【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 是接受ECU輸出的各種控制指令完成具體的控制動(dòng)作，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)處于最佳工作狀態(tài)，如噴油脈寬控制、點(diǎn)火提前角控制、怠速控制、炭罐清污、自診斷、故障備用程序啟動(dòng)、儀表顯示等。 電控汽油噴射系統(tǒng)的工作原理電控汽油噴射系統(tǒng)工作原理框圖，如圖24所示。圖24 電控汽油噴射系統(tǒng)原理框圖1—發(fā)動(dòng)機(jī)工作參數(shù)；2—傳感器；3 —電控單元；4—噴油器噴油器噴射到進(jìn)氣歧管中的汽油量，由噴油器噴孔的橫斷面面積，汽油的噴射壓力和噴油持續(xù)時(shí)間來(lái)決定。為了便于控制，在實(shí)際的噴油控制系統(tǒng)中，噴孔的橫斷面面積和噴油壓力都是恒定的，汽油的噴射量只取決于噴油持續(xù)時(shí)間。噴油器的噴孔由電磁閥來(lái)開閉，電磁閥的開啟時(shí)刻(噴油開始時(shí)刻)和開啟延續(xù)時(shí)間(噴油持續(xù)時(shí)間)的長(zhǎng)短，由發(fā)動(dòng)機(jī)的各種參數(shù)確定。傳感器將發(fā)動(dòng)機(jī)各種非電量的工況參數(shù)(如轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水及進(jìn)氣溫度、空氣流量、曲軸轉(zhuǎn)角、節(jié)氣門開度等)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，并把這些信號(hào)以信息形式送入電控單元(ECU)，再經(jīng)電控單元轉(zhuǎn)化為長(zhǎng)短不一的電脈沖信號(hào)傳到噴油器，控制噴油器打開時(shí)刻及延續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短，使之準(zhǔn)確地工作。EFI系統(tǒng)的工作過(guò)程即是對(duì)噴油時(shí)間的控制過(guò)程。裝用EFI系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)具有良好的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性，排放污染大為降低，這都緣于空燃比的精確控制。而這種空燃比的控制是通過(guò)對(duì)汽油噴射時(shí)間的控制實(shí)現(xiàn)的。ECU通過(guò)絕對(duì)壓力傳感器(D型EFI)或空氣流量計(jì)(L型EFI)的信號(hào)計(jì)量空氣質(zhì)量，并根據(jù)計(jì)算出的空氣質(zhì)量與目標(biāo)空燃比比較即可確定每次燃燒所必需的燃料質(zhì)量。目標(biāo)空燃比即實(shí)際充入氣缸的空氣質(zhì)量與燃燒所需要的燃料量的比值。根據(jù)空氣質(zhì)量和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算出的噴油時(shí)間稱為基本噴油持續(xù)時(shí)間。目標(biāo)空燃比是在考慮了發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、響應(yīng)性、排氣凈化等之后決定的，它所要求的噴油時(shí)間與基本噴油時(shí)間有差異，各種傳感器檢測(cè)冷卻水溫度、進(jìn)氣溫度、節(jié)氣門開度等與發(fā)動(dòng)機(jī)工況有關(guān)的參數(shù)后，對(duì)基本噴油持續(xù)時(shí)間進(jìn)行修正，確定最佳噴油持續(xù)時(shí)間，使實(shí)際噴油持續(xù)時(shí)間接近由目標(biāo)空燃比確定的噴油持續(xù)時(shí)間。 D型EFI系統(tǒng)圖25所示的是D型EFI系統(tǒng)，該系統(tǒng)的工作原理如下所述。圖25 歧管壓力計(jì)量式電控汽油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)1—噴油器； 2—燃油壓力調(diào)節(jié)器；3—電控單元(ECU)；4—節(jié)氣門位置傳感器；5—怠速空氣調(diào)整器；6—進(jìn)氣壓力傳感器；7—燃油泵；8—濾清器；9—水溫傳感器；10—熱限時(shí)開關(guān)。1） 燃油壓力的建立與燃油噴射方式 電控燃油噴射系統(tǒng)的噴油壓力由燃油泵提供，燃油泵可以裝在油箱外靠近油箱的地方，也可以直接安裝在油箱內(nèi)。油箱內(nèi)的燃油被燃油泵吸出并加壓至350kPa左右，經(jīng)燃油濾清器濾去雜質(zhì)后，被送至發(fā)動(dòng)機(jī)上方的分配油管。