发动机控制方法与控制内容要点.pdf

发动机电控系统控制方法与控制内容 1.2 汽油发动机电子控制系统简介 汽油发动机的电子控制系统包括电子控制系统单元 (ECU)、传感 器和执行器三部分。 其典型的结构如图 1-1 所示。电子控制单元 (ECU) 是控制系统的核心， 它根据传感器送来的信号， 向各执行器发出指令， 使执行器完成所需的动作，从而实现喷油、点火、怠速等各种控制。 传感器是装在发动机各部位的信号转换装置， 用来测量或监测反映发 动机运行状态的各种物理量、电量、化学量等，并将它们转换成计算 机所能接受的电信号后送给 ECU。主要传感器有 :进气压力传感器、 进气温度传感器、冷却水温度传感器、曲轴位置传感器、凸轮位置传 感器、节气门位置传感器、氧传感器等。执行器则是根据 ECU 发出 的控制命令来完成各种相应动作。主要执行器有 :电磁喷油器、点火 器等、电动汽油泵、怠速步进电机等。 电子控制系统按照不同的方法可分为不同的类型 [1,3]. 1} 按喷油器的数量可分为 :①单点喷射，即几个气缸共用一个喷 油器，因喷油器装在节气门体上，因而又称节气门体喷射，也称中央 喷射 ;②多点喷射，每个气缸有一个喷油器，安置在进气门附近。 2)按喷油位置分 :①喷在节气门上方，用于单点喷射系统 ;②喷在 进气门前，喷油器装在进气管上，只用于多点喷射系统 ;③缸内喷射， 在压缩行程开始前或刚开始时将汽油喷入气缸内， 用于稀薄燃烧的汽 油机。 3)按进气量检测方法分 :①速度密度法，通过测量进气歧管内的压 力和温度，计算每循环吸入的空气量，此方法精度稍差，但成本低 ; ②质量流量法， 用空气流量计直接测量单位时间内吸入进气歧管的空 气量，再根据转速算出每循环吸气量，此方法精度高，但成本也高。 两种方法各有优点，故都有广泛的应用。 4) 按控制方式分 :①开环控制 ;②闭环控制。两者的差别是闭环控 制系统需根据输出结果对控制系统进行调整。 主要体现在空燃比和怠 速转速的控制。 目前，应用中较多的是多点顺序喷射的闭环控制系统，图 1-1 所 示的就是这样一个控制系统， 不过它对进气量的检测采用的是质量流 量法。在普通的中低档车中对进气量的检测多是采用速度密度法， 本 文后面的研究也主要是利用这种方法进行， 并且通过一些方法同样可 以实现空燃比的精确控制 2.1 空燃比的控制方式与要求 空燃比控制是电控系统中的核心控制之一， 它直接影响发动机动 力性、经济性和排放性能。 所以要提高发动机的综合性能，就要对空 燃比进行精确控制 . 2.1.1 空燃比的控制方式 ECU 对于空燃比的控制是主要通过燃油喷射量的控制来实现的。 燃油喷射量的多少取决于 ECU 输出的喷油脉宽， 在 ECU 中对于喷油 脉宽的控制主要采用两种方式 : 开环控制和闭环控制。 开环控制中， 预先通过标定试验确定发动机在各个工况点喷油量 的值，然后将这些值以数据表的形式存储在 EPROM 中(即通常说的 MAP 图) ，实际运行时，根据工况查表插值确定控