3.3 燃油噴射控制

電控燃油噴射系統(tǒng)的功能是對(duì)噴油順序、噴油量、燃油停供進(jìn)行控制。

3.3.1 噴油器順序的控制

3.3.1.1 連續(xù)噴射（KE-Jecronic控制）

噴油器在燃油壓力的作用下開(kāi)啟，并在整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)工作期間一直保持開(kāi)啟狀態(tài)。噴油器連續(xù)不停地噴油。通過(guò)改變系統(tǒng)壓力來(lái)改變噴油量。

3.3.1.2 間歇噴射

在電磁力的作用下，噴油器只開(kāi)啟很短的時(shí)間，一旦噴完計(jì)算出的噴油量，噴油器就關(guān)閉。通過(guò)改變噴油器的開(kāi)啟時(shí)間來(lái)改變噴油量。

根據(jù)ECU控制噴油器的方式不同，間歇噴射有四種類型：同時(shí)噴射、分組噴射、順序噴射、特定氣缸噴射。

（1）同時(shí)噴射

發(fā)動(dòng)機(jī)的所有噴油器都同時(shí)動(dòng)作。對(duì)各個(gè)氣缸來(lái)說(shuō)，燃油蒸發(fā)時(shí)間不同。因此，為了獲得盡可能成分均勻的混合氣和實(shí)現(xiàn)充分燃燒，曲軸每轉(zhuǎn)一圈，噴射燃燒所需油量的一半，如圖3-33所示。

（2）分組噴射

每個(gè)做功循環(huán)，1、3氣缸噴油器或2、4氣缸噴油器各噴油一次。在每種情況下，整個(gè)噴油量都被噴在關(guān)閉的進(jìn)氣門(mén)之前，這些燃油的蒸發(fā)時(shí)間不同，如圖3-34所示。

（3）順序噴射

就是在進(jìn)氣行程之前，各氣缸噴油器按照點(diǎn)火順序一個(gè)接一個(gè)地將相同數(shù)量的總噴油量噴入進(jìn)氣歧管。這就促進(jìn)了最佳混合氣的形成，并改善了發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的冷卻效果，如圖3-35所示。

（4）特定氣缸噴射（CSI）

這種噴射也是一種順序噴射。由于傳感器技術(shù)的進(jìn)步，控制復(fù)雜程度的提升，ECU能夠給每一個(gè)氣缸單獨(dú)分配特殊的噴油量，如圖3-36所示。

上述同時(shí)噴射、分組噴射和順序噴射的噴油順序都與曲軸轉(zhuǎn)角相位有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，稱為“同步噴射”。有些EFI系統(tǒng)在開(kāi)始冷機(jī)起動(dòng)時(shí)給出一個(gè)初始噴油脈沖，該脈沖與曲軸轉(zhuǎn)角相位無(wú)一定聯(lián)系，稱為“異步噴射”，特定噴射就是異步噴射。有些系統(tǒng)則在急加速時(shí)增加幾次異步噴射，以更快地增加噴油量。還有一種使用異步噴射的情況，就是當(dāng)噴油器在發(fā)動(dòng)機(jī)一個(gè)工作循環(huán)期間噴油次數(shù)多，以至于怠速工況每次噴油量小于該噴油器的許用最小噴油量時(shí)，EFI系統(tǒng)就只能改變怠速時(shí)的每循環(huán)噴油次數(shù)，或者改用每秒噴幾次油的異步噴射方式。

3.3.2 噴油量（噴油脈寬）控制

EFI系統(tǒng)通過(guò)控制噴油器電磁閥的通電持續(xù)時(shí)間（噴油觸發(fā)脈沖寬度）來(lái)控制噴油量，通常可以實(shí)現(xiàn)以下的控制內(nèi)容。

噴油量控制可分為同步噴油量控制和異步噴油量控制。同步控制又分為發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的噴油量控制和發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后的噴油量控制。

