电喷发动机的控制特点

如果把神秘的发动机电子控制过程描述得简单一点,就是以电控单元(ECU)为控制中心,以发动机转速和空气流量为控制基础,以喷油器为控制对象,保证发动机在各种工况下具有最佳的混合气浓度,以满足发动机动力性、经济性和排放性要求。
与传统化油器式发动机比较,电喷发动机具有以下鲜明特点。


1.依靠传感器捕捉即时工况信息

电喷发动机安装了大量传感器,用来捕捉发动机各系统的即时工况信息。

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曲轴位置传感器是电喷发动机的关键传感器之一。

曲轴位置传感器损坏后,许多电喷发动机不能起动,但是有的却可以起动。这种情况是发动机ECU的控制策略不同的缘故。例如在北京现代伊兰特汽车发动机上,安装了电磁感应式曲轴位置传感器(CKP)和霍尔式凸轮轴位置传感器(CMP)。根据该型发动机ECU软件的程序设计,一旦曲轴位置传感器损坏,将从CMP取得转速信号,所以曲轴位置传感器损坏后该型发动机可以起动,但是将点火时刻推迟15°左右,以抑制爆燃的产生,所以会感觉发动机加速无力。

但是在大多数电喷发动机ECU的程序设计中,不利用凸轮轴位置传感器取得转速信号,所以曲轴位置传感器损坏后发动机不能起动
又如大气压力传感器。众所周知,发动机的充气量与大气压力有关系,而大气压力数值与当地的海拔密切相量传感器|关。在海平面附近,大气压力为101kPa;在海拔1900m的地区,大气压力为84kPa;而在4000m的高原地此她位区,大气压力只有60kPa左右。海拔每|盛得器一升高1000m,发动机的输出功率大约降低10%。因此,汽车在不同的海拔地区行驶,需要根据大气压力传感器图2点山她位量传感器和白金轴位置传感活的安装位量的信号,对相关参数进行适当的修正。

另外,大气压力会对废气涡轮增压型发动机增压压力调节和转矩限制产生影响。通过安装大气压力传感器,检测大气压力,然后在海拔升高时适当减少喷油量,即进行所谓“海拔修正”,这样有利于改善增压型发动机空燃比调节,从而减少黑烟的排放量。

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2.采用电子节气门控制负荷和转速
新款电喷发动机取消了节气门拉索,采用电子节气门[
EPC)控制,驾驶人的愿望(例如希望加速、减速或恒速)下再通过节气门拉杆或拉索直接操纵节气门,而是依靠电子节门进行间接控制,电子节气门与加速踏板之间不存在机械连||删版位置传感器妾。加速踏板的位置信息由两个滑变电阻式加速踏板位置传感器采集,并将此信号传输给发动机电控单元(ECU)。ECU据|t控制节气门调节器,由节气门调节器的电动机操纵节气门动|十一cu作,从而实现整个转速和负荷范围内的自动调节(图2-2)。
驾驶人踩下加速踏板的行程和速率是对发动机转矩的要|
R,加速踏板的位置是一个设定值,加速踏板位置传感器是|节气门总成一个设定值发生装置。电子节气门一方面执行来自电控单元|
ECU)的指令,去调节节气门的开度以控制进气量,进而提|电动机O号高或降低发动机的转速。另一方面又可以输出反映节气门开电子节门
度的信号,供ECU监控使用。如果加速踏板位置传感器损|
不,电子节气门系统将进入应急模式,ECU不再对加速踏板图22电子带气门示意图的信号做出反应,发动机只能在高息速下运转。

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3.实行系统化、网络化管理

发动机失常引起底盘故障灯点亮这个案例说明一个道理:从网络化的观点看,电喷发动机管理系统与底盘是一个整体,有时故障表现在底盘,但是故障的根源可能在发动机。

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4.对接触电阻和电压降很敏感
电喷发动机的许多传感器依靠5V参考电压(又称“基准电压”)工作。在发动机ECU的电路板上,有一块电源芯片,它的功能是将12V蓄电池电压转换成5V参考电压,为CPU、无源传感器以及需要5V电压的芯片提供电源。5V参考电压正常与否,直接影响传感器测量数据的准确性以及CPU和其他5V电源芯片的性能。
当传感器的负极端接触不良时,其输出电压可能偏高。这一事实似乎与通常的“高电阻引起电压降”有矛盾。问题的核心是,由于传感器的负极端接触不良,形成了额外的负载,额外电阻的形成使电路的总电阻增加,所以电流值变小,于是在正常负载上的电压降减少,相应地使基准电压点的电压上升,所以传感器反馈给ECU的信号电压(该信号电压一般低于5V)比正常时偏高。

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