发动机电喷系统标定介绍

发动机电喷系统标定介绍研究院电控所2005年6月一、发动机电喷系统原理与结构的简单介绍发动机管理系统是利用各种传感器采集、测定发动机的各种参数，将其转化为ECU可接受的电信号后，再经过ECU进行逻辑运算，向执行器发出指令，最终通过喷油器定时、定量的喷入进气管，使发动机在各种工况下都能得到最佳浓度的混合气。下面主要是给大家介绍一下，标定中常用的控制参数与相关执行器的控制机理；目的是让大家通过机理来联想到相关参数和执行器是如何来标定的。1、实际喷油量的计算机理我们知道实际喷油量=基本+修正+增量基本喷油量的控制方法:是根据每个工作循环(即曲轴转两圈)的进气量,按照理论空燃比14.7计算出的喷油量（在台架标定中进行的）修正量的控制方法:是根据TA,MAP信号等实际运转情况以及排放要求,对基本喷油量进行适当修正,为了在不同条件下获得最佳浓度的混合气（在驾驶性和环境试验中进行）修正包括进气温度修正、大气压力修正、电池电压修正喷油增量:指一些特殊工况(启动,暖机,变工况等),目的是使发动机获得良好的动力性、加速性、平顺性等使用性能。包括启动后增量、暖机增量和变工况的增量2、点火角的计算机理点火提前角的定义：点火时曲轴的曲拐所在位置与压缩行程终了活塞到达上止点时曲拐所在位置之间的夹角实际点火提前角=初始+基本+修正初始点火提前角：对发动机来说是固定不变的，在台架试验上进行。此时正是上止点的位置初始点火角=转速传感器※那么当我们不知道初始点火角，应该如何来设定呢？初始点火角是与转速传感器及靶轮的对应位置有关，通常由客户给定。当我们不知道初始点火角的大小时，我们可以通过调整一缸上止点来确定。基本点火提前角是ECU根据进气压力传感器和转速RPM信号的对应关系从存储在ECU存储器中的点火角脉谱值找到的（在先前的台架试验中标定过）修正点火提前角是根据有关传感器（水温、爆震等）加以修正，得到实际的点火提前角3、怠速步进电机的控制机理首先要知道怠速控制的本质是控制进气量控制机理是通过ECU不断的采集转速传感器的信号，并与发动机的目标怠速相比较，如果存在偏差，ECU会根据THR传感器提供的信号，在怠速范围内通过步进电机来调节旁通空气量，同时调节点火提前角，使怠速达到一个动态平衡的状态。扭矩点火角※怠速点火角的设置原则：（1）、点火角尽量小（防止爆震），扭矩尽量大（2）、在相同扭矩下，选较小的点火角当实际转速低于目标转速时，增大点火角；反之减少点火角怠速时的喷油量的控制机理是由ECU根据预先设置的怠速空燃比和实际的充气量（步进电机步数）计算的；控制过程主要是通过传感器信号以及标定时设定的开关量等。4、活性炭罐电磁阀的控制机理作用：由于车辆在热浸损失和昼夜损失作用的结果，会导致CH的排放总量很高，一般要占总排量的20%左右。通过设定电慈阀的开启时间和开度，由ECU通过调节控制:1）、在怠速范围内不要打开2）、在一定的转速RPM、节气门开度THR、进气压力MAP下3）、在RUN的状态下5、电子扇的控制机理有两档，快挡和慢挡；由ECT传感器感应信号，当温度在95度左右时慢档打开，当温度在105度左右时快档打开。电子扇与硅油离合器风扇的对比电子扇硅油好处：1）、噪音较低2）、产生的额外负载较小3）、冷却效果较好1、噪音较大2、由于控制范围较广，多余负载较大六、空调的控制当空调吸合的瞬间，会产生额外的负载，发动机会出现转速下降，驾驶员感受发动机抖动，另外会造成风扇风量的减少,使发动机冷却速度变慢,导致水温升高控制：在空调离合器吸合的瞬间,想办法让转速迅速上升,即提高步进电机的步数来实现.比如说:稳态时,步进电机与转速的对应关系70780RPM1001000RPM在吸合的瞬间,在70步的时候,给一个延时,让步进电机自学习到80步,那么在开空调的瞬间,步进电机已经学到开空调前的步数,使转速平稳过度;反之在关闭时,同样利用自学习,采用减少步数实现七、开环与闭环的控制1、ECU根据发动机冷却液温度ECT，进气温度TA，启动环境温度来判断是否使用λ控制（闭环控制），还是开环控制。2、发动机在不同RPM和MAP下的最佳空燃比已经在台架试验中标定过了，发动机在工作过程中，ECU根据转速传感器、进气温度压力传感器、节气门位置传感器THR等信号，在空燃比脉谱图上查询最佳的空燃比修正系数对空燃比进行修正。3、发动机在不同工况下的空燃比范围工况A/F发动机温度变化氧传感器状态起动2：1~12：1由冷变凉无信号暖机2：1~15：1逐渐变热无信号直到发动机变热开环控制2：1~15：1冷变热有信号，但ECU不采用闭环控制14．