第六章電控汽油噴射的輔助控制

——集中控制系統(tǒng)6.1點火時刻控制6.2怠速轉(zhuǎn)速控制6.3進氣系統(tǒng)控制6.4EGR控制6.5稀薄燃燒系統(tǒng)一、概述

整車集中控制領(lǐng)域:

發(fā)動機傳動系的控制；

車輛行駛控制；

車身控制；

通訊等。發(fā)動機主/子控制系統(tǒng)：主控制—汽油噴射

EFI輔助控制—點火控制、怠速控制、EGR控制、進氣系統(tǒng)可變控制、增壓控制、變速器的控制、牽引力的控制、故障自診斷等。（ESC：ElectronicSparkAdvanceandDwellControl）第一節(jié)點火時刻控制空氣流量計副節(jié)氣門開度傳感器

主節(jié)氣門開度傳感器VSV噴油器活性碳罐1G傳感器

2O傳感器排溫傳感器

排溫傳感器

燃料泵控制器

燃料泵2O傳感器

2G傳感器

起動機空氣壓縮機車速傳感器空擋開關(guān)

車身控制單元分電器

點火線圈檢測系統(tǒng)及警示燈

空調(diào)控制系統(tǒng)

牽引力控制單元巡航控制單元ABS控制單元

發(fā)動機

控制單元ECT控制單元大氣壓力傳感器集中控制實例（豐田）點火系統(tǒng)及其工作原理：作用：將12V電到10~35kV高壓電，并按規(guī)定時火花塞跳火點燃混合氣。控制的必要性：

不同工況最佳點火提前角不同，

ig=f(n,負荷)；機械式點火系采用簡單的離心式和真空式提前裝置滿足不了排放法規(guī)要求點火系統(tǒng)工作原理：

接通一次電路時，I1按指數(shù)規(guī)律增加；當I1達到飽和時切斷，則I1發(fā)生突變；由電磁的互感現(xiàn)象在二次線圈中產(chǎn)生感應電動勢EB；EB

I1有效值和一、二次線圈匝數(shù)。點火系統(tǒng)的控制內(nèi)容目的：點火可靠、定時

更好地提高燃燒效率?？刂苾?nèi)容：點火能量控制：各工況可靠點燃點火時刻控制：定時燃燒過程

二、電控點火系統(tǒng)組成點火控制系統(tǒng)的組成ECU：與EFI共用；由工況確定3DMAP(

igb-min-n)；根據(jù)tw進行修正;

確定最佳

ig。傳感器：判定工況點火模塊：替代斷電器，由ECU控制指令驅(qū)動功率管，控制初級電流的ON/OFF；點火線圈：由初級線圈、次級線圈，鐵芯組成。次級線圈感應電EB∝初級電流有效值iI；初級線圈阻抗；電源電壓VB；通電時間分電器：將高壓電分配給各氣缸的火花塞；分電器內(nèi)藏n曲軸位置傳感器。火花塞：跳火，產(chǎn)生火花，點燃可燃混合氣。結(jié)構(gòu)有關(guān)由ECU控制點火能量Eof蓄電池點火系

i1的控制L1：一次線圈的感系數(shù)；i1：初級電流三、點火能量的控制點火系統(tǒng)控制方式：車用汽油機主要以蓄電池-點火線圈點火方式為主。根據(jù)i1的控制方式不同分為：斷電器式點火方式和晶體管點火方式。特點：均控制i1。U：線圈兩端電壓R1：一次線圈阻抗t：通電時間i1(閉合角)的控制原則：初級電流盡可能飽和，但線圈不過熱的最佳狀態(tài)?！帱c火能量的控制問題i1的控制，轉(zhuǎn)化為:初級線圈通電時間t的控制

閉合角的控制傳統(tǒng)點火系統(tǒng)觸電式晶體管點火系統(tǒng)固定閉合角時一次電流波形閉合角(點火能量)的控制方法：三種固定閉合角方式特點：均通過凸輪控制斷電器觸點或晶體管的開關(guān)

一次線圈在固定曲軸轉(zhuǎn)角內(nèi)接通；通電時間與E/G的n有關(guān)；存在的問題：n

，閉合角一定時通電時間變短，EB

，若增加閉合角，低速時通電時間，線圈過熱。措施：閉合角的控制

閉合角/定電流控制方式低速高速閉合角的控制方式：控制原則：當n

時，減小閉合角防止線圈過熱；

n

時，增加閉合角保證高速點火能量閉合角控制方法的特點：

加快初級電流的變化速率問題：易電流過大

點火線圈過熱i

定電流、閉合角控制電路定電流控制電路：保證短時間內(nèi)通過大電流低速限流；i1的變化速率靠降低線圈阻抗來保證；防止低速線圈過熱。高速區(qū)結(jié)合閉合角控制保證足夠的EB高速點火可靠閉合角+定電流控制方式：

