燃油修正在汽车故障诊断中的应用综述

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1、燃油修正在汽车故障诊断中的 应用 燃油修正包括短期燃油修正和长期燃油修正 ，它们是 OBD 数据流中的一个重要参数，用于实 时监测汽车发动机燃油系统的工作情况。 在发动机电子控制系统中，为了使尾气的排 放达到排放法规的要求，普遍采用三元催化转换 器(TWC)作为发动机的尾气后处理设备，将尾气中 的 CO， HC， NOX三种有害气体转化为无害的 CO2、 H2O 和 N2 。但是三元催化转换器的工作 范围十分狭窄，只有当混合气的实际空燃比在理 论空燃比附近时，催化转换器的转换效率才最高 ， 净化效果才最好，因此必须对发动机的空燃比 进行精确的控制，把空燃比保持在理论空燃比附 近很窄的范围内。

2、发动机在开环控制过程中 ，PCM 根据 发动机转速、进气量、冷却水温度和进气 温度等确定喷油量。在发动机使用过程中 ，由于制造误差以及在使用中的特性变化 ，比如喷油器喷油量差异、空气流量计误 差等情况，会导致喷油量过多或过少 。因 此开环控制系统很难将空燃比控制在三元 催化转换器效率最佳的范围内，为此 ，控 制系统普遍采用加装氧传感器组成的空燃 比反馈控制系统，即闭环来控制空燃比。 在闭环控制系统中，PCM 根据发动机运行过 程中的氧传感器反馈信号确定实际空燃比与理论 空燃比的偏差，根据偏差调整喷油量应是增加或 减少，以实现对空燃比的精确控制，并提高系统 对自身误差和环境变化的适应性。为了使控

3、制的 效果达到最佳，将计算的结果储存到系统存储器 中，以便下次进行持续的修正，这也称为自学习 控制或自适应控制。它具有辨识、判断、积累经 验和学习的功能，从而实现性能指标的最优控制 。 这种通过氧传感器信号电压反馈进行修正的 量占据了一个很大的比重，一般来说，氧传感器 反馈修正量是有限的， 它保持在一个相对小的范 围内，在此范围内，很容易调节混合气的浓度， 当氧传感器反馈修正量超过限度后。对燃油的修 正量就有限了。 为了描述氧传感器反馈修正量相对于喷油量 的百分比，采用了燃油修正这个参数。按照美国 标准，在现代车辆的发动机管理系统中，燃油修 正采取短期燃油修正及长期燃油修正相结合的方 式影响最

4、终的喷油时间，这两种燃油修正值都采 用百分比表示 ，且均可在数据流中读出，某些V 型发动机的左右两侧气缸具有单独的修正参数， 因此参数也分为左和右。 车型不同，燃油修正值的限度也不同，对大 部分车型来说 ，短期燃油修正值为-1010 ，个别为-2020。长期燃油修正值大部分车 型为-2020。正的燃油修正值表示PCM正在 增加燃油，以便补偿混合气过稀的状况，例如： 20表示混合气太稀，增加20的喷油时间。负 的燃油修正值表示PCM正在减少燃油量，以补偿混 合气过浓的状况，例如 -20表示混合气太浓， 减少-20的喷油时间。 短期燃油修正 氧传感器信号告诉PCM实际空燃比与理 论空燃比之间的接近

5、程度，从而决定在基 本喷油量的基础上是多喷还是少喷，这个 在基本喷油量基础之上不断实时调整的喷 油量就是短期燃油修正。 因此，短期燃油修正是对发动机基本 喷油量进行临时修正，是一种细调。正常 情况下，它围绕0的修正理想值快速上下波 动，短期燃油修正在闭环状态下对喷油量 有影响，在开环时，显示为0。 短期燃油修正根据氧传感器的反馈输出信号快速 地进行喷油量修正。当氧传感器反馈电压经过“ 突变点”时 ，短效燃油修正即改变修正方向。当 氧传感器显示混合气稀时，短期燃油修正将响应 为正值，使燃油增加以加浓混合气。在氧传感器 显示混合气浓时，短期燃油修正将响应为负值， 使燃油减少以减稀混合气。当短期燃油

