汽油機(jī)電子控制工程

沈勇E-MAIL：shenyong@TEL油機(jī)電子控制《汽油機(jī)電子控制》復(fù)習(xí)：汽油機(jī)和柴油機(jī)幾個概念：內(nèi)燃機(jī)&外燃機(jī)；四沖程&二沖程；點燃&壓燃；（爆震）均質(zhì)燃燒&分層燃燒；（直噴）汽油機(jī)電控&柴油機(jī)電控；汽車柴油化；前言《汽油機(jī)電子控制》1．1汽油機(jī)及其性能指標(biāo)；1．2控制系統(tǒng)硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；1．3基于扭矩結(jié)構(gòu)的控制算法模型；1綜述汽油機(jī)及其控制目標(biāo)1綜述汽油機(jī)是一種使汽油和空氣的混合物在其汽缸內(nèi)部燃燒產(chǎn)生熱能，并將熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的動力裝置。車用汽油機(jī)通常為四沖程汽油機(jī)，如圖所示。我們把汽油機(jī)連續(xù)完成進(jìn)氣、壓縮、膨脹做功和排氣四個沖程叫作汽油機(jī)的一個工作循環(huán)。工作循環(huán)不斷延續(xù)下去，汽油機(jī)就不斷向外輸出功率?！镀蜋C(jī)電子控制》汽油機(jī)工作過程要點通常，汽油機(jī)在進(jìn)氣行程吸入的是燃料和空氣的混合氣，由于混合氣是在汽缸外部形成的，燃料與空氣的混合時間較長，所以進(jìn)入汽缸內(nèi)部之后混合已比較均勻。如果燃燒效率相同，汽油機(jī)的輸出功率正比于進(jìn)入汽油機(jī)內(nèi)部的可燃混合氣總數(shù)，進(jìn)入的混合氣越多，汽油機(jī)輸出的功率越大?？杖急扔糜诿枋隹扇蓟旌蠚庵锌諝馀c燃料的質(zhì)量之比。燃油供給系統(tǒng)、進(jìn)排氣系統(tǒng)：按要求，供給燃油和空氣，并使之均勻混合后進(jìn)入汽缸。點火：進(jìn)入汽油機(jī)的可燃混合氣在壓縮行程后期由火花塞點燃，并在膨脹行程對外做功。1綜述《汽油機(jī)電子控制》進(jìn)氣、壓縮、膨脹做功和排氣四個沖程汽油機(jī)主要性能指標(biāo)動力性能有效功率：指發(fā)動機(jī)通過曲軸或飛輪對外輸出的功率，通常用Pe表示，單位為kW。有效扭矩：指發(fā)動機(jī)通過曲軸或飛輪對外輸出的扭矩，通常用Te表示，單位為N·m。轉(zhuǎn)速：指發(fā)動機(jī)曲軸每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)，通常用n表示，單位為r/min。

經(jīng)濟(jì)性能燃油消耗率：是發(fā)動機(jī)每發(fā)出1kW有效功率在1小時內(nèi)所消耗的燃油質(zhì)量，通常用ge表示，其單位為g/kW·h排放性能排放性能指標(biāo)包括排放煙度、有害氣體(CO，HC，NOx)排放量、噪聲等。

其他：安全性、舒適性1綜述《汽油機(jī)電子控制》汽油機(jī)工況1綜述《汽油機(jī)電子控制》點工況線工況面工況汽車運(yùn)行工況是最復(fù)雜的面工況工況和性能緊密相關(guān)影響汽油機(jī)主要性能的決定因素由汽油機(jī)的工作原理可知，可燃混合氣的制備及其在缸內(nèi)可靠、適時地點燃是決定汽油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性及動力性、經(jīng)濟(jì)性等至關(guān)重要的因素。完成這兩項功能的是汽油機(jī)的燃油供給系和點火系。

燃油供給系統(tǒng)（空燃比控制）；點火系統(tǒng)（點火控制）；進(jìn)排氣系統(tǒng)（進(jìn)排氣控制）；。。。結(jié)論：改進(jìn)汽油機(jī)性能首先要改進(jìn)燃油供給系統(tǒng)、點火系統(tǒng)和進(jìn)排氣系統(tǒng)性能。1綜述《汽油機(jī)電子控制》進(jìn)氣壓縮膨脹做功排氣圖化油器式發(fā)動機(jī)

化油器式發(fā)動機(jī)有百年發(fā)展和在發(fā)動機(jī)歷史上重要地位，但由于節(jié)能減排的要求日益提高，已經(jīng)被淘汰。化油器式發(fā)動機(jī)1綜述《汽油機(jī)電子控制》化油器式汽油機(jī)性能的局限性圖化油器結(jié)構(gòu)空燃比的調(diào)節(jié)依賴化油器機(jī)械結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。1綜述