特點：閉合角控制電路+定電流控制電路閉合角控制電路由永久磁鐵、感應線圈以及轉(zhuǎn)子組成的感應脈沖發(fā)生器替代斷電器；通過改變感應脈沖發(fā)生器晶體管通電時間控制閉合角；EB

n特性∵i1

電源電壓變化;∴

根據(jù)V需要修正通電時間。三種控制方式的比較：1）最佳點火時刻

是使燃燒后的示功圖面積最大。

控制方法：一般采用開環(huán)；有爆震傳感器時，以KS信號

進行閉環(huán)控制。最佳點火時期影響因素：

、汽油、A/F、工況；

所以，對應各工況進行控制。機械式點火提前裝置：靠離心提前裝置和真空提前裝置，只能實現(xiàn)簡單的進角控制特性；電控點火控制：自由設定點火時刻

提高輸出功率2~5%。最佳點火時刻

ig=基本點火時刻

igb+點火時刻修正值

四、點火時刻的控制基本點火時刻

igbMAP：

igb=f(n,負荷)的三維脈譜圖形式表示；以二維數(shù)組的形式

igb=f(min,n)存入ROM。運行時，由n和min調(diào)出數(shù)據(jù)，以二次插值法，給出點火提前角的基本量。當節(jié)氣門全開狀態(tài)時，只靠n確定最佳點火特性。點火時刻的修正：當?shù)∷俚萾w較低時，按冷卻液溫度變化進行修正;當tw>85C時，為防止過熱進行高溫修正。低溫修正高溫修正2）點火時刻的控制方式要求：點火時期的控制精度，要求1

CA(相當于發(fā)動機6000rpm時僅占30s)為保證這種控制精度，要求曲軸位置傳感器（精確測量）、高速計數(shù)器及相應的控制方法。分類：根據(jù)曲軸位置傳感器的不同，分三大類：方式I：按氣缸間隔角發(fā)生信號的曲軸位置傳感器：對4缸機，以曲軸位置信號發(fā)生時刻為基準，檢測到1#缸曲軸位置（TDC）脈沖信號時：

在上升沿開始計數(shù)，到事先設定的斷電時刻切斷電源發(fā)生點火信號；

下降沿開始計數(shù)，到設定時刻開始接通通電時間控制。曲軸位置傳感器控制方法I方式斷電點火通電開始曲軸位置信號計數(shù)器點火信號整形1缸脈沖上升沿方式II：曲軸位置傳感器輸出氣缸間隔角信號(180

CA)的同時，輸出30(6)

CA信號。特點：在180

CA信號基礎(chǔ)上，取出點火之前的30(6)

CA曲軸位置信號，從該信號開始用高速定時計數(shù)器

控制通電開始時刻和點火時刻。曲軸位置傳感器控制方法斷電點火通電開始曲軸位置信號6CA1缸脈沖上升沿判缸信號180CA方式III：采用能發(fā)生氣缸間隔信號（180

CA）和每度（1

CA）轉(zhuǎn)角位置的曲軸位置傳感器。特點：以氣缸信號為基準，按每1

CA信號倒計數(shù)，在事先所設定的曲軸位置上發(fā)生通電信號和點火信號。曲軸位置傳感器控制方法斷電點火通電開始曲軸位置信號1

1缸脈沖信號方式II和方式III的過渡工況的控制精度高，但結(jié)構(gòu)復雜。（1）起動時點火時期控制起動工況的特點：轉(zhuǎn)速低（<500rpm）;

進氣流量/進氣壓力等信號不穩(wěn)；∴采用非同期噴射因此，點火時刻的控制分為：起動期起動后起動期點火時刻：固定初始點火提前角，

根據(jù)TW修正；TW

，

ig起動后：n>設定值(500r/min)時

ig基本(n,負荷)+(TW)，即3）過渡工況點火時刻的控制點火模塊控制框圖：作用：根據(jù)ECU的控制信號驅(qū)動功率管，控制初級電流的ON/OFF點火模塊的

控制信號(2)怠速時點火時期的控制目標怠速點火提前角：基本怠速

igI0：由怠速轉(zhuǎn)速、空調(diào)開關(guān)等確定需準確判定怠速工況怠速觸點修正量：

I=c1+c2+c3c1:TW的修正量c2:空調(diào)等修正量c3:怠速噴油增量D的修正=基本怠速增量D1+起動后怠速增量D2（從初值

衰減）怠速點火提前角控制不同冷卻水溫下起動時的增量比較:起動時間tDBA：起動溫度為15CB：起動溫度為10C當起動時，不同冷卻液溫度（A,B）即使達到同樣的TW，因怠速增量不同，A/F不同，∴需修正

ig怠速外加負荷而提高怠速轉(zhuǎn)速時，為防止爆燃在怠速過渡工況對點火提前角進行控制流程圖用怠速計數(shù)器CICL計數(shù)

怠速持續(xù)時間怠速過渡狀態(tài)下點火提前角控制開始條件的設定。由怠速外帶負荷和怠速運行持續(xù)時間來設定怠速過渡時的點火提前角。怠速過渡狀態(tài)下點火時刻的控制：

根據(jù)進氣壓力修正

ig的初值，

以防爆震

ig的初值設定為A+3

CA最佳點火時刻的計算流程：基本提前角

=(n,負荷)溫度校正起動后與暖機校正噴油切斷？工況點校正

瞬態(tài)工況校正

點火提前限制有效點火提前怠速校正爆燃校正噴油切斷前校正

恢復供油后校正最佳點火時刻（目標值）的設定：兼顧動力性、經(jīng)濟性及排放特性；根據(jù)n和負荷確定基本點火時刻；根據(jù)TW、p0、EGR、爆震程度等修正：Motronic系統(tǒng)y(3)加速過渡工況點火時刻的控制目的：保證加速工況下最佳點火時刻

