一汽大众电喷国三发动机喷油控制策略

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1、喷油控制策略电喷汽车培训向氏汽车工作室之1电喷汽车的喷油量的控制基础l可燃混合气中空气质量与燃油质量之比为空燃比。空 燃比是发动机运转时的一个重要参数，它对尾气排放 、发动机的动力性和经济性都有很大的影响。l所谓空燃比,就是指进入气缸的混合气中空气和燃油质 量之比.从理论上说,为了达到AF=14.7的目标,可以采 取控制空气量的方法,也可以采取控制燃油量的方法. 现在正在推广的发动机电子控制系统是先测量发动机 单位时间的进气量，然后根据发动机的转速和理论空 燃比确定发动机的每个工作行程的喷油量。2电喷汽车喷油量的控制方法3发动机进气量的确定l第一种方法：l发动机进气量（g/s）可以由空气流量计

2、直接 测定。l（ L型空气供给系统）4L型空气供给系统5翼片式空气流量计6翼片式空气流量计工作原理l当发动机怠速工作时，节气门接近关闭，只有少量空 气进入发动机。流过主流道的空气推动翼片偏转很小 的角度，同时与翼片同轴的电位计则输出一个微弱的 电压信号给电控单元，电控单元便向喷油器输出短脉 冲宽度的电脉冲。这时流过旁通空气道的空气未经空 气流量计计量，因此不影响喷油量，但却使混合气变 稀，使CO的排放量减少。当发动机在高速大负荷运转 时，节气门接近全开，吸入的空气量较多且全部流过 主流道，空气推动翼片偏转较大的角度，电位计则输 出较强的电压信号，电控单元相应地输出长脉冲宽度 的电脉冲。 7热线

3、式空气流量计工作原理l在空气通路中放置一根直径很小的铂丝，工作时经通 电后发热，所以这铂丝也称热线或热丝。当发动机起 动后，空气流经铂丝周围时带走其热量，使其温度下 降，热线电阻变化导致惠斯登电桥失去平衡，此时与 铂丝相连的桥式电路将改变电流，以保持铂丝温度恒 定。即当空气流量变化时，流过铂丝的电流也随之发 生变化。将这种变化的信号输入ECU，即可测得空气 流量。8热线式空气流量计9发动机进气量的确定l第二种方法：l发动机进气量（g/s）根据进气歧管绝对压力 拆算出进气量。它是间接测量方式。l（ D型空气供给系统）10D型空气供给系统11D型空气供给系统12空气供给系统的进气流程13进气过程示

4、意图14进气和喷油系统15喷油量的一般性控制16常规控制（大多数工况）l发动机控制单元(ECU)根据发动机的循环充气 量、所处工况和喷油嘴的流量特性等通过计算 或查表即可确定喷油脉冲宽度，可实现喷油量 和空燃比控制。17常规控制（大多数工况）l发动机ECU根据各缸的充气量和期望的空燃比就可计 算出喷油量，然后根据喷油器的流量特性计算出喷油 器开启喷油的持续时间，即基本喷油脉冲宽度（ms） 。l由于喷油器的开启滞后时间受到电磁线圈通电电流的 影响，而电磁线圈通电电流又受到蓄电池电压影响， 从而使喷油器的有效开启时间受到蓄电池电压影响。 同时发动机冷却液的温度和进气温度变化时，会影响 发动机的可燃

5、混合气的形成，因此实际的喷油脉宽就 在根据发动机工况确定的喷油脉冲宽度基础上增加蓄 电池电压、冷却液的温度和进气温度修正。18常规控制（大多数工况）l喷油脉宽基本喷油脉宽（水温修正系数气温修正系数电压修正系数）l控制单元（ECU）根据发动机工况和以上的修 正因素确定实际的喷油脉冲宽度后，按照喷油 定时规则控制喷油器驱动电路，使相应的喷油 器通电并保持喷油脉冲宽度，由喷油器向进气 中喷入期望的喷油量。19喷油量控制流程20冷却液温度、进气温度对喷油量的修正系数21蓄电池电压对喷油量的修正系数22非常规控制（特殊工况）l对于我们汽车有时候会遇到一些特殊工况：如 起动工况、起动以后的机工况、怠速工况