《汽油機(jī)電子控制》化油器式汽油機(jī)性能的局限性圖點火提前角及能量的調(diào)節(jié)性能點火提前角及能量的調(diào)節(jié)依賴離心、真空等機(jī)械結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)?！镀蜋C(jī)電子控制》1綜述化油器式發(fā)動機(jī)缺點化油器缺點：燃油霧化質(zhì)量受空氣密度的影響；空燃比受空氣密度的影響；多缸混合不均勻；負(fù)荷變動造成油耗和排放惡化；體積效率低；化油器結(jié)冰；發(fā)動機(jī)姿態(tài)受限制；發(fā)動機(jī)倒拖影響排放和油耗；后果：排放和油耗問題突出1綜述《汽油機(jī)電子控制》1．2電噴發(fā)動機(jī)圖發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)

1綜述《汽油機(jī)電子控制》電噴發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢噴油量、點火時刻及能量等完全由控制器軟件“柔性”控制，因此，汽油機(jī)性能可以大大優(yōu)化?！镀蜋C(jī)電子控制》1綜述發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)：

又稱發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)EMS（EngineManagementSystem）、發(fā)動機(jī)集中控制系統(tǒng)，就是將多項目控制集中在一個動力控制模塊PCM（PowerControlModule）或發(fā)動機(jī)控制單元ECU（EngineControlUnit）上完成，共用傳感器。

主要由傳感器、PCM和執(zhí)行器組成。圖發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)的組成發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)《汽油機(jī)電子控制》1綜述發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)的組成傳感器：檢測發(fā)動機(jī)運(yùn)行參數(shù)，并送至控制單元。PCM：接受傳感器的輸入信號，分析計算后產(chǎn)生輸出信號送至執(zhí)行器。執(zhí)行器：接收控制單元的輸出信號，產(chǎn)生執(zhí)行動作，實現(xiàn)各種控制。《汽油機(jī)電子控制》1綜述發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)軟件架構(gòu)《汽油機(jī)電子控制》1綜述AUTOSAR是由歐日的主要汽車生產(chǎn)商和一些芯片制造商推出的產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。是為了應(yīng)對日益復(fù)雜的汽車電子系統(tǒng)：提高系統(tǒng)的靈活性；增加系統(tǒng)的更新和升級性能；改善系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性；在設(shè)計過程中能更早地發(fā)現(xiàn)問題。其中，TheRun-TimeEnvironment(RTE):提供基礎(chǔ)的通信服務(wù)，支持軟件構(gòu)件間和軟件構(gòu)件到基礎(chǔ)軟件模塊的通信。發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)重要傳感器、執(zhí)行器1）節(jié)氣門位置傳感器及電子油門

節(jié)氣門位置傳感器主要用于獲取駕駛指令和推算進(jìn)氣量；

《汽油機(jī)電子控制》1綜述發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)重要傳感器、執(zhí)行器《汽油機(jī)電子控制》1綜述2）轉(zhuǎn)速和相位傳感器

發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)重要傳感器、執(zhí)行器《汽油機(jī)電子控制》1綜述2）轉(zhuǎn)速和相位傳感器

汽油機(jī)中需要相位信號控制的系統(tǒng)：噴油相位（正時）控制系統(tǒng)；點火相位（正時）控制系統(tǒng)；配氣相位（正時）控制系統(tǒng)；。。。。0o360o發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)重要傳感器、執(zhí)行器《汽油機(jī)電子控制》1綜述4）噴嘴

5）電子點火系統(tǒng)發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)重要傳感器、執(zhí)行器《汽油機(jī)電子控制》1綜述6）怠速執(zhí)行器發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)重要傳感器、執(zhí)行器《汽油機(jī)電子控制》1綜述7）進(jìn)氣流量傳感器、進(jìn)氣壓力傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器

測量發(fā)動機(jī)冷卻液溫度，避免發(fā)動機(jī)過熱；

冷卻液（發(fā)動機(jī)）溫度傳感器

發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)重要傳感器、執(zhí)行器《汽油機(jī)電子控制》1綜述8）發(fā)動機(jī)爆震傳感器用于測量汽油機(jī)有無爆震；

發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)重要傳感器、執(zhí)行器《汽油機(jī)電子控制》1綜述9）氧傳感器（傳感器）主要用于測量廢氣中氧含量，可以進(jìn)一步判斷空燃比是否合適，又稱入傳感器；

發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)重要傳感器、執(zhí)行器《汽油機(jī)電子控制》1綜述9）氧傳感器（傳感器）二氧化鋯式氧傳感器；

發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)重要傳感器、執(zhí)行器《汽油機(jī)電子控制》1綜述9）氧傳感器（傳感器）二氧化鈦式氧傳感器；