降低加速時車輛前后振動，改善加速舒適性?？刂品椒ǎ杭铀匍_始后的一定期間內(nèi)，按所設定的

iga運行，之后逐漸恢復到正常的點火提前角

igb。由

Acc檢測加速狀態(tài)后所經(jīng)歷時間確定計算加速點火時刻

iga的時刻；由汽車運行狀態(tài)確定

iga的初值

ig0=f(n,va,ig)-MAP。衰減開始時刻：加速后所經(jīng)歷時間t=f(n,va,ig)-MAP來確定。

igamax：不失火最大

ig不失火處理

ig：衰減值

amax:限定值

igk:不同條件確定的點火時刻加速時點火時刻修正控制效果4）穩(wěn)定工況點火時刻的修正控制

ign=kn

ign必要性：

車輛穩(wěn)定運行時，發(fā)動機轉(zhuǎn)速有波動，造成不適的振動。措施：

根據(jù)n的變動量

n，修正控制點火提前角，控制Ttq，

n?？刂品椒ǎ?/p>

igb=f(n,min)，nt(瞬態(tài))、nm(平均)穩(wěn)態(tài)(THA<10,

THA<2,

pin<1.3kPa)下：

n=n-nm>0時修正：

ign=f(

n)MAP3DMAP(kn-n-pin)kn:感度系數(shù)

ig=

igb-

ignnm

ignnt根據(jù)轉(zhuǎn)速變動控制點火時刻的實例1）爆燃控制系統(tǒng)概述爆震的概念、特征、危害控制目的：提高點火時期控制精度，使點火時刻盡可能接近爆震界限

最大限度地獲得最大動力。對增壓汽油機爆震控制意義更大。因汽油機增壓進氣壓力和溫度增加，易產(chǎn)生爆震。五、爆燃控制點火時刻與爆震的關(guān)系：對應發(fā)動機不同工況，存在不同的最佳點火時刻靠近爆震限附近。

∴

爆震控制的實質(zhì)：就是最佳點火時刻的反饋控制爆震控制系統(tǒng)組成：用什么信息判斷？判定區(qū)？判定值？

爆震傳感器：測爆震時機體的振動(6~9kHz);ECU：進行爆震判定及控制；點火模塊：控制點火時刻（1）爆震傳感器：利用壓電效應將爆震時的機體振動信息=振幅和頻率，轉(zhuǎn)換為電信號。傳感器分類：共振型非共振型；火花塞座型共振型非共振型火花塞座型1-接線頭；2-壓電元件；3-外殼；4-安裝螺紋；5-重塊；6-火花塞；7-爆燃傳感器共振型：主要由振子和壓電元件組成。振子：與爆震振動相同頻率振動；具有濾波性。壓電元件：檢測振子振動時的壓力

轉(zhuǎn)換為電信號。非共振型：無共振振子;

壓電元件直接測振動;

并使之轉(zhuǎn)換為電信號。需帶濾波器，檢測爆震頻率范圍的振動成分。爆震傳感器de輸出特性火花塞座型：在火花塞上裝入壓電元件，測燃燒壓力

檢測爆震。（2）爆震判定

爆震發(fā)生時期：在上死點之后的10~30

CA范圍內(nèi)。設定的目的：為了避免由于其它噪聲造成爆震誤檢。爆震判定區(qū)的設定:

只在點火開始到一定的曲軸轉(zhuǎn)角位置內(nèi)進行爆震判定。如點火開始~40

CA爆震判定值的設定:必要性：無爆震時隨機振動

爆震傳感器輸出一定峰值信號誤診；當爆震時，一定頻率范圍內(nèi)的振幅

；為區(qū)別爆震和噪聲

以免誤診，設定爆震判定值。爆震判定值的要求：①比一般振動峰值大，比爆震時的振幅小；②用“信號相似原則”

噪音信號，爆震信號

爆震判定值=爆震信號平均值×常數(shù)發(fā)生爆震條件：爆震傳感器信號值>判定值時。爆震控制框圖

非共振型爆震傳感器信號濾波峰值拾波、演算、判定處理控制點火時刻。（3）爆震控制方法：

與點火時刻控制同時進行。爆震(KS信號>判定值)時：從基本點火時期按規(guī)定角步長迅速遲后；然后每隔若干循環(huán)（5~20r），將點火提前1

CA，直到恢復原點火提前角為止。若無爆震時，按規(guī)定的

角步長緩慢進角。輕微爆震狀態(tài)：每秒振蕩1~2次。如5~10

CA爆震時點火控制定時圖含爆燃控制的發(fā)動機控制單元示意圖爆燃控制裝置組成：爆燃檢測部、爆燃控制部和驅(qū)動部爆燃檢測部：由爆燃傳感器等構(gòu)成，主要檢測爆燃信號。爆燃控制部：由爆燃檢測信號判定爆燃；同時判定需控制點火時刻的氣缸，并設定點火時刻及該點火時刻維持時間。之后驅(qū)動部：指點火模塊，控制點火時刻爆燃判定和需控制的氣缸判定點火提前角及提前角的控制時間的演算爆燃控制流程圖當Vk>BG

K=判定值時，進行點火提前角遲后控制。Vk：爆燃傳感器輸出信號峰值;BG：噪聲信號峰值K：<1的常數(shù)為精確判定和控制爆震，需考慮機械噪聲成分Nk和點火等電器噪聲成分ND。此時爆燃判定值Bk為爆燃判定條件：(Vk-Nk–ND)>BkNk和ND的確定方法：有兩種根據(jù)電動機反拖發(fā)動機時爆燃傳感器輸出信號來確定Nk；ND是在點火開關(guān)ON且接通其他電器負載狀態(tài)下，學習爆燃傳感器的輸出峰值Vk來設定。學習Nk和ND，在下坡道上行駛時切斷燃油且起動機ON時，通過學習爆燃傳感器輸出信號峰值來設定Nk或ND。a)Vk>BG

