无规律性,它是在同步喷油的基础上,为改善发动机的性能额外增加的喷油,主要有起动异步喷油和加速异步喷油。

(1)同步喷油正时控制

1)同时喷射正时控制。同时喷射控制电路如图3-6所示。从图中可以看出,所有喷油器均为并联连接。当点火开关置于ON位置时,电源“+”极便同时加到四个喷油器电磁线圈的一端。ECU根据发动机转速传感器输送的喷油基准信号向喷油器发出喷油控制指令,控制大功率晶体管的导通和截止,从而控制各喷油器电磁线圈的电路同时接通和切断,使各缸喷油器同时喷油。

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图3-6 同时喷射控制电路

通常曲轴每转360°,各缸喷油器同时喷油一次。由于在发动机的一个工作循环中各缸同时喷油两次,因此这种喷油方式也称为同时双次喷射。两次喷射的汽油在进气门打开时一起进入气缸。图3-7所示为同时喷射控制的喷油正时。

由于这种喷射方式是各缸喷油器同时喷射,所以喷油正时与发动机进气、压缩、做功、排气的工作循环没有关系。其缺点是由于各缸对应的喷射时间不可能最佳,会造成各缸的混合气形成不一样。但是这种喷射方式不需要气缸判别信号,并且控制电路的结构和软件较为简单,因此目前这种喷射方式仍有一定的应用。

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图3-7 同时喷射控制的喷油正时

2)分组喷射正时控制。分组喷射控制电路如图3-8所示。从图中可以看出,每组中的喷油器为并联连接,两组喷油器的搭铁回路分别由不同的大功率晶体管控制。一般是4缸发动机分成两组,6缸发动机分成两组或三组。当ECU从发动机转速传感器接收到某组喷油器的喷射控制信号时,便发出喷油控制指令,控制该组中的大功率晶体管导通,从而接通喷油器电磁线圈的电路,喷油器开始喷油。

发动机每一工作循环中,各缸喷油器均喷油一次或两次。一般发动机每转360°,只有一组喷油器喷油。图3-9所示为分组喷射控制的喷射正时。

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图3-8 分组喷射控制电路

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图3-9 分组喷射控制的喷油正时

3)顺序喷射正时控制。顺序喷射也称为独立喷射。发动机一个工作循环中,各缸喷油器顺序依次轮流喷油一次。顺序喷射控制电路如图3-10所示。

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图3-10 顺序喷射控制电路

从图中可以看出,顺序喷射控制各缸喷油器分别由ECU独立进行控制,控制电路数与发动机气缸数相等。

在顺序喷射控制中,ECU通过发动机转速传感器的信号可以确定瞬间活塞在气缸内的具体位置,即哪一缸正在向上止点运动,是压缩行程还是排气行程。当确知某缸在排气行程上止点前一定角度时,便向该缸发出喷油控制指令,与其对应的大功率晶体管导通,接通喷油器电磁线圈的电路,喷油器开始喷油。图3-11所示为顺序喷射控制的喷油正时。

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图3-11 顺序喷射控制的喷油正时

由于顺序喷射可以在最佳时间喷油,有利于混合气的形成,可以提高发动机的动力性和燃油经济性,并且降低排气污染,故目前在发动机上得到广泛的应用。但是其控制电路的结构和软件较为复杂。顺序喷射控制既适合进气歧管内喷射,也适用于气缸内喷射。

(2)异步喷油正时控制

1)起动时异步喷油正时控制 在部分电控燃油喷射系统中,为了改善发动机的起动性能,在发动机起动时,除了同步喷油外,增加一次异步喷油。

具有起动异步喷油功能的电控燃油喷射系统,在起动开关(STA)处于接通状态时,ECU接收到第一个凸轮轴位置传感器(CMPS)信号(G信号)后,接收到第一个曲轴位置传感器(CKPS)信号(Ne信号)时,开始进行起动时的异步喷油。

2)加速时异步喷油正时控制。发动机由怠速工况向汽车起步工况过渡时,由于燃油惯性等原因,会出现混合气变稀的现象。为了改善起步加速性能,ECU根据节气门位置传感器(TPS)中怠速触点输送的怠速信号(IDL信号)从接通到断开后检测到第一个Ne信号时,增加一次固定量的喷油。有些发动机的电控燃油系统,为了使发动机加速更灵敏,当节气门迅速开启或进气量突然增加(急加速)时,在同步喷射的基础上增加一般喷射。