主要控制功能燃油控制：控制噴油量和噴油正時點火控制：控制點火提前角、閉合角和爆震控制輔助控制功能怠速控制、排放控制、進(jìn)氣控制、增壓控制、點火失效控制、自診斷系統(tǒng)等。發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)的控制項目《汽油機(jī)電子控制》1綜述電噴發(fā)動機(jī)特點1、電子控制，響應(yīng)快2、進(jìn)氣阻力減少，體積效率高3、驅(qū)動的穩(wěn)定性高4、點火提前角優(yōu)化控制5、各缸工作差異不大

動力性

《汽油機(jī)電子控制》1綜述電噴發(fā)動機(jī)特點經(jīng)濟(jì)性

空然比控制精確霧化好混合氣受環(huán)境影響小偏濃修正少怠速轉(zhuǎn)速低斷油及停缸方便可增大氣門疊開角易實現(xiàn)稀薄燃燒《汽油機(jī)電子控制》1綜述電噴發(fā)動機(jī)特點排放性能可實現(xiàn)空燃比閉環(huán)控制為三元催化器提供條件實現(xiàn)排放監(jiān)控易實現(xiàn)稀薄燃燒結(jié)合EGR廢氣再循環(huán)效果更佳《汽油機(jī)電子控制》1綜述電噴發(fā)動機(jī)類型性能比較系統(tǒng)類型

指標(biāo)

化油器

單點噴射

多點噴射

缸內(nèi)直接噴射動力性功率

++++++扭矩*

加速性*++++++經(jīng)濟(jì)性-++++++排放HC及CO-+++++++-+++++成本++++++++*進(jìn)氣增壓適用性*+++符號意義：

-

較差；*一般；+好；++很好；+++非常好。另注：表中的排放指標(biāo)除化油器外均指帶三元催化器的狀態(tài)。

《汽油機(jī)電子控制》1綜述電噴發(fā)動機(jī)類型噴射位置噴入汽缸噴在進(jìn)氣門前噴在節(jié)氣門上直接噴射間接噴射連續(xù)噴射間歇噴射開環(huán)控制閉環(huán)控制模擬控制數(shù)字控制機(jī)械控制電子控制控制噴射方式《汽油機(jī)電子控制》1綜述按噴射位置分類:進(jìn)氣管噴射指的是噴油器將汽油噴入進(jìn)氣管，在進(jìn)氣管內(nèi)形成混合氣。進(jìn)氣管噴射噴油器的噴油壓力低，只有200－300KPa（0.2－0.3MPa）。缸內(nèi)直噴發(fā)動機(jī)指的是噴油器直接將汽油噴入氣缸，這種方式噴油器的噴油壓較高，可達(dá)3－5MPa，噴油器的結(jié)構(gòu)比進(jìn)氣管噴射復(fù)雜?！镀蜋C(jī)電子控制》1綜述單點噴射噴油器安裝在進(jìn)氣總管的節(jié)氣門上方，類似于化油氣器式汽油機(jī)。多點噴射每一個氣缸的進(jìn)氣岐管上都安裝了一個噴油器，汽油噴在進(jìn)氣門附近并與空氣混合。按噴嘴數(shù)量分類:《汽油機(jī)電子控制》1綜述1．3電噴發(fā)動機(jī)歷史20世紀(jì)初期汽油噴射技術(shù)的發(fā)展歷史起源于，由德國Wright兄弟首先在飛機(jī)發(fā)動機(jī)上采用了向進(jìn)氣管連續(xù)噴射汽油的混合氣配制方法。第二次世界大戰(zhàn)以后，汽油噴射技術(shù)才逐漸應(yīng)用于汽車發(fā)動機(jī)上。60年代以前，車用汽油噴射裝置大多采用機(jī)械式柱塞噴射泵，其控制功能借助于機(jī)械裝置來實現(xiàn)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格昂貴，因此發(fā)展緩慢，技術(shù)上無重大突破，應(yīng)用范圍也僅限于賽車和為數(shù)不多的追求高速和大功率的豪華型轎車上，在車用汽油發(fā)動機(jī)領(lǐng)域內(nèi)化油器仍占有絕對的優(yōu)勢。1957.1BENDIX公司正式推出\BOSCH公司買斷

1966BOSCH公司推出K-JETRONIC\KE-JETRONIC70年代后期，全球電子技術(shù)有了長足的進(jìn)步，特別是集成電路、大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，迅速推動了計算機(jī)控制技術(shù)在汽車技術(shù)上的應(yīng)用并快速發(fā)展。發(fā)動機(jī)電子控制技術(shù)從單一的點火時刻控制和單一的燃油噴射空燃比控制開始，逐步擴(kuò)展到發(fā)動機(jī)怠速控制、排氣再循環(huán)(EGR)控制、燃油蒸發(fā)控制(EVAP)、可變進(jìn)氣控制、渦輪增壓控制等多項內(nèi)容的發(fā)動機(jī)綜合控制系統(tǒng)，稱為發(fā)動機(jī)集中控制系統(tǒng)。