K來判定時b)(Vk-Nk–ND)>Bk來判定時

爆燃時點火時刻的控制精度（ISC：IdleSpeedControl）第二節(jié)怠速轉(zhuǎn)速控制必要性：

怠速時發(fā)動機內(nèi)部阻力變化，或節(jié)氣門間隙/怠速系附著沉積物的影響

怠速空氣量變化

nI波動。當nI

時怠速不穩(wěn)，舒適性

；起步時易熄火；當nI

時，油耗增加。怠速控制目的：使nI穩(wěn)定在目標怠速轉(zhuǎn)速=f(tw,負載)怠速控制系統(tǒng)組成：怠速開關(guān)怠速控制閥ECU等組成依據(jù)：Acc&n控制對象：

怠速進氣量噴油量二、怠速進氣量的控制方式怠速空氣量的控制方法：

有自動空氣閥式、電控怠速控制閥式和電控節(jié)氣門式三種1）自動空氣閥式結(jié)構(gòu)特點：與節(jié)氣門怠速空氣道并聯(lián)設置專用空氣閥（三章）；

根據(jù)tw自動控制流經(jīng)空氣閥的空氣流量?？刂颇康模号浜系∷倏刂葡到y(tǒng)實現(xiàn)快怠速控制。2）電控怠速控制閥式系統(tǒng)組成：傳感器部分、ECU及執(zhí)行器等組成。執(zhí)行器=怠速控制閥：步進電機式、電磁閥式兩種。電磁閥式：旋轉(zhuǎn)滑閥式和線性位移式兩種步進電機式怠速控制閥及其工作原理結(jié)構(gòu)：原理：特性：1-閥2-轉(zhuǎn)子3-蝸桿4-軸承

5-步進線圈6-閥軸7-閥座組成：轉(zhuǎn)子、定子、進給螺桿及控制閥原理：轉(zhuǎn)子內(nèi)側(cè)蝸輪與進給蝸桿構(gòu)成蝸輪蝸桿機構(gòu)，空氣閥與蝸桿做成一體轉(zhuǎn)子由永久磁鐵構(gòu)成，其N、S極在圓周上排列形成八對磁極；A由1、3相繞組(勵磁線圈)構(gòu)成，B定子由2、4相繞組構(gòu)成，各定子有八對爪極(N、S極)；由ECU控制相線脈沖-依次導通VT1~VT4，使轉(zhuǎn)子按一定步長正/反轉(zhuǎn)

控制空氣閥開度。相線繞組控制電路ECU控制的相線脈沖：按1→2→3→4相順序依次遲后90

相位角時，定子上N極向右方向移動，轉(zhuǎn)子正轉(zhuǎn)；按1→2→3→4相順序依次超前90

相位角時，定子上的N極向左方向移動，轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子每一極(N或S極)與定子的SS極或NN極對應，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動一圈為32個步需約1/4s，步進電動機工作范圍為0~125個步。旋轉(zhuǎn)式比例電磁閥

組成：由驅(qū)動部分和旋轉(zhuǎn)滑閥部分組成驅(qū)動部分：兩個線圈和永久磁鐵構(gòu)成比例電磁閥。線圈永久磁鐵軸雙金屬片閥體閥原理：

滑閥固定在永久磁鐵驅(qū)動軸上，同步旋轉(zhuǎn)控制進氣量?？刂疲?/p>

ECU通過反相占空比控制VT1和VT2

兩個線圈磁場永久磁鐵旋轉(zhuǎn)一定角度.特點：開度控制穩(wěn)定，不受壓力的影響。線性位移式電磁閥特點：操縱力弱，所能控制的空氣流量少，故與空氣閥并用；但響應速度快。彈簧線圈推桿閥閥體進氣口消除負壓用波紋筒閥組成：電磁線圈、閥軸、回位彈簧以及閥等構(gòu)成控制原理：通過兩個線圈反相位占空比

控制流經(jīng)線圈的電流

控制與閥一體的鐵芯的軸向位移

控制閥的開啟面積。3）電控節(jié)氣門控制式

1-怠速開關(guān)2-怠速調(diào)節(jié)3-節(jié)氣門位置傳感器

4-怠速DC5-緩沖回位彈簧6-怠速位置傳感器組成：由怠速DC、節(jié)氣門位置傳感器、怠速位置傳感器、怠速開關(guān)及回位彈簧等組成?？刂疲篍CU根據(jù)怠速開關(guān)判定為怠速工況；根據(jù)目標怠速轉(zhuǎn)速驅(qū)動怠速DC，結(jié)合怠速位置傳感器信息反饋控制節(jié)氣門開度。特點：可精確控制最小目標節(jié)氣門開度，以實現(xiàn)怠速轉(zhuǎn)速穩(wěn)定；易實現(xiàn)快怠速控制。電控節(jié)氣門工作區(qū)示意圖：如圖所示三個工作區(qū)靜態(tài)時：靠復位彈簧保持在9

的開度=跛行回家位置；怠速位置：開度<跛行回家位置；正常工況位置：開度>跛行回家位置在靜態(tài)位置前后的開度范圍，復位彈簧扭矩方向相反。-80-60-40-200204060800102030405060708090節(jié)氣門轉(zhuǎn)角//

