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1、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、减速控制等控制、减速控制等控制、减速控制等控制、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、怠速控制系统是电控发动机的一个子系统,主要由传感器、怠速控制系统是电控发动机的一个子系统,主要由传感器、怠速控制系统是电控发动机的一个子系统,主要由传感器、ECUECUECUECU及执行机构组成及执行机构组成及执行机构组成及执行机构组成 图为怠速控制系统基本
2、组成及原理图为怠速控制系统基本组成及原理图为怠速控制系统基本组成及原理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怠速控制均采用发动机转速反馈法的闭环控制方式制方式 ,即发动机转速传感器将发动机的实,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。当节气门于判断发动机
3、是否处于怠速工况。当节气门处于怠速位置,车速低于处于怠速位置,车速低于2KM/h2KM/h时,时,ECUECU便确便确认发动机处于怠速工况,并启动怠速控制系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、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怠速条件下的目标转速值已预先存储在ECUECU的存储器中。发动机转速信号作为怠速控制的存储器中。发动机转速信号作为怠
4、速控制系统反馈信号,用来计算控制量的大小系统反馈信号,用来计算控制量的大小ECUECU一般不单独设置,是由燃油喷射系统、一般不单独设置,是由燃油喷射系统、点火系统等点火系统等 共用一个,这使系统简单化、共用一个,这使系统简单化、提高控制精度提高控制精度执行机构的作用是调节发动机进气量,实现怠速控执行机构的作用是调节发动机进气量,实现怠速控执行机构的作用是调节发动机进气量,实现怠速控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:制。按进气量调节方式不同,一般可分为两种类型:制。按进气量调节方式不同,一般可分为两种类型:制。按进气量调节方式不同,一般可分
5、为两种类型:一是改变旁通空气道截面积的旁通空气式一是改变旁通空气道截面积的旁通空气式一是改变旁通空气道截面积的旁通空气式一是改变旁通空气道截面积的旁通空气式 图图图图a a a a二是直接改变节气门开度的节气门直动式二是直接改变节气门开度的节气门直动式二是直接改变节气门开度的节气门直动式二是直接改变节气门开度的节气门直动式 图图图图b b b b 一、旁通空气式怠速控制系统一、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,怠速转速道流通截
6、面增大,空气流量增大,怠速转速提高;反之,怠速转速降低提高;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控制旁通空气阀式,近年来步进电机式得到了广泛应用了广泛应用u步进电机式怠速控制系统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系统(如图)步进电机式怠速控制系统(如图)步进电机式怠速控制系统(如
7、图)步进电机式怠速控制阀步进电机式怠速控制阀步进电机式怠速控制阀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式怠速控制阀把步进电机式怠速控制阀把步进电机式怠速控制阀把步进电机和怠速控制阀制步进电机和怠速控制阀制步进电机和怠速控制阀制步进电机和怠速控制阀制成一体,步进电机的转子成一体,步进电机的转子成一体,步进电机的转子成一体,步进电机的转子7 7 7 7由具有由具有由具有由具有16 16 16 16 个磁极的永久磁个磁极的永久磁个磁极的永久磁个磁极的永久磁铁制成。沿圆周呈铁制成。沿圆周呈铁制成。沿圆周呈铁制成。沿圆周呈N N N N、S S S S交交交交错排列。步进电机有错排列。步进电