1973BOSCH公司批量L-JETRONIC;D-JETRONIC

1979MOTRONIC

1982MONO-TRONIC1990MONO-MOTRONIC1995UAES成立2006聯(lián)創(chuàng)公司成立90年代中后期，伴隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)已成為車載局域網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分。1997年以后，內(nèi)燃式汽油機(jī)已開始采用汽油直噴技術(shù)進(jìn)行稀薄燃燒，進(jìn)一步降低了油耗和排放?！镀蜋C(jī)電子控制》1綜述1．4汽油機(jī)電噴系統(tǒng)的扭矩結(jié)構(gòu)模型發(fā)動機(jī)最終輸出的扭矩是發(fā)動機(jī)性能的重要指標(biāo)，而且汽車的加速和減速過程其實就是發(fā)動機(jī)輸出扭矩增加和減少的過程，因此發(fā)動機(jī)電子控制的核心是扭矩控制，所有發(fā)動機(jī)運(yùn)行參數(shù)的控制都是圍繞扭矩來進(jìn)行，通過扭矩數(shù)學(xué)模型計算出目標(biāo)輸出扭矩，然后再通過進(jìn)氣、噴油、點火等一系列動作來實現(xiàn)。目前各大公司的汽油機(jī)電子控制系統(tǒng)大多是基于扭矩結(jié)構(gòu)的，例如博世、西門子和德爾福。《汽油機(jī)電子控制》1綜述1．4汽油機(jī)電噴系統(tǒng)的扭矩結(jié)構(gòu)模型第一步是扭矩需求分析及目標(biāo)扭矩計算。第二步就是實現(xiàn)目標(biāo)扭矩值。《汽油機(jī)電子控制》1綜述特點：①嚴(yán)格按照基本物理方程構(gòu)造;

②子系統(tǒng)可以很容易的構(gòu)造并加入到基本扭矩結(jié)構(gòu)之中，例如進(jìn)氣管長度可變子系統(tǒng)，凸輪軸相位調(diào)節(jié);③基本匹配簡單化，只有在發(fā)動機(jī)硬件更改情況下，才需要重新匹配;④子功能模塊可以相互獨(dú)立進(jìn)行匹配，如，催化器、怠速調(diào)節(jié)、增壓壓力調(diào)節(jié)、行駛速度調(diào)節(jié)等。汽油機(jī)扭矩需求分析及目標(biāo)扭矩計算

第一步是計算目標(biāo)扭矩，最主要的扭矩當(dāng)然來自于駕駛員加速踏板，但其他子系統(tǒng)的扭矩要求同樣不可忽視，例如怠速控制，倒拖控制，車輛動態(tài)控制，駕駛舒適性控制，車速和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速限制，發(fā)動機(jī)部件溫度保護(hù)等。綜合全部扭矩要求以后，還必須考慮在啟動，怠速，催化器加熱等情況下的發(fā)動機(jī)扭矩儲備問題，最后得到一個在當(dāng)前工況下的目標(biāo)扭矩值?！镀蜋C(jī)電子控制》1綜述1．4汽油機(jī)扭矩轉(zhuǎn)換計算

《汽油機(jī)電子控制》1綜述第二步就是實現(xiàn)目標(biāo)扭矩值，通過一個轉(zhuǎn)化器，將目標(biāo)扭矩值分別換算到直接影響扭矩值的各個發(fā)動機(jī)變量例如節(jié)氣門開度，點火角，噴油脈寬，增壓壓力等。扭矩方程構(gòu)造《汽油機(jī)電子控制》1綜述其中：Mi:燃燒產(chǎn)生的內(nèi)部實際扭矩;nmot:發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速；rl為相對進(jìn)氣充量，代表負(fù)荷；λ為空氣燃油比例；dzw實際點火角與最優(yōu)點火角差值；red：斷油缸數(shù)。點火角效率通過對不同發(fā)動機(jī)的多次測量結(jié)果表明，點火角效率n（dzw）對最后實際輸出扭矩的關(guān)系由最優(yōu)點火角和實際點火角之間的差值決定，與轉(zhuǎn)速負(fù)荷沒有關(guān)系。如圖所示，測量點涵蓋了該發(fā)動機(jī)的全部負(fù)荷和轉(zhuǎn)速范圍，從中得出了點火角效率和dzw的關(guān)系式，在眾多測量點中間的線是用均方根誤差最小的方法擬合出來的曲線（標(biāo)準(zhǔn)偏差大約為1.5Nm），因此在ECU中使用該曲線作為特性線是完全滿足精度要求的。