彈簧扭矩/N·m怠速正常運行跛行位置三、怠速nI的控制（ISC）控制流程：首先判定發(fā)動機運行工況；如起動工況，按起動工況控制脈譜進行控制；怠速工況時，由MAP(nI-tw)讀取目標怠速轉(zhuǎn)速nIT；當nI(實測)-nIT>±25r/min時，驅(qū)動ISC執(zhí)行器控制怠速進氣量使nI穩(wěn)定。根據(jù)怠速時帶空調(diào)等負荷，需修正目標怠速轉(zhuǎn)速，進行高怠速控制。怠速nI的

控制方法：有開環(huán)和閉環(huán)兩種。過渡工況——起動、暖機、急減速等工況，采用開環(huán)控制穩(wěn)定怠速工況：PID閉環(huán)控制；n為反饋信號。即，對怠速控制閥開度：

H：怠速控制閥開度變化量——控制量;Hp、HI、HD：為比例項、積分項和微分項；KC：比例放大系數(shù)；

n

：怠速轉(zhuǎn)速的變化，TI：積分時間，TD：微分時間，t：時間積分項

HI：給出怠速控制閥開度位置的基本控制量；

主要在E/G已達到正常水溫的穩(wěn)定怠速時起作用。

目的：使實際轉(zhuǎn)速及時調(diào)整到目標怠速轉(zhuǎn)速。積分項，分別針對空調(diào)壓縮機、自動變速器N/D檔及動力轉(zhuǎn)向泵ON/OFF狀態(tài)進行調(diào)節(jié)。比例項、微分項：主要是在怠速控制閥的快速反應中起作用

使轉(zhuǎn)速變化時能快速接近目標值。nI控制時的注意事項：因進排氣波動和燃燒過程的隨機性，nI隨機變動；怠速控制不可以完全克服這種變動。∴在怠速控制軟件設計時：要保持怠速控制閥位置的相對穩(wěn)定性，避免過于頻繁往復動作用

為此設置nI變化閾值（如

nI=15~50rpm）

僅當轉(zhuǎn)速變化大于該值時，系統(tǒng)才做出反應?？刂崎y開度控制步長的確定：通常選擇的步長相應于15~50r/min的轉(zhuǎn)速變化。怠速控制框圖：怠速狀態(tài)的判定：節(jié)氣門開度傳感器和n信息來判斷。僅在節(jié)氣門全關(guān)的怠速狀態(tài)下進行反饋控制。一旦控制節(jié)氣門開度，就停止怠速轉(zhuǎn)速反饋控制。車速變速負荷空調(diào)開關(guān)TW目標轉(zhuǎn)速比較控制量計算怠速狀態(tài)判定執(zhí)行器驅(qū)動電路

n

節(jié)氣門全關(guān)信號執(zhí)行器ECU1）起動時怠速控制閥的控制起動時：∵怠速控制閥預先設定為全開位置

空氣流量最大，易于起動。起動后：至n<n1(500r/min)之前，按tw確定的目標怠速控制閥開度脈譜進行控制。n>n1時：起動結(jié)束，判定怠速后，由tw確定的怠速控制閥開度脈譜求目標怠速開度gcal:其中，gsta：冷起動加濃修正值，MAP(gsta-tw)

保持一段時間不變后衰減；gtho：潤滑油溫度修正值，

MAP(gtho-tO-潤滑油)，修正摩擦損失功隨潤滑油溫度變化的部分；gthw：tw的修正值，MAP(gthw-tw)；gfl：暖機后怠速控制閥開度學習值和反饋控制的初始值之和。起動時怠速控制閥開度的控制狀態(tài)正常怠速為了確定gtho，需根據(jù)冷卻液溫度tW和進氣溫度tA來推算tO。潤滑油溫度的推算流程圖推算程序按設定時間間隔中斷處理；當|tA-tW|(設定值)時，認為是長時間暖車后的狀態(tài)，此時令tO=tW；|tA-tW|>時，認為未充分暖車，此時：tWi-1:起動前上一次運行時的溫度；tOi-1:起動前上一次運行時的tO；tW:實測冷卻液溫度；、:小于1的設定值。非起動工況時2）怠速時燃油噴射時期的學習控制必要性：為了改善怠速穩(wěn)定性、怠速排放特性及起步加速性，優(yōu)化控制怠速噴射時刻。控制方法：首先根據(jù)tw和tA，將噴射時刻學習領(lǐng)域劃分成低溫、常溫和高溫三個區(qū)域:

tW/

C

tA/

C-10…80-10

┇

+30

┇

…

┇…

┇

80

…-30表6-4噴射時刻修正脈譜(

CA)根據(jù)E/G溫度狀態(tài)按表6-4脈譜修正基本噴射時刻修正至

nI<N(設定值)。低溫區(qū):tw和tA<-10

C；常溫區(qū)：-10~80

C；高溫區(qū)：tw和tA>80

C;必要性進排氣系統(tǒng)直接影響充氣效率；固定進氣系統(tǒng)（進氣管長、配氣相位）不能兼顧高低速性能；可變系統(tǒng)：可變進氣管長度；可變進氣渦流可變配氣相位；可變增壓第三節(jié)進氣系統(tǒng)控制目的：充分利用進氣波動效應充氣效率；可兼顧高低速性能；一、可變進氣管長的控制可變進氣系統(tǒng):壓力脈動增壓式;可變慣性增壓;流線動力型等幾種進氣控制閥進氣控制桿進氣控制閥進氣管短進氣管長真空室負壓切換閥進氣支管