8、机有错排列。步进电机有错排列。步进电机有2 2 2 2 个个个个定子,呈上、下两层叠放定子,呈上、下两层叠放定子,呈上、下两层叠放定子,呈上、下两层叠放在一起,每个定子铁心上在一起,每个定子铁心上在一起,每个定子铁心上在一起,每个定子铁心上也有也有也有也有16161616个齿和绕向相反的个齿和绕向相反的个齿和绕向相反的个齿和绕向相反的两个线圈。两个线圈。两个线圈。两个线圈。2 2 2 2个定子铁心上个定子铁心上个定子铁心上个定子铁心上的齿也沿圆周交错排列的齿也沿圆周交错排列的齿也沿圆周交错排列的齿也沿圆周交错排列(如图)丝杆进给机构(如图)丝杆进给机构(如图)丝杆进给机构(如图)丝杆进给机构5
9、 5 5 5由由由由转子驱动、阀轴转子驱动、阀轴转子驱动、阀轴转子驱动、阀轴2 2 2 2与丝杆边与丝杆边与丝杆边与丝杆边成一体,阀轴下端装有阀成一体,阀轴下端装有阀成一体,阀轴下端装有阀成一体,阀轴下端装有阀8 8 8 8步进电机定子绕组控制电路(如图)步进电机定子绕组控制电路(如图)当当ECUECU控制定子上的控制定子上的4 4 个线圈按个线圈按1 1、2 2、3 3、4 4的的正序通电时,定子上形成的磁极与转子磁极正序通电时,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,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转子转动。并通过丝杆
10、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。线圈磁极相对应的位置。此时。阀门大开。线圈依次通电依次通电1 1次,转子转动一步,即转过次,转子转动一步,即转过1/321/32圈圈当当ECUECU控制控制4 4个线圈按个线圈按4 4、3 3、2 2、1 1的逆序通电时,的逆序通电时,转子按相反的方向旋转,阀门关小。阀门从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,其升程为全关到全开或从全开到全关,其升程为10mm10mm,转子需转动,转子需转动125125步,即阀具有步,即阀具有125125种不
11、同开种不同开启位置,故可对进气量进行精确调节启位置,故可对进气量进行精确调节 怠速控制过程怠速控制过程图为步进电机式怠速控制电路的控制过程图为步进电机式怠速控制电路的控制过程图为步进电机式怠速控制电路的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:步进电机式控制过程为:在在ECUECU的的ROMROM中,存有与冷却水温度、空调工中,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,当作状态等相对应的目标怠速转速,当ECUECU根据根据节气门位置传感器和车速信号判断发动机已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处于怠速工况时,按一定顺
12、序输出的控制脉 冲使三极管冲使三极管V1-V4V1-V4依次导通,使怠速步机电机依次导通,使怠速步机电机的的4 4 个线圈通电。驱动步进电机转过相应的个线圈通电。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控制在目标转速稳定运转 步进电机式控制项目主要有:步进电机式控制项目主要有:起动初始位置的设定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,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,为使发动机能因此,在点火开关断开后,为使发动机能再次顺利起动,再次顺利起动,ECUECU在点火开关关闭后,通
13、在点火开关关闭后,通过内部主继电器控制电路、输出端过内部主继电器控制电路、输出端“M-M-REL”REL”继续向主继电器供电约继续向主继电器供电约2s2s,使主继电,使主继电器继续保持接通状态,向控制系统继续供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,主继电器才断电置的设定后,主继电器才断电起动控制起动控制 发动机起动时,怠速控制阀预先设定在全发动机起动时,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。但发动机起空气量最大,发动机起动容易
