喷油量的控制

单元五喷油量的控制主讲:温济兴•电控燃油喷射发动机的喷射方式分：单点喷射SPI和多点喷射MPI•多点喷射又分为：同时喷射、分组喷射、顺序喷射•喷油正时的实质：是解决喷油器什么时候开始喷油的问题。所有缸内喷射和多数进气道喷射都采用间歇喷射，因而就有何时开始喷油的问题。•对于多点间歇喷射发动机，喷油正时分为：同步喷射、异步喷射。同步喷射：在既定的曲轴转角进行喷射，在发动机稳定工况的大部分时间里以同步方式工作。异步喷射：与曲轴转角无关的喷射，发动机在起动和加速时，会采用与曲轴转角无关的异步喷射。喷油量控制（一）、喷油时序1、同时喷射即各缸喷油时刻相同。•早期生产的间歇燃油喷射发动机多是同时喷射，其喷油器控制电路和控制程序都较简单。其控制电路如图2-8所示（一）、喷油时序所有喷油器并联，微机根据曲轴位置传感器送入的基准信号，发出喷油器控制信号，控制功率三极管VT的导通和截止，从而控制各喷油器电磁线圈电路同时接通和切断，使各缸喷油器同时喷油。1、同时喷射特点：-曲轴每转一周，各缸喷油器同时喷射一次，即一个工作循环中各缸喷油器同时喷射两次。两次喷射的燃油，在进气门打开时一起进入气缸。其控制波形如图2-9所示，喷射正时图如图2-10所示。（一）、喷油时序缺点：-简单；喷射正时与发动机进气、压缩、做功、排气的循环没有关系。-各缸对应的喷射时间不可能最佳，有可能造成各缸的混合气形成不一样。2、分组喷射即多缸发动机分为若干组进行喷射，同一组各缸同时喷油，不同组间顺序喷油。一般把气缸的喷油器分成2~4组（四缸发动机通常分成2组），由微机分组控制喷油器，各组轮流交替喷射。其喷射控制电路如图2-11所示。（一）、喷油时序2、分组喷射每一工作循环中，各喷油器均喷射1次或2次。一般多是发动机每转一周，只有1组喷射。其喷射正时图如图2-12所示。（一）、喷油时序3、顺序喷射-也叫独立喷射，即按点火顺序要求逐缸喷射。曲轴每转2周，各缸喷油器都按点火顺序轮流喷射1次。其控制电路如图2-13所示。（一）、喷油时序-各喷射器分别由微机进行控制，驱动回路数与气缸数相等。-采用顺序喷射控制时，应具有正时和缸序两个功能。微机根据判缸信号、曲轴位置信号，确定哪个缸是排气行程（活塞上行）且活塞行至上止点前某一喷油位置时，微机发出喷油信号，接通该缸喷油器电磁线圈电路，此缸开始喷射。3、顺序喷射顺序喷射正时图如图2-14所示。（一）、喷油时序优点：顺序喷射可以设定最佳时间喷油，对混合气形成十分有利，对提高燃油经济性和降低有害排放有一定好处。缺点：控制系统的电路结构及软件都较复杂，但随着电子技术的日益发展，是比较容易解决的。既适合进气管喷射，也适合于气缸内喷射。•喷油量的控制：即喷油器喷射时间的控制。•必要性：要使发动机在各工况下都处于良好的工作状态，必须精确地计算基本喷油持续时间和各种参数的修正量，从而使发动机可燃混合气的空燃比符合要求。•不同型号的发动机，基本喷油持续时间和各种修正值不同，但其确定方式和对发动机的影响是相同的。下面4个方面予以介绍。（二）、喷油量的控制1、起动喷油控制▪发动机起动时，转速波动较大，无论D系统中的进气压力传感器还是L系统中的空气流量计，都不能精确地测量进气量，进而确定合适的喷油持续时间。因此起动时的基本喷油时间不是根据进气量（或进气压力）以及发动机转速计算确定的，▪而是ECU根据起动信号和当时的冷却水温度，由内存的水温-喷油时间图（见图2-15）找出相应的基本喷油时间Tp。（二）、喷油量的控制1、起动喷油控制▪然后加上进气温度修正时间TA和蓄电池电压修正时间TB，计算出起动时的喷油持续时间。如图2-16所示。（二）、喷油量的控制▪由于喷油器的实际打开时刻较ECU控制其打开时刻存在一段滞后，如图2-17所示，造成喷油量不足，且蓄电池电压越低，滞后时间越长，故须对电压进行修正。2、起动后的喷油控制发动机转速超过预定值时，ECU确定的喷油信号持续时间满足下式：喷油信号持续时间=基本喷油持续时间+喷油修正系数+电压修正值注意：式中喷油修正系数是各种修正系数的总和。（二）、喷油量的控制2、起动后的喷油控制1）基本喷油时间（二）、喷油量的控制D型EFI系统的基本喷油时间由发动机转速信号Ne和进气管绝对压力信号PIM确定。