2.8 空燃比閉環(huán)控制

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1、n故凡閉環(huán)控制，必有一個(gè)控制對(duì)象，即控制參數(shù)；還有一個(gè)控制目標(biāo)，即控制參數(shù)的設(shè)定值。n閉環(huán)控制的控制參數(shù)就是燃油與空氣溫合氣的過(guò)量空氣系數(shù)，n控制目標(biāo)是=1附近的一個(gè)小范圍。nMotronic在怠速和部分負(fù)荷時(shí)可實(shí)行環(huán)控制，其他工況皆為開(kāi)環(huán)控制。1、閉環(huán)控制的調(diào)節(jié)范圍和激活的閉環(huán)控制的調(diào)節(jié)范圍和激活的必要條件必要條件n汽油機(jī)排放的有害污染物主要是HC、CO和NOx。目前汽油機(jī)排放污染物治理手段中最重要的是利用三效催化轉(zhuǎn)化器凈化。n凈化后的廢氣有害物質(zhì)的濃度與過(guò)量空氣系數(shù)密切相關(guān)。隨著的增大，凈化后殘余的HC和CO濃度降低，但NOx濃度上升。n只是在為0.991.00 的一個(gè)小區(qū)域內(nèi)才能使三種有

2、害物質(zhì)同時(shí)得到最大限度的凈化。這就是環(huán)控制的調(diào)節(jié)范圍。n只有在怠速和部分負(fù)荷工況范圍，而且結(jié)束暖機(jī)以后，才能激活閉環(huán)控制。2、氧傳感器、氧傳感器n氧傳感器用于測(cè)定廢氣中的過(guò)量空氣系數(shù)。n定義為燃油和空氣的混合氣中實(shí)際空氣里和由所含燃油量決定的理論當(dāng)量空氣量之比。=1意味著充分燃燒后燃油與空氣均無(wú)過(guò)剩；1則氧過(guò)剩，混合氣過(guò)??；1則氧不足，混合氣過(guò)濃。n由混合氣中各種原子數(shù)量的比例決定。燃燒過(guò)程不改變這個(gè)比例，故從廢氣中測(cè)定的，不論燃燒是否完全，都與未燃時(shí)在混合氣中測(cè)定的一樣。n目前普遍使用的氧傳感器只能判斷是1，還是1，卻無(wú)法測(cè)定的具體數(shù)值。n不過(guò)已開(kāi)始生產(chǎn)能測(cè)定具體數(shù)值的氧傳感器，用于稀薄燃燒

3、發(fā)動(dòng)機(jī)。1）管式氧傳感器原理）管式氧傳感器原理n氧傳感器按帶固態(tài)電解質(zhì)的氧濃度原電池的原理工作（Nernst原理）。n其核心元件是用二氧化鋯制成的傳感陶瓷管1。n傳感陶瓷管不透氣，用氧化銥作過(guò)穩(wěn)定化處理。n傳感陶瓷管的內(nèi)外表內(nèi)部涂有一薄層透氣的多孔鉑，它一方面因其催化作用而影響著傳感給輸出特性，另一方面由于電接觸，構(gòu)成兩個(gè)電極2。n傳感陶瓷管突入排氣氣流中，所以在它外表面的鉑涂層上再涂一層高孔隙度的陶瓷保護(hù)層6。n這層加固層防止了鉑催化層遭受廢氣中沉積物的腐蝕和侵蝕，確保了傳感器的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。n傳感陶瓷管的內(nèi)表面與新鮮空氣相通，外表面被廢所包圍，兩邊的氧濃度度相差懸殊。n但汽油機(jī)廢氣中總是存在