14、。但发动机起动后,若怠速阀仍保持全开,转速会升的过动后,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,到规定值(该值由冷却水温确定)时,ECUECU开始控制怠速阀,将阀门关小到由冷却水温开始控制怠速阀,将阀门关小到由冷却水温确定的开度位置确定的开度位置暖机快怠速控制暖机快怠速控制 在暖机快怠速控制过程中,在暖机快怠速控制过程中,ECUECU根据冷却根据冷却水温度的变化逐渐控制步进电机关小阀门,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一般当冷却水温达到7070度时,暖机快怠速控度时,暖
15、机快怠速控制结束制结束反馈控制反馈控制 在正常怠速运转中,在正常怠速运转中,ECUECU根据发动机工况,根据发动机工况,如:空档起动开关、空调开关、动力转向开如: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实际转速与目标怠速转速相差超过20r/min 20r/min,ECUECU就控制步进电机转动相应的步数,增、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速转速保持一致发动机负荷变化的预控制发动机负荷变化的预控制发动机负
16、荷变化的预控制发动机负荷变化的预控制 当当当当空档起动开关、空调开关等接通或断开时,均空档起动开关、空调开关等接通或断开时,均空档起动开关、空调开关等接通或断开时,均空档起动开关、空调开关等接通或断开时,均使发动机负荷立即发生变化。为避免此时发动机使发动机负荷立即发生变化。为避免此时发动机使发动机负荷立即发生变化。为避免此时发动机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,熄火或怠速转速波动,在怠速转速出现变化之前,熄火或怠速转速波动,在怠速转速出现变化之前,熄火或怠速转速波动,在怠速转速出现变化之前,ECUECUECUECU就将怠速阀门开大或关小一个
17、固定的行程,使就将怠速阀门开大或关小一个固定的行程,使就将怠速阀门开大或关小一个固定的行程,使就将怠速阀门开大或关小一个固定的行程,使发动机目标怠速转速下稳定运行发动机目标怠速转速下稳定运行发动机目标怠速转速下稳定运行发动机目标怠速转速下稳定运行电器负载增大时的怠速控制电器负载增大时的怠速控制电器负载增大时的怠速控制电器负载增大时的怠速控制 当使用的电器负载增大到一定程度时,将引起电当使用的电器负载增大到一定程度时,将引起电当使用的电器负载增大到一定程度时,将引起电当使用的电器负载增大到一定程度时,将引起电源系统供电电压降低,蓄电池过多放电。此时源系统供电电压降低,蓄电池过多放电。此时源系统供
18、电电压降低,蓄电池过多放电。此时源系统供电电压降低,蓄电池过多放电。此时ECUECU就控制步进电机转动步数,以增大阀门开度,就控制步进电机转动步数,以增大阀门开度,就控制步进电机转动步数,以增大阀门开度,就控制步进电机转动步数,以增大阀门开度,提高发动机提高发动机提高发动机提高发动机怠速转速,使发电机的充电能力提高怠速转速,使发电机的充电能力提高怠速转速,使发电机的充电能力提高怠速转速,使发电机的充电能力提高学习控制学习控制 ECU通过步进电机正、反转的步数来控制通过步进电机正、反转的步数来控制怠怠速阀的位置,达到调节怠速转速的目的。但速阀的位置,达到调节怠速转速的目的。但由于发动机在整个使用
19、期间,其使用性能会由于发动机在整个使用期间,其使用性能会发生某些变化,虽然步进电机控制阀门的位发生某些变化,虽然步进电机控制阀门的位置未变,怠速转速也会与初设的数值不同。置未变,怠速转速也会与初设的数值不同。此时,此时,ECUECU用反馈控制方式输出信号,使怠用反馈控制方式输出信号,使怠速转速达到目标值,同时,速转速达到目标值,同时,ECUECU将此时步进将此时步进电机转过的步数存入备用存储器中,可在今电机转过的步数存入备用存储器中,可在今后的怠速控制中使用后的怠速控制中使用u旋转磁阀式怠速控制系统旋转磁阀式怠速控制系统旋转电磁阀旋转电磁阀旋转电磁阀旋转电磁阀 旋转电磁阀主要由旋转电磁阀主要由
