汽车电子技术电子教案--CHAPTER3.4.ppt

CHAPTER3.4 怠速控制与EGR控制 一、怠速控制 怠速性能：怠速稳定性、排放及油耗----怠速控制需解决的问题 1、控制原理 怠速控制的实质：通过怠速执行器调节进气量，同时配合喷油量及点火控制， 改变怠速工况燃料消耗所发出的功率，以稳定或改变怠速转速。 CHAPTER 3.4 2、控制策略 （1）启动控制 怠速控制执行器使旁通空气量达到最大，以利启动；启动后，再根据冷却水温度，确定旁通进气量的大小，使发动机有稳定的转速。怠速控制通常为开环控制。 （2）暖机控制 根据冷却水温度变化不断调整旁通进气量，在温度变化情况下保持稳定的转速。暖机控制通常也是开环控制 （3）怠速反馈控制 暖机结束，或节气门全关且车速低于2km/h时，按图3.4.2进行反馈控制。并检测空调开关和空挡开关信号，以便调节旁通空气量 （4）电器负荷增多时的怠速控制 增加旁通空气量，提高怠速转速。 3、怠速执行器 CHAPTER 3.4 CHAPTER 3.4 （1）步进电机型怠速控制阀 结构：步进电机和控制阀两大部分 原理：步进电机由16个永久磁铁构成的转子和定子线圈组成，控制步进电机的励磁，使定子的磁场由1变到2的形式，由于N、S极相互吸引，使转子旋转1/32圈；改变定子线圈的励磁，转子反向转1/32圈 特点：气量调整范围大，无需附加空气阀可完成启动控制、暖机控制等全部功能。由于步进，阀的位置改变需要时间，响应速度有限。 CHAPTER 3.4 （2）旋转电磁阀型怠速控制阀 结构： 原理：通过控制阀片旋转，改变控制阀处空气流通截面积的大小来调整旁通进气量。怠速阀的驱动由永久磁铁和通电线圈的磁场相互作用来完成。阀片转角控制在90度内，转角大小由控制信号的占空比决定，变化范围为18~82%，占空比为50%时，阀片不动，怠速阀处于全关闭位置。 可完成的控制功能：启动控制、怠速反馈控制、暖机控制及电器负载增大时的高怠速控制。 CHAPTER 3.4 （3）直线电磁阀型怠速控制阀 结构： 原理：利用轴线方向的位移来调节旁通空气道的大小。ECU按照一定周期（50ms）控制电磁阀中线圈通电时间，通电时阀门被吸动，一个周期内通电时间越长，即占空比越大，旁通空气量越大。 只能完成正常怠速运转时的反馈控制，不能进行高怠速控制。必须与空气阀配合，才能进行暖机控制，功能范围较窄。 （4）开关型怠速控制阀 结构： 原理：怠速控制阀打开，空气量增加，使怠速升高100r/min。 只能通过简单的开闭动作对旁通空气量进行一定值的调整，在需要提高怠速或增大进气量时打开，怠速转速超过预定值时关闭。结构简单、可靠性高，经济 CHAPTER 3.4 二、EGR控制（废气再循环控制） 原理：使部分废气流回进气侧，用以抑制发动机内NOx的生成 EGR率：EGR气体流量/（吸入空气量+EGR气体流量）*100% EGR的控制必须适量，其会导致缺火率增加和油耗及HC排放增加 CHAPTER 3.4 1、EGR控制的类型 两种：内部EGR控制和外部EGR控制 内部EGR控制：废气由发动机内部流回到新鲜混合气中，通常利用气门重叠来实现。控制进、排气门的开启正时，改变气门重叠角，即可控制EGR率。由于气门重叠角不允许过大，因此这种控制方式EGR率小。 外部EGR控制：机械控制和电子控制两种方式。机械控制：利用进-排气压力变化实现废气再循环。EGR率低时（5~15%）使用，精度低 CHAPTER 3.4 2、电子控制EGR系统原理 原理：ECU根据传感器测得的发动机转速、负荷、温度等工况信号，计算出符合工况的最佳EGR率，并控制EGR执行器操作。可实现精确控制，比机械式EGR率高 CHAPTER 3.4 3、电子控制EGR的控制策略 （1）基本EGR率的确定 由发动机转速和负荷确定。低速、小负荷区域，燃烧易不稳定，EGR率低；高速、大负荷，为获得大功率输出，也不易大 （2）冷却水温度修正 温度越低，EGR率越小 （3）停止EGR控制 发动机启动时；怠速和减速时；水温小于35度或大于100度 （4）蓄电池电压修正 避免EGR执行器受蓄电池电压变化影响 CHAPTER 3.4 4、EGR控制系统的执行器 （1）不带反馈的EGR执行器 EGR阀与VCM阀（真空控制调节阀）联合工作，控制EGR率。VCM阀的核心是使真空度保持在-10kPa的定压电磁阀。电磁阀有ACC阀（用于怠速控制）和EGR阀两部分组成。电磁阀的输出负压靠加在电磁阀上的脉冲电压的占空比调节