4、殘余氧的，即使在燃油過(guò)剩的情況下也不例外。例如=0.95時(shí)殘余氧達(dá)到約0.1 0.3的體積百分比。n多孔鉑電極的催化作用使得廢氣中的CO、HC和H2在電極表面上同殘余氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使之趨向理論當(dāng)量的平衡，以致殘余氧的最終濃度跟燃燒完全與否無(wú)關(guān)。而僅僅取決于。n傳感陶瓷管內(nèi)外表面上的氧濃度差別促使內(nèi)表面上的氧原子放下2個(gè)正電荷變成帶2個(gè)負(fù)電荷的氧離子，通過(guò)擴(kuò)散穿越多孔的、由二氧化鋯制成的傳感陶瓷管（故稱(chēng)固態(tài)電解質(zhì)）到達(dá)外表面，將2個(gè)負(fù)電荷留在外表面，成為氧原子進(jìn)入廢氣中。n所以：內(nèi)表面帶正電，成為正極；外表面帶負(fù)電，成為負(fù)極。n兩極之間的電位差使是氧傳感器的信號(hào)電壓。n信號(hào)電壓的高低取決于傳感

5、陶瓷管內(nèi)外表面之間氧濃度之差，即取決于外表面上廢氣經(jīng)完全催化處理之后殘余氧的濃度，而殘余氧濃度又是廢氣值的函數(shù)。n從1的稀混合氣（高殘余氧）過(guò)渡到1的濃混合氣（極低殘余氧），則殘余氧濃度突變達(dá)10的幾次方冪倍。所以在=1附近信號(hào)電壓突變，1時(shí)為8001000mV,1時(shí)小于100mV=1時(shí)為450500mV。n氧傳感器應(yīng)裝在任何工況下都能達(dá)到其工作溫度的地方，因?yàn)檠鮽鞲衅鞯墓ぷ魈匦耘c溫度密切相關(guān)。溫度強(qiáng)烈地影響著傳感陶瓷管對(duì)氧離子的導(dǎo)通能力。n一方面當(dāng)溫度低于600時(shí)，輸出電壓低于上述數(shù)據(jù)和曲線，而低于350時(shí)幾乎沒(méi)有信號(hào)；n另一方面，輸出電壓對(duì)于過(guò)量空氣系數(shù)變化的響應(yīng)時(shí)間也與溫度有關(guān)。例如：當(dāng)

6、傳感陶瓷管溫度為350時(shí)，響應(yīng)時(shí)間為幾秒鐘；而當(dāng)傳感陶瓷管溫度為600時(shí)，響應(yīng)時(shí)間小于50ms。n所以在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后直到大約350的最低運(yùn)行溫度的一段時(shí)間內(nèi)，閉環(huán)控制是截止的。n氧傳感器的內(nèi)阻也與溫度有關(guān)。2）不加熱的管式氧傳感器）不加熱的管式氧傳感器n如圖所示，傳感陶瓷管7借助于“指狀”的陶瓷支承管3和碟形彈簧2固定在傳感器殼體6上并密封。n在支承管和傳感陶瓷管之間的接觸元件5用于提供內(nèi)電極和連接電纜1之間的接觸。n外電極通過(guò)金屬密封環(huán)與傳感器殼體連接。傳感器內(nèi)的各種零件都由金屬護(hù)套4 固定和對(duì)中。n護(hù)套除了支承碟形彈簧以外，還保護(hù)傳感器內(nèi)部不被污染。n連接電纜夾緊在伸出傳感器的連接元件的末

7、端，并用耐高溫的PTFE帽蓋密封以防潮氣和機(jī)械損傷。n為了防止廢氣中的燃燒沉積物落在傳感陶瓷管上,在凸入股氣氣流中的傳感器殼體的末端裝有護(hù)管8，護(hù)管上開(kāi)有孔隙，可讓廢氣通過(guò)，同時(shí)卻有效地防止了廢氣中固態(tài)物質(zhì)的機(jī)械撞擊和變工況時(shí)的熱沖擊。n傳感器殼體上有螺紋供安裝用。3）加熱的管式氧傳感器）加熱的管式氧傳感器n如圖所示，加熱的管式氧傳感器的構(gòu)造和原理與不加熱的管式氧傳感器基本相同。n主要差別在于，加熱的管式氧傳感器的傳感陶瓷管，內(nèi)部出一根陶瓷加熱元件6加熱，通電后30s便達(dá)工作溫度。n因此傳感陶瓷管即使在負(fù)荷低、廢氣溫度較低時(shí)也有超過(guò)350的溫度，可以照常發(fā)揮功能。負(fù)荷高時(shí)由廢氣溫度決定陶瓷管溫