2.喷油量的控制

当喷油器的结构和喷油压差一定时,喷油量的多少取决于喷油时间。在汽油机电控燃油喷射系统中,喷油量的控制是通过对喷油器喷油持续时间的控制来实现的,其目的是使混合气的空燃比符合发动机燃烧的要求。

ECU控制汽油喷射时间的对策、措施和方法,不同生产厂家是不一样的。现仅就常见的基本控制理论介绍如下:

汽油喷射持续时间的控制大致分为两大类:一是发动机起动后的喷油量控制,它是根据发动机吸入的空气量计算得出的;二是发动机起动时的喷油量控制,它不是根据吸入空气质量计算得出的。

(1)起动时的同步喷油量控制 起动时的喷油脉宽通常不采用根据进气量(或进气压力)和发动机转速计算确定,这与起动机起动后的控制不同。在发动机起动时,转速波动大,无论D型系统中的进气压力传感器还是L型系统中的空气流量计,都不能精确地确定进气量,进而影响合适的喷油脉宽的确定。因此,在起动时,ECU根据当时的发动机冷却液温度,由存储器中的冷却液温度-喷油时间图(图3-12)找出相应的喷油脉宽图,然后用进气温度和蓄电池电压等参数进行修正,从而得到起动时的喷油脉宽。

在发动机转速低于规定值或点火开关接通STA时,喷油时间的确定如图3-13所示。根据冷却液温度传感器信号,ECU查出冷却液温度-喷油时间图的基本喷油时间;根据进气温度信号对喷油时间作修正(延长或减短);根据蓄电池电压相应地延长喷油脉宽信号,以实现喷油量的进一步修正,即电压修正。喷油器的实际打开时刻晚于ECU控制其打开的时间,即存在一段滞后(见图3-14),故喷油器打开的实际时间较ECU计算出的需要打开的时间短,此时间差称为无效喷射时间。蓄电池电压越低,滞后时间越长。因此,ECU根据蓄电池电压延长喷油脉宽信号,修正喷油量,使实际喷油时间更接近于ECU计算值。

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图3-12 冷却液温度-喷油时间图

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图3-13 喷油时间的确定

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图3-14 喷油滞后时间

(2)起动后同步喷射时间的计算方法 汽油喷射持续时间是以一个进气行程中填充气缸的空气质量为基准设计的。对于一个进气行程中填充气缸的空气质量,ECU可以利用安装在进气管中的空气流量计、进气温度传感器及进气压力传感器等输入的信号计算得出。计算实际喷油时间时,要考虑到发动机的动力性、响应性、排气净化及燃料经济性等因素,即按照目标空燃比来决定。目标空燃比的计算公式为

目标空燃比(A/F)=Ga/Gf

式中 Ga——每个进气行程中填充气缸的空气质量(g);

Gf——每次燃烧需要的燃油量(g)。

根据上式,如果已知每一个进气行程中填充气缸的空气质量(Ga)与目标空燃比(A/F),那么就可以确定每次燃烧所需要的燃油质量。对于某一发动机的喷油器来说,在喷油器供油压力与进气歧管的压力差一定的情况下,喷油器的每次喷油量仅与喷油时间成正比。在实际工作中,每次燃烧所需的燃油量是通过控制喷油器的开启时间来实现的。

如果把起动时的特殊运转情况除外,按照目标空燃比决定的汽油喷射时间可用下式计算

T=TpFe+Tu

式中 T——汽油喷射时间(ms);

Tp——基本喷油时间,它是实现既定空燃比(一般设定的理论空燃比为14.7)的喷射

时间(ms);

Tu——喷油器无效喷射时间(ms);

Fe——基本喷射时间修正系数,它是考虑空燃比变化等情况的修正系数,与下式中的

各项系数有关。

Fe=gFETFADFOFH

式中 FET——与发动机温度相关的修正系数;

FAD——加、减运转时的修正系数;

FO——理论空燃比反馈修正系数;

FH——大负荷、高转速工作时的修正系数。

(3)基本喷油时间Tp 基本喷油时间是为实现既定空燃比,利用空气流量计等输入信号计算求得的喷射时间。采用空气流量计的形式不同,进行计算的方式、方法也不同,现仅介绍其中的两种。

1)采用翼片式空气流量计。采用翼片式空气流量计时,在大气标准状态下,基本喷油时间Tp1是根据空气流量计和发动机转速以及设定的空燃比确定的,可用下式表示:

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式中 Tp1——在大气标准状态下,根据翼片式空气流量计求得的基本喷射时间(ms);

Q——单位时间内的空气量(s);

n——发动机转速(r/s);