6、修正的变 化接近0时，这说明基本喷油量计算值非常接近理 论值，没有任何较大的修正。在一定条件下，如 长时间在怠速运行和环境温度较高、或者炭罐清 污电磁阀打开时，会使短期燃油修正显示在负值 范围内。 短效修正根据氧传感器的反馈信号快 速的进行喷油脉动修正，当氧传感器反馈 电压经过“转变点”时，短效修正将改变 修正方向，见图3-53。 转变点1表示混合气由浓转稀的电压值（0.45V）， 转变点2表示混合气由稀转浓（0.45v），短效修正 在经过转变点时，迅速往相反方向修正，由于短效 修正时以发动机实际燃烧的废气监测为依据，因此 不论是发动机机件的磨损、燃油压力的大小差异或 机件上的不良因素（漏气、

7、油压不当），都可以导 致短效数值修正。 短期燃油修正值不保存在PCM的存储 器中 ，发动机熄火和重起时，会擦除 和重新设置RAM存储器中存储的STFT值 （易失性存储器）。工作时通常会从0 开始变化。 而长期燃油修正（LTFT）值不会被 擦除和重新设置，而是保存在KAM存储 器中（非易失性存储器）。在下一次启 动时，此LTFT就成STFT起始点的基准值 。 长期燃油修正 长期燃油修正随短期燃油修正的趋势变化 ， 它是基本喷油量计算的一部分，因此在开环和闭 环状态下都对基本喷油量有影响。 长期燃油修正一般较为稳定，是一种长期的 调整， 即在一个相对长的时间内保持不变 ，当 短期燃燃油修正在正常范

8、围内工作时，长期燃油 修正保持氧传感器的平均值在450mv左右（至少 400500mv之间）。因此，从故障诊断仪上看， 长期燃油修正表现稳定，偶尔发生很小的变化。 如果你在观察这些数值时，突然改变发动机的转 速，你会发现长期燃油修正发生了变化。但这并 不是真正发生了变化，而是随着发动机转速的变 化，长期修正进入了查找表的另一个单元格。 若短期燃油修正过大（连续供给过多燃油） ，即短期燃油修正值达到一个设定的极限值后， PCM将增加长期燃油修正值来调整短期燃油的起始 点。 长期燃油修正值计算出来后一般会储存在存 储器中，关闭点火开关后，这个数据也不会删除 。 这样当下次启动时，PCM 采用最后计

9、算出的长 期燃油修正值来计算基本喷油量， 因而可以做到 持续的修正。 由此可见，长期燃油修正用于对基本喷油量 进行粗调，它是一个通过逐渐变化来适应超出系 统设计控制要素的学习值，这些要素包括燃油氧 含量、发动机磨损情况、空气泄漏情况、燃油压 力变化情况等。 清除故障码以后， 长期燃油修正值恢复成默 认值。 下面举例说明燃油修正的工作过程： 假定一汽车在恒定负荷下以稳定车速 行驶，发动机完全暖机并且系统处于闭环 模式，其他输入信号也保持恒定，CPU查找 到基本燃油计算值是5.46ms的脉宽。CPU向 喷油器发出5.46ms的指令。 燃油混合气以最终空燃比在燃烧室燃烧后，废 气到达氧传感器，氧传感

10、器向CPU发回报告，表示混 合气“稍微偏浓”。CPU对此作出反应，在随机存储 器芯片内记录-3的短期燃油修正值。CPU下一次开 启喷油器时，仍然看到基本值是5.46ms，但现在被 STFT减去3（0.16ms）。因此，下一次喷油脉宽是 5.30ms。当然，现在氧传感器看到混合气稍微偏稀 并通知CPU，CPU可能会存储3的短期修正值。下 一次喷油时，CPU就使用基本值5.46ms 并加上3（ 0.16ms），总的脉冲宽度是5.62ms 。最终结果就是 系统在闭环模式下工作时，喷油脉宽在5.30 5.62ms之间变化，使用故障诊断仪观察，氧传感器 值也上下跃变，保持平均值为450mV左右。此时，可

11、 在示波器上看到喷油脉宽的变化，这表明系统在闭 环模式下工作。 当进气系统中有空气泄漏时，现在CPU 注意到氧传感器平均值不在是450mV左右， 而只有300mV。CPU在长期燃油修正值中存 储5的数值。下一次CPU计算喷油脉宽时 ，基本喷油量仍为 5.46ms，并且仍然继续 使用短期燃油修正值，但现在还要使用长 期燃油修正值来修正总的喷油脉宽，基本 喷油量要加上基本值的5（0.27ms）。结 果在闭环工作时，喷油脉宽不再5.30 5.62ms之间变化，而是在5.575.89ms之 间变化，最后尽管有空气泄漏，还是继续 获得了理论空燃比。 燃油修正在汽车故障诊断中的应用 如果发动机状况恶化，动