3.3.2.1 起動(dòng)時(shí)的噴油量控制

在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，其轉(zhuǎn)速很低（50r/min左右）且波動(dòng)較大，無(wú)論是D型電控燃油噴射系統(tǒng)中的進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器，還是L型電控燃油噴射系統(tǒng)中的空氣流量傳感器，都不能精確地確定進(jìn)氣量，也就無(wú)法確定合適的基本噴油時(shí)間。起動(dòng)控制采用開(kāi)環(huán)控制，噴油量的控制過(guò)程為：當(dāng)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)接通起動(dòng)檔位時(shí)，ECU的STA端便接收到一個(gè)高電平信號(hào)，此時(shí)ECU再根據(jù)曲軸位置傳感器信號(hào)和節(jié)氣門(mén)位置傳感器信號(hào)判定是否處于起動(dòng)狀態(tài)，以便決定是否按起動(dòng)程序控制噴油。

起動(dòng)控制程序：發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)ECU根據(jù)冷卻液的溫度信號(hào)THW，由內(nèi)存的冷卻液溫度—噴油時(shí)間曲線來(lái)確定基本噴油時(shí)間，如圖3-37所示。再根據(jù)進(jìn)氣溫度信號(hào)THA和蓄電池電壓+B信號(hào)進(jìn)行修正，得到起動(dòng)時(shí)的噴油持續(xù)時(shí)間，如圖3-38所示。電壓修正是因?yàn)閲娪推鞯膶?shí)際噴油時(shí)刻比ECU發(fā)出噴油指令的時(shí)刻晚，即存在一段滯后時(shí)間，使噴油器噴油的實(shí)際時(shí)間比ECU確定出的噴油時(shí)間短，導(dǎo)致噴油量不足使實(shí)際空燃比高于發(fā)動(dòng)機(jī)要求的空燃比。蓄電池電壓越低，滯后時(shí)間越長(zhǎng)，因此ECU需根據(jù)蓄電池電壓適當(dāng)延長(zhǎng)噴油時(shí)間，以提高噴油量控制的精度。

如果曲軸位置傳感器信號(hào)表明發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于300r/min，且節(jié)氣門(mén)位置傳感器信號(hào)表明節(jié)氣門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài)，則判定發(fā)動(dòng)機(jī)處于起動(dòng)狀態(tài)并控制運(yùn)行起動(dòng)程序。在燃油噴射系統(tǒng)具有“清除溢流”功能的汽車(chē)上，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于300r/min時(shí)，如果節(jié)氣門(mén)開(kāi)度大于80%，那么ECU將判定為“清除溢流”控制，噴油器將停止噴油。

3.3.2.2 發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后的噴油量控制

發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后轉(zhuǎn)速超過(guò)預(yù)定值時(shí)，ECU確定的噴油持續(xù)時(shí)間為：

噴油持續(xù)時(shí)間=基本噴油持續(xù)時(shí)間+噴油修正值+電壓修正值

式中噴油修正值是各種修正值的總和。

在D型電控燃油噴射系統(tǒng)中，ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)（Ne）和進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力信號(hào)（PIM）、進(jìn)氣溫度信號(hào)（THA）及內(nèi)存的基本噴油時(shí)間三維圖確定基本噴油時(shí)間。

L型電控燃油噴射系統(tǒng)中，ECU則根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)（Ne）和空氣流量傳感器信號(hào)（V_S信號(hào)）確定基本噴油時(shí)間。這個(gè)基本噴油時(shí)間是實(shí)現(xiàn)預(yù)定空燃比（理論空燃比14.7:1）的噴射時(shí)間。

發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后的各工況下，ECU在確定基本噴油時(shí)間的同時(shí)，還必須根據(jù)各種傳感器輸送來(lái)的發(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。

1.起動(dòng)后加濃修正

發(fā)動(dòng)機(jī)完成起動(dòng)后，點(diǎn)火開(kāi)關(guān)由“STA”（起動(dòng)）位置轉(zhuǎn)到“ON”（點(diǎn)火）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)轉(zhuǎn)。噴油量的初始修正值在起動(dòng)后這一瞬間最高，根據(jù)冷卻液溫度的變化，然后以一個(gè)固定速度下降，逐步達(dá)到正常，如圖3-39所示。

2.暖機(jī)加濃修正

發(fā)動(dòng)機(jī)溫度較低時(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)，必須供給較濃的混合氣。

發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，在達(dá)到正常工作溫度（50～80℃）之前，ECU根據(jù)冷卻液溫度信號(hào)（THW信號(hào)）對(duì)噴油時(shí)間進(jìn)行修正，修正系數(shù)的確定如圖3-39所示。