Q/n——个进气行程中填充气缸的空气量;

A/F——空燃比;

K1——由喷油器尺寸、喷射方式及其气缸数决定的常数。

翼片式空气流量计的输出信号Us/Ub和吸入空气量Q之间存在的关系可用下式表示:

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式中 C——常数。

按照以上两式,可得基本喷射时间Tp1

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C/K1A/F)=常数K,则有

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式中 Us/Ub——空气流量计测量信号。

上式表明,根据空气流量计输出信号和发动机转速信号,可计算出相应的基本喷射时间Tp1。在ECU的存储器中,存在各缸空气流量和转速时的基本喷射时间数据,当ECU接收到空气流量和发动机转速信号后,即刻计算出基本喷射时间Tp1

上式是在大气标准状态[293K(20℃),101kPa(760mmHg)]为基准计算出的基本喷油时间,而当实际大气条件发生变化时,如果进气温度和压力变化,则还要考虑进气温度传感器和大气压力传感器输入的信号,才能计算出进气质量。与吸入空气质量相对的基本喷射时间Tp则按下式计算:

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式中 978-7-111-49103-3-Chapter03-20.jpgt——进气温度变化时的修正值;

t——安装在空气流量计上的温度传感器测出的温度(K);

978-7-111-49103-3-Chapter03-21.jpg——大气压修正值;

p——大气压力(kPa)。

由于空气密度与温度密切相关,在翼片式空气流量计转角开启相同的情况下,实际吸入发动机的空气质量随空气温度的增加而减少。为了避免进气温度对混合气浓度的影响,ECU将根据进气温度对基本喷油时间进行修正。修正系数也可表示为978-7-111-49103-3-Chapter03-22.jpg,其中,t表示进气温度,该修正值常用图3-15表示。图中设定进气温度20℃为基准,低于20℃增加喷油时间,高于20℃减少喷油时间。

汽车在高原地区行驶时,由于海拔增加,大气压力低,导致空气密度降低,进而使得经空气流量计进入发动机的空气质量降低。为了避免混合气过浓、油耗过高,应根据大气压力传感器输入的信号对喷油时间进行修正。其修正值也可在图3-15上表示。图中以大气压101.3kPa(760mmHg)为基准,低于该值时适当减少喷油时间,高于该值时适当增加喷油时间。一般把图3-15所示的特性制成脉谱图,存储在ECU的ROM中,ECU可根据进气温度传感器和大气压力传感器的输入信号确定修正值,进而计算出基本喷射时间。

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图3-15 进气温度、大气压力修正图(翼片式)

2)采用热线式空气流量计。采用热线式空气流量计时,由于它是质量流量传感器,不需要像使用翼片式空气流量计或卡门旋涡式空气流量计时那样,必须进行温度和大气压力修正。(www.xing528.com)

由于热线式空气流量计的输出电压与实际进入发动机的空气质量之间的关系是非线性的(见图3-16),因此需要进行线性化,以便求得基本喷油时间。线性化的方法大致分为两种:一种是利用硬件回路进行处理,另一种是利用软件进行处理。

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图3-16 热线式空气流量计输出特性

假设线性化后的空气质量信号为GL,则基本喷射时间可用下式表示:

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式中 K——由喷油器尺寸、喷射方式及气缸数决定的常数;

n——发动机转速(r/s)。

(4)与发动机温度相关的燃油修正系数

1)起动后燃油增量的修正系数。发动机冷车起动后(靠本身的动力能维持转动状态)的数十秒内,应进行起动后的燃油修正。发动机温度越低,燃油增量应越大,需要修正的时间也越长。这是因为在低温起动后的一段时间内,进气门及气缸壁处的汽油汽化不良,造成燃油供给不足,即使低温起动后把符合空燃比为14.7的汽油量供给发动机,但由于汽油汽化不良,附着在进气门及气缸壁上的汽油不与空气混合,仍会使实际参与燃烧的混合气变稀,如果不进行燃油增量修正,就会造成发动机怠速运转不稳、振动和熄火等现象。由此可知,发动机冷车起动后燃油增量的修正是对此时造成燃油供给不足的一种补偿措施。

ECU对发动机起动后燃油增量的修正处理,按下述顺序进行:

①根据起动时发动机的冷却液温度决定起动后增量修正系数的初始值,如图3-17a所示。

②发动机完全起动后,每隔一定时间或每隔一定的发动机转数对起动后燃油增量修正系数进行衰减,如图3-17b所示。

2)暖机时燃油增量修正系数。发动机冷车起动后,接着就进入发动机暖机时期。暖机时燃油的增量也是对发动机冷态时燃油供给不足的一种补充措施。在进行起动后燃油增量修正的同时,需进行暖机燃油增量的修正。起动后燃油增量的修正是在发动机完全起动后数十秒内即告结束,而暖机增量修正时间较长则应在冷却液温度达到规定值以前一直进行。

发动机完全起动后不久,节气门和气缸内壁的温度随着燃烧过程的进行会很快上升,与此同时冷却液温度也不断上升,发动机逐步达到暖机状态。可以说,暖机时燃油增量的修正是与冷却液温度的整体上升过程伴随而行的。图3-18所示为暖机时燃油增量修正系数的变化规律,它随冷却液温度的上升而逐渐衰减。

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图3-17 起动后燃油增量系数的初始值和衰减系数

a)初期值 b)衰减系数

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图3-18 暖机时燃油增量修正系数的变化规律

3)高温起动时燃油增量的修正系数。高温起动时燃油增量的修正是在发动机高温起动工况下进行的。例如:汽车高速行驶后发动机熄火10~30min,此时发动机处于高温下再起动,就应进行高温燃油增量修正。

汽车在高速行驶时,由于行驶中风力冷却作用的增强,汽油温度不会太高,一般在50℃左右。此时发动机熄火,其本身就成为热源,会使汽油温度向80~100℃上升。由于温度的升高,在喷油器喷射的汽油中,因含有汽油蒸气而使汽油喷射量减少造成混合气变稀。为了解决因汽油蒸气引起的混合气稀化问题,应采取高温起动时燃油增量修正的措施。一般是当冷却液温度上升到设定值(如100℃)以上时,进行高温燃油增量修正,修正系数随温度变化的规律如图3-19所示。

另外,在有的电控发动机上,对高温起动燃油增量的修正,不是利用冷却液温度传感器的信号,而是开发一种新型的汽油温度传感器。在高温工况下,ECU利用汽油温度传感器的信号直接检测汽油的温度,根据汽油的温度进行高温时燃油增量的修正。

(5)加、减速运转时的燃油修正系数FAD 当发动机工作在加速或减速的过渡工况时,如果仅使用燃油基本喷射量,则混合气的空燃比相对于目标值会产生一定的偏移。一般情况下,偏移趋势是加速时混合气过稀,减速时混合气过浓。因此,在此工况下应分别进行燃油增量和减量的修正,否则将对发动机的动力性、燃油经济性和排放污染产生一定的影响。

1)加速时燃油的修正系数FAD。当喷油器将汽油喷入进气歧管后,部分汽油将附着在节气门及其附件上。加速时,节气门的开度突然加大,使附着在这些部位的汽油增加。由于附着的液态汽油发生汽化需要一定时间,因此加速时实际供给发动机的汽油量相对不足,导致此时的混合气变稀。

进气管压力和汽油附着部位温度的高低,对附着汽油的汽化速度均有一定的影响。进气管内的压力越高(发动机大负荷)、汽油附着部位的温度越低,则汽油的汽化速度越慢。在加速工况时,由于进气管内的压力升高使得附着汽油的汽化速度降低,因此附着汽油的数量增加。考虑两种因素的影响,加速时燃油修正系数FAD可用下式表示:

FAD=FDL1+FTH1

式中,FDL1是满足负荷变化量的修正系数。它反映出加速时进气管内压力突然增高,即表征发动机负荷变化大时的修正系数,发动机负荷一般用每一个进气行程中吸入的空气量或节气门开度来表示。图3-20所示为加速时负荷变化量的修正系数。

FTH1是满足冷却液温度不同时的修正系数。它反映加速时汽油附着部位的温度不同,引起燃油汽化速度变化的修正系数,如图3-21所示。在负荷变化量相同的加速工况下,冷却液温度越低,加速修正系数越大。

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图3-19 高温起动时燃油增量修正系数的变化

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图3-20 加速时负荷变化量的修正系数

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图3-21 加速时冷却液温度的修正系数

978-7-111-49103-3-Chapter03-31.jpg2)减速时燃油的修正系数FDC。由于减速时节气门开度的减小,进气管内压力降低,促使附着在进气门及其附近的汽油加速汽化,因此与加速工况相反,这时混合气过浓。减速与加速时一样,对燃油量的修正要考虑温度和压力两种因素的影响。减速时燃油修正系数FDC可用下式表示:

FDC=FDL2+FTH2

式中 FDL2——满足发动机负荷变化量的修正系数,如图3-22所示;

FTH2——满足冷却液温度的修正系数,如图3-23所示。

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图3-22 减速时负荷变化量的修正系数

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图3-23 减速时冷却液温度的修正系数

(6)急加速时的异步喷射 急加速时的异步喷射是与曲轴转角不同步的临时喷射。前面介绍的加速时燃油量修正是与曲轴转角同步的燃油量喷射。而异步喷射虽同样是加速时的燃油量修正,但它是在急加速工况下由于燃油来不及供给而实行的临时性燃油增量喷射。

为了有效地进行异步喷射,需要快速、准确地检测出加速工况。在表征发动机状态的各种参数中,利用节气门开度的变化量可以最快地检测加速工况。

假设节气门开度为THA,用一定时间间隔(如10~20ms)的节气门开度变化量ΔTHA就可以确定异步喷射量,如图3-24所示。节气门开度变化量ΔTHA越大,吸入的空气质量越多,则所需要的异步喷射油量也越大。

(7)理论空燃比的反馈控制 为了满足排放法规的要求,许多汽车(特别是美国、日本等国的汽车)上都装有三元催化转化器。当三元催化转化器起作用时,必须是混合气在理论空燃比附近才能使CO、HC、H2、O2、N2无害化充分转化的能力。为了有效地利用三元催化转化器,充分净化排气,就要提供空燃比的配置精度,使其尽可能地维持在以理论空燃比为中心的非常小的范围内。

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图3-24 加速时增量的修正值

为了获得三元催化转化器所要求的空燃比,必须精确地控制汽油喷射量。在这种情况下,单凭空气流量计的信号还不够,必须借助于氧传感器的反馈信号,对理论空燃比教学反馈控制。

ECU根据氧传感器的输入信号,对混合气空燃比进行控制的方法称为闭环控制。该控制系统由于需要经过一定的控制过程,即从进气管内形成混合气开始,至氧传感器检测排气中的含氧浓度,需要经历一定时间。这一过程包括混合气吸入气缸、排气流经氧传感器以及氧传感器的响应时间等。由于存在滞后时间,要完全准确地使空燃比保持在理论空燃比14.7是不可能的,因此实际控制的混合气的空燃比总是保持在理论空燃比14.7附近。

采用氧传感器进行反馈控制即闭环控制期间,原则上供给的混合气是在理论空燃比附近,但在有些条件下是不适用的。当发动机起动以及刚起动未暖机时,由于发动机冷却液温度低,这时需要较浓的混合气,如果按反馈控制供给的混合气在理论空燃比附近,则发动机可能熄火。又如发动机在大负荷、高转速运转时,也需要较浓的混合气,如果按反馈控制供给的混合气也在理论混合比附近,则发动机会运转不良。因此在有些情况下应停止反馈控制,即进入开环控制状态。在以下情况时,一般反馈控制被解除:

1)发动机起动时。

2)起动后燃油增量修正(加浓)时。

3)冷却液温度使燃油增量修正时。

4)节气门全开(大负荷、高转速)时。

5)加、减速燃油量修正时。

6)燃油中断停供时。

7)氧传感器送来的空燃比过稀信号持续时间大于规定值(如10s以上)时。

8)氧传感器送来的空燃比过浓信号持续时间大于规定值(如4s以上)时。

此外,由于氧传感器的温度在300℃以下不会产生电压信号,当然反馈控制也不会起作用。各种发动机的反馈控制作用解除情况不完全一样。

(8)学习空燃比控制 学习空燃比控制也称为学习控制,其目的是进一步提供空燃比的控制精度。对于某一型号的发动机来说,各种工况下的基本喷射时间是标准数据,它们都按照ECU存储器(ROM)中存储的数据执行。但在实际运行过程中,由于发动机性能的变化,如空气系统和供油系统的性能变化,可能会造成实际空燃比相对于理论空燃比的偏移不断增大。虽然空燃比的反馈修正可以修正空燃比的偏差,但修正的范围是有限的,一般闭环控制空燃比修正系数为0.8~1.2。如果反馈修正时反馈修正值的中心偏向稀或浓的一边,则如图3-25a所示,ECU根据反馈修正值的偏差情况设定一个学习修正值(也称为学习修正系数),以实现燃油喷射时间的总修正。

学习控制大致可分为三个阶段,即:

1)求出实际空燃比与理论空燃比中心值的偏移量。

2)求出空燃比偏离量的修正系数(学习修正系数)。被存储的学习修正值在点火开关断开时也不应予以消除。

3)把符合当前条件的学习修正值反映到喷射时间上。

例如:由于某种原因,流经翼片式空气流量计或旁通空气道中的空气量减少时,将造成实际空燃比偏离理论空燃比,致使混合气偏浓。假如(不进行反馈控制)实际空燃比比理论空燃比减少10%,则进行反馈控制时其反馈修正值的中心在约为0.9的位置。此时相当于实际空燃比偏离理论空燃比0.1,如图3-25b所示。若使反馈修正值的中心回到理论空燃比1.0的位置上,则根据空燃比中心值的偏离量即可确定学习控制修正值约为0.9。

ECU求出学习修正值后,将该值存入存储器中,在以后使用过程中,把符合条件的学习修正值反映到喷射时间上,做到持续进行修正。由于学习控制修正值能随运转条件的变化立即反映到喷射时间上,所以提高了过渡工况运转的空燃比控制精度。

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图3-25 学习控制示意图

a)反馈修正值的中心位置 b)空燃比偏离量

(9)大负荷、高转速时燃油增量的修正 一般发动机在部分负荷下工作时,空燃比的调整是在考虑保持一定排放性能的前提下,尽可能提供经济混合气成分以得到最低油耗。相对于部分负荷,当汽车在节气门全开的情况下,大负荷行驶时要求发动机输出更大转矩。大负荷行驶时,根据转矩随空燃比的变化规律,应将空燃比设定在转矩峰值(12.5)的附近,如图3-26所示。节气门开关是传送发动机负荷状态的传感器,通过节气门位置传感器可把全负荷信号输入ECU。实现大负荷控制为开环控制,氧传感器的反馈控制停止起作用。

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图3-26 转矩、排气温度与空燃比的关系

当发动机在高速运行即汽车高速行驶时,同大负荷行驶时基本一样,把空燃比设定在12.5附近。另外,从图3-26中还可以看出,如果空燃比变小,则燃烧温度下降,排气温度也下降。为此,当排气系统部件(排气管、氧传感器和三元催化转化器)的温度超过许用温度时,也有将空燃比设定在较小的情况。

(10)燃油停供 燃油停供是指ECU停止给喷油器发送燃油喷射信号,喷油器停止喷油。

燃油停供大致可分为两种情况:第一是减速时以降低燃油消耗和改善排气净化为目的的燃油停供,第二种是发动机高转速时以防止发动机损坏为目的燃油停供。

1)减速时燃油停供。当遇到节气门关闭(节气门位置传感器测得)而发动机转速在设定转速以上工况时,ECU将判定为不需要供给燃油的减速状态,此时实施燃油停供。

燃油停供后转速还要根据发动机冷却液温度、有无空调负荷等因素精确确定,并依此确定燃油停供范围。图3-27所示为依据发动机冷却液温度确定的燃油停供转速和复供转速示意图。所谓复供转速,就是指汽车在持续惯性行驶时开始恢复喷射燃油的转速。复供转速是在停供转速下降到一定程度时开始的。发动机冷却液温度越低,燃油停供转速越高。这是因为发动机在冷态下工作时,怠速设定的转速比较高,以防止发动机在怠速状态下进入燃油停供状态。

另外,在燃油停供期间,一旦节气门被打开,ECU就立即恢复燃油喷射。

2)发动机超速断油(最高转速限制)。为了防止发动机转速过高而引起其损坏,要对发动机的最高转速进行限制。过去为了防止发动机转速过高或飞车,常采用在发动机达到最高转速时切断点火或使点火瞬时延迟的办法,这种办法对排放净化和节约燃油都是十分不利的,其措施已明显落后。

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图3-27 减速时燃油停供与复供特性

1—停供转速 2—复供转速

目前电控燃油喷射发动机多采用切断燃油的转速限制装置。ECU将根据发动机的实际转速与ECU内存储的最高转速进行比较,当达到设定的最高转速时,ECU立即发出指令,控制喷油器停止喷油;当发动机转速降低至规定值时,又发出指令控制喷油器恢复喷油,如此反复,从而防止转速的继续上升。

图3-28所示为德国BOSCH(博世)公司在Motronic发动机电控系统中采用的电子转速限制装置工作特性。从图中可以看出,围绕在最高转速值n0有一个±80r/min的活动范围。

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图3-28 电子转速限制装置的工作特性

此外,在有些汽车上还装有超速行驶断油装置。当车速超过限定值时,停止供油。其工作原理与上述相同,不再重复。

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