二、长期燃油修正值与短期燃油修正值
测量与研究混合比的方法之二是分析长期燃油修正值与短期燃油修正值。当ECU(电子控制单元)进入闭环控制后,将利用燃油系统监测器来检查和调整长期燃油修正值和短期燃油修正值。长期燃油修正值和短期燃油修正值的最大校正值为±30%,0表示供油不需要补偿就能保持ECU指令的混合比。若显著低于0,为负值,表示混合比过浓,供油应减少(减小喷油器脉宽)。如果明显高于0,为正值,表示存在过稀状况,ECU要增加油量(增加喷油器脉宽)进行补偿。由于长期燃油微调力图追随短期燃油微调,因此因怠速炭罐清污产生的负值不属于异常。例如某轿车ECU控制长期燃油微调的最大允许值在-20%~20%之间,最大允许燃油微调值表示混合比过浓或过稀。短期燃油修正值是一个数值参数,其数值范围是-10%~10%。短期燃油微调表示,ECU响应燃油控制氧传感器电压高于或低于0.45V限度的时间,是短期的校正供油。若氧传感器电压主要保持在0.45V以下,表示混合汽过稀,短期燃油微调则会提高至0以上的正值范围内,且ECU等增加供油量。若氧传感器电压主要在限值以上,短期燃油微调则减小至0以下,进入负值范围,同时ECU将减小供油量,补偿所指示的浓混合汽状况。某些V型发动机,对左右两侧汽缸均有单独的燃油修正,因此这种发动机参数将分别显示为左右侧长期燃油修正值。
长期燃油修正值随短期燃油修正值的趋势变化,它是计算基本喷油量的组成部分,无论在开环和闭环状态,都直接影响基本喷油量。长期燃油修正值相对比较稳定,是一种长期的调整,一般会在一个相对长的时间内保持不变,当短期燃油修正值在正常范围内时,长期燃油修正值保持氧传感器的平均值在0.45V左右,因此从故障诊断仪上看,长期燃油修正值表现稳定,偶尔发生很小的变化。如果在观察这些数值时,突然踩加速踏板来改变发动机转速,会发现长期燃油修正值发生了变化。但是,这不是实质性的变化,只是长期燃油修正值进入了查找表的另一个不同的单元格。
若连续对发动机供给过多的燃油,人为使短期燃油修正值达到一个设定的极限值后,ECU将增加长期燃油修正值来调整短期燃油修正值的起始点。
虽然有不同的发动机管理系统,但是长期燃油修正值都存储于永久性存储器中。关闭点火开关后,这个数值不会被删除,这样当下次启动时,ECU采用最后计算出的长期燃油修正值来计算基本喷油量,因此可以做到持续修正。
而短期燃油修正值存储在非永久性存储器中,关闭点火开关后记忆被删除,在再次启动时,修正值返回0。可以将长期燃油修正值和短期燃油修正值这两个修正值与喷油器的开启时间加以比较,大于0的值表示开启时间增加,小于0的值表示开启时间减少。只有在闭环中才有燃油修正值,在开环时,参数值为固定值。
综上所述,短期燃油修正值是一种为了将混合比控制在14.7:1的理论值而存在的软件程序,用于对基本喷油量的细调。长期燃油修正值用于对基本喷油量进行粗调,它是一个通过逐渐变化来适应超出系统设计控制要素的学习值,这些要素包括汽油的含氧量、发动机磨损量、进气泄漏情况、燃油压力变化情况等。清除故障码或系统初始化后,长期燃油修正值学习值将被清除,即恢复成查表值。
如果控制系统中各个部分都正常,长期燃油修正值与短期燃油修正值都应该接近于0,一旦氧传感器连续提供了几个高或低的电压信号,表明混合比确实过浓或过稀,短期燃油修正程序将使喷油脉宽发生改变。如果ECU需要连续使用短期燃油修正来校正混合比,长期燃油修正程序将起作用。比如,短期燃油修正值为-10%,长期燃油修正值为-3%,则总的燃油修正值为-13%。不论发动机处于怠速多长时间,长期燃油修正值都不会超过-3%。这时,短期燃油修正值比长期燃油修正值起的作用更大。长期燃油修正值补偿了运行条件随时间改变而采取的适应策略及调整方向;短期燃油修正值指示了当前发生的情况。
三、开环控制与闭环控制测量与研究混合比的方法之三是分析开环控制与闭环控制。如果控制系统的输出端与输入端之间不存在反馈,也就是控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响,这样的系统称为开环。就像老师给学生上课,讲完后就离开,课后也不管效果如何,没有反馈信息,就是一种开环状态。控制系统中,将输出量通过适当的检测装置返回到输入端并与输入量进行比较的过程,就是反馈。同样类比于老师给学生上课,就是讲完课后,学校会安排人员对学生进行回访,然后再将反馈信息提交给老师,使老师能够知道自己的优缺点,并且将好的地方坚持,不好的地方改进,这就是闭环状态。
发动机电喷系统的闭环控制是实时的,是氧传感器、计算机和燃油量控制装置三者之间闭合的三角关系。氧传感器向计算机反馈混合汽的混合比情况,计算机发出命令给燃油量控制装置,向理论值14.7:1的方向调整混合比。这一调整经常会微小偏离理论值,氧传感器察觉出来,并报告计算机,计算机再发出命令调回到14.7:1。因为每一个调整的循环都很快,所以混合比不会偏离14.7:1,一旦发动机运行,这种闭环调整就会连续不断。采用闭环控制的电喷发动机,由于能使发动机始终在较理想的14.7:1标准混合比工况下运行,从而能保证汽车具有较好的动力性能和经济性,还能使汽车有良好的排放性。如果氧传感器有连续的高电压信号,往往提示混合比过浓或氧传感器被污染;反之有连续的低电压信号,往往提示混合比过稀或氧传感器失效。
发动机电喷系统的开环控制是在大负荷或高转速工况下进行的,因为这些工况需要较浓的混合汽,如果在这些工况下进行开环控制,将造成发动机动力不足。另外,在下列情况下,电脑对混合比的控制也是开环的。例如:在发动机启动时,启动后燃油增量修正加浓时,冷却液温度使燃油增量修正时,燃油中断停供时,从氧传感器输入的混合比过稀信号持续时间大于规定值(如10s以上)时,从氧传感器输入的混合比过浓信号持续时间大于规定值(如4s以上)时,ECU停止混合比反馈控制的温度在300℃以下时,氧传感器不会产生电压信号时。换句话说,如果氧传感器加热器不工作,氧传感器达到工作温度的时间就会变长,电脑在开环状态下的时间就长,因而也不会对混合比进行正确的检测,反馈即使闭环也不会发生作用。在开环模式下,电脑提供浓的混合比,燃油经济性下降,十非放情况恶化。