實測和計算的點火角效率比較《汽油機(jī)電子控制》1綜述空燃比效率

空燃比效率定義為不同空燃比下的有效熱效率除以理論空燃比下的有效熱效率。采用的實驗方法為穩(wěn)定工況，保持空燃比為14.7，調(diào)整點火角至MBT(MinimumSparkAdvanceforBestTorque)點后，保持點火提前角不變，調(diào)整空燃比。橫坐標(biāo)為實際空燃比，縱坐標(biāo)為空燃比效率。在多個具有代表性的工況點,空燃比從14.6開始變稀，空燃比效率先增加，在空燃比達(dá)到15.5左右時，空燃比效率開始下降，而空燃比從14.6開始加濃時空燃比效率是逐漸減少的。趨勢和NOX排放一致，其擬合誤差隨不同工況有所區(qū)別?？杖急刃屎蚇OX排放的比較《汽油機(jī)電子控制》1綜述汽油機(jī)輸出扭矩實現(xiàn)（兩路實現(xiàn)）

扭矩結(jié)構(gòu)通過兩條路徑來實現(xiàn)，一條路徑稱之為慢速空氣路徑，控制所有影響缸內(nèi)充量的執(zhí)行器，例如節(jié)氣門，廢氣渦輪增壓閥等；另一條路徑稱之為快速曲軸同步路徑，控制所有其他影響扭矩的執(zhí)行器，例如點火，噴油，燃油切斷等。這樣做的好處是發(fā)動機(jī)可以在動態(tài)工況下，快速響應(yīng)扭矩需求。扭矩結(jié)構(gòu)兩路實現(xiàn)的優(yōu)點

《汽油機(jī)電子控制》1綜述汽油機(jī)電噴系統(tǒng)的標(biāo)定和匹配第一階段稱為熱力學(xué)開發(fā)，這一階段由于發(fā)動機(jī)硬件還未最后確定，因此此時進(jìn)行的匹配和標(biāo)定是粗糙和大致的，一般是從型號相近的發(fā)動機(jī)ECU中獲取相關(guān)數(shù)據(jù)特性場，大致標(biāo)定點火，噴油等重要的特性場，觀察發(fā)動機(jī)在各個工況點的運(yùn)行狀況，檢查發(fā)動機(jī)的各個附件如燃油泵，機(jī)油泵，水泵，節(jié)氣門等各機(jī)械運(yùn)動部件是否滿足設(shè)計要求，最后對發(fā)動機(jī)進(jìn)行測試，畫出特性曲線，檢查最終輸出最大扭矩，最大功率以及燃油消耗率是否達(dá)到設(shè)計要求。第二階段稱為臺架穩(wěn)態(tài)標(biāo)定，當(dāng)熱力學(xué)開發(fā)階段結(jié)束以后，發(fā)動機(jī)就被安裝至發(fā)動機(jī)測試臺架上，這一階段的標(biāo)定至關(guān)重要，直接影響下一階段的整車標(biāo)定，主要的工作是進(jìn)氣系統(tǒng)標(biāo)定，扭矩模型標(biāo)定，另外還有一些小模塊例如爆震控制，排氣溫度模型標(biāo)定，排放控制等。第三階段就是整車標(biāo)定，將發(fā)動機(jī)裝車以后，在轉(zhuǎn)鼓試驗臺上進(jìn)行最后階段的匹配，這一部分的工作主要包括冷啟動，排放，怠速穩(wěn)定性，以及駕駛性能。全部參數(shù)標(biāo)定結(jié)束以后，還要進(jìn)行冬季試驗，夏季試驗和高原試驗，以檢驗匹配數(shù)據(jù)的可靠性。

發(fā)動機(jī)臺架匹配標(biāo)定試驗是整個匹配標(biāo)定工作中基礎(chǔ)性的一步，是獲取電控系統(tǒng)各控制參數(shù)的基本手段。

《汽油機(jī)電子控制》1綜述《汽油機(jī)電子控制》2汽油機(jī)燃油系統(tǒng)電子控制2．1空燃比對汽油機(jī)性能的影響2．2供油系統(tǒng)及影響噴油精度的因素2．3汽油機(jī)進(jìn)氣量信息的獲取2．4燃油定量決策2．5閉環(huán)控制2．6根據(jù)工況的燃油噴射修正2．7油箱蒸發(fā)物控制空燃比和發(fā)動機(jī)性能理論空燃比A/F=14.72汽油機(jī)燃油系統(tǒng)電子控制《汽油機(jī)電子控制》過量空氣系數(shù)空燃比和發(fā)動機(jī)性能《汽油機(jī)電子控制》2汽油機(jī)燃油系統(tǒng)電子控制經(jīng)濟(jì)空燃比功率空燃比空燃比和發(fā)動機(jī)性能《汽油機(jī)電子控制》2汽油機(jī)燃油系統(tǒng)電子控制空燃比與排放空燃比和發(fā)動機(jī)性能《汽油機(jī)電子控制》2汽油機(jī)燃油系統(tǒng)電子控制空燃比與排放電噴發(fā)動機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)《汽油機(jī)電子控制》2汽油機(jī)燃油系統(tǒng)電子控制電噴發(fā)動機(jī)燃油供給系統(tǒng)《汽油機(jī)電子控制》2汽油機(jī)燃油系統(tǒng)電子控制電噴發(fā)動機(jī)燃油泵《汽油機(jī)電子控制》2汽油機(jī)燃油系統(tǒng)電子控制電噴發(fā)動機(jī)油軌《汽油機(jī)電子控制》2汽油機(jī)燃油系統(tǒng)電子控制電噴發(fā)動機(jī)燃油壓力調(diào)節(jié)器、阻尼器《汽油機(jī)電子控制》2汽油機(jī)燃油系統(tǒng)電子控制電噴發(fā)動機(jī)燃油噴嘴《汽油機(jī)電子控制》2汽油機(jī)燃油系統(tǒng)電子控制電噴發(fā)動機(jī)燃油噴嘴

