(1)速度-密度方程式。燃油闭环控制程序可以使空燃比在从大到小或从小到大之间循环变化,这样可以从充分利用三元催化器的效能,如果没有进行闭环控制,三元催化器仅能发挥最大70%的效能。通过闭环控制,发动机电控系统最终把空燃比控制在14.7:1左右,从而最大化地发挥三元催化器的效能、降低排放。 燃油闭环控制功能示意如图6-3所示。 目前,大多数发动机使用速度密度式燃油控制系统。该系统根据发动机转速和负荷来控制喷油量,其他参数用于基本燃油量的修正。速度密度方程式是发动机控制模块如何计算喷油器脉宽的表述,用于保持理论(14.7:1)空燃比,如图6-4所示。 发动机控制模块根据曲轴位置传感器信号计算发动机转速(RPM)。凸轮轴位置(CMP)传感器确定哪个气缸应接收燃油和火花。由理论最大(额定)发动机转速除以发动机当前转速值来确定基本的空气流需求。速度-密度方程式使发动机控制模块确定当前进入发动机的最大可能的空气流比例(%)。 歧管绝对压力(MAP)传感器测量进气歧管内部压力(真空),发动机控制模块将测量值与大气压力进行对比。速度密度方程式用大气压力除以MAP,从而确定发动机负荷水平。 由于歧管绝对压力传感器自身响应稍有迟滞,因此发动机控制模块根据节气门位置、大气压力和怠速控制模块阀(IAC)位置(如配备)的输入信号计算预期的MAP值,所计算的值被称为T-MAP。
(2)同步喷射和非同步喷射策略。早期釆用进气歧管喷射方式的发动机,燃油喷射控制系统对各缸进行独立喷射,即曲轴每旋转2周,各气缸喷射1次。
具体的燃油喷射方式有两种:一种是同步喷射,即在基本喷射时间内依据各传感器输出的信号进行修正;另一种是非同步喷射,基本喷射时间与曲轴转角时刻没有对应关系,而是根据各传感器信号计算出最佳喷射时间进行喷射。
此外,为了保护发动机及提高燃油利用率,发动机控制模块根据运转状态暂停喷射燃油,即停供燃油控制。同步喷射和非同步喷射策略示意如图6-5所示。
①同步喷射影响因素。当发动机启动时,发动机控制模块根据发动机转速、蓄电池电压、冷却液温度等参数信号确定燃油喷射时间。为了防止启动时的过量喷射,发动机控制模块根据曲轴转动时间来增、减燃油喷射量。
燃油系统同步喷射影响因素如图6-6所示。
燃油喷射修正时间包括:进气温度、热机增量、启动后增量、过渡工况空燃比修正、燃油附壁、高负荷、燃油压力、空燃比反馈等。
②非同步喷射模式与燃油切断模式。为了确保发动机的启动性能及加速响应性,系统釆用与同步喷射不同的工作模式,发动机控制模块根据各传感器信号进行工况识别,各气缸将同时进行一定量的喷射。
例如,启动时的非同步喷射,当发动机控制模块收到启动信号后,进行一次非同步喷射控制,以提高发动机的启动性能。
加速时的非同步喷射,当发动机控制模块识别到节气门开度的增量超过设定值时,进行非同步喷射控制,以提高发动机的加速响应性。
发动机转速降低工况的非同步喷射,当燃油系统进行停供燃油、恢复供油控制或发动机转速急剧下降时,发动机控制模块进行非同步喷射控制,以确保发动机的运转性。
例如减速时的停供燃油控制,发动机控制模块根据节气门关闭位置信号来进行断油控制,避免发动机转速超过规定值,而且可以防止不点火造成的三元催化器过热,并且能够起到节约燃油、降低排放的作用。冷却水温低时,发动机控制模块提髙超速断油的发动机转速,以及提高恢复燃油喷射的发动机转速。
又如当车辆从空挡向前进挡换挡时,如果发动机转速超过规定值,那么发动机控制模块将暂时停止燃油喷射,从而起到降低变速振动和保护变速器的作用。
非同步喷射模式与燃油切断模式如图6-7所示。
对于缸内直喷发动机,燃油喷射控制过程更加复杂,在一个喷射周期内,喷油器可以进行多次喷射,控制过程更加精细。
