(1.4.2)--6.2 电控燃油喷射的控制.pdf

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1、汽汽 车车 发发 动动 机机 原原 理理Principle of Automobile Engine第六章 汽油机混合气的形成与燃烧第六章 汽油机混合气的形成与燃烧电控燃油喷射的控制主要内容汽 车 发 动 机 原 理 Principle of Automobile Engine第第2 2节节 电控燃油喷射的控制电控燃油喷射的控制一、电子控制系统组成第第6 6章章电控系统组成传感器Sensor电控单元ECU执行器Actuator转速传感器空气流量传感器氧传感器、节气门开度传感器火花塞喷油器节气门开度控制汽 车 发 动 机 原 理 Principle of Automobile Engine第第2

2、 2节节 电控燃油喷射的控制电控燃油喷射的控制第第6 6章章爆震传感器水温传感器修正用传感器曲轴位置传感器氧传感器节气门位置传感器用于检测空气量其它传感器基本测量传感器用于检测发动机转速电磁喷油器电子点火怠速控制废气再循环其他控制ECU汽 车 发 动 机 原 理 Principle of Automobile Engine第第2 2节节 电控燃油喷射的控制电控燃油喷射的控制第第6 6章章汽 车 发 动 机 原 理 Principle of Automobile Engine第第2 2节节 电控燃油喷射的控制电控燃油喷射的控制第第6 6章章闭环控制外界干扰传感器信号处理控制器控制脉谱执行器装置装

3、置输出装置输出传感器信号处理与理想值比较控制器传感器信号处理装置执行器执行器外界干扰开环控制汽 车 发 动 机 原 理 Principle of Automobile Engine第第2 2节节 电控燃油喷射的控制电控燃油喷射的控制第第6 6章章计算每缸每循环充气量计算每缸每循环喷油量喷油器驱动顺序控制计算空气质量流量：1.空气质量流量法 2.速度密度法计算喷油脉宽计算喷油时刻转速转速曲轴角信号凸轮轴信号各种传感器信号喷油器特性确定目标空燃比确定空燃比的基本量确定空燃比的校正量目前，汽油机在中等负荷广大转速范围内，均采用闭环控制，对喷油量进行精确控制汽 车 发 动 机 原 理 Principl

4、e of Automobile Engine第第2 2节节 电控燃油喷射的控制电控燃油喷射的控制第第6 6章章 起动过程 起动时，由于转速低，转速的波动也很大，空气流量计所测得的进气量信号有很大的误差，这时电控器不以空气流量计的信号作为喷油量的计算依据，而是按预先给定的起动程序来进行喷油控制。暖机过程 在冷车起动结束后的暖机过程中，发动机的温度一般不高，喷入燃油与空气的混合较差，结果造成气缸内的混合气变稀，需要进一步增大喷油量。可以通过ECU控制冷起动加浓或通过冷起动喷油器控制冷起动加浓。加速过程 发动机加速时，节气门突然加大开度，进气管内压力骤然增加，燃油气化程度降低，会使一部分燃油来不及气

5、化而沉积在进气道壁面上，导致实际有效空燃比增加（混合气变稀），为此需要增加喷油量，实现稳定加速。大负荷与全负荷工况 当发动机处于大负荷工况（节气门开度大于80%85%）时，为了使发动机发出最大的转矩和功率，应当将空燃比的控制目标转向功率混合气。这时，混合气的加浓程度主要受节气门传感器位置的控制。断油控制 超速断油控制 减速断油控制第第2 2节节 电控燃油喷射的控制电控燃油喷射的控制第第6 6章章汽 车 发 动 机 原 理 Principle of Automobile Engine第第2 2节节 电控燃油喷射的控制电控燃油喷射的控制第第6 6章章汽 车 发 动 机 原 理 Principle

6、of Automobile Engine总喷油量基本喷油量修正喷油量附加喷油量化学计量比喷油量根据进气温度、大气压力等实际运转条件对基本喷油量的修正起动、暖机、加速等特殊工况的额外喷油量第第2 2节节 电控燃油喷射的控制电控燃油喷射的控制第第6 6章章汽 车 发 动 机 原 理 Principle of Automobile Engine二、喷射系统分类1.按喷油器的喷射位置分类：（1）缸内喷射（2）进气管喷射（缸外喷射）：单点喷射（节气门体喷射或集中喷射SPI、TBI或CFI）和多点喷射（MPI）现在的电控汽油喷射发动机绝大多数采用多点喷射现在的电控汽油喷射发动机绝大多数采用多点喷射第第2