電壓驅(qū)動是指正ECU驅(qū)動噴油器噴油電脈沖的電壓是恒定的。這種噴油器又可分為高阻型和低阻型兩種。低阻型噴油器是用5～6V的電壓驅(qū)動；其電磁線圈的電阻較小，約3～4Ω；不能直接和12V電源連接，否則，會燒壞電磁線圈，因此需串聯(lián)附加電阻。高阻抗型噴油器是用12V電壓驅(qū)動；其電磁線圈電阻較大，約為12～16Ω；在檢修時，可直接和12V電源連接。在電流驅(qū)動回路中無附加電阻，低阻噴油器直接與蓄電池連接，通過ECU中的晶體管對流過噴油器電磁線圈的電流進(jìn)行控制。電流驅(qū)動脈沖開始時是一個較大的電流，使電磁線圈產(chǎn)生較大的吸力，以打開針閥，然后再用較小的電流保持針閥的開啟。噴油器按電磁線圈的控制方式不同，可分為電壓驅(qū)動式和電流驅(qū)動式兩種，如圖所示?！镀蜋C(jī)電子控制》2汽油機(jī)燃油系統(tǒng)電子控制電噴發(fā)動機(jī)燃油噴嘴特性《汽油機(jī)電子控制》2汽油機(jī)燃油系統(tǒng)電子控制噴油量Q=噴嘴流量qf*ti噴嘴流量qf：g/sti：噴油時間msqf：噴嘴流量，g/s；K：和流量系數(shù)\膨脹系數(shù)\幾何尺寸相關(guān)的系數(shù)；Δp：燃油差壓值

，Pa

；ρ1：燃油的密度，kg/m3；噴嘴流量電噴發(fā)動機(jī)燃油噴嘴類型《汽油機(jī)電子控制》2汽油機(jī)燃油系統(tǒng)電子控制電噴發(fā)動機(jī)燃油噴油相位《汽油機(jī)電子控制》2汽油機(jī)燃油系統(tǒng)電子控制同時噴射(節(jié)省硬件，性能差)成組噴射(硬件適中，性能較好)順序噴射(硬件成本高，性能好)燃油定量及控制系統(tǒng)《汽油機(jī)電子控制》2汽油機(jī)燃油系統(tǒng)電子控制理論上，根據(jù)空氣&燃油理想混合要求，只要知道實際的進(jìn)氣量，就可以簡單計算出需要的噴油量。噴嘴的噴油量可以事先試驗標(biāo)定，可以非常精確；但進(jìn)氣量的測量難度大，精度差，涉及的因素多，是一個關(guān)鍵的技術(shù)。理論空燃比為

A/F=14.7燃油定量及控制系統(tǒng)《汽油機(jī)電子控制》2汽油機(jī)燃油系統(tǒng)電子控制進(jìn)氣量的測量方法很多，主要可以這樣歸類：直接測量： 1空氣質(zhì)量流量計；間接測量：

