汽油喷射控制课件.ppt

1、汽油喷射控制汽油喷射控制的内容 喷油正时控制 喷油持续时间控制（喷油量控制）断油控制喷油正时控制 喷油正时控制是指ECU对喷油器开始喷油时刻的控制。多点间歇喷射系统中的喷油时刻控制有同步喷射方式和异步喷射方式两种。同步喷射和异步喷射 同步喷射与发动机旋转同步，ECU根据曲轴的转角位置控制开始喷射的时刻。发动机处于稳定工况的大部分时间，喷油控制系统以同步方式控制。异步喷射方式是指ECU只是根据相关传感器输入的信号，控制开始喷油时刻，与曲轴转角的位置无关，异步喷射方式是一种临时性的补偿喷射，发动机处于起动、加速等非稳定工况时，喷射系统以异步喷射方式工作或增加异步喷射，对同步喷射的喷油量进行补偿。同

2、步喷射的三种类型 同时喷射 分组喷射 顺序喷射同时喷射正时图同时喷射控制电路同时喷射 采用同时喷射时，一般发动机曲轴每转一圈，各缸喷油器同时喷油一次，发动机一个工作循环所需的油量，分两次喷入进气管。喷油正时与发动机工作过程没有联系；喷油时间不可能最佳，各缸混合气形成的时间长短不一、混合气质量不一；控制比较简单，不需要判缸信号；所有的喷油器并联连接。ECU根据曲轴位置传感器送入的基准信号，发出喷油控制信号，控制功率晶体管的导通和截止，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。分组喷射正时图分组喷射控制电路分组喷射 分组喷射方式把发动机所有气缸分成2组或3组，电控单元用两路

3、或三路控制电路控制各组喷油器。在发动机工作期间，各组喷油器依次交替喷射，每个工作循环各组喷油器均喷射一次（或两次）。分组喷射的电路比同时喷射复杂，各缸喷油时刻比同时喷射要精确一些，使得混合气品质好于同时喷射。大部分中档轿车采用这种喷油方式。顺序喷射正时图顺序喷射控制电路顺序喷射 发动机运行期间，喷油器按各缸的工作顺序，依次将汽油喷入各缸的进气歧管，曲轴每转两圈，各缸喷油轮流进行一次。顺序喷射是按照各缸的工作顺序进行，电控单元必须获得判缸信号。一般需要正时和缸序两个信号才能对喷射过程进行准确控制。一般在排气行程上止点前60 70。控制电路与喷油器数目相同，控制复杂。喷油时刻比较容易达到最佳，混合

4、气形成较好。燃油经济性好。有害排放低。喷油量的确定基本喷油量（脉冲宽度）的确定基本喷油量（脉冲宽度）的确定 由发动机进气量和转速共同决定的喷射脉冲叫基本喷射脉冲 基本喷射脉冲是表示发动机（负荷、扭矩）的基本值。喷射脉冲的宽度可按下式计算：基本喷射脉冲宽度 常数由发动机的空气流量值、缸数、喷油器共 同决定。单位时间发动机进气量 发动机转速 常数修正（实际）喷油量的确定修正（实际）喷油量的确定修正（实际）喷油量的确定 按发动机运转状况由喷油器喷射的燃油量分为两个部分，即基本喷油量和辅助加浓（减稀）修正量。实际喷油量基本喷油量辅助加浓（减稀）修正量 实际喷射时间基本喷射时间辅助加浓（减稀）喷射时间

5、化油器燃油控制与电控喷射的比较 传统化油器发动机是利用化油器喉管处产生的负压吸出燃油的；而电控燃油喷射系统，是将燃油提高到一定的压力，由喷油器送入发动机进气管道的，决定喷油量的是由微机晶体管导通控制的开启时间。化油器五大系统与化油器五大系统与电控燃油喷射系统的关系电控燃油喷射系统的关系 化油器化油器 电控系统电控系统主供油装置主供油装置 怠速装置怠速装置 起动装置起动装置 加浓装置加浓装置 加速装置加速装置电控喷射的基本喷油量电控喷射的基本喷油量由由怠速电磁阀完成怠速电磁阀完成基本喷油量基本喷油量+起动加浓起动加浓基本喷油量基本喷油量+加速加浓加速加浓喷油持续时间（喷油量）控制 电控汽油喷射系

6、统对喷油量控制的核心是精确地确定和控制喷油的持续时间。根据发动机的运行特点，喷油持续时间控制分为起动时喷射持续时间的控制和起动后喷油持续时间的控制。起动时喷射持续时间的控制 发动机起动时，由于转速很低且波动很大，无论是由进气歧管压力传感器还是空气流量计都不能准确地测出实际的进气量。发动机起动时，ECU不能用进气量来计算喷油量，而是应用其他方式进行控制。一般来说，起动时油量的控制方式分为冷起动和高温起动控制两种。冷起动喷油持续时间的控制 发动机起动时，ECU首先根据当时发动机的水温，从预存在ROM中的温度喷油时间数据表中找出相应的基本喷油持续时间。ECU再根据进气温度和蓄电池电源对基本喷油时间进