8、度。陶瓷加熱元件系正溫度系數(shù)（PTC）電阻，溫度較低時(shí)電阻很小，功率很大，加熱很快。加熱后電阻升高，功率不大。n加熱的管式氧傳感器的護(hù)管10上的廢氣流通孔比較細(xì)小，因此減少了傳感陶瓷管在廢氣溫度較低時(shí)所遭受的冷卻作用。n管式氧傳感器的加熱，將發(fā)動(dòng)機(jī)從起動(dòng)直到閉環(huán)控制投入運(yùn)行所經(jīng)歷的時(shí)間縮短到2030s，確保了廢氣溫度較低（如怠速）時(shí)的閉環(huán)控制運(yùn)行。n加熱的管式氧傳感器對(duì)變動(dòng)的響應(yīng)時(shí)間較短，因此有利于提高閉環(huán)控制速度。n加熱的管式氧傳感器可以安裝在離發(fā)動(dòng)機(jī)相對(duì)較遠(yuǎn)的地點(diǎn)，因而長(zhǎng)期全負(fù)荷運(yùn)行時(shí)氧傳感器也不會(huì)因過(guò)熱而出問(wèn)題。n加熱的管式氧傳感器始終具有最佳的工作溫度，可實(shí)現(xiàn)較低的和穩(wěn)定的廢氣排放。4

9、）片式氧傳感器）片式氧傳感器n前述的兩種氧傳感器的傳感元件都是管狀的（傳感陶瓷管）。在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出了加熱元件集成于片狀傳感元件的氧傳感器。n從功能上說(shuō)，這種傳感器的電壓特性也在=1發(fā)生階躍，與加熱的管式氧傳感器沒(méi)有區(qū)別。n但它同時(shí)提供了下一代陶瓷傳感器的基本工藝。n這種傳感器的特點(diǎn)在于：采用片狀傳感元件3代替管狀傳感元件；傳感元件借助于陶瓷密封填料6固定在傳感器殼體5上；雙壁式護(hù)管7高度有效地保護(hù)傳感元件免受過(guò)度的熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力。n片狀傳感元件采用陶瓷傳感薄膜3作為固態(tài)電解質(zhì)（圖2-70 a)。采用篩網(wǎng)-印刷技術(shù)形成各個(gè)功能層（內(nèi)、外電極4和2，多孔保護(hù)層1）印刷薄膜一層接一層疊在一起，利

10、用這種辦法使加熱元件集成于傳感元件內(nèi)。n片式氧傳感器尺寸小、重量輕、耗熱功率小、加熱速度快，建立閉環(huán)控制所需時(shí)間短，控制特性穩(wěn)定。片式氧傳感器采用單獨(dú)的接地。5）片式寬帶氧傳感器（線性氧傳感）片式寬帶氧傳感器（線性氧傳感器）器）n片式寬帶氧傳感器是一種片式雙電池限電流傳感器。如圖所示，它的模塊式結(jié)構(gòu)與成片技術(shù)相結(jié)合，使得有可能集多種功能于一體。n該傳感器的輸出電流在=1處改變方向，且與幾乎成線性關(guān)系，故又稱(chēng)線性氧傳感器，但其斜率以=1為界取不同數(shù)值。n片式寬帶氧傳感器是Nerst濃度電池（傳感電池）和用于氧離子輸送的泵電池的一種結(jié)合,所以它不僅能判定大于1還是小于1，而且能在稀的和濃的區(qū)域測(cè)定