12、力控制模块 试图在燃油修正程序内进行响应，只是不 能进行足够的调整，也就是说燃油修正值 已达到了临界点。在这种情况下，PCM就不 能再维持理论空燃比，排放会增加，动力 性和燃油经济性也会受到影响。 当燃油修正值过大时，说明系统内出现一定 的问题。 正的燃油修正值过大，混合气稀，可能的原 因有：燃油系统压力过低，空气未经流量计计量 而泄漏到进气系统，空气泄漏到氧传感器上游的 排气系统，节气门体/轴磨损，喷油器堵塞或喷油 雾化不良，燃油泵工作不良，燃油中有水，二次 空气系统故障等。 负的燃油修正值过大，混合气浓，可能的原 因有 ：曲轴箱内的燃油污染，活性碳罐电磁阀常 开，EGR流量率过大，燃油压力

13、调节器泄漏，燃油 系统压力过高，喷油器滴漏等。 燃油修正值偏大或超限后，一般会引起发动 机发抖，回火，怠速不稳，加速不良，油耗加大 等故障。 如果燃油修正超限 PCM，一般产生混合气过 稀，混合气过浓，燃油修正超限等故障码，有时 燃油修正值未超限，或者虽超限，PCM还没有产生 故障码。但发动机却已存在故障现象，此时可读 取数据流中的燃油修正值来分析并判断故障。 在发动机的数据流的检测中，我们应该学会在发动机的数据流的检测中，我们应该学会 观察和分析燃油修正的状态数据，分析车辆是否观察和分析燃油修正的状态数据，分析车辆是否 在闭环状态下工作以及燃油系统时是否在对空燃在闭环状态下工作以及燃油系统时

14、是否在对空燃 比的过稀或过浓进行修正。分析长效燃油修正和比的过稀或过浓进行修正。分析长效燃油修正和 短效燃油修正的工作状态是否在正常的范围之内短效燃油修正的工作状态是否在正常的范围之内 ，如果超出修正范围，是由哪些元器件失效所引，如果超出修正范围，是由哪些元器件失效所引 起。表起。表3-103-10的所列为元器件故障引起的氧传感器的所列为元器件故障引起的氧传感器 测量数值变化及长、短效修正值的变化。测量数值变化及长、短效修正值的变化。 以实际车型举例说明燃油修正系数以实际车型举例说明燃油修正系数 的分析的分析 例例1. 1. 发动机控制自诊断系统报告故障码发动机控制自诊断系统报告故障码P115

15、2P1152， P1151P1151等。等。 故障码含义为：长效燃油修正过稀，或长效燃油 修正值超差（有的汽车解码器中称超下限，即调 节喷油修正往稀调已到最稀极限值）。 意义解释：发动机电脑根据氧传感器实时反馈信 号发现混合气过浓，短效修正值往稀调节（负值 方向）到最小值也未把混合气过浓调节过来，电 脑根据短效修正值的长时间处在负值或往负值方 向调节，学习到发动机系统的供油量过大，为适 应=1状态，长效燃油修正值也往负值方向调节 ，并且也调节不过来，此时电脑设置P1152、 P1151两个故障码。 反过来说，当发动机自诊断系统报告故障码长 效燃油修正过浓，或长效燃油修正值超差（有的汽 车解码器中称超上限，即调节喷油修正往浓调已到 最浓极限），电脑设码方式刚好与P1152、P1151设 码方式几乎一样，只是调节喷油量是往浓调。 维修技术人员简便理解：维修技术人员简便理解： 发动机由于某种故障原因，致使燃油混合气过 浓，控制系统ECU虽然对基本喷油时间进行了减小的 调整，并且已经达到了它调整能力的极限值，但还 是不能满足发动机控制系统对=1的设计要求。 发动机控制系统超出了它自己的能力范围，这 时就需要维修技术人员排除故障，帮助发动机恢复 到控制系统的可控制的范围之内。这时，我们可以 从解决发动机混合气过浓入手，分析混合气过浓