7：1热有信号，ECU采用过渡工况取决于驾驶员操作热有信号，但ECU不采用怠速取决于怠速控制系统校正情况热有信号，ECU采用于否取决于校正情况4、下列工况ECU会进入开环控制发动机工况开环控制方法起动工况此时需要浓混合气，以便启动发动机启动后暖机工况发动机低于正常工作温度需要迅速暖机大负荷（节气门全开）工况需要较浓的混合气，使发动机输出最大功率过度工况即加速加浓和减速减稀或断油氧传感器低于正常工作温度需要开环控制（目前已采用电加热的方法使氧传感器迅速升温，达到正常温度以便输出信号）保持不变时此时说明氧传感器失效，ECU会自动进入开环控制状态八、排放控制1、HC：对于四冲程发动机来说，HC主要来源于曲轴箱排放物和蒸发排放物均匀混合气生成未然HC的主要来源于：冷激效应、油膜和沉积物吸附以及碳氢化合物的后期氧化等2、NOX：主要是NO，由于空气中的O2与N2在高温下反应得到汽油机的NO的控制及相关因素对其的影响A）空燃比的影响一般发生在过量空气系数φα=1.1左右,再增加时，会使NO下降B）EGR率的影响为了油耗低，在φα=1的条件下用燃烧品质的最大EGR率获得尽可能较低的NO排放C）、点火正时的影响推迟点火，可以缩短已燃气体停留在高温下的时间，从而减少了NO排放另外，推迟点火，常常会带来燃油消耗率和升功率的降低※高温、高原和低温的标定，它的目的是想通过大气温度、水温、大气压力等参数的修正来使发动机能达到在标准状况下的燃油与空气的比例（这里的比例不是单纯指理论空燃比）大家在理解上句话的基础上，在标定的时候就可以在相应不同工况下的油和气的控制模块中对一些参数进行修正，所以说台架标定是整个标定的基础，工作是枯燥的，同时对后期的标定是很重要的。二、台架标定由于台架标定在前段时间已经介绍了，原理都是一样的，不在阐述1、标定前的准备工作发动机台架标定接线图台架接线盒上氧下氧排气背压排温加热传感器地2-1+123传感器5电源相位传感器减阵螺纹管三元催化器消音器节气门位置传感器水温传感器2-1+爆震传感器134步进电机点火线圈12312碳罐阀λ仪+-+-稳压电源信号输入信号输出排温背压出水管水温油压机油压力电源地122121211缸2缸3缸4缸喷油器点火开关8G/R6G/W5YBL7B/W22AR/Y23BB7V/Br.5R/W7575RR23R/Br11R/G244BL/RR20BL/G5YBL21W/Y14G/Gr2423R/Br8G/R7B/W6G/W10G/Y9BL/W181.0BL/Y20BL/G191.0Br171.0Y/G4BL/R2171.0Y/GIG1D1.0R/181.0BL/Y61.0Br191.0BrIG2CR/W10G/Y19G/Br18O/R22R/Y23CB3BL/V61.0Br14G/P23B2475R22R/Y8O/BL10V/BL11R/G2R/W19G/Br9Y/W7V/Br18O/RIG2BR/W2IG2AR/W9BL/WL2475R754BL/R5IG2DR/WGGIG1B0.5R/1P/YA210.5W/Y14G/GrRRRR75R.5R/WRBATT1IG1F0.5R/BLB16C0.5Br23BB16B0.5BrIG1E0.5R/BLB23E0.5B1112475RB16A0.5Br14G/P3BL/V10V/BL23B22R/Y1P/Y23B9Y/W75R.5RR75R.5RRmm1mm249Y/W23R/Br4BL/RRR11R/G20BL/G1注意：初始点火角的设置三、驾驶性的标定1、目的：车辆在不同工况下也就是在转速RPM和进气压力MAP突变的情况下，进一步修正满足空气量和油量来满足动力性能和驾驶性的要求。满足不同驾驶者的驾驶要求2、标定内容起动根据转速传感器检测到一缸上止点后若干齿后，ECU根据转速传感器和水温传感器、进气温度的信号，做为喷油量的计算依据，ECU根据起动开关及转速信号，判断发动机是否进入起动状态。起动的转速低于某一转速（此数值通过设定门槛值来实现）而不采用进气压力信号，ECU会计算出一个固定的喷油量（通过标定实现）冷启动时，通过增加各缸喷油器的喷油持续时间或喷油次数来增加喷油量怠速怠速时，要求转速平稳，无抖动现象，启动后发动机转速迅速稳定在目标转速范围内。1的过渡是通过标定怠速步进电机的自学习值来实现转速喷油量起动加浓起动预喷怠速步进电机的闭环控制实际转速信号目标怠速（通过标定设定门槛值）实际转速与目标怠速相比较，ECU会向怠速控制阀发出脉冲信号，进行反馈控制例如：A）在加速工况下，节气门响应过程平顺，通过调节步进电机步数来实现B）瞬态加速后回怠速波形（范围窄是为了更省油），平缓过渡,减少怠速波动过程是通过相关参数的延时来实现。范围尽量窄平缓谢谢大家