11、的具體數(shù)值。每個(gè)傳感器要單獨(dú)進(jìn)行標(biāo)定。n這種傳感器要求專(zhuān)門(mén)的電子控制裝置，不僅要求用于產(chǎn)生傳感器信號(hào)的泵電池和傳感電池的電子控制裝置，還要求控制傳感器溫度的電子控制裝置。n這種傳感器有一些十分可貴的用途，除了上述的可實(shí)現(xiàn)從1到1連續(xù)控制以外，還能用于稀薄燃燒汽油機(jī)、燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)和柴油機(jī)。3、閉環(huán)控制原理1）閉環(huán)控制回路n閉環(huán)控制的目的是提高三效催化轉(zhuǎn)化器對(duì)廢氣的凈化效率。n在三效催化轉(zhuǎn)化器4的前后各裝一個(gè)氧傳感器，n其中裝在前面的3a是必不可少的，裝在后面的3b 只在在某些系統(tǒng)中出現(xiàn)。n電子控制單元6從空氣流量傳感器1接受負(fù)荷信息，從其他傳感器接收轉(zhuǎn)運(yùn)等信息，算出基本噴油量，并根據(jù)氧傳感器關(guān)于的

12、信息確定修正系數(shù)，去乘基本噴油量，使保持在=0.991.00一個(gè)很窄的范圍內(nèi)波動(dòng)。n程序中設(shè)有一個(gè)電壓門(mén)檻值，通常在450mV左右。氧傳感器電壓高于此值，則混合氣過(guò)濃，應(yīng)減小修正系數(shù)以減少?lài)娪土浚坏陀诖酥?，則混合氣過(guò)稀，應(yīng)增大修正系數(shù)以增加噴油量。2）信號(hào)的時(shí)間滯后(死時(shí)間)n而從噴油器噴油生成混合氣開(kāi)始，到氧傳感器測(cè)得這部分混合氣的為止，存在一定的反應(yīng)時(shí)間，這個(gè)時(shí)間影響著閉環(huán)控制的振蕩周期。n這段時(shí)間稱(chēng)為死時(shí)間，由以下四部分組成：混合氣從噴油器到氣缸的流動(dòng)時(shí)間；發(fā)動(dòng)機(jī)一個(gè)工作循環(huán)從進(jìn)氣到排氣所經(jīng)歷的時(shí)間；燃燒過(guò)的氣體從氣缸到氧傳感器的流動(dòng)時(shí)間；氧傳感器的響應(yīng)時(shí)間。1.其中主要是混合氣和燃燒氣

13、體的流動(dòng)時(shí)間。n死時(shí)間的長(zhǎng)短取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷與轉(zhuǎn)速。n例如怠速時(shí)根據(jù)氧傳感器與發(fā)動(dòng)機(jī)的距離長(zhǎng)短，死時(shí)間可達(dá)1s以上不等的數(shù)值。而大負(fù)荷高轉(zhuǎn)速時(shí)死時(shí)間減為幾百毫秒。3）閉環(huán)控制時(shí)的變化過(guò)程n當(dāng)氧傳感器輸出電壓越過(guò)450mV左右的門(mén)檻值躍升或躍降時(shí)，ECU確認(rèn)混合氣成分發(fā)生了越過(guò)=1的改變。此時(shí)應(yīng)通過(guò)修正系數(shù)調(diào)整噴油量，使混合氣成分回頭往=1方向發(fā)展。當(dāng)然，最好是一步調(diào)整到混合氣=1并保持下去。n但是由于以下四個(gè)原因而無(wú)法做到這一點(diǎn)：無(wú)法知道當(dāng)時(shí)與=1有多大偏差；如果變動(dòng)太快，汽車(chē)會(huì)突然加速或減速，使乘員感到不舒適；發(fā)動(dòng)機(jī)不可避免地有制造公差，使用過(guò)程中有磨損、漏氣，燃油成分會(huì)有波動(dòng)，以及諸如此