進氣控制閥諧振管高速時控制閥開低速時控制閥關(guān)1）壓力脈動增壓式可變進氣系統(tǒng)(ACIS)：

-Acousticcontrolinductionsystem原理：利用進氣管內(nèi)壓力脈動多進氣；脈動效應

n和進氣管長度ACIS-I系統(tǒng)：主進氣管長-低速;副進氣管短-高速;內(nèi)設控制閥進氣控制閥進氣控制閥控制機構(gòu)控制機構(gòu)I諧振管II諧振管高速區(qū)中低速區(qū)ACIS-II系統(tǒng)：雙諧振管系統(tǒng)

在第二諧振管進口處設置控制閥，隨轉(zhuǎn)速控制實際諧振管長度2)可變慣性增壓進氣系統(tǒng)VICS：(VariableInertiaChargingSystem)特點：

利用進氣過程中各支管之間反射波的原理進行增壓。結(jié)構(gòu)：

進氣支管之間連通；并設有控制閥。高速時，打開支管連通其他支管壓力波不經(jīng)諧振管直接傳播到。穩(wěn)壓箱真空室密封板控制閥控制閥連通道慣性增壓原理：當發(fā)火順序為1-3-4-2，第缸壓縮上止點時；

1缸進氣門處反射的壓力波傳播到3缸；當3缸進氣門關(guān)閉之前到達正壓波時慣性增壓?？刂菩Ч簜鞑ピ恚?）可變慣性諧振復合增壓進氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點：V型6缸同一側(cè)的1、3、5缸和2、4、6缸各自采用獨立的進氣管2(共振管)、穩(wěn)壓箱和各自的進氣支管;穩(wěn)壓箱和各缸進氣支管長度構(gòu)成該氣缸的慣性增壓系統(tǒng)；長進氣管、穩(wěn)壓箱以及各氣缸構(gòu)成各自的共振系統(tǒng)。共振增壓慣性增壓共振增壓工作原理：當?shù)?缸進氣門關(guān)閉之前，因進氣壓縮波的作用，兩個穩(wěn)壓箱內(nèi)的氣柱產(chǎn)生共振

壓力波反射到第1缸

進氣充量，此時慣性增壓系統(tǒng)停止工作。相對共振管進氣支管(慣性系統(tǒng))很短

進氣支管內(nèi)氣流慣性可忽略。進氣過程中氣缸內(nèi)的容積與穩(wěn)壓箱容積相比也很小。當n

2000r/min（低速）時，慣性增壓系統(tǒng)管長短，共振點(n)高，所以基本不振動，此時通過共振管的諧振效果提高充氣效率；當n

4000r/min（高速）時，共振管內(nèi)氣流和兩個大體積穩(wěn)壓箱因其固有頻率低而不共振，只有慣性增壓系統(tǒng)內(nèi)的氣柱共振，從而提高充氣效率。中速(n=3000r/min)時，共振管和慣性增壓系統(tǒng)內(nèi)氣柱均不共振，從而充氣效率降低，出現(xiàn)轉(zhuǎn)矩低谷現(xiàn)象。措施：在兩個穩(wěn)壓箱之間設置切換閥，由此調(diào)整共振頻率，實現(xiàn)中速慣性增壓。效果：整個轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)都獲得良好的充氣效率。4）流線動力型進氣系統(tǒng)（AD：Aero-dynamic）進氣總管進氣歧管氣缸蓋結(jié)構(gòu)特點：采用U形長管；進氣支管內(nèi)徑逐漸縮小；氣流加速氣流慣性低速充氣效率

改善燃燒速率二、4氣門機構(gòu)及可變進氣渦流控制

結(jié)構(gòu)特點：2進2排系統(tǒng)，每缸設置2個不同長度的進氣支管。低速：

關(guān)閉控制閥，只長U形管慣性充氣缸內(nèi)產(chǎn)生強渦流。高速：

開控制閥，長、短管同時進氣進氣損失和渦流

v4氣門控制系統(tǒng)由ECU通過n和負荷信息控制進氣控制閥實現(xiàn)高低速工況最佳進氣狀態(tài)。進氣控制閥節(jié)氣門體節(jié)氣門調(diào)節(jié)閥真空室長U形管短管執(zhí)行器4氣門與2氣門E/G性能對比經(jīng)濟性對比HC排放對比流量系數(shù)對比4氣門機構(gòu)可變進氣渦流控制進氣渦流強度流取決于n、進氣道結(jié)構(gòu)及氣門布置等；必要性：適當加強sr時，改善混合氣形成條件，

火焰?zhèn)鞑ニ俣龋?/p>

循環(huán)變動，

爆燃傾向；過強時，進氣阻力增加，充氣效率降低?？刂品椒ǎ簝蓚€進氣門分別布置在對應的兩個進氣道上，其中一個進氣道上設置控制閥。當n低時需要提高sr，此時關(guān)閉控制閥；高速時打開控制閥，氣缸中心對稱布置的兩個進氣門同時進氣，sr

；同時因?qū)嶋H進氣截面積增加，充氣效率

。進氣渦流控制閥控制程序

流程圖sr控制閥通過直流電動機來控制；ECU根據(jù)噴射量、n及tw等信息，確定對應工況目標開度值SCVt；3DMAP(SCVt-n-tw);低速輕負荷域：分層稀薄燃燒，要求較弱sr，SCVt=10%~50%；中速中負荷域：預混合燃燒，需較強的sr，SCVt=0；高速大負荷域：SCVt=100%