暖機(jī)加速還受怠速信號(hào)（IDL信號(hào)）控制，當(dāng)節(jié)氣門(mén)位置傳感器中的怠速觸點(diǎn)接通或斷開(kāi)時(shí)，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不同，ECU使噴油時(shí)間有少量變化。

發(fā)動(dòng)機(jī)ECU處于失效保護(hù)模式，如故障碼為P0115時(shí)，ECU提供設(shè)定的冷卻液溫度信號(hào)，通常為80℃。

3.進(jìn)氣溫度修正

發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣溫度影響進(jìn)氣密度，ECU根據(jù)進(jìn)氣溫度傳感器提供的進(jìn)氣溫度信號(hào)（THA信號(hào)），對(duì)噴油時(shí)間進(jìn)行修正。通常以20℃為進(jìn)氣溫度信息的標(biāo)準(zhǔn)溫度，低于20℃時(shí)，空氣密度大，ECU適當(dāng)增加噴油時(shí)間，使混合氣不至于過(guò)??；進(jìn)氣溫度高于20℃時(shí)，空氣密度減小，適當(dāng)減少噴油時(shí)間，以防混合氣偏濃。進(jìn)氣溫度修正系數(shù)的確定如圖3-40所示，增加或減少的最大修正量約為10%。

發(fā)動(dòng)機(jī)ECU處于失效保護(hù)模式，如故障碼為P0110時(shí)，ECU提供設(shè)定的進(jìn)氣溫度信號(hào)，通常為20℃。

4.穩(wěn)定工況噴油量修正

穩(wěn)定工況（含熱機(jī)怠速工況和部分負(fù)荷工況）都實(shí)行空燃比反饋閉環(huán)控制，使空燃比保持在理論空燃比附近的一個(gè)很窄的范圍內(nèi)。

（1）怠速穩(wěn)定閉環(huán)控制

能夠定量輸出功率，以確保維持怠速工況的穩(wěn)定。轉(zhuǎn)速降低時(shí)增加輸出功率，而在轉(zhuǎn)速升高時(shí)降低功率輸出。系統(tǒng)在識(shí)別到一些影響因素，如空調(diào)壓縮機(jī)起動(dòng)或自動(dòng)變速器換檔的時(shí)候，將會(huì)相應(yīng)地增加功率輸出。在低溫情況下，由于要克服摩擦損失或維持更高的怠速轉(zhuǎn)速，輸出轉(zhuǎn)矩必須增大。怠速閉環(huán)控制詳見(jiàn)第2單元。

（2）部分負(fù)荷工況λ閉環(huán)控制

詳見(jiàn)本書(shū)第6單元。

5.大負(fù)荷工況噴油量修正

發(fā)動(dòng)機(jī)在大負(fù)荷工況下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，要求使用較濃的混合氣以獲得大功率。ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷修正噴油時(shí)間。

ECU可根據(jù)進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器信號(hào)（PIM信號(hào)）或空氣流量傳感器信號(hào)（V_S、K_S、V_G信號(hào)）以及節(jié)氣門(mén)位置傳感器輸送的全負(fù)荷信號(hào)（PSW信號(hào)）或節(jié)氣門(mén)開(kāi)度信號(hào)（VTA信號(hào)），判斷發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷狀況，大負(fù)荷時(shí)適當(dāng)增加噴油時(shí)間。大負(fù)荷的加油量約為正常噴油量的10%～30%，有些發(fā)動(dòng)機(jī)大負(fù)荷加濃量還與冷卻液溫度信號(hào)相關(guān)。

6.加速噴油量修正

發(fā)動(dòng)機(jī)加速初始運(yùn)行時(shí)，會(huì)出現(xiàn)燃油供應(yīng)滯后于進(jìn)入氣缸內(nèi)的空氣快速變化量，空燃比變小，為獲得良好的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和響應(yīng)性，需要適當(dāng)延長(zhǎng)噴油時(shí)間。根據(jù)進(jìn)入的空氣量而增加噴油量以防止可燃混合氣偏稀。加速加濃的大小取決于節(jié)氣門(mén)開(kāi)啟角度的變化速度。

加速時(shí)在穩(wěn)定工況基本噴油脈寬的基礎(chǔ)上進(jìn)行加濃修正，修正量與冷卻液溫度、節(jié)氣門(mén)開(kāi)度變化率等有關(guān)，并隨時(shí)間減少，如圖3-41所示。

