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汽油机新电控单元MICS1.0 ECU的喷油控制 作者：上海交通大学 姜卓 段晖辉 卓斌 摘要　介绍了MICS1.0型汽油机电控单元的喷油控制策略，包括起动暖机控制、空燃比开环及闭环控制、瞬态燃油补偿控制、自学习策略及安全保护模式等。通过对AJR型发动机的匹配试验，验证了优化后的控制策略可使发动机在维持较低排放的基础上获得优质的起动性、动力性、经济性和驱动性。 关键词：　汽油机　电控单元　燃油喷射　控制策略  MICS1.0型汽油机电控单元(ECU)为上海交通大学内燃机研究所研制，适用于中小型车用汽油机，其硬件集成有高性能的INTEL 16位单片机、功率强大的功率驱动芯片、外围可编程芯片和高抗噪的信号处理电路，具有集成度高、功能强大和可靠性高等特点。其软件控制策略力求实现发动机各种复杂工况的动力性、经济性、排放、驱动性和起动性能等的优化控制。软件流程主要包括喷油控制模块、点火控制模块、怠速控制模块、爆震控制模块、排放控制模块和故障诊断模块，本文介绍十分重要的喷油控制模块。  微处理器根据传感器(转速与曲轴位置传感器、空气流量计MAF、氧传感器EGO、水温传感器ECT、进气温度传感器IAT和节气门位置传感器TP等)信号以一定的控制算法计算喷油脉宽和喷油正时，并指令ECU中的喷油驱动芯片驱动喷油器按计算出的基本喷油脉宽和喷油正时喷油。 1　基本喷油脉宽的计算 基本喷油脉宽计算流程见图1。 图1　基本喷油脉宽计算模块流程 基本喷油脉宽计算公式： MI=2×LOAD×ILAM×ADAP×VLADAP×DFCO＋CLOCORR+VOLTCORR+AECORR(-DECORR)，　……………(1) 式中：LOAD——负载，ms/r； 　　　　ILAM——当量空燃比/实际空燃比； 　　　　ADAP——学习修正项； 　　　　VLADAP——全负荷功率加浓学习修正项； 　　　　DFCO——减速断油修正项； 　　　　CLOCORR——闭环修正项； 　　　　VOLTCORR——电压修正项； 　　　　AECORR——加速加浓修正项； 　　　　DECORR——减速减油修正项。 1.1负载的计算 在发动机刚起动时MAF信号尚未稳定，此时不能根据MAF确定负载，而是根据节气门的开度设负载初值。在MAF信号稳定且无故障时，负载由MAF信号计算。 LOADUF=｜MAFA-BACKF｜×AIRF(N，TP)／（N×C0），　…………（2） 式中：LOADUF——滤波之前负载，ms/r; 　　　MAFA——MAF几次采样平均值，kg/h； 　　　BACKF——考虑回流影响，kg/h； 　　　AIRF——充气效率修正系数； 　　　N——转速，r/min； 　　　C0——常数，kg/h×min/ms。 由公式(2)求得的负载需经过软件滤波，以保证彻底去噪。 LOAD＝LOAD1＋FILC×（LOADUF－LOAD1），　……………………………（3） 式中：LOAD——此次滤波之后负载； 　　　LOAD1——上次滤波之后负载； 　　　FILC——滤波器系数。 当MAF被识别故障时，负载由对应节气门位置和转速的MAP校正图确定。 1.2 空燃比(A/F)的计算 在ECU还未检测到曲轴位置传感器参考脉冲信号之前，按初始化程序确定空燃比。而后进入起动拖转期空燃比，同时根据节气门的位置(TP＞80 %开度)判断是否是溢油工况，溢油工况时采用较大的空燃比(A/F=20)快速清除溢油，以保证发动机顺利起动。当初始喷射的燃油燃烧转速急剧升高，当N＞NRUN(500 r/min)且延迟一定时间后进入运行工况。图2给出了本系统从起动到运行工况的空燃比。在起动拖转初期空燃比根据水温校正。冷起动时采用小空燃比，以加大燃油量保证顺利起动(见曲线段1)，在8个参考脉冲之后程序里采用一个时间函数快速加大空燃比。热起动时因燃油雾化改善而采用较大空燃比(见曲线段2)。当20个参考脉冲以后发动机仍没有点火，空燃比则维持在7.5不变(见曲线段3)。进入暖机工况以后，发动机温度还很低，仍需要加浓校正，但发动机进气阀与燃烧室表面温度比冷却水温上升快得多，单纯用水温校正不合理，程序中也采用时间函数的方式来校正(见曲线段4)。当时间函数修正量衰减为0时，开始进入运行工况空燃比，根据具体情况来判断采用暖机空燃比、当量空燃比还是功率加浓空燃比。暖机空燃比： A/F=14.6／〔1+FW1(N,LOAD)×FW2(ECT，IAT)〕，　……………………(4) 式中：FW1(N，LOAD)——暖机校正MAP； 　　　FW2(ECT，IAT)——暖机水温和进气温度校正MAP。 当量空燃比：A/F＝14．6，