14、類(lèi)會(huì)影響混合氣成分的未知因素；1.由于死時(shí)間的存在，即使噴油量調(diào)整到了使混合氣=1，ECU也無(wú)法立即知道。實(shí)際采取的控制策略當(dāng)氧傳感器輸出電壓出現(xiàn)階躍時(shí)，修正系數(shù)n先是立即突然改變一個(gè)確定的數(shù)值，以便盡可能快地發(fā)揮修正混合氣成分的作用，n接著按照程序內(nèi)編制的匹配函數(shù)以一定的斜率繼續(xù)往同一方向慢慢地改變，直到混合氣成分回復(fù)到=1并超越之，氧傳感器輸出電壓再次發(fā)生階躍，修正系數(shù)跟著朝相反方向再次突然改變一個(gè)確定的值。n氧傳感器輸出電壓的躍升或躍降都是由于混合氣成分發(fā)生越過(guò)=1的改變而引起的。這種改變發(fā)生在氧傳感器輸出電壓出現(xiàn)階躍之前一段時(shí)間，即死時(shí)間。n當(dāng)ECU發(fā)現(xiàn)氧傳感器輸出電壓出現(xiàn)階躍時(shí)已經(jīng)為

15、時(shí)過(guò)晚，混合氣成分已經(jīng)越過(guò)了=1并繼續(xù)發(fā)展。此時(shí)ECU只能令修正系數(shù)立即朝相反方向改變，使混合氣成分回頭往=1方向發(fā)展。n所以，由于死時(shí)間的緣故，修正系數(shù)總是波動(dòng)著向前發(fā)展的。這導(dǎo)致即使在穩(wěn)定工況下，噴油脈沖的寬度也是波動(dòng)著的，混合氣成分也只是在=1附近的一個(gè)小范圍內(nèi)波動(dòng)，永遠(yuǎn)不可能停留在=1的狀況。氧傳感器輸出電壓和修正系數(shù)曲線的特點(diǎn)和聯(lián)系n氧傳感器輸出電壓曲線由一系列階躍組成，而且相鄰兩次階躍的方向相反；n在氧傳感器輸出電壓階躍的時(shí)刻發(fā)生修正系數(shù)的突變。但是氧傳感器輸出電壓階躍的方向和修正系數(shù)突變的方向正好相反；n氧傳感器輸出電壓曲線相鄰兩次階躍之間所經(jīng)歷的時(shí)間：只有一部分用于將混合氣成分

16、改變到=1，這部分時(shí)間大體上固定；另一部分時(shí)間用于讓混合氣從生成地點(diǎn)(噴油地點(diǎn))流動(dòng)到氧傳感器安裝地點(diǎn)和氧傳感器作出響應(yīng)等，等于死時(shí)間，由發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷和轉(zhuǎn)速?zèng)Q定。n如前所述，在死時(shí)間內(nèi)混合氣成分將越過(guò)=1繼續(xù)發(fā)展。所以，修正系數(shù)的波動(dòng)周期取決于死時(shí)間的長(zhǎng)短，即取決于發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷和轉(zhuǎn)速；n如果修正系數(shù)曲線相鄰兩次突變之間的匹配函數(shù)始終保持相同的斜率，則：當(dāng)因發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷和轉(zhuǎn)速改變而使修正系數(shù)曲線的波動(dòng)周期發(fā)生變化時(shí)，便會(huì)使這種波動(dòng)的幅度也跟著變化。這將導(dǎo)致混合氣成分在某些工況下越出=1附近的一個(gè)小范圍，使三效催化轉(zhuǎn)化器的轉(zhuǎn)化效率下降，排放惡化；同時(shí)行駛性能也會(huì)惡化。n所以，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷和轉(zhuǎn)速變化而使修