分配油管與安裝在各缸進(jìn)氣歧管上的噴油器相通。噴油器是一種電磁閥，由ECU控制。通電時(shí)電磁閥開啟，壓力燃油以霧狀噴入進(jìn)氣歧管內(nèi)，與空氣混和，在進(jìn)氣行程中被吸進(jìn)氣缸。分配油管的末端裝有燃油壓力調(diào)節(jié)器，用來(lái)調(diào)整分配油管中汽油的壓力，使油壓保持某一定值(250kPa到300kPa)。多余的燃油從燃油壓力調(diào)節(jié)器上的回油口經(jīng)回油管返回油箱。 2） 進(jìn)氣量的控制與測(cè)量 進(jìn)氣量由駕駛員通過(guò)加速踏板操縱節(jié)氣門來(lái)控制。節(jié)氣門開度不同，進(jìn)氣量也不同，同時(shí)進(jìn)氣歧管內(nèi)的真空度也不同。在同一轉(zhuǎn)速下，進(jìn)氣歧管真空度與進(jìn)氣量有一定關(guān)系。進(jìn)氣壓力傳感器可將進(jìn)氣歧管內(nèi)真空度的變化轉(zhuǎn)變成電信號(hào)的變化，并傳送給ECU，ECU根據(jù)進(jìn)氣歧管真空度的大小計(jì)算出發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量。3） 噴油量與噴油時(shí)刻的確定噴油量由ECU控制。ECU根據(jù)進(jìn)氣壓力傳感器測(cè)量得到的信號(hào)計(jì)算出進(jìn)氣量，再根據(jù)分電器中的曲軸位置傳感器測(cè)得的信號(hào)的計(jì)算出發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，根據(jù)進(jìn)氣量和轉(zhuǎn)速計(jì)算出相應(yīng)的基本噴油量；ECU控制各缸噴油器在每次進(jìn)氣行程開始之前噴油一次，并通過(guò)控制每次噴油的持續(xù)時(shí)間來(lái)控制噴油量。噴油持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，噴油量就越大。一般每次噴油的持續(xù)時(shí)間為2ms到10ms。各缸噴油器每次噴油的開始時(shí)刻則由ECU根據(jù)曲軸位置傳感器測(cè)得的1缸上止點(diǎn)的位置來(lái)控制。由于這種類型的燃油噴射系統(tǒng)的每個(gè)噴油器在發(fā)動(dòng)機(jī)一個(gè)工作循環(huán)中只噴油一次，故屬于間歇噴射方式。4）不同工況下的控制模式電控燃油噴射系統(tǒng)能根據(jù)各個(gè)傳感器測(cè)得的發(fā)動(dòng)機(jī)各種運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)，判斷發(fā)動(dòng)機(jī)所處的工況，選擇不同模式的程序控制發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)加濃、暖機(jī)加濃、加速加濃、全負(fù)荷加濃、減速調(diào)稀、強(qiáng)制怠速斷油、自動(dòng)怠速控制等功能。D型EFI系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)，但由于采用壓力作為控制噴油量的主要因素，因此，存在這樣的缺點(diǎn)：在汽車突然制動(dòng)或下坡行駛中節(jié)氣門關(guān)閉時(shí)，加速反應(yīng)效果不良；當(dāng)大氣狀況發(fā)生較大變化時(shí)，會(huì)影響控制精度。現(xiàn)代汽車使用的D型EFI系統(tǒng)都經(jīng)過(guò)了改進(jìn)，即采用運(yùn)算速度快、內(nèi)存容量大的ECU，大大提高了控制精度，控制的功能也更加完善。這種系統(tǒng)通常用于中檔車型上，如豐田HIACE小客車、豐田CROWN轎車等。 L型EFI系統(tǒng)L型EFI系統(tǒng)是在D型EFI系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，經(jīng)改進(jìn)而形成的。它是目前汽車上應(yīng)用最廣泛的燃油噴射系統(tǒng)。L型EFI系統(tǒng)的構(gòu)造和工作原理與D型EFI系統(tǒng)基本相同，但它以空氣流量計(jì)代替D型EFI系統(tǒng)中的進(jìn)氣壓力傳感器，可直接測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量，提高了控制精度。典型的L型EFI系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖26所示。