確保進氣量。目標開度值的設定：當目標開度值得標志參數(shù)VSCV=1時，令A=SCV/5，取整后的值設為B

A，此時得實際開度目標值SCVt=B

5

。求出SCVt后將VSCV取反(=0)。這樣，被控制的SCVt實際上是按發(fā)動機工況確定的目標開度值SCV的5的倍數(shù)(5

，10

，15

等)設定的。當VSCV=0時，令C=SCV/3，整后的值設定為D

C

，由此確定實際開度目標值SCVt=D

3

。然后將標志參數(shù)VSCV取反(=1)。這樣，此時實際控制用目標開度值SCVt是按SCV的3的倍數(shù)(3

，6

，9

等)設定。特點：SCVt按3

或5

小開度步長交替地變化，在一定負荷和轉(zhuǎn)速變化范圍內(nèi)進氣渦流控制閥開度不變，從而抑制控制閥開度因顫動而造成的控制閥驅(qū)動電動機及其傳動軸的磨損，以及傳動軸等在固定位置上集中磨損的現(xiàn)象。三、可變配氣相位的控制1）MIVEC(MitsubishiInnovativeValvetimingandliftElectronicControl)結(jié)構(gòu)特點：配氣相位和升程2段可變

高低速凸輪+可動搖臂高速凸輪低速凸輪高速搖臂低速搖臂T型柄結(jié)構(gòu):控制原理：高低速凸輪對應高低速搖臂搖臂軸T型桿控制氣門；ECU通過油壓控制高低速搖臂與搖臂軸的傳動情況氣門升程、相位可變控制。MIVEC配氣相位及氣門升程控制特性：采用MIVEC系統(tǒng)時輸出轉(zhuǎn)矩特性：MIVEC機構(gòu)油壓控制系統(tǒng)：1-蓄電池2-油壓控制閥線圈3-繼電器4-ECUMIVEC的MD控制功能及效果：4缸

2缸工作減小機械損失約44%，熱效率可提高17%左右

2)VVT-i（VariableValveTiming-intelligent）油壓控制閥帶輪齒輪曲軸位置傳感器機油泵凸輪位置傳感器組成：由帶輪，凸輪軸位置傳感器，曲軸位置傳感器，ECU，油壓控制閥。

ECU由工況確定最佳配氣相位控制指令油壓控制閥帶輪相對凸輪軸偏轉(zhuǎn)ECU：控制油壓柱塞左右移動凸輪軸相對帶輪偏轉(zhuǎn)一定角度配氣相位連續(xù)可變。帶輪6與曲軸鏈傳動油壓室（遲后）油壓室（進角）凸輪軸上的齒3與柱塞內(nèi)齒4嚙合蝸輪蝸桿外齒輪內(nèi)齒與柱塞外齒嚙合驅(qū)動：曲軸傳動帶帶輪外齒輪柱塞齒輪凸輪軸柱塞和凸輪軸構(gòu)成渦輪蝸桿效果：可控制氣門重疊角控制內(nèi)部EGR

適應不同工況節(jié)能與減排要求特點：◎

因排氣中部分未燃氣再次吸入氣缸燃燒∴HC，NOx；

◎升程不可控，只控制進氣相位氣門重疊角的控制：內(nèi)部EGR3）配氣機構(gòu)發(fā)展趨勢：全程可變配氣正時(FVVT:FullyVariableValveTiming)氣門升程控制規(guī)律電控液壓氣門控制器從SIHCCISIHCCI相位調(diào)整EGR的作用：EGR熱容量高，惰性氣體

影響混合氣著火特性，

燃燒溫度

抑制NOx生成。但過大：著火特性，燃燒遲后，影響性能∴根據(jù)工況，需精確控制EGR。

EGR控制指標：EGR率有兩種定義式第四節(jié)EGR的控制易控制需專用測試設備一、概述控制目的：適應不同工況，控制最佳EGR率

有效抑制NOx排放。

EGR率過大時，發(fā)動機的動力性和經(jīng)濟性

，同時煙

度也增加?？刂品绞剑?/p>

機械式—通過進氣壓力和排氣壓力控制EGR率；但EGR率的變

化規(guī)律受限。電控式—通過電磁閥任意控制EGR率。組成：EGR閥+控制系統(tǒng)EGR閥：基本上與機械式相同；膜片，彈簧，負壓控制系統(tǒng)

改為電控式大氣壓力室進氣壓力室排氣壓力室二、電控式EGR控制系統(tǒng)開環(huán)控制系統(tǒng)：EGR率只受EGR控制程序中預先設定的EGR率脈譜，無EGR率（閥開度）反饋信號；EGR閉環(huán)控制系統(tǒng)：ECU直接檢測EGR率或EGR閥開度，以此作為反饋信號，對EGR率或EGR閥開度進行反饋控制。EGR閥的控制方式：二大類

開環(huán)式和閉環(huán)式控制系統(tǒng)1）EGR開環(huán)控制系統(tǒng)分類：根據(jù)EGR閥的控制特點分為

簡單的開關(guān)式

可變EGR率的電控式

背壓修正式電控式三種。真空泵進氣管真空管電磁閥EGR閥EGR管排氣管發(fā)動機ECU組成：多(2)個EGR閥EGR閥控制用電磁閥真空系統(tǒng)控制EGR閥ECU傳感器：Acc開度\n\tw\起動開關(guān)等特點：通過ECU控制負壓，使EGR閥開關(guān)；控制精度