6、、 急加速工况、急减速工况、大负荷工况。发动 机在这些工况时会出现特殊情况，当出现特殊 情况时不对空燃比进行调整就有可能出现怠速 不稳、发动机熄火、启动不良、加速无力等问 题。23启动工况喷油量的控制l发动机在启动过程中，发动机转速处于剧烈的 不稳定状态，空气流量传感器或进气压力传感 器检测的信号极不稳定，那么它就难以准确的 反应单位时间的进气量。因此在启动工况下， 发动机控制单元（ECU）将以程序中预先设定 的发动机启动时的喷油脉冲宽度作为基本喷油 脉冲宽度。由于启动时发动机温度对于燃油蒸 发性有很大影响，因此，发动机启动时的基本 喷油量就是发动机冷却液温度的函数。24启动时基本喷油量与冷却

7、液温度函数关系25启动工况喷油量的控制l以上这种函数关系被转化为数据并存储在发动机控制 单元（ECU）中的存储器中。启动时，发动机（ECU ）就可以根据发动发动机冷却液的温度传感器的信号 通过查表比较确定基本喷油量。l由于进气温度也会影响汽油的蒸发性能，所以在基本 喷油量的基础上还应增加进气相关温度的修正量。l同时，在启动阶段起动机拖转发动机时，蓄电池电压 会大幅下降，从而影响喷油器的流量特性，因此还应 根据蓄电池电压对基本喷油量即喷油脉冲宽度进行修 正。26启动时喷油量修正流程27启动状态的认定l发动机控制单元（ECU）可以根据启动开关处 于闭合状态且发动机转速低于发动机的怠速转 速时，发动

8、机控制单元（ECU）就判定发动机 处于拖转和启动状态。这时发动机控制单元（ ECU）就按启动工况控制喷油脉冲宽度和喷油 定时。28启动开环控制l发动机在启动过程中，需要供给较浓的混合气 ，同时由于排气管内的温度过低，氧传感器不 能准确测量废气中氧浓度。所以，在发动机启 动工况下，发动机控制单元（ECU）对空燃比 只进行开环控制。不进行大多数工况下的闭环 控制。29启动时怠速气道控制l由于发动机在启动过程中，需要供给较浓的混 合气，同时，这个时候由于节气门关闭，空气 进入量很小，为了使发动机启动容易，发动机 控制单元（ECU）怠速控制功能可使旁通空气 量达到最大，以改善发动机的启动性能。在发 动

9、机启动后，电子控制单元（ECU）根据冷却 水温度对进气量进行调节，使发动机怠速运转 得以稳定，即暖机工况喷油量控制。 30启动工况进气分析31闭环控制l发动机电喷系统的闭环控制是一个实时的氧传感器、 计算机和燃油量控制装置三者之间闭合的三角关系。 氧传感器“告诉”计算机混合气的空燃比情况,计算机发 出命令给燃油量控制装置,向理论值的方向调整空燃比 (14.7 ： 1)。l调回到14.7：1。因为每一个调整的循环都很快，所以 空燃比不会偏离14.7：1，一旦运行，这种闭环控制就 连续不断。采用闭环控制的电喷发动机，由于能使发 动机始终在较理想的工况下运行(空燃比偏离理论值不 会太多)，从而能保证

10、汽车不仅具有较好的动力性能， 还能省油及良好的排放。 32暖机工况喷油量控制l发动机控制单元（ECU）根据发动机转速传感器 信号判定发动机是否启动，当发动机转速达到设 定的怠速时，发动机控制单元（ECU）就判定发 动机已经启动。发动机控制单元（ECU）就根据 冷却液温度和节气门位置传感器信号判定发动机 是否处于暖机状态。当冷却液温度低且节气门处 于怠速位置工况时，发动机控制单元（ECU）判 定发动机处于暖机状态，这时发动机控制单元（ ECU）近暖机工况确定喷油量。 33暖机工况喷油量控制l发动机处于暖机状态工况后，为了使发动机维 持运转而不至于熄火，并且还想要迅速提高发 动机的工作温度和排气温

11、度，以便能减少发动 机在冷态的磨损和尽快使汽车三元崔化装置和 氧传感器尽快的达到工作温度，需要供给较浓 的混合气，以提高发动机的转速（即快怠速） 为此，发动机控制单元（ECU）对空燃比实行 开环控制。l实际上？34暖机工况喷油量控制l在这个暖机工况过程中，发动机控制单元（ ECU）将按照发动机的进气量（或进气压力 ）和转速确定基本喷油量，并根据冷却液温 度、进气温度及蓄电池电压对基本喷油量（ 即基本哢油脉宽）进行修正，以保持较浓的 可燃混合气。35冷却液温度修正l当冷却液温度在负度时，冷却液温度对喷 油脉宽的修正系数可达。随着冷却液温度的 升高，发动机ECU将开始减少冷却液温度修正 系数，使混

