6. Hệ thống điều khiển công suất động cơ
6.3. Hệ thống quản lý động cơ
6.3.1. Tính lưu lượng khí nạp
Dùng cảm biến đo dòng khí MAF
Bộ cảm biến dòng không khí (MAF) đo khối lượng không khí hút vào động cơ.
Giá trị khối lượng không khí được xác định bởi PCM sử dụng để tính toán lượng nhiên liệu và tải động cơ cần thiết. Điều này là vô cùng quan trọng vì nó cũng là cơ sở cho các tính toán hệ thống khác, ví dụ: Định lượng nhiên liệu và kiểm soát đánh lửa.
60
Hình 2.65: Hiệu ứng khí nạp điền đầy
Trong khi động cơ chạy ổn định, nghĩa là ở vị trí ga và tốc độ động cơ không đổi, khối lượng không khí được đo bằng cảm biến MAF bằng không khí chảy vào xilanh động cơ. Với sự di chuyển đều đặn cửa bướm ga, khối lượng không khí đi qua bộ cảm biến MAF đặc trưng cho vị trí bướm ga và áp suất trong ống nạp.
Tuy nhiên với sự tăng tốc đột ngột, sự gia tăng đột ngột của khối lượng không khí
dẫn đến sự gia tăng áp lực đằng sau bướm ga, trong ống nạp (hiệu ứng khí nạp điền đầy).
Hiệu ứng này gây ra sự gia tăng khối lượng không khí ở bộ cảm biến MAF. Sự gia tăng lưu lượng không khí được đo tại cảm biến MAF lớn hơn khối lượng không khí thực tế vào xilanh.
Do đó, nó là 'trạng thái của khối lượng không khí trong ống nạp nạp vào xi lanh’
cần được xem xét trong và phải được tính toán với độ chính xác lớn nhất. Nếu điều này không được tính đến, số lượng nhiên liệu bơm vào sẽ quá cao trong thời gian tăng tốc đột ngột. Gây hao tốn nhiên liệu.
Một hiệu ứng tương tự nhưng ngược lại xảy ra khi giảm tốc đột ngột, nơi mà khối lượng không khí được đo bằng cảm biến MAF giảm mạnh. Áp suất khí nạp trong ống nạp sau bướm ga giảm xuống chậm hơn khối khí trong cửa nạp (hiệu ứng làm cạn khí
nạp). Nếu hiệu ứng này không được khắc phục bởi PCM, sự chênh lệch quá mức về không khí / nhiên liệu có thể xảy ra như đối với việc khí nạp đầy ống nạp ('hiệu ứng điền đầy') khi bướm ga chuyển động đột ngột.
61
Hình 2.66: Hiệu ứng làm cạn khí nạp
PCM do đó cần phải xác định hệ số làm đầy lấy từ tỷ lệ áp suất khí nạp vào xilanh.
Hệ số làm đầy này được sử dụng để đảm bảo tính toán chính xác lượng khí nạp vào xi lanh (kết quả từ tín hiệu MAF).
Điều này cho phép tính toán 'trạng thái của khối lượng không khí trong ống nạp nạp vào xi lanh’ được chính xác hơn.
Dùng cảm biến đo áp suất tuyệt đối MAP
Khối lượng không khí có thể được xác định bằng cách dựa vào áp suất tuyệt đối không khí trong ống nạp bằng cách sử dụng tính toán khối lượng không khí (còn gọi là 'mật độ tốc độ'). Một cảm biến áp suất tuyệt đối (MAP) và cảm biến nhiệt độ không khí
(IAT) hoặc cảm biến nhiệt độ và áp suất tuyệt đối (MAPT) được sử dụng thay cho cảm biến MAF cho một số động cơ.
Hình 2.67: Sơ đồ tính toán khối lượng khí nạp bằng cảm biến MAP
62
Cũng như tính toán khối lượng không khí ở cảm biến MAF, ở đây các giá trị được xác định và sử dụng bởi PCM cho tính toán lượng nhiên liệu và tải trọng cần thiết. PCM tính khối lượng khí nạp vào các xy lanh tại mỗi kì nổ dựa trên MAP, IAT, tốc độ động cơ (cảm biến CKP) và giá trị hiệu suất nạp.
Ảnh hưởng của áp suất khí quyển
Áp suất khí quyển đóng một vai trò quan trọng trong việc tính toán khối lượng không khí, khi mật độ không khí giảm xuống khi độ cao tăng lên. Áp suất khí quyển do đó có ảnh hưởng đến việc tính toán khối lượng không khí, có ảnh hưởng đến các chức năng sau:
- Định lượng nhiên liệu.
- Khí thải tuần hoàn (EGR).
- Điều chỉnh thời gian đánh lửa.
- Các điểm kết nối của ly hợp chuyển đổi mô-men xoắn (hộp số tự động).
- Điều khiển tốc độ không tải.
- Điều chỉnh khối lượng không khí khi bướm ga mở rộng.
- Điều khiển áp suất tăng áp (với động cơ có turbocharger) Đo áp suất khí quyển
Đo áp suất khí quyển thay đổi tùy theo hệ thống quản lý động cơ. Trong một số hệ
thống, bộ cảm biến BARO được tích hợp vào PCM. Trong các hệ thống khác đo được thực hiện qua cảm biến MAP. Đo bằng cảm biến MAP:
- Áp suất khí quyển được đo ngay lập tức sau khi bật công tắc máy (Động cơ chưa chạy).
- PCM lưu giữ giá trị và sử dụng nó cho đến khi các điều kiện cho phép đo trở lại thích hợp:
Bướm ga ở vị trí mở rộng.