燃油控制是发动机控制系统很重要的内容,包括喷油量控制和喷油修正。在控制的策略上,基本喷油时间是发动机ECU使空燃比达到理论值时的最佳喷油量,但是在发动机实际工作过程中,仅仅有基本喷油量是不够的,还需要空燃比传感器的反馈电压进行燃油修正,也就是使发动机在各种工况下连续、稳定地把空燃比系数维持在1左右。
电控发动机使用进气量和曲轴位置传感器决定喷油器开启时间(基本喷油量),通过是2.5-3ms,换算为重量就是0.035g。如果计算进气量的传感器失效,代替的传感器是节气门位置传感器。
实际喷油量=基本喷油量+对喷油脉冲修正的时间,修正的时间包括启动和预热加浓、氧传感器反馈控制、加速控制和燃油切断。在发动机正常工作时,发动机控制系统只进行闭环修正,也就是只使用氧传感器进行控制,其他工况是开环控制。
短期喷油修正就是ECU根据氧传感器的信号在很短的时间内进行的喷油脉冲修正,长期燃油修正是ECU通过加减基本喷油量的方式,长期燃油修正是一个储存在ECU内的数值,对氧传感器的修正维持在一个可以接受的范围内。
不同车辆对燃油修正的表示方法是不同的,但是表示的意义是一样的,比如北京现代车型使用前氧传感器修正值-1排表示短期燃油修正,下游氧传感器修正值-1排表示长期燃油修正。
在发动机燃烧过程的喷油中,短期燃油修正的设定值是正负20%,但是在维修过程见过的车辆中,很少发现有超过10%的。长期燃油修正是电控系统实际工作量与理论空燃比的比较得出的,变化的范围都是很漫长的,设定值也是正负20%。对于燃油修正量来说,受发动机气缸磨损、进气管漏气、燃油压力高低等方面的影响较大。
燃油修正的状态可以参考下图,图中的1点表示混合气由浓变稀的电压值(0.43V),2点是混合气由稀变浓的电压值。当氧传感器的输出电压经过中间值时,短期燃油修正将改变方向。如果发动机有长期偏浓的情况,短期燃油修正的上、下面积想加为负值,所以长期燃油修正值也是一个负值,是随短期燃油修正变化的。
氧传感器对喷油的修正作用
我们上面说到基本喷油量能使发动机保持理论的空燃比喷油,但是在实际喷油过程中,随着活塞、曲轴和凸轮轴等部件的磨损,实际的空燃比会与理论的空燃比不符。发动机ECU通过氧传感器每时每刻检测排气中氧气浓度,而不是进入气缸的空气作为喷油依据。
发动机ECU是通过氧传感器的输出波形来判断混合气浓度的,如果ECU接收到大于0.45V的电压,则判定空燃比高于理论空燃比,说明油喷多了。
短期喷油修正
短期燃油修正可以马上对喷油时间做出调整,当氧传感器通过加热器加热到300度以上时开始工作。比如怠速时,喷油器喷油脉冲是3ms,如果短期的燃油修正值是-5%,那么修正后的喷油量是3.05ms(3+3*5%)了。短期燃油修正变化是很迅速的,在1秒内氧传感器变化2次,燃油修正则改变了4次。
长期喷油修正
当短期燃油修正量在一定时间内(可以是60秒,也可以是几分钟)大于0.04时,这个增加值就记录在长期燃油修正值中,该值的正常运行范围是20-25%。当长期燃油修正值改变后,短期燃油修正值变为0,有利用ECU更好的地控制喷油器喷油,不管什么情况下(开环控制和闭合控制)都使用该修正值。
当发动机处于不同运行工况时,汽车的喷油修正值是不一样的,不管是短期燃油修正(ST)和长期燃油修正(LT),我们都可以通过发动机动态数据流(PID)中读取。当喷油修正为正的数据时,表示混合气过稀,ECU通过增大喷油器的喷油量来减少A/F,反之则相反。
我们把ST和LT的数值进行想加,就可以得到总的喷油修正值了,如果想加的绝对值越大,说明需要修正的喷油量就越大,超过有效值就说明发动机控制系统出现问题了。比如短期ST是3%,长期LT是-19%,就是说明了混合气偏浓。经验表明,良好的发动机工作时,短期和长期的燃油修正值都是控制在正负10内的,如果是正负5%说明发动机的燃烧状况很好。