17、正系數(shù)的波動(dòng)周期增大時(shí)，匹配函數(shù)的斜率必須調(diào)小，使修正系數(shù)波動(dòng)的幅度從總體上保持恒定，以便得到最佳的排放和行駛性能。4）的不對(duì)稱(chēng)調(diào)節(jié)n閉環(huán)控制的最佳調(diào)節(jié)范圍其實(shí)并非對(duì)稱(chēng)分布于氧傳感器電壓階躍點(diǎn)的兩側(cè)。因?yàn)榈淖罴颜{(diào)節(jié)范圍在0.991.00，而氧傳感器電壓階躍點(diǎn)在=1。如果調(diào)節(jié)使其對(duì)稱(chēng)分布于=1的兩側(cè)，那么廢氣就不能在三效催化轉(zhuǎn)化器內(nèi)得到最佳的轉(zhuǎn)化。n所以要將實(shí)際達(dá)到的調(diào)節(jié)范圍的中心從氧傳感器電壓階躍點(diǎn)朝低的方向推移一點(diǎn)。這稱(chēng)之為的不對(duì)稱(chēng)調(diào)節(jié) 有兩種方法可實(shí)現(xiàn)的不對(duì)稱(chēng)調(diào)節(jié)：n當(dāng)從稀混合氣轉(zhuǎn)入濃混合氣即從1轉(zhuǎn)入1、氧傳感器電壓躍升時(shí)，修正系數(shù)推遲一些時(shí)間調(diào)低，這就是說(shuō)，噴油量推遲一些時(shí)間減少；1.修

18、正系數(shù)不對(duì)稱(chēng)階躍，即從稀到濃和從濃到稀時(shí)階躍高度不同。5）雙氧傳感器閉環(huán)控制n閉環(huán)控制系統(tǒng)中可在三效催化轉(zhuǎn)化器前面和后面各設(shè)一個(gè)氧傳感器。設(shè)在后面的氧傳感器3b受廢氣污垢的影響較小。來(lái)自3b的信號(hào)疊加于設(shè)在前面的氧傳感器3a的信號(hào)，從而改變閉環(huán)控制回路中修正系數(shù)波動(dòng)曲線的不對(duì)稱(chēng)性，對(duì)調(diào)節(jié)范圍的漂移進(jìn)行補(bǔ)償。這樣可保證混合氣成分長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定。n但是，單用設(shè)在三效催化轉(zhuǎn)化器后面的氧傳感器3b來(lái)實(shí)行閉環(huán)控制則惰性太大，因?yàn)闅怏w從噴油器到氧傳感器的流動(dòng)時(shí)間太長(zhǎng)。所以，兩者兼用最佳。4、特性場(chǎng)數(shù)據(jù)的自適應(yīng)(自學(xué)習(xí))n在某些情況下，ECU內(nèi)保留的MAP標(biāo)定數(shù)據(jù)可能會(huì)產(chǎn)生一些偏差，以下方面會(huì)使應(yīng)有的基本噴油時(shí)

19、間發(fā)生漂移：發(fā)動(dòng)機(jī)和噴油器制造過(guò)程中的尺寸公差、使用過(guò)程中零件狀態(tài)的改變、燃油成分的波動(dòng)、在使用體積空氣流量傳感器的場(chǎng)合還有空氣密度的改變等n就是說(shuō)，貯存在ROM中的基本噴油時(shí)間特性場(chǎng)數(shù)據(jù)會(huì)與當(dāng)時(shí)涉及的發(fā)動(dòng)機(jī)不盡適配，從而給燃油定量帶來(lái)系統(tǒng)誤差。n比如以下實(shí)例：n在節(jié)氣門(mén)開(kāi)度10%，轉(zhuǎn)速為2000RPM時(shí)的利用標(biāo)定的MAP計(jì)算的開(kāi)環(huán)噴油時(shí)間為10ms，而實(shí)際需要的噴油時(shí)間為12ms，那么1.MAP的這個(gè)工況點(diǎn)的數(shù)據(jù)可否通過(guò)閉環(huán)控制進(jìn)行修正？2.控制系統(tǒng)能否迅速得到正確的噴油時(shí)間？1）閉環(huán)的噴油時(shí)間自適應(yīng)功能n閉環(huán)控制電路根據(jù)氧傳感器測(cè)到的數(shù)據(jù)修正后續(xù)噴油的持續(xù)時(shí)間，使混合氣成分趨于=1。這一過(guò)