7.斷油控制

所謂斷油控制就是發(fā)動(dòng)機(jī)ECU在某些特殊情況下，暫時(shí)中斷燃油噴射，以滿足發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的特殊要求。斷油控制包括發(fā)動(dòng)機(jī)超速斷油控制、減速斷油控制、清除溢流控制和減轉(zhuǎn)矩?cái)嘤涂刂频葞讉€(gè)方面。

（1）超速斷油控制

發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中，ECU隨時(shí)都將曲軸位置傳感器測(cè)得的發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速與存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的極限轉(zhuǎn)速進(jìn)行對(duì)比。當(dāng)實(shí)際轉(zhuǎn)速達(dá)到極限轉(zhuǎn)速或超過(guò)極限轉(zhuǎn)速80～100r/min時(shí)，ECU就會(huì)發(fā)出停止噴油的指令，控制噴油器停止噴油。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降至低于極限轉(zhuǎn)速80～100r/min時(shí)，ECU將控制噴油器恢復(fù)噴油，如圖3-42所示。

（2）減速斷油控制

當(dāng)汽車(chē)在高速行駛中突然松開(kāi)加速踏板減速時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)將在慣性力的作用下高速旋轉(zhuǎn)。由于此時(shí)節(jié)氣門(mén)已經(jīng)關(guān)閉，進(jìn)入氣缸的空氣量很少，若不停止供油，混合氣將會(huì)很濃而導(dǎo)致燃燒不完全，排氣中的有害氣體成分將急劇增加。ECU將根據(jù)節(jié)氣門(mén)關(guān)閉、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高于某一轉(zhuǎn)速、冷卻液溫度正常信息，判斷減速斷油。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低到燃油重新復(fù)供轉(zhuǎn)速后，ECU立即發(fā)出指令，控制噴油器恢復(fù)供油，如圖3-43所示。

（3）清除溢流控制

發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，噴油系統(tǒng)將向發(fā)動(dòng)機(jī)供給很濃的混合氣。如果多次起動(dòng)未能成功，那么殘留在氣缸內(nèi)的未燃燃油就會(huì)浸濕火花塞，造成“淹缸”現(xiàn)象。清除溢流控制就是將發(fā)動(dòng)機(jī)加速踏板踩到底，接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，ECU自動(dòng)控制噴油器中斷噴油，以便排出氣缸內(nèi)的燃油蒸氣?？梢?jiàn)起動(dòng)電控發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，不必踩下加速踏板，直接接通起動(dòng)開(kāi)關(guān)即可，否則電控系統(tǒng)可能處于清除溢流控制狀態(tài)而使發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法起動(dòng)。

（4）減轉(zhuǎn)矩?cái)嘤涂刂?/p>

在配裝電控自動(dòng)變速器的汽車(chē)上，當(dāng)行駛中變速器自動(dòng)升檔時(shí)，變速器ECU會(huì)向發(fā)動(dòng)機(jī)ECU發(fā)出一個(gè)減轉(zhuǎn)矩信號(hào)。發(fā)動(dòng)機(jī)ECU會(huì)暫時(shí)中斷個(gè)別氣缸的噴油，從而降低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，以便換檔。待換檔結(jié)束后，再恢復(fù)正常供油。

8.電壓校正

電壓校正同起動(dòng)時(shí)的控制一樣。

9.廢氣再循環(huán)修正

發(fā)動(dòng)機(jī)ECU需要確定廢氣再循環(huán)到進(jìn)氣歧管中的廢氣量，以準(zhǔn)確測(cè)量進(jìn)入氣缸的空氣總量。各種車(chē)輛都設(shè)計(jì)有用于此計(jì)算的參數(shù)，包括以下一項(xiàng)或多項(xiàng)。

1）EGR閥樞軸位置。

2）EGR通道溫度傳感器。

3）EGR通道中的壓差。

圖3-44是將發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后噴油控制過(guò)程的匯總。

3.3.2.3 異步噴油量控制

發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)或加速時(shí)的異步噴油量一般是固定的，即各氣缸噴油器以一個(gè)固定的噴油持續(xù)時(shí)間同時(shí)向各氣缸增加一次噴油。