D系统的ECU中存储了一个基本喷油时间三维图（三元MAP图），如图2-18所示，它表明了与发动机各转速和进气管压力相对应的基本喷油时间。理论上进气量与进气压力成正比，但实际中，进气脉动使充气效率变化，进行再循环的排气量的波动也影响进气量的准确度。故由MAP图计算的仅为基本喷油时间，ECU还必须根据发动机转速信号Ne对喷油时间进行修正。2、起动后的喷油控制1）基本喷油时间（二）、喷油量的控制L型EFI系统的基本喷油时间由发动机转速和空气量信号VS确定。这个基本喷油时间是实现既定空燃比（一般为理论空燃比：A/F=14.7）的喷油时间。2、起动后的喷油控制2）起动后各工况下喷油量的修正（二）、喷油量的控制①起动后加浓发动机完成起动后，点火开关由起动（STA）位置转到接通点火（ON）位置，或者发动机转速已达到或超过预定值，ECU应额外增加喷油量，使发动机保持稳定运行。喷油量的初始修正值根据冷却水温度确定，然后以一固定速度下降，逐步达到正常。2、起动后的喷油控制2）起动后各工况下喷油量的修正（二）、喷油量的控制②暖机加浓冷机时，燃油蒸发性差，为使发动机迅速进入最佳工作状态，必须供给浓的混合气。在冷却水温度低时，ECU根据水温传感器THW信号相应增加喷射量（见图2-19）。从该图可见，水温在–40oC时加浓量约为正常喷射量的两倍。暖机加浓还受节气门位置传感器中的怠速触点IDL接通或断开控制，根据发动机转速，ECU使喷油量有少量变化。2、起动后的喷油控制2）起动后各工况下喷油量的修正（二）、喷油量的控制通常以20oC为进气温度信号的标准温度，低于20oC时空气密度大，ECU增加喷油量，使混合气不致过稀；进气温度高于20oC时空气密度小，ECU使喷油量减少，以防止混合气偏浓。进气温度修正曲线如图2-20所示。从图中可知，修正约在-20~60oC之间进行。③进气温度修正进气密度随着进气温度而变化，ECU根据THA信号修正喷油持续时间，使空燃比满足要求。2、起动后的喷油控制2）起动后各工况下喷油量的修正（二）、喷油量的控制④大负荷加浓发动机在大负荷下运转时，须使用浓混合气以获得大功率。ECU根据发动机负荷来增加喷油量。发动机负荷状况根据节气门开度或进气量的大小确定，即根据进气压力传感器、空气流量计、节气门位置传感器信号来判断负荷状况，从而决定相应的喷射量。大负荷的加浓量通常约为正常喷油量的10%~30%。2、起动后的喷油控制2）起动后各工况下喷油量的修正（二）、喷油量的控制⑤过渡工况空燃比控制发动机在过渡工况运行时（即汽车加速、减速行驶），为获得良好的动力性、经济性和响应性，空燃比应做适当调整，即需要适量调整喷油量。ECE根据：进气管绝对压力PIM或空气量VS、发动机转速Ne、车速SPD、节气门位置、空挡起动开关NSW和冷却水温度THW来判断工况，并调整喷油量。2、起动后的喷油控制2）起动后各工况下喷油量的修正（二）、喷油量的控制⑥怠速稳定性修正（只用于D型EFI系统）D型EFI系统中，决定基本喷油时间的进气管压力在过渡工况时，相对于发动机转速将产生滞后。且节气门以下进气管容积越大，怠速时发动机转速越低，这种滞后时间就越长，怠速就越不稳定。为提高发动机怠速运转的稳定性，ECU根据PIM和Ne信号对喷油量作修正。如图2-21所示。随压力增大或转速降低，增加喷油量；随压力减小或转速增高，减少喷油量。3、断油控制1）减速断油发动机在高速下运行急减速时，节气门完全关闭，为避免混合气过浓、燃料经济性和排放性能变坏，ECU控制喷油器停喷。2）发动机超速断油为避免发动机超速运行，当发动机转速超过额定转速时，ECU控制喷油器停喷。3）汽车超速行使断油某些汽车在汽车运行速度超过限定值时，停止供油。（二）、喷油量的控制4、异步喷射即发动机在起动和加速时，采用的与曲轴转角无关的、在正常喷油基础上的额外喷油。亦即在同步喷射的基础上，再加上异步喷射。1）起动喷油控制有些电控发动机中，为改善发动机的起动性能，在起动时使混合气加浓。除了一般正常的曲轴转一周喷一次油外，在起动信号STA处于接通状态时，ECE控制喷油器向各缸增加一次喷油。2）加速喷油控制发动机从怠速工况向起步工况过渡时，由于燃油惯性等原因，会出现混合气稀的现象。为改善起步加速性能，在正常喷油基础上，ECE根据怠速触点IDL信号从接通到断开时，增加一次固定喷油持续时间的喷油。（二）、喷油量的控制