20、程中，ECU首先從貯存在ROM中的特性場(chǎng)調(diào)出數(shù)據(jù)匹配過(guò)程中確定的基本噴油時(shí)間，并根據(jù)進(jìn)氣溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)溫度等參數(shù)加以修正，然后通過(guò)不斷調(diào)整修正系數(shù)，并用修正系數(shù)乘噴油時(shí)間，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。即：噴油時(shí)間=計(jì)算的開(kāi)環(huán)噴油時(shí)間 修正系數(shù)n對(duì)前述問(wèn)題1，由于噴油時(shí)間=計(jì)算的開(kāi)環(huán)噴油時(shí)間 修正系數(shù)n而計(jì)算的開(kāi)環(huán)噴油時(shí)間=10ms，實(shí)際需要的噴油時(shí)間=12ms，故修正系數(shù)應(yīng)在1.2左右波動(dòng)。n故在基本噴油時(shí)間即MAP數(shù)據(jù)與實(shí)際需求出現(xiàn)偏差時(shí)閉環(huán)控制可使修正這個(gè)偏差。n但這樣做存在一個(gè)問(wèn)題：n在這個(gè)特性場(chǎng)的基礎(chǔ)上同樣能通過(guò)常規(guī)的閉環(huán)控制將混合氣成分最終調(diào)整到=1，但如果完全依靠匹配函數(shù)修正系統(tǒng)誤差并將混合氣成分

21、調(diào)整到=1，則勢(shì)必花費(fèi)相對(duì)較長(zhǎng)的時(shí)間，影響三效催化轉(zhuǎn)化器對(duì)廢氣中成分的轉(zhuǎn)化效率。n那么，應(yīng)如何加快這個(gè)過(guò)程呢？2）基本噴油特性場(chǎng)的自適應(yīng)功能為了解決這個(gè)問(wèn)題nECU通過(guò)閉環(huán)控制過(guò)程確定若干個(gè)能描述這些系統(tǒng)誤差的變量，或用于與噴油時(shí)間相乘，或用于與噴油時(shí)間相加，使混合氣成分迅速地趨近=1。這些變量稱(chēng)為自適應(yīng)變量。n其數(shù)值與負(fù)荷和轉(zhuǎn)速有關(guān)。n在某一負(fù)荷和轉(zhuǎn)速區(qū)域內(nèi)形成的自適應(yīng)變量數(shù)據(jù)被貯存在RAM中，以后進(jìn)入同一負(fù)荷和轉(zhuǎn)速區(qū)域時(shí)就被從RAM中調(diào)出用于修正噴油時(shí)間。這就是特性場(chǎng)數(shù)據(jù)的自適應(yīng)功能。n汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉時(shí)，ECU并不掉電，所以自適應(yīng)變量的數(shù)據(jù)不會(huì)從RAM中丟失。但是，如果切斷ECU的電源，則

22、RAM中自適應(yīng)變量的數(shù)據(jù)丟失，重新接通電源時(shí)必須從頭開(kāi)始自適應(yīng)過(guò)程。n自適應(yīng)功能使得燃油定量控制能夠迅速地、獨(dú)立地、各個(gè)地對(duì)涉及的發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)進(jìn)行精細(xì)的匹配和補(bǔ)償。（1）自適應(yīng)變量主要是下列四種參數(shù)在自適應(yīng)過(guò)程中得到補(bǔ)償：n由于海拔高度改變引起的空氣密度變化。其后果是將空氣質(zhì)量流量乘一個(gè)系數(shù)。n由于負(fù)荷傳感器下游產(chǎn)生漏縫及隨后又被沉積物堵封引起的空氣泄漏量變動(dòng)。其后果是使空氣流量增加或減少一定數(shù)量。n由于電磁噴油器開(kāi)啟和關(guān)閉時(shí)響應(yīng)滯后時(shí)間的隨機(jī)制造偏差引起的實(shí)際噴油時(shí)間的系統(tǒng)誤差。其后果是使每循環(huán)噴油時(shí)間增加或減少一定數(shù)量。1.由于燃油成分不同引起的理論當(dāng)量空燃比偏離14.7。其后果相當(dāng)于在按R