2轉(zhuǎn)速密度法；

3轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)角法；空氣質(zhì)量流量傳感器《汽油機(jī)電子控制》2汽油機(jī)燃油系統(tǒng)電子控制空氣質(zhì)量流量傳感器構(gòu)造及敏感元件空氣質(zhì)量傳感器原理《汽油機(jī)電子控制》2汽油機(jī)燃油系統(tǒng)電子控制空氣質(zhì)量流量測量電路原理空氣質(zhì)量流量傳感器輸出空氣質(zhì)量傳感器原理《汽油機(jī)電子控制》2汽油機(jī)燃油系統(tǒng)電子控制空氣質(zhì)量流量傳感器內(nèi)部溫度調(diào)整傳感電阻熱功率：傳感器輸出信號電壓計算：簡化：結(jié)論：其中：：傳感電阻熱功率：強(qiáng)制對流功率：自然對流功率：輻射功率：傳導(dǎo)功率：傳感器電流、電阻轉(zhuǎn)速密度法《汽油機(jī)電子控制》2汽油機(jī)燃油系統(tǒng)電子控制真空度傳感器轉(zhuǎn)速密度法《汽油機(jī)電子控制》2汽油機(jī)燃油系統(tǒng)電子控制Mluft：實際進(jìn)入燃燒室的進(jìn)氣充量；Mnorm：標(biāo)準(zhǔn)情況下充滿燃燒室的進(jìn)氣充量；P0，T0：標(biāo)準(zhǔn)情況下，大氣壓力和大氣溫度；Pluft，Tbr：實際進(jìn)氣壓力和進(jìn)氣溫度；Pirg：殘余廢氣分壓力；Vheff，Vh：氣缸的有效容積和理論容積。轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)角法《汽油機(jī)電子控制》2汽油機(jī)燃油系統(tǒng)電子控制節(jié)氣門位置傳感器Msdk，Msndk：標(biāo)準(zhǔn)情況下流過節(jié)氣門的空氣流量；Ftvdk，F(xiàn)pvdk：氣體壓力和溫度修正系數(shù)；KLAF：空氣流動系數(shù)，與節(jié)氣門前后壓力有關(guān);K：空氣比熱比，為1.4。其他：阻流板式空氣流量傳感器《汽油機(jī)電子控制》2汽油機(jī)燃油系統(tǒng)電子控制阻流板式空氣流量傳感器特點:阻流板式空氣流量傳感器結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、具有良好的工作可靠性，在發(fā)動機(jī)空氣流量的變化范圍內(nèi)其測量精度穩(wěn)定。其缺點是進(jìn)氣阻力大、信號的反應(yīng)比較遲緩，由于測量的是體積流量，需要對大氣壓力及進(jìn)氣溫度進(jìn)行修正。

其他：超聲波空氣流量傳感器卡門渦旋的頻率f與空氣流速v有如下關(guān)系：式中d—渦流發(fā)生器外徑；

St——斯特羅巴爾數(shù)。合理地設(shè)計進(jìn)氣通道截面積和渦流發(fā)生器的尺寸，使發(fā)動機(jī)進(jìn)氣流速范圍內(nèi)的St為一常數(shù)。這樣，只要測出卡門渦旋的頻率f，就可以知道空氣的流速v，乘以空氣通道的截面積便可獲得空氣的體積流量?！镀蜋C(jī)電子控制》2汽油機(jī)燃油系統(tǒng)電子控制發(fā)動機(jī)空氣流量傳感器動態(tài)特性比較《汽油機(jī)電子控制》2汽油機(jī)燃油系統(tǒng)電子控制信號節(jié)氣門信號真空度信號阻流板信號熱線信號熱膜信號發(fā)動機(jī)噴油決策《汽油機(jī)電子控制》2汽油機(jī)燃油系統(tǒng)電子控制噴油匹配數(shù)據(jù)庫（MAP圖）空燃比閉環(huán)控制各工況策略（包括起動等）發(fā)動機(jī)噴油決策M(jìn)AP圖噴油時間特性場《汽油機(jī)電子控制》2汽油機(jī)燃油系統(tǒng)電子控制發(fā)動機(jī)噴油決策說明進(jìn)氣溫度/氣壓修正：針對進(jìn)氣體積流量 《汽油機(jī)電子控制》2汽油機(jī)燃油系統(tǒng)電子控制最高轉(zhuǎn)速限制：使轉(zhuǎn)速在最高轉(zhuǎn)速+/-150rpm范圍波動，提醒駕駛員；電壓修正：針對電池電壓對噴油量的影響；發(fā)動機(jī)閉環(huán)控制《汽油機(jī)電子控制》2汽油機(jī)燃油系統(tǒng)電子控制=0.99~1發(fā)動機(jī)氧傳感器《汽油機(jī)電子控制》2汽油機(jī)燃油系統(tǒng)電子控制發(fā)動機(jī)線性氧傳感器《汽油機(jī)電子控制》2汽油機(jī)燃油系統(tǒng)電子控制發(fā)動機(jī)三元催化器《汽油機(jī)電子控制》2汽油機(jī)燃油系統(tǒng)電子控制發(fā)動機(jī)窗《汽油機(jī)電子控制》2汽油機(jī)燃油系統(tǒng)電子控制發(fā)動機(jī)閉環(huán)控制面臨的主要問題《汽油機(jī)電子控制》2汽油機(jī)燃油系統(tǒng)電子控制1]