圖26 熱線式電控汽油機(jī)燃油噴射系統(tǒng) 燃油噴射控制1) 噴油正時(shí)多點(diǎn)噴射分為同時(shí)噴射，即各缸噴油時(shí)刻相同；分組噴射，即多缸發(fā)動(dòng)機(jī)分為若干組進(jìn)行噴射，同一組各缸同時(shí)噴油，不同組間順序噴油；順序噴射，即按點(diǎn)火順序要求逐缸噴油。噴油正時(shí)就是噴油器什么時(shí)候開始噴油的問(wèn)題。對(duì)于多點(diǎn)間歇噴射發(fā)動(dòng)機(jī)，噴油正時(shí)分為同步噴射和異步噴射。同步噴射指在既定的曲軸轉(zhuǎn)角進(jìn)行噴射，在發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定工況的大部分運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間里，噴油系統(tǒng)以同步方式工作。發(fā)動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)和加速時(shí)，為了保證啟動(dòng)迅速、加速響應(yīng)快，ECU會(huì)根據(jù)水溫、節(jié)氣門變化程度適當(dāng)?shù)卦黾庸┯土?，此時(shí)應(yīng)采用與曲軸的旋轉(zhuǎn)角度無(wú)關(guān)的異步噴射。另外，采用卡門旋渦式流量計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)，其噴油器的開啟時(shí)間與其渦流頻率同步。下面介紹同步噴射發(fā)動(dòng)機(jī)中的順序噴射。順序噴射也叫獨(dú)立噴射。曲軸每轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn)，各缸噴油器都輪流噴射一次，且像點(diǎn)火系統(tǒng)一樣，按照特定的順序依次進(jìn)行噴射。各缸噴油器分別由微機(jī)進(jìn)行控制。驅(qū)動(dòng)回路數(shù)與氣缸數(shù)目相等。順序噴射方式由于要知道向哪一缸噴射，因此應(yīng)具備氣缸判別信號(hào)，常叫判缸信號(hào)。采用順序噴射控制時(shí)，應(yīng)具有正時(shí)和缸序兩個(gè)功能，微機(jī)工作時(shí)，通過(guò)曲軸位置傳感器輸入的信號(hào)，可以知道活塞在上止點(diǎn)前的位置，再與判缸信號(hào)相配合，可以確定向上止點(diǎn)運(yùn)行的是哪一缸，同時(shí)應(yīng)分清該缸是壓縮行程還是排氣行程。圖28 順序噴射的控制電路因此當(dāng)微機(jī)根據(jù)判缸信號(hào)、曲軸位置信號(hào)，確定該缸是排氣行程且活塞行至上止點(diǎn)前某一噴油位置時(shí)，微機(jī)輸出噴油控制信號(hào)，接通噴油器電磁線圈電路，該缸即開始噴射。順序噴射可以設(shè)立在最佳時(shí)間噴油，對(duì)混合氣的形成十分有利，因此它對(duì)提高燃油經(jīng)濟(jì)性和降低有害物的排放等有一定好處。盡管順序噴射方式的控制系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)及軟件都較復(fù)雜，但這對(duì)日益發(fā)展的先進(jìn)電子技術(shù)來(lái)講，是比較容易得到解決的。順序噴射方式既適合進(jìn)氣歧管噴射，也適用于氣缸內(nèi)噴射。2) 噴油量的控制噴油量的控制亦即噴油器噴射時(shí)間的控制，要使發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工況下都處于良好的工作狀態(tài)，必須精確地計(jì)算基本噴油持續(xù)時(shí)間和各種參數(shù)的修正量，其目的是使發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒混合氣的空燃比符合要求。盡管發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)不同，基本噴油持續(xù)時(shí)間和各種修正量的值不同，但其確定方式和對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的影響卻是相同的，下面分別予以介紹。① 啟動(dòng)噴油控制 在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，由于轉(zhuǎn)速波動(dòng)大，無(wú)論D系統(tǒng)中的進(jìn)氣壓力傳感器還是L系統(tǒng)中的空氣流量計(jì)，都不能精確地測(cè)量進(jìn)氣量，進(jìn)而確定合適的噴油持續(xù)時(shí)間。