7、2节节 电控燃油喷射的控制电控燃油喷射的控制第第6 6章章汽 车 发 动 机 原 理 Principle of Automobile Engine2.按喷射方式分类：（1）连续喷射（又称稳定喷射）（2）间歇喷射（脉冲喷射）1）同时喷射 2）分组喷射 3）顺序喷射（独立喷射）二、喷射系统分类第第2 2节节 电控燃油喷射的控制电控燃油喷射的控制第第6 6章章汽 车 发 动 机 原 理 Principle of Automobile Engine三、汽油喷射控制 ECU通过空气流量计或者进气歧管压力传感器计量空气流量。根据发动机的进气量和转速，计算出基本的喷油脉宽即喷油的持续时间；再根据冷却温度、进

8、气温度、节气门开度等与发动机工况有关的参数，对基本的喷油脉宽进行修正，确定最佳喷油脉宽，以获得该工况下所需的最佳空燃比。第第2 2节节 电控燃油喷射的控制电控燃油喷射的控制第第6 6章章汽 车 发 动 机 原 理 Principle of Automobile Engine喷油控制喷射正时控制喷油量控制断油控制什么时刻喷油？喷多少油？什么时刻不喷油？第第2 2节节 电控燃油喷射的控制电控燃油喷射的控制第第6 6章章汽 车 发 动 机 原 理 Principle of Automobile Engine喷油控制喷射正时控制什么时刻喷油？第第2 2节节 电控燃油喷射的控制电控燃油喷射的控制第第6

9、6章章汽 车 发 动 机 原 理 Principle of Automobile Engine三、汽油喷射控制（一）喷油正时控制 喷油正时是喷油器喷油的开始时刻，可分为同时喷射、分组喷射、顺序喷射三种类型，它们对喷油正时的要求各不相同。汽油喷射控制包括三个方面：即喷射正时控制（确定喷油时刻）、喷油持续时间（喷油量即喷多少油）控制和断油控制（什么时刻不喷油）。第第2 2节节 电控燃油喷射的控制电控燃油喷射的控制第第6 6章章汽 车 发 动 机 原 理 Principle of Automobile Engine1.同时喷射l 各缸喷油器同时打开，同时关闭。l 控制电路：一根电源线，一根控制线。三

10、、汽油喷射控制同时喷射正时图：各缸同喷，一缸两喷，有储存。第第2 2节节 电控燃油喷射的控制电控燃油喷射的控制第第6 6章章汽 车 发 动 机 原 理 Principle of Automobile Engine2.分组喷射l将喷油器分为23组，每组同时喷射，各组喷油器轮流交替喷射。l控制电路（四缸发动机分2组）：1根电源线，2根控制线。正时图：各组同喷，一缸一喷，有储存，基准缸1、4，非基准缸3、2。第第2 2节节 电控燃油喷射的控制电控燃油喷射的控制第第6 6章章汽 车 发 动 机 原 理 Principle of Automobile Engine3.顺序喷射（独立喷射）l按点火顺序各缸

11、在最佳时刻独立喷射。（需要判缸信号）l控制电路：一根电源线，各缸独立控制线。正时图：顺序喷射，一缸一喷，无储存。第第2 2节节 电控燃油喷射的控制电控燃油喷射的控制第第6 6章章汽 车 发 动 机 原 理 Principle of Automobile Engine比较三种喷射l同时喷射 优点：控制简单，成本低，易维修。缺点：有储存，喷射时刻不是最佳，各缸混合气不均匀。高速 无影响，低速时因各缸雾化不同，怠速不稳。l分组喷射 优点：控制简单，成本低，易维修，性能比同时喷射提高。缺点：有储存，怠速不稳。l顺序喷射 优点：喷射时刻最佳，各缸混合气雾化好，性能最好。缺点：控制回路复杂，成本高。第第2

12、 2节节 电控燃油喷射的控制电控燃油喷射的控制第第6 6章章汽 车 发 动 机 原 理 Principle of Automobile Engine喷油控制喷射正时控制喷油量控制什么时刻喷油？喷多少油？第第2 2节节 电控燃油喷射的控制电控燃油喷射的控制第第6 6章章汽 车 发 动 机 原 理 Principle of Automobile Engine 根据发动机的运行特点，喷油持续时间可分为两大类，即：起动时喷射持续时间和起动后喷射持续时间。另外，还包括起动后异步喷射。1.起动时喷射持续时间 发动机起动时，ECU根据起动装置的开关信号和发动机转速，判定为起动工况。起动时的基本喷射持续时间由

13、ECU根据当时的冷却水温度，从内存的水温喷油时间MAP图中找出相应的基本喷油时间，然后进行进气温度和蓄电池电压修正，得到起动时的喷油持续时间。（二）喷油持续时间（喷油量）控制第第2 2节节 电控燃油喷射的控制电控燃油喷射的控制第第6 6章章汽 车 发 动 机 原 理 Principle of Automobile Engine 起动时喷油量的控制第第2 2节节 电控燃油喷射的控制电控燃油喷射的控制第第6 6章章汽 车 发 动 机 原 理 Principle of Automobile Enginel 进气温度修正和蓄电池电压修正；l 为避免火花塞“淹死”，发动机每转一转分多次喷射，实现异步喷射