12、合气空燃比提高。36进气温度修正l进气温度对喷油脉冲宽度的修正没有冷却液温 度那样大。它的影响比较小。37排放控制l由于暖机工况时发动机的混合气较浓，使得排气中含有大量的 HC和CO，为了减少这些有害成份，现代电子控制发动机在氧传 感器设立加热器，氧传感器温度超过300后，才能进行正常工 作。早期使用的氧传感器靠排气加热，这种传感器必须在发动机 起动运转数分钟后才能开始工作，它只有一根接线与ECU相连。 现在大部分汽车使用带加热器的氧传感器。这种传感器内有一个 电加热元件，可在发动机起动后的2030s内迅速将氧传感器加 热至工作温度。这时发动机就可以进行闭环控制。并减少排气中 HC和CO含量。

13、38霍尔式曲轴位置传感器39曲轴位置传感器l霍尔式曲轴位置传感器是根据霍尔效应原理设 计的，就是将通有电流的霍尔半导体放在于他 电流方向垂直的磁场内，在垂直于电流和磁场 的方向上就会产生一个微量电压，这个信号经 过放大整形后，传给发动机控制单元，它作为 计算曲轴转角、发动机转速和活塞上止点位置 的基本信号。40怠速工况喷油量控制l在怠速工况下，发动机控制单元（ECU）根据 发动机驱动的发电机、空调压缩机和转向助力 泵等负载的状态，确定（查找）发动机的目标 怠速。并通过怠速步进电机或线性电磁阀调节 发动机的进气量。同时，发动机控制单元ECU 将根据氧传感器的反馈信号对喷油脉冲宽度进 行调节，对空

14、燃比和喷油量进行闭环控制。使 发动机的输出功率与负载功率相平衡，保持发 动机以最低的稳定怠速运转，以降低发动机的 排放量和燃油消耗量。 41怠速工况喷油量控制l怠速工况确定：l发动机控制单元（ECU）根据节气门传感器信 号和发动机转速传感器信号判定发动机是否处 于怠速工况。当节气门关闭且发动机转速接近 于设定的怠速转速时，判定发动机处于怠速工 况。42怠速工况下负载变化时油量和转速控制l为了防止发动机因负荷突然增大（开空调、开 大灯、转向助力泵工作等）而发生喘振甚至熄 火现象。发动机控制单元（ECU）通常采用前 馈控制策略。前馈控制也就是一种预设控制， 即发动机负载增大之前，先使发动机转速提高

15、 ，以防止发动机因为反应滞后而熄火。43实际控制l例如，当天气热时，驾驶员需要打开空调时， 是先向发动机控制单元（ECU）发出信号，发 动机控制单元（ECU）按照预设程序对发动机 的进气量和喷油脉冲宽度进行调节，然后才发 出信号使空调压缩机离合器接合，再使空调压 缩机运转工作。这时发动机转速已经提高到与 负载相发适应的转速了，发动机可以平稳正常 的工作。不会熄火。44急加速工况喷油量控制l发动机控制单元（ECU）根据空气流量传感器 信号和节气门开度传感器信号的变化率判定发 动机是否处于急加速工况。l当空气流量传感器信号和节气门开度传感器信 号的变化率超过设定值时，发动机控制单元（ ECU）判定

16、发动机处于急加速工况。45急加速工况喷油量控制l当发动机处于急加速时,为了防止进入气缸的 混合气突然变稀，产生“回火”现象，同时急加 速不良。发动机控制单元（ECU）将根据和进 气量（或节气门开度）变化率适度增大喷油脉 冲宽度修正系数，以增大喷油量。发动机控制 单元（ECU）存储有加速时喷油脉冲宽度随发 动机冷却液温度和进气量变化率的关系曲线。46加速时喷油脉冲宽度随发动机冷却液温度 和进气量变化率的关系曲线47急减速工况喷油量控制l在发动机急减速时，需要迅速减少发动机的输 出功率，以便发挥发动机的制动效果，同时降 低发动机的燃油消耗和排放。l发动机控制单元（ECU）根据空气流量传感器 或节气门开度传感器的信号判断发动机是否处 于急减速工况。48急减速工况喷油量控制l当发动机处于急减速工况，且节气门位置传感 器处于怠速位置时。发动机控制单元（ECU） 将停止向喷油器发出喷油脉冲信号，喷油器将 停止向发动机进歧管喷油。使发动机转速迅速 下降。当发动机转速降低到设定转速以下或节 气门再度开启时，控制单元将恢复供油。设定 的转速限值与发动机冷却液温度和负载有关， 冷却液