电子燃油喷射技术正时分析

2.3喷油正时

喷油量控制和适时点火是发动机电控的主耍部分，但是喷油正时也是其不可少的一部分°

在M佳时刻喷油对于混合气的形成十分有利，它对提高燃油经济性和降低有害物质排放等都有一左的好处•当然T只有采用顺序喷射的系统才能进行喷油正时控制。

下而以四缸顺序喷射系统为例y ||||轴每转两圈y每缸都轮流喷射一次》且像点火系一样按照特逗的顺序依次进行喷射.控制器输出四个信号分别控制四个喷油嘴工作。气缸有四个工作行程——进气、压缩、做功和排气,火花塞点火是在圧缩行程中活塞到达上止点前（即点火提前角）进行的，喷油_定要在点火前完成,因此喷油必须在前一行程（进气行程）或更早的排气行程中完成。因为汽油喷射后形成均匀可燃混合气还需要一段时间，所以实验证明在排气行程屮活塞到达上止点前（也有一个提前角）喷油为最佳.ECU通过曲轴位置传感器的信号可以知道活塞在上止点位置,再通过霍尔信号来判断第1缸'然后从第1缸开始顺序正时喷射。

由于曲轴位置信号采用主控芯片的捕获单元。当捕获单元被使能后，输入引脚

上的跳变将使所选择的通用定时器的计数值装入到相应的FIFO堆栈，同时如果有—个或多个有效的捕获值存入到Fffom 将会使相应的中断标志位置位。每次捕获到新的计数值存入到FIFO堆栈时，捕获FIFO状态寄存器CAPFEFOx相应的位就进行调整，实时地反映FIFO堆栈的状态。

冃冃_ ―一fl II

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T J r T 2 T 3|

Fig 3-26 big space finding principle

•图3・26齿缺判断原理

图3-26为曲轴位置传感器输出波形经过322节中提到的曲轴位置传感器调理电路，处理之后的标

准脉冲。通过以上所述的生控系统脉冲捕获方法，在处理之后

脉冲信号的每个下降沿都会产生有效的捕获的定时器计数值。而每相邻两个计算值之差就反映了一个脉冲周期。图中Tl、T2. T3三个周期分别为曲轴位置传感器上

大齿缺，及其前后两个小齿缺对应的脉冲周期。当12大于出倍T1和T2大于2 倍T3同时得到满足时，T2所代表的大齿缺即被检测到。随后，通过程序处理将大惰M洛药冬离讲的始g垢1至II唸.

图4-2第0号齿檢测程序流程图

于计算转速。程序中所指的转速实际上是发动机曲轴旋转一周的平均转速，根据两次检测到第0号齿之间的时间间隔TREF计算得到’计算公式如下：

RPM=(60 X1000X1000)/(TREF X DT)(4-1)

由于本文所讨论的天然气发动机喷气方式为多点同时喷射，并不对每个缸进行最

佳燃气喷射量控制。通过设定EV事件管理器中的TIMER 2时钟进行喷气脉宽控制。需要说明的是，在曲轴位置传感器输出信号，通过判断找到同步之后，再根据转速和目标总燃气喷射量确定喷气定时的触发齿（此过程在后台功能中实现），当曲轴位置至哒触发齿时，这时就会同时启动喷气阀开始喷气同时启动TIMER2 时钟，当TIMER2时钟中断发生时，喷气阀也被关闭，利用这种方法实现了喷气脉密捽制亡

「诊动朮工作时，EOJ根据发动机节气门开度转角和发动机转速，从存储的数据中找到相应的基本点火提前角.再根据有关传感器信号值加以修正（本文中主要

进行水温修正），得出实际点火提前角。而对于初级线圈的通电时间控制，通过预先设定的基于点火提前角和通电时间的点火通电触发齿MAP，进行查表来控制。当曲轴位置传感器输出信号，通过判断找到同步之后.在根据采用分组点火方式. 查得1、4缸点火通电触发齿和相对于此触发齿的点火提前角的TIMER4计数值（此启动T1MER4,蛍TIMER4时钟中断发生时•点火线圈初级线圈跳火亍实现点火通电时间和点火提前角控

制’之后，进行2、3缸点火控制’处理过程同〕.4缸处理工程。

过程在后台功能中实现），当曲轴位置到达触发齿时, 使点火初级线

Fig 3-27 cap

int.process

图3-27捕获中断流程

图4-6 护|土“言号征理电路

Fig-4-6 handling circuit of judging cylinder si.g.n*il

计算空气质量流量:

|・空气质量流量法

2.速度-密度法

确定空燃比的

二二务种传感器信号

校正量

转速-*计算毎缸每循环充气屋

计算毎缸每循坏啖油毎

计算喷油脉宽

计算喷油时刻曲轴角信号

凸轮轴信号

0 3-2喷油脉宽的计算过程

Fig.3-2 Calculation process of injection pulse

电控甲元利用安装在曲轴和凸轮轴上的齿盘和转速传感器（霍尔或者电磁）. 发出的转速信号进行位置正时，具体的正吋策略取决于曲轴和凸轮轴齿盘的形■ 式。通常曲轴上的齿盘通常采用缺齿的

形式，齿数较多，以便更加精确的判定■曲轴位置。凸轮轴上的齿盘齿数较少，通常有两种结构形式：-种是齿盘上只童有个齿，在第一缸上止点前（通常为7亍BTDC）发出信号，用来判定第一1 缸；另外一种采用N+1齿的多齿形式，N为发动机缸号，除了判定第一缸外，I 还町以在其他各缸到达压缩冲程上止点前发出信号。由于发动机需要在曲轴传1 感器损坏的情况下保持正常工作，现在凸轮轴转速信号齿盘多采用多齿形式。I

转速信号的波形取决于齿盘的形状。在论文系统中采用的转速信号齿盘形式 为曲轴齿盘（60-

2）齿，凸轮轴齿盘（6+1）齿。|§| 4-9是木系统中发动机曲轴转速信 号（±）

TDC-4

7 x 6^ (cranlO

(typical)

FL

6^1 cam tArg&t

图4-9曲轴和凸轮轴的正时关系

两个齿轮在曲轴和凸轮轴上的安装必须满足下面两个条件：检测到凸轮轴齿 盘的多齿位置在曲轴缺齿后55© （曲轴度数）；机械安装结构上要保证安装位置 误差不能大于3 ° （曲轴角度）。在系统中，用落在曲轴同步窗口内的凸轮轴齿 轮上的多齿来判定第 缸，即开启曲轴同步窗口之后，如果凸轮刚好在此时间 内出现，表明发动机处于第•缸上止点前。发动机位置用曲轴述|逆變比辱 表示，计数范围为1~120,曲轴缺齿之后的第-个齿计数为1;发动机位置让数

为I 11灿肉•缸l ：ll 乂的位胃为60。（刈庇6缸机系统）,ECU 根据此前确怎的 笈劲机「况条fT •利I 略估V/J.1L 仃X 【吋亡火上I 的山火I'；厂用・提而阳W 紬发位代实诞 点火。再根据发动机的点火顺丿「1$3・

624）.确宦卜••个需妥燃气喷射缸的

和凸轮轴转速信号（下）的波形。

TDC1

TOC5

TDC?

TOC 2

…—…_ 1

60 =■

S1

6 x 120f

TDC6

60-2 Crankshaft

tone wheel

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