长期燃油修正和短期燃油修正
燃油修正是汽车生产商为了满足环保要求而采取的控制措施。为此发动机工程师们设计了氧闭环控制系统来保持这个比值不变,即通过氧传感器和其它输入的信号控制喷射脉宽的长度。燃油修正系数用百分比来表示,正常情况下,该值在正负5%以内。
正值的燃油修正系数表示动力控制系统(PCM)试图加浓混和气;负值的燃油修正系数表示PCM要降低混合气浓度。动力控制系统通过调整长、短效燃油修正系数,将空燃比保持在14.7:1左右。
故障诊断时首先要从燃油修正处理这个窗口来查看短效和长效修正系数是否正常。通常在大多数车辆上采用两种基本燃油控制系统:速度密度型控制系统,即使用发动机转速、进气管内的绝对压力(MAP)和大气压(BARO)来计算发动机负荷;质量流量型,即通过空气质量流量和发动机转速来计算发动机负荷。无论在哪种系统中,PCM首先根据不同传感器的输入和内部燃油MAP图得到标准油量喷射脉宽。早期装有OBD II的克莱斯勒汽车使用以下公式计算初始喷油脉宽:
喷射脉宽=(发动机转速×进气歧管内绝对压力/大气压力)×节气门位置修正×冷却水温修正×进气温度修正×蓄电池电压修正×氧气修正系数(短效值乘以长效值)。
车辆处于行驶状态时,发动机进入闭环控制,那么PCM主要依靠氧传感器的反馈值来判定空燃比是否维持在14.7:1左右。
可以认为闭环控制是一个“感知-决策-执行”的控制模式。图1展示的是一个典型的质量流量型发动机控制系统的结构图以及燃油修正故障诊断的工作过程。它说明了闭环控制系统“感知―决策―执行”控制模式的过程。如前所述,PCM确定基本喷油脉宽。一旦进入发动机闭环控制,那么首先进入感知阶段,在这个阶段主要依靠氧传感器来感知空燃比的变化。在进入决策阶段后,PCM利用氧传感器的数据来检测空燃比是否稳定在14.7:1。如果该比例是正确的,那么PCM不对喷射脉宽进行修正。在这种情况下,执行阶段时喷油脉宽等于基本脉宽。然而,如果在感知阶段发现空燃比为16.1:1(下降),那么PCM将做出增大喷射脉宽的指令,以纠正下降的空燃比。在此执行阶段,PCM使喷油器保持更长的喷油时间。“感知-决策-执行”模式始终贯穿于闭环控制,以保证合适的空燃比。
在闭环控制过程中,PCM是通过对短效修正系数和长效修正系数(OBD II标准参数)的改变,来反映了燃油修正值的变化。对大多数汽车,短效修正系数通常随氧传感器值更新的很快。在很多情况下,如果绘制出Bank1短效修正系数和B1S1氧传感器的图,从两者关系可以看出,当氧传感器显示混合气过浓时,短效修正系数会减小以减小混合气浓度。反之,当氧传感器显示混合气过稀时,短效修正系数增大。
对于大多数汽车来说,长效修正系数一般较为稳定,即在一个相对长的时间内保持不变。在某些车辆上,如果短效修正系数达到一个设定的极限值,那么在接下来的几秒钟内,长效修正系数将发生改变。在另一些汽车上则可能需要经过15~20s,长效修正值才发生改变。计算出的长效修正值一般会保存在存储器中,以备重新启动时PCM采用最后算出的喷油脉宽。而短效修正系数并不保存,通常会从0调整到当前状况。当故障码清零以后,不论是短效修正系数还是长效修正系数均恢复成默认值。