7、行修正，得到起动过程实际的喷油持续时间，作为起动工况的主喷油量。喷油定时与曲轴转角有固定的关系，这部分喷油为同步喷射。起动过程中，有些电控汽油机中的ECU还能根据发动机水温，同时进行一定量的异步喷射，或控制冷起动阀进行异步喷射，以补充冷起动过程对燃油量的额外要求。水温喷油时间冷起动喷油持续时间的确定高温起动时喷油量的修正 汽车高速行驶后，停车1030min后再次起动时，由于发动机对燃油的加热作用，会使汽油温度上升至80100，在这种情况下，喷油器内的汽油就会沸腾，生成汽油蒸汽，使喷油器的实际喷油量因汽油中含有汽油蒸汽而减小，导致混合气变稀，为此，必须进行高温起动时喷油量的修正。一般发动机冷却液

8、温度高于设定值情况下起动发动机时，ECU即对喷油量进行高温起动喷油量修正。有些发动机，ECU根据汽油温度传感器提供的汽油温度信号，来确定是否进行高温起动喷油量修正。起动后发动机喷油持续时间的确定 起动后喷油持续时间有根据循环空气质量确定基本喷油持续时间和由发动机运行状态参数决定的修正喷油持续时间构成。计算公式：TTpFcTvT喷油持续时间（ms）；Tp基本喷油时间（ms）；Fc与发动机运行状态有关的综合修正系数；Tv 喷油器无效喷射持续时间（ms）。基本喷油时间Tp的确定 基本喷油时间Tp是ECU为了达到目标空燃比，由计算求得的喷油持续时间。目标空燃比(A/F)目标一般为14.7。在目标空燃比

9、已确定的情况下，ECU首先根据空气流量计、曲轴位置传感器等输入信号，求出一个工作循环进入发动机气缸的空气质量；然后由目标空燃比和循环空气质量，算出达到目标空燃比所需的喷油量Gf；最后，ECU根据供油压力与进气管压力差值一定的情况下，喷油持续时间与每次的喷油量成正比，计算出达到目标空燃比所需的基本喷油持续时间Tp。一个循环所需的喷油量Gf Gf=Ga/(A/F)目标 Gf一个循环所需的喷油量（g）；Ga一个工作循环进入发动机气缸的空气质量（g）。基本喷油持续时间综合修正系数的确定 基本喷油持续时间综合修正系数Fc包括：暖机过程的喷油修正 怠速稳定性修正；大负荷工况时的喷油量修正；加速工况时的喷油

10、量修正 目标空燃比反馈修正系数FO；学习空燃比控制产生的修正系数FL。起动后暖机过程的喷油量修正 发动机起动后，转速逐渐升高并趋于稳定，ECU便可进入找出控制喷油量，但由于发动机温度还比较低，仍存在汽油汽化不良等情况，因此，需继续提供较浓的混合气。这种油量的增加，在电子控制燃油喷射系统中，由ECU根据发动机温度进行喷油持续时间暖机修正。当冷却液温度上升至正常值后，暖机修正量趋于零。暖机时燃油增量修正系数的变化怠速稳定性修正 在采用D-Jetronic系统的汽油机中，决定基本喷油持续时间的进气歧管绝对压力，在怠速工况时相对发动机的转速有一定的滞后，节气门后进气歧管的体积越大，怠速转速越低，滞后时

11、间越长，导致怠速转速周期性波动。为了提高发动机怠速运转的稳定性，ECU根据进气歧管压力和发动机转速的变化，采取与扭矩变动相反的反向修正，以提高发动机的怠速稳定性。大负荷工况时的喷油量修正 发动机在中小负荷工况下运行时，ECU对混合气浓度调整的原则是：在保持一定排放性能的前提下，尽量提供经济混合气成分，以便油耗达到最低。发动机在大负荷工况下工作时，要求较浓的混合气以获得最大功率。ECU首先根据节气门位置传感器的大负荷位置信号或进气量的大小，判断发动机是否处于大负荷工况。发动机处于大负荷工况时，ECU修正喷油持续时间，使空燃比保持在12.51(喷油量约增加10%30%)。发动机在高速工况运行时的喷