因此，啟動(dòng)時(shí)的基本噴油時(shí)間不是根據(jù)進(jìn)氣量(或進(jìn)氣壓力)和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算確定的，而是ECU根據(jù)啟動(dòng)信號(hào)和當(dāng)時(shí)的冷卻水溫度，由內(nèi)存的水溫噴油時(shí)間圖找出相應(yīng)的基本噴油時(shí)間TP，然后加上進(jìn)氣溫度修正時(shí)間TA和蓄電池電壓修正時(shí)間TB，計(jì)算出啟動(dòng)時(shí)的噴油持續(xù)時(shí)間。由THW信號(hào)查水溫噴油時(shí)間圖得出基本噴油時(shí)間，根據(jù)進(jìn)氣溫度傳感器THA信號(hào)對(duì)噴油時(shí)間進(jìn)行修正。由于噴油器的實(shí)際打開時(shí)刻較ECU控制其打開時(shí)刻存在一段滯后，如圖214所示，造成噴油量不足，且蓄電池電壓越低，滯后時(shí)間越長(zhǎng)，故需對(duì)電壓進(jìn)行修正。圖29 噴油滯后② 啟動(dòng)后的噴油控制 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速超過(guò)預(yù)定值時(shí)，ECU確定的噴油信號(hào)持續(xù)時(shí)間滿足下式：噴油信號(hào)持續(xù)時(shí)間=基本噴油持續(xù)時(shí)間噴油修正系數(shù)+電壓修正值式中，噴油修正系數(shù)是各種修正系數(shù)的總和。（A） 基本噴油時(shí)間D型EFI系統(tǒng)的基本噴油時(shí)間可由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)(Ne)和進(jìn)氣管絕對(duì)壓力信號(hào)(PIM)確定。D系統(tǒng)的ECU內(nèi)存有一個(gè)基本噴油時(shí)間三維圖(三元MAP圖)。它表明了與發(fā)動(dòng)機(jī)各種轉(zhuǎn)速和進(jìn)氣管壓力對(duì)應(yīng)的基本噴油時(shí)間。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)和進(jìn)氣管壓力信號(hào)確定噴油量，是以進(jìn)氣量與進(jìn)氣管壓力成正比為前提的，這一前提只在理論上成立。實(shí)際工作中，進(jìn)氣脈動(dòng)使充氣效率變化，進(jìn)行再循環(huán)的排氣量的波動(dòng)也影響進(jìn)氣量測(cè)量的準(zhǔn)確度。因此，由MAP圖計(jì)算的僅為基本噴油時(shí)間，ECU還必須根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)(Ne)對(duì)噴油時(shí)間進(jìn)行修正。L型EFI系統(tǒng)的基本噴油時(shí)間由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和空氣量信號(hào)(VS)確定。這個(gè)基本噴油時(shí)間是實(shí)現(xiàn)既定空燃比(一般為理論空燃比：A/F=)的噴射時(shí)間。（B）啟動(dòng)后各工況下噴油量的修正 在確定基本噴油時(shí)間的同時(shí)，ECU由各種傳感器獲得發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況信息，對(duì)基本噴油時(shí)間進(jìn)行修正。a．啟動(dòng)后加濃 發(fā)動(dòng)機(jī)完成啟動(dòng)后，點(diǎn)火開關(guān)由啟動(dòng)(STA)位置轉(zhuǎn)到接通點(diǎn)火(ON)位置，或發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速已達(dá)到或超過(guò)預(yù)定值，ECU額外增加噴油量，使發(fā)動(dòng)機(jī)保持穩(wěn)定運(yùn)行。噴油量的初始修正值根據(jù)冷卻水溫度確定，然后以一固定速度下降，逐步達(dá)到正常。 b． 暖機(jī)加濃 冷機(jī)時(shí)，燃油蒸發(fā)性差，為使發(fā)動(dòng)機(jī)迅速進(jìn)入最佳工作狀態(tài)，必須供給濃混合氣。在冷卻水溫度低時(shí)，ECU根據(jù)水溫傳感器(THW)信號(hào)相應(yīng)增加噴射量，水溫在－40℃時(shí)加濃量約為正常噴射量的兩倍。暖機(jī)加濃還受節(jié)氣門位置傳感器中的怠速觸點(diǎn)(IDL)接通或斷開控制，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，ECU使噴油量有少量變化。c．進(jìn)氣溫度修正 發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣密度