開關(guān)式電控EGR控制系統(tǒng)可變EGR率電控系統(tǒng)：開環(huán)式和閉環(huán)式

EGR開環(huán)控制：ECU通過控制VCM閥控制EGR閥開度實現(xiàn)EGR率可變60%一周期100%40%占空比60%1/20sm電磁閥VCM閥EGR閥EGR管節(jié)氣門開度傳感器ECU真空度

EGR閥開度定壓閥由占空比控制真空度VCM閥（Vacuumcontrolmodulator）

由定壓閥和電磁閥構(gòu)成。當負壓室真空度<設定值時，膜片右移而開啟，EGR閥開；當負壓室真空度>設定值時，膜片關(guān)閉

EGR閥關(guān)進氣管真空度繼續(xù)

時，負壓室保持定壓ECU控制電磁閥調(diào)節(jié)EGR閥真空度EGR率可變定壓閥定壓閥膜片彈簧負壓室大氣進氣負壓怠速調(diào)節(jié)用電磁閥EGR控制用電磁閥目的：以防隨進氣真空度

EGR過大2）EGR閉環(huán)控制系統(tǒng)：2種EGR閥開度傳感器EGR閥節(jié)氣門空濾器ECU電磁閥EGR開度為反饋信號的閉環(huán)控制系統(tǒng)：設置EGR閥開度傳感器

ECU以EGR率為反饋信號的閉環(huán)控制系統(tǒng)：在穩(wěn)壓箱內(nèi)設置EGR率傳感器測混合氣中氧濃度ECU反饋控制目的：適應節(jié)能和降低CO2排放的要求趨勢：MPIGDI；A/F20~50稀薄燃燒：使發(fā)動機在最佳百公里油耗的稀薄空燃比下穩(wěn)定工作。ΔTtq稀燃條件：g100min；NOxmin；ΔTtq<限值第五節(jié)稀薄燃燒系統(tǒng)一、稀薄燃燒系統(tǒng)概述稀燃關(guān)鍵：精確控制A/F

擴大稀燃范圍

A/FTz

，NOx稀燃==分層燃燒技術(shù)：火花塞附近濃混合氣；其他空間稀混合氣；點燃濃混合氣擴散傳播取決于缸內(nèi)混合氣濃度梯度的分布稀燃方式：

化油器式電控汽油噴射式：PFI(MPI)GDI二、稀薄燃燒方式及特點GDI與PFI燃燒過程的比較：GDI的特點：中低負荷區(qū)，可減小節(jié)氣門的節(jié)流作用，使泵氣損失降低，易實現(xiàn)穩(wěn)定的分層燃燒。因缸內(nèi)噴射霧化，所以吸收汽化潛熱，缸內(nèi)溫度降低，傳熱損失減小，充氣效率提高，易于提高壓縮比。有利于缸內(nèi)分層充氣和燃燒，同時相對MPI燃燒方式，燃燒速度快，熱效率高，所以可有效推遲點火時刻，有利于

Nox排放?？杖槐華/F的控制精度高，提高過渡工況的響應特性。車用E/G適合于稀薄燃燒的工況領(lǐng)域：整個運行工況范圍：采用混合燃燒模式，即稀薄燃燒僅對中小負荷區(qū)進行。稀燃區(qū)：在壓縮行程后期噴油，缸內(nèi)形成上濃下稀的分層混合氣，(A/F)m=25以上，同時遲點火時刻、實施EGR等控制排放；大負荷：，為輸出最大轉(zhuǎn)矩，提供功率混合氣，為此在進氣行程中噴油，缸內(nèi)形成均勻混合氣；中等負荷高速區(qū)：采用理論混合氣燃燒，通過三效催化裝置降低排放。1）進氣管噴射（PFI）式稀燃技術(shù)通過氣流與噴射時刻的匹配，在

缸內(nèi)形成A/F的分層分布。缸內(nèi)氣流特性：雙進氣道控制

直進氣道+螺旋進氣道特點：只在?。ú糠郑┴摵捎?qū)崿F(xiàn)稀燃，稀薄程度較低。直進氣道螺旋進氣道噴油器進氣控制閥進氣控制閥進氣門排氣門連接通道PFI稀燃系統(tǒng)氣流組織方式：軸向分層橫向分層軸向分層稀燃：配合缸內(nèi)氣流強度，在進氣晚期噴射由缸內(nèi)強渦流實現(xiàn)混合氣濃度梯度分布。特點：噴射時刻決定濃混合氣（火花塞）位置；螺旋氣道徑向>軸向；徑向向氣缸圓周擴散分布；

配合軸向分量形成上濃下稀混合氣分布進氣道導向較強的軸向氣流早期噴射:形成預混合氣正常燃燒后期噴射:

上濃下稀混合氣A/F22，降低油耗12%橫向分層稀燃：特點：4氣門機構(gòu)，利用滾流，配合噴射方式形成橫向分層=中央濃兩側(cè)稀。

滾流：隨壓縮過程而增強；火花塞中央布置噴油器進氣口隔板活塞中央布置火花塞可實現(xiàn)A/F23；改善經(jīng)濟性6~8%；降低NOx排放80%GDIPFIPFI稀燃的局限性：

存在節(jié)氣門泵氣損失，