14、；l 为避免火花塞“淹死”，ECU有清除溢流（Cleaning Flood）功能。l 举例：别克清溢流功能：发动机转速小于600r/min，踩下加速踏板，节气门开度大于80%，供给20：1的混合气或切断燃油。第第2 2节节 电控燃油喷射的控制电控燃油喷射的控制第第6 6章章汽 车 发 动 机 原 理 Principle of Automobile Engine2.起动后喷油量的控制l喷射持续时间基本喷射持续时间修正系数电压修正值（1）基本喷射持续时间第第2 2节节 电控燃油喷射的控制电控燃油喷射的控制第第6 6章章汽 车 发 动 机 原 理 Principle of Automobile En

15、gine（2）温度修正系数l 暖机加浓：从起动后持续到水温正常；修正系数随水温的升高而衰减。暖机加浓修正系数与发动机冷却水温有关，一般认为当水温达到或超过80C，发动机达到最佳工作温度，暖机过程结束。第第2 2节节 电控燃油喷射的控制电控燃油喷射的控制第第6 6章章汽 车 发 动 机 原 理 Principle of Automobile Engine加速修正：负荷变化率越大，加浓量越大（3）加减速时燃油修正系数第第2 2节节 电控燃油喷射的控制电控燃油喷射的控制第第6 6章章汽 车 发 动 机 原 理 Principle of Automobile Engine减速减油：负荷变化率越大，减油

16、量越大第第2 2节节 电控燃油喷射的控制电控燃油喷射的控制第第6 6章章汽 车 发 动 机 原 理 Principle of Automobile Enginel 若A/F偏浓，氧传感器的输出跳跃性地升高一级。ECU让A/F反馈修正系数骤降PR，然后像IR那样慢慢降低。l A/F稀于理论空燃比时，氧传感器的输出电压呈负值，ECU又让A/F猛升PL，然后像IL那样慢慢上升。增加喷油量，A/F很快变得浓于理论空燃比，氧传感器的输出电压呈正值。l A/F最终在理论值附近获得平衡，氧传感器的输出在限制电平上下均匀跳变，适用于实际A/F偏离理论A/F不是很大的情况。（4）理论空燃比的反馈修正系数第第2

17、2节节 电控燃油喷射的控制电控燃油喷射的控制第第6 6章章汽 车 发 动 机 原 理 Principle of Automobile Enginel 在使用过程中，由于供油系统和发动机性能的变化，实际A/F相对于理论A/F的偏离可能不断增大，如果反馈的中心值偏向浓的或稀的一边，修正值可能超出修正范围，造成控制上的困难。l 为了使修正值回到可控制的范围、并使反馈值的中心回到理论A/F位置，ECU根据反馈值的变化情况，设定一个学习修正系数，实现喷油持续时间的综合修正。这种控制方法叫做A/F学习控制。第第2 2节节 电控燃油喷射的控制电控燃油喷射的控制第第6 6章章汽 车 发 动 机 原 理 Pri

18、nciple of Automobile Enginel 发动机起动期间l 起动后加浓期间l 高速和大负荷期间l 水温低于规定值l 断油状态l 氧传感器有异常l 由于某种原因氧传感器的电平信号在浓或者稀信号状态下持续时间大于规定值。为避免催化剂过热和保证发动机性能，以下工况不进行A/F闭环控制：第第2 2节节 电控燃油喷射的控制电控燃油喷射的控制第第6 6章章汽 车 发 动 机 原 理 Principle of Automobile Engine异步喷射的时间图 起动后异步喷射是指与曲轴转速不同步的喷射。加速时的燃油量修正是与曲轴同步的燃油增量喷射。在急加速工况下，汽油来不及供给，需要施加临时

19、性的燃油增量喷射。为了有效的进行异步喷射，需要快速检测加速工况。在表征发动机状态的各种参数点，利用节气门开度可以最快地检测加速工况。3.起动后异步喷射第第2 2节节 电控燃油喷射的控制电控燃油喷射的控制第第6 6章章汽 车 发 动 机 原 理 Principle of Automobile Engine喷油控制喷射正时控制喷油量控制断油控制什么时刻喷油？喷多少油？什么时刻不喷油？第第2 2节节 电控燃油喷射的控制电控燃油喷射的控制第第6 6章章汽 车 发 动 机 原 理 Principle of Automobile Enginel 减速断油：发动机在某一高转速，节气门突然关闭，急减速断油；当发动机转速降至某一转速时或节气门打开，恢复供油。l 超速断油：为了保证安全，发动机转速和车速超过某一最高速度时，断油。l 缺火断油：ECU检测到某缸火花塞不点火，为了保护三元催化转化器，将该缸喷油器断油。（三）断油控制感谢观看感谢观看Thank You