汽车电子控制技术课件 -汽油机辅助控制系统.pptx

汽油机辅助控制系统;课题一电控怠速控制系统

一、怠速控制系统概述

1．怠速控制系统的功能

怠速控制(ISC)系统是发动机辅助控制系统之一，其功能是在发动机怠速工况下，根据发动机冷却液温度、空调压缩机是否工作、自动变速器是否挂人挡位等实际情况，通过怠速控制阀对发动机进气量进行控制，使发动机以最佳怠速稳定运转。

2．怠速控制方式

一类是以控制怠速旁通空气通道截面的大小为基本特征，对怠速空气流量进行调节的旁通气道控制方式；另一类是以直接控制节气门的开度为基本特征，对怠速空气流量进行调节的节气门直动控制方式，如图4-1所示。;3．怠速控制系统的组成

旁通空气式怠速控制系统的组成如图4-2所示，由各种传感器、信号控制开关、电子控制器、怠速控制阀和节气门旁通空氕道等组成。冷却液温度信号用于修正怠速转速。在ECU内部，存储有不同水温对应的最佳怠速转速，如图4-3所示。;4．怠速控制原理

怠速控制的实质是控制怠速时的进气量。当发动机怠速负荷增大时，ECU控制怠速控制阀使进气量增大，从而使怠速转速提高，防止发动机运转不稳或熄火；当发动机怠速负荷减小时，ECU控制怠速控制阀使进气量减少，从而使怠速转速降低，以免怠速转速过高。

5．怠速控制过程

怠速转速控制过程如图4-4所示。;二、怠速控制装置

1．步进电动机式怠速控制装置

目前，大部分汽车采用步进电动机控制怠速转速，使发动机在不同怠速工况下都处于最佳怠速转速运转。如图4-5所示。;1）步进电动机的基本结构及工作原理

不同汽车公司所采用的步进电动机式怠速控制阀结构形式略有差异。但其基本工作原理相同。如图4-6所示，步进电动机的转子由N极和S极在圆周上相间排列的永久磁铁组成，共有8对磁极。每个定子各有8对爪极，每个爪极（N极与S极）之间保持一个爪宽度的间距，A、B两个定子的爪极相差一个爪的位差，两个定子组成一体安装在外壳内，如图4-7所示。

;相线绕组的控制电路如图4-8所示，A、B两个定子绕组分别由1、3相绕组和2、4相绕组组成，ECU通过晶体三极管控制各相绕组的搭铁，交替变换定子爪极的极性，使步进电动机转子产生??进式转动。;欲使步进电动机正转，相线控制脉冲按1234相序依次滞后90°相位角，使定子上的N极向右移动，则转子正转，如图4-9、图4-10所示。如欲使步进电动机反转，相线控制脉冲按1234相序依次超前90°相位角，使定子上的N极向左向移动，则转子反转。

;3)步进电动机式怠速控制装置的控制内容

（1）起动初始位置的设定

为了改善发动机的再起动性能，在发动机点火开关关闭(OFF)后，ECU控制步进电动机转动使怠速控制阀开至最大位置（即125步级），以便为下次起动做好准备。ECU内部主继电器控制电路对主继电器进行控制，如图4-11所示。;（2）起动控制

当发动机转速达到500r/min时，微机将控制怠速控制阀从全开位置（125步）的A点到达B点位置，如图4-12所示。

（3）暖机控制

当冷却水温达到70℃时，暖机控制结束，怠速控制阀达到正常怠速开度，如图4-13所示。

（4）反馈控制

（5）发动机负荷变化的预控制

（6）电器负载增多时的怠速控制

（7）学习控制

;2)旋转滑阀式怠速控制装置

旋转滑阀式怠速控制系统主要由电磁控制的旋转滑阀式怠速调整装置、传感器及ECU组成。如图4-14所示，旋转滑阀式怠速控制装置由永久磁铁转子3、电枢4、旋转滑阀6、螺旋回位弹簧和电刷等组成，其接线图如图4-15所示，永久磁铁固定在外壳上。;课题二排气净化与排放控制系统

一、三元催化转化器与空燃比反馈控制系统

1．三元催化转换器

如图4-16是三元催化转化器工作原理示意图。三元催化转化器是利用催化剂的作用，使排气中的有害成分CO、HC和NOX尽量进行化学反应转化为对人体无害的CO2、H2O和N2的一种排气净化装置，也称为催化转换净化器。

;三元催化转换器（如图4-17所示）的外形如大型消声器，用耐高温耐腐蚀的不谤钢制成，安装在排气管上，消声器之前，壳体内的催化剂是直径为2～4mm的氧化铝颗复，在其多孔性的表面上涂有铂。

由图4-18可知，只有在理论空燃比附近，对废气中的三种有害气体(C0、HC和NOX)的转换效率均比较高。

;2．氧传感器

氧传感器的其功用是通过检测排气中氧离子的含量来获得混合气的空燃比信号，并将该信号转变为电信号输入ECU。

（1）氧化锆型氧传感器的结构与工作原理

氧化锆型氧传感器也称二氧化锆型氧传感器，其结构如图4-19所示，它由钢质保护套管、锆管、加热器、电极、线束插头和防水护套等组成。

;锆管的陶瓷体是多孔的，渗入其中的氧气在高温时发生电离。

U型锆管的内、外侧存在氧离子浓度差，因而氧离子从浓度高的内侧向浓度低外侧扩散，从而使锆管成为一个微电池，在两铂极间产生电压