信號滯后（死時間）；2]信號不能反饋實際數(shù)值；3]控制精度高；0.99~1發(fā)動機(jī)閉環(huán)控制策略《汽油機(jī)電子控制》2汽油機(jī)燃油系統(tǒng)電子控制汽油機(jī)閉環(huán)控制噴油修正系數(shù)調(diào)整策略發(fā)動機(jī)閉環(huán)控制策略《汽油機(jī)電子控制》2汽油機(jī)燃油系統(tǒng)電子控制汽油機(jī)閉環(huán)控制噴油自學(xué)習(xí)值獲取發(fā)動機(jī)閉環(huán)控制策略《汽油機(jī)電子控制》2汽油機(jī)燃油系統(tǒng)電子控制汽油機(jī)閉環(huán)控制噴油自學(xué)習(xí)值分配：1）乘法修正系數(shù)：如，海拔高度引起的空氣密度變化；燃油成分；（全過程）2）加法修正系數(shù)：如，進(jìn)氣管漏氣；噴嘴誤差；（進(jìn)氣流量/噴油量小時識別）各個發(fā)動機(jī)工況下的控制策略起動和暖機(jī)工況燃油定量控制怠速轉(zhuǎn)速控制倒拖工況燃油定量控制過渡工況燃油補(bǔ)償部分負(fù)荷和全負(fù)荷工況燃油定量控制《汽油機(jī)電子控制》2汽油機(jī)燃油系統(tǒng)電子控制起動和暖機(jī)工況燃油定量控制《汽油機(jī)電子控制》2汽油機(jī)燃油系統(tǒng)電子控制汽油機(jī)溫度越低，汽油越容易凝結(jié)在進(jìn)氣歧管及氣門，造成混合氣過稀霧化不良，汽油機(jī)不易啟動，因此要增加噴油量，幫助汽油機(jī)起動。ECU依照冷卻水的溫度給予不同的修正系數(shù)，水溫越低修正系數(shù)越大，噴油量增加，起動以后修正系數(shù)慢慢減少至零為止。實際上，暖機(jī)過程還有一個加熱排氣管的要求。一般采取提供稀薄混合氣、推遲點火的方法來實現(xiàn)。發(fā)動機(jī)怠速空氣執(zhí)行器《汽油機(jī)電子控制》2汽油機(jī)燃油系統(tǒng)電子控制怠速旁通及控制；發(fā)動機(jī)怠速空氣執(zhí)行器《汽油機(jī)電子控制》2汽油機(jī)燃油系統(tǒng)電子控制步進(jìn)電機(jī)發(fā)動機(jī)怠速空氣執(zhí)行器《汽油機(jī)電子控制》2汽油機(jī)燃油系統(tǒng)電子控制旋轉(zhuǎn)電磁閥怠速轉(zhuǎn)速控制《汽油機(jī)電子控制》2汽油機(jī)燃油系統(tǒng)電子控制怠速轉(zhuǎn)速控制根據(jù)發(fā)動機(jī)溫度及工況有關(guān)。怠速轉(zhuǎn)速控制目標(biāo)；部分負(fù)荷工況《汽油機(jī)電子控制》2汽油機(jī)燃油系統(tǒng)電子控制全負(fù)荷工況修正閉環(huán)控制全負(fù)荷混合氣加濃部分負(fù)荷的控制目標(biāo)；全負(fù)荷的控制目標(biāo)；過渡工況的燃油修正《汽油機(jī)電子控制》2汽油機(jī)燃油系統(tǒng)電子控制過渡工況的識別；過渡工況的策略；過渡工況的控制目標(biāo)；倒拖工況燃油定量控制《汽油機(jī)電子控制》2汽油機(jī)燃油系統(tǒng)電子控制倒拖控制策略；倒拖控制目標(biāo)；發(fā)動機(jī)油箱蒸發(fā)物排放控制《汽油機(jī)電子控制》2汽油機(jī)燃油系統(tǒng)電子控制油箱蒸發(fā)物吸收；炭罐清洗；怠速、全負(fù)荷工況需求；油箱蒸發(fā)物控制目標(biāo)；發(fā)動機(jī)炭罐清洗《汽油機(jī)電子控制》2汽油機(jī)燃油系統(tǒng)電子控制炭罐含油量的影響；炭罐自學(xué)習(xí)；清洗氣流量控制；3.1點火提前角及其優(yōu)化3.2點火系統(tǒng)介紹3.3爆震控制3.4主要工況點火提前角控制3.5閉合角電子控制《汽油機(jī)電子控制》3汽油機(jī)點火系統(tǒng)電子控制汽油機(jī)點火系統(tǒng)《汽油機(jī)電子控制》3汽油機(jī)點火系統(tǒng)電子控制汽油機(jī)點火系統(tǒng)對性能的影響《汽油機(jī)電子控制》3汽油機(jī)點火系統(tǒng)電子控制點火對經(jīng)濟(jì)、排放性能的影響汽油機(jī)點火系統(tǒng)對性能的影響《汽油機(jī)電子控制》3汽油機(jī)點火系統(tǒng)電子控制點火對動力性能的影響汽油機(jī)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)《汽油機(jī)電子控制》3汽油機(jī)點火系統(tǒng)電子控制汽油機(jī)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)結(jié)構(gòu)汽油機(jī)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)《汽油機(jī)電子控制》3汽油機(jī)點火系統(tǒng)電子控制汽油機(jī)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)原理汽油機(jī)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)《汽油機(jī)電子控制》3汽油機(jī)點火系統(tǒng)電子控制按下電鍵，電路中電流i隨時間t增長的規(guī)律為