新型十一课发动机.ppt

第三节 怠速控制系统;怠速控制的主要内容有：起动后控制、暖机过程控制、负荷变化控制、减速控制等 怠速控制系统是电控发动机的一个子系统，主要由传感器、ECU及执行机构组成 图为怠速控制系统基本组成及原理;怠速控制均采用发动机转速反馈法的闭环控制方式 ，即发动机转速传感器将发动机的实际转速和目标转速进行比较，根据比较的差值确定使发动机达到目标值的控制量，并通过执行机构对发动机怠速转速进行校正 车速传感器信号和节气门位置传感器信号用于判断发动机是否处于怠速工况。当节气门处于怠速位置，车速低于2KM/h时，ECU便确认发动机处于怠速工况，并启动怠速控制系统实施怠速控制;冷却液温度传感器信号、空调压缩机接通信号、自动变速器档位信号、蓄电池电压等信号用来确定发动机怠速时的目标转速。不同怠速条件下的目标转速值已预先存储在ECU的存储器中。发动机转速信号作为怠速控制系统反馈信号，用来计算控制量的大小 ECU一般不单独设置，是由燃油喷射系统、点火系统等 共用一个，这使系统简单化、提高控制精度;执行机构的作用是调节发动机进气量，实现怠速控 制。按进气量调节方式不同，一般可分为两种类型： 一是改变旁通空气道截面积的旁通空气式 图a 二是直接改变节气门开度的节气门直动式 图b ; 一、旁通空气式怠速控制系统 旁通空气式怠速控制系统，在节气门旁通空气道内设立一个阀门。阀门开大，旁通空气道流通截面增大，空气流量增大，怠速转速提高；反之，怠速转速降低 旁通空气式怠速控制系统按阀门工作原理可分为：步进电机式、旋转电磁阀式和真空控制旁通空气阀式三种 早期生产的汽车常采用旋转电磁阀式或真空控制旁通空气阀式，近年来步进电机式得到了广泛应用;步进电机式怠速控制系统步进电机式怠速控制系统（如图）;步进电机式怠速控制阀 步进电机式怠速控制阀把步进电机和怠速控制阀制成一体，步进电机的转子7由具有16 个磁极的永久磁铁制成。沿圆周呈N、S交错排列。步进电机有2 个定子，呈上、下两层叠放在一起，每个定子铁心上也有16个齿和绕向相反的两个线圈。2个定子铁心上的齿也沿圆周交错排列（如图）丝杆进给机构5由转子驱动、阀轴2与丝杆边成一体，阀轴下端装有阀8 ;步进电机定子绕组控制电路（如图） ;当ECU控制定子上的4 个线圈按1、2、3、4的正序通电时，定子上形成的磁极与转子磁极间，同性相斥，异性相吸，在磁力的作用下，转子转动。并通过丝杆进给机构带动阀及阀轴移动，使阀远离阀座直到与定子上的异性磁极相对应的位置。此时。阀门大开。线圈依次通电1次，转子转动一步，即转过1/32圈 当ECU控制4个线圈按4、3、2、1的逆序通电时，转子按相反的方向旋转，阀门关小。阀门从全关到全开或从全开到全关，其升程为10mm，转子需转动125步，即阀具有125种不同开启位置，故可对进气量进行精确调节; 怠速控制过程 图为步进电机式怠速控制电路的控制过程;步进电机式控制过程为： 在ECU的ROM中，存有与冷却水温度、空调工作状态等相对应的目标怠速转速，当ECU根据节气门位置传感器和车速信号判断发动机已处于怠速工况时，按一定顺序输出的控制脉 冲使三极管V1-V4依次导通，使怠速步机电机的4 个线圈通电。驱动步进电机转过相应的步数，调节适当的旁通空气量，将怠速转速控制在目标转速稳定运转; 步进电机式控制项目主要有： 起动初始位置的设定 步进电机断电后，不具备自动回位功能，因此，在点火开关断开后，为使发动机能再次顺利起动，ECU在点火开关关闭后，通过内部主继电器控制电路、输出端“M-REL”继续向主继电器供电约2s，使主继电器继续保持接通状态，向控制系统继续供电，在怠速控制阀全开，完成起动初始位置的设定后，主继电器才断电;起动控制 发动机起动时，怠速控制阀预先设定在全开位置，在起动期间流经怠速控制阀的旁通空气量最大，发动机起动容易。但发动机起动后，若怠速阀仍保持全开，转速会升的过高，因此，在起动期间或起动后，当转速达到规定值（该值由冷却水温确定）时，ECU开始控制怠速阀，将阀门关小到由冷却水温确定的开度位置;暖机快怠速控制 在暖机快怠速控制过程中，，ECU根据冷却水温度的变化逐渐控制步进电机关小阀门，一般当冷却水温达到70度时，暖机快怠速控制结束 反馈控制 在正常怠速运转中，ECU根据发动机工况，如：空档起动开关、空调开关、动力转向开关等是否接通，来确定目标怠速转速。如果实际转速与目标怠速转速相差超过20r/min ，ECU就控制步进电机转动相应的步数，增、减旁通空气量，使发动机实际运转与目标怠速转速保持一致;发动机负荷变化的预控制 当空档起动开关、空调开关等接通或断开时，均使发动机负荷立即发生变化。为避免此时发动机熄火或怠速转速波动，在怠速转速出现变化之前，ECU