23、OM中的特性場(chǎng)數(shù)據(jù)計(jì)算噴油時(shí)間時(shí)使過(guò)量空氣系數(shù)乘上一個(gè)系數(shù)。上述這些因素分別在特性場(chǎng)的不同區(qū)域發(fā)揮很強(qiáng)的作用，所以特性場(chǎng)被分成三個(gè)自適應(yīng)區(qū)域，相應(yīng)地形成三個(gè)自適應(yīng)變量：n空氣密度和燃油成分的改變均勻地作用于整個(gè)特性場(chǎng)，由此形成一個(gè)自適應(yīng)變量，與空氣質(zhì)量流量相乘，其自適應(yīng)區(qū)域覆蓋整個(gè)特性場(chǎng)。但當(dāng)采用進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器或空氣質(zhì)量流量傳感器傳感負(fù)荷信息時(shí)，空氣密度的改變不帶來(lái)噴油時(shí)間的系統(tǒng)誤差；n在空氣流量較小時(shí)，例如怠速工況附近，空氣泄漏量的變化帶來(lái)較大的影響。所以，在第二個(gè)區(qū)域內(nèi)形成一個(gè)與空氣流量相加的自適應(yīng)變量；1.在噴油時(shí)間很短時(shí)，噴油器每循環(huán)噴油量的差異的影響特別強(qiáng)烈。所以，在第三個(gè)區(qū)

24、域內(nèi)形成另一個(gè)與噴油時(shí)間相加的自適應(yīng)變量。（2）自適應(yīng)變量的計(jì)算n以空氣密度和燃油成分的改變形成一個(gè)自適應(yīng)變量為例來(lái)說(shuō)明自適應(yīng)變量（為表述方便暫且定義變量名為A）的計(jì)算：噴油時(shí)間=計(jì)算的開(kāi)環(huán)噴油時(shí)間 A修正系數(shù)n自適應(yīng)變量A實(shí)際上是對(duì)基本噴油MAP的一種修正。n假定自適應(yīng)變量A首先等于1。那么 噴油時(shí)間=計(jì)算的開(kāi)環(huán)噴油時(shí)間 1修正系數(shù)n下圖左側(cè)說(shuō)明修正系數(shù)大于1，那么此時(shí)計(jì)算的開(kāi)環(huán)噴油時(shí)間實(shí)際上是偏小的。此時(shí)通過(guò)調(diào)整自適應(yīng)變量A使其加大，如圖向右，則會(huì)使修正系數(shù)向等于1的方向變化。n而修正系數(shù)接近1則說(shuō)明計(jì)算的開(kāi)環(huán)噴油時(shí)間 自適應(yīng)變量A越來(lái)越接近實(shí)際需求的噴油時(shí)間。n反之在計(jì)算的開(kāi)環(huán)噴油時(shí)間偏大時(shí)的修正也可以通過(guò)對(duì)自適應(yīng)變量的減小實(shí)現(xiàn)。如下圖的右側(cè)。n修正系數(shù)與中性值1.0的差值就是混合氣成分有效修正值。每次氧傳感器輸出電壓發(fā)生階躍后就將有效修正值用一個(gè)加權(quán)因子加權(quán)后加到該工況的自適應(yīng)變量上去將其刷新。自適應(yīng)變量每次刷新的增量都與當(dāng)時(shí)的混合氣成分有效修正值成正比。每次刷新都使修正系數(shù)朝著取值1.0的方向跨進(jìn)一小步。當(dāng)修正值達(dá)到1.0(有效修正值為0)時(shí)，自適應(yīng)變量的增量為0。刷新的步長(zhǎng)在1和100毫秒之間。57 結(jié)束語(yǔ)結(jié)束語(yǔ)