12、油量修正与大负荷修正相同。加速工况时的喷油量修正 为了保证发动机具有良好的加速性能，在加速时需要额外增加喷油量，以最大发动机的输出功率。加速工况时，ECU根据一定时间内节气门宽度变化，或者空气流量的变化来进行判断。当ECU确认汽车正处于加速工况，则ECU除了根据空气流量增加同步喷射的喷油量外，还立即进行异步喷射，以满足加速工况对喷油量的特殊要求。空燃比反馈修正 在装有三元催化转化器的电控汽油机中，为了使催化转换器能同时对CO、HC、NOx这几种有害物质进行有效的净化，必须将混合气空燃比精确地控制在理论空燃比（约14.7）附近很窄的范围内；用氧传感器对排气中氧含量进行检测，ECU根据检测结果对空

13、燃比进行修正，将空燃比控制在理论空燃比附近；空燃比反馈过程中，ECU把氧传感器输入的电压信号与比较电压进行比较，如果信号电压高于比较电压，说明混合气过浓，ECU控制喷油器减少喷油量；如果信号电压低于比较电压，说明混合气过稀，ECU则增加喷油量。空燃比反馈修正原理空燃比反馈修正波形不进行空燃比反馈修正的工况为保证发动机具有良好的运行性能，ECU在以下工况停止反馈修正（即进行开环控制）：发动机起动期间；起动后加浓期间；冷却水温度低于规定值时；高转速、大负荷加浓期间；减速断油控制时；氧传感器温度在工作温度（一般为300）以下，还未产生电压信号时；氧传感器失效或其配线发生故障时。学习空燃比修正 学习空

14、燃比控制通常称为学习控制，其目的是为了进一步提高空燃比控制精度。发动机在使用过程中，电子控制燃油喷射系统各部件性能会有所变化，从而使空燃比控制发生偏差，并且这种偏差随着使用时间的推移，会不断加大。在汽油喷射电控系统中虽然设有空燃比反馈修正，但它有一定修正范围，一旦修正值超过修正范围，就会造成控制上的困难。在实际运行中，当修正值大于设定值时，为进一步提高可燃的控制精度，ECU根据计算出的实际空燃比与理论空燃比的偏差，对喷油时间进行总修正，并把学习修正系数储存在EPROM或RAM中作为以后的预置值。空燃比反馈修正的修正范围无效喷油时间 在电控汽油喷射系统中，ECU发出喷油信号，喷油器电磁线圈通电，

15、但喷油器针阀实际开启时刻（开始喷油）相对喷油信号有一个动作滞后；喷油器电磁线圈断电，但针阀实际关闭时间（喷油停止）也有一个动作滞后，并且针阀开启的滞后时间比关闭的滞后时间长。通常把开启滞后与关闭滞后的差值称为无效喷油时间。由于在无效喷油时间内，事实上没有进行喷射，因此需要进行补偿修正电源电压修正 在实际运行条件下，针阀开启滞后时间受蓄电池电压影响较大，针阀关闭滞后时间受蓄电池电压影响较小。ECU根据蓄电池电压随喷油持续时间进行修正，蓄电池电压低，修正时间长；蓄电池电压高，修正时间短。修正时间与电压的关系起动后的异步喷射 汽车在急加速时，ECU除了对同步喷射进行加速时燃油量增量修正外，还控制喷油

16、器进行异步喷射，以提高汽车的加速性能。异步喷射的时间图加速时，节气门开度、吸入的空气流量与各缸进气行程的关系。Ga1是ECU计算同步喷射持续时间TA所依据空气质量。断油控制 断油控制是指ECU停止向喷油器驱动电路发送喷射信号，喷油器暂时停止工作。电控汽油喷射系统中，ECU停油控制基于两种情况：以降低燃油消耗，改善排气污染为目的的减速断油控制；以防止发动机超速损坏为目的的超速断油控制。减速断油控制 当发动机在高速运行下，节气门突然关闭时，发动机处于强制怠速工况，这种工况一般为汽车减速运行工况，发动机不再需要供应燃油。为了避免混合气过浓，燃油经济性和排放变坏，ECU执行减速断油控制，喷油器停止喷油

17、 当发动机转速降至预设转速，或节气门重新打开时，ECU才使喷油器恢复喷油。断油转速和恢复喷油转速与冷却液温度、空调是否工作、用电设备的用电情况有关，一般来说，发动机温度越低，断油转速越高。断油和恢复供油转速特性超速时断油控制 当发动机转速过高，可能引起发动机损坏时，ECU执行发动机超速断油控制，对发动机的最高转速进行限制。过去为了防止发动机超速，常采用延迟或停止点火的方法，但对排放和燃油经济性不利。现在汽车采用切断燃油供给的电子限速装置，发动机运行时，ECU将发动机的时间转速与存储在ROM中的最高转速进行比较，当转速超过设定转速时，ECU停止输出喷油信号，转速下降至设定转速时再恢复喷油，如此反复循环，防止发动机转速继续上升。电控转速限制装置工作特性