20、旋转电磁阀主要由旋转电磁阀主要由:永磁直流电动机和旋转阀组成图永磁直流电动机和旋转阀组成图永磁直流电动机和旋转阀组成图永磁直流电动机和旋转阀组成图 旋转阀旋转阀旋转阀旋转阀2 2 2 2固定装在电枢轴固定装在电枢轴固定装在电枢轴固定装在电枢轴1 1 1 1的一端,并置于旁通空气的一端,并置于旁通空气的一端,并置于旁通空气的一端,并置于旁通空气道内,电枢轴的另一端装有盘状回位弹簧道内,电枢轴的另一端装有盘状回位弹簧道内,电枢轴的另一端装有盘状回位弹簧道内,电枢轴的另一端装有盘状回位弹簧5 5 5 5,电枢轴,电枢轴,电枢轴,电枢轴4 4 4 4位于永久磁铁位于永久磁铁位于永久磁铁位于永久磁铁3
21、3 3 3中,电枢铁心上绕有两组方向相反中,电枢铁心上绕有两组方向相反中,电枢铁心上绕有两组方向相反中,电枢铁心上绕有两组方向相反的线圈的线圈的线圈的线圈L1L1L1L1和和和和L2 L2 L2 L2 如图如图如图如图工作原理:工作原理:线圈线圈L1L1通电时,电枢轴顺时针转动;通电时,电枢轴顺时针转动;线圈线圈L2L2通电时,电枢轴逆时针转动。通电时,电枢轴逆时针转动。V2 V2的基极装有反向器的基极装有反向器Q Q,因此,在,因此,在ECUECU输出同输出同一占空比信号时,一占空比信号时,V1V1与与V2V2的输出正好相反的输出正好相反 在旋转电磁阀式怠速控制系统中,在旋转电磁阀式怠速控制
22、系统中,ECUECU是根据是根据控制脉冲信号的占空比来控制两线圈的相对控制脉冲信号的占空比来控制两线圈的相对通电时间,来控制电磁阀的开度通电时间,来控制电磁阀的开度占空比占空比-是指一个脉冲循环周期内,电磁线是指一个脉冲循环周期内,电磁线圈通电时间所占的比值圈通电时间所占的比值占空比控制原理如下:占空比控制原理如下:占空比控制原理如下:占空比控制原理如下:ECUECUECUECU根据各传感器的输入信号,采用占空比控制方根据各传感器的输入信号,采用占空比控制方根据各传感器的输入信号,采用占空比控制方根据各传感器的输入信号,采用占空比控制方式控制线圈式控制线圈式控制线圈式控制线圈L1L1L1L1和
23、和和和L2L2L2L2的导通与截止,进而控制电枢的导通与截止,进而控制电枢的导通与截止,进而控制电枢的导通与截止,进而控制电枢轴的偏转角度,改变旁通空气量,调整发动机的轴的偏转角度,改变旁通空气量,调整发动机的轴的偏转角度,改变旁通空气量,调整发动机的轴的偏转角度,改变旁通空气量,调整发动机的怠速怠速怠速怠速当占空比为当占空比为当占空比为当占空比为50%50%50%50%时,线圈时,线圈时,线圈时,线圈L1L1L1L1和和和和L2L2L2L2通电时间相等,电通电时间相等,电通电时间相等,电通电时间相等,电磁力互相抵消,电枢轴则不发生偏转磁力互相抵消,电枢轴则不发生偏转磁力互相抵消,电枢轴则不发
24、生偏转磁力互相抵消,电枢轴则不发生偏转当占空比大于当占空比大于当占空比大于当占空比大于50%50%50%50%时,线圈时,线圈时,线圈时,线圈L1L1L1L1通电时间相对较长,通电时间相对较长,通电时间相对较长,通电时间相对较长,产生的电磁力较大,电枢轴顺时针偏转,空气旁产生的电磁力较大,电枢轴顺时针偏转,空气旁产生的电磁力较大,电枢轴顺时针偏转,空气旁产生的电磁力较大,电枢轴顺时针偏转,空气旁通道开大怠速提高通道开大怠速提高通道开大怠速提高通道开大怠速提高占空比越大,线圈占空比越大,线圈占空比越大,线圈占空比越大,线圈L1L1L1L1通电时间相对越长,电流越通电时间相对越长,电流越通电时间相
25、对越长,电流越通电时间相对越长,电流越大,电磁力越强,电磁阀的偏转角度越大,怠速大,电磁力越强,电磁阀的偏转角度越大,怠速大,电磁力越强,电磁阀的偏转角度越大,怠速大,电磁力越强,电磁阀的偏转角度越大,怠速转速越高转速越高转速越高转速越高怠速控制过程怠速控制过程 ECU ECU输出占空比不同的脉冲信号,使电磁阀输出占空比不同的脉冲信号,使电磁阀转动而改变阀的开度,实现怠速控制。阀从转动而改变阀的开度,实现怠速控制。阀从全闭到全开,控制信号的占空比在全闭到全开,控制信号的占空比在0-100%0-100%之之间变化。怠速控制主要项目有:间变化。怠速控制主要项目有:l起动控制起动控制 在发动机起动时
26、,在发动机起动时,ECUECU根据发动机的运转条根据发动机的运转条件,从存储器中取出控制数据,输出某一占件,从存储器中取出控制数据,输出某一占空比较大的脉冲信号,使旋转电磁阀偏转,空比较大的脉冲信号,使旋转电磁阀偏转,控制阀打开到所需的开度控制阀打开到所需的开度暖机快怠速控制暖机快怠速控制暖机快怠速控制暖机快怠速控制 发动机起动后,发动机起动后,发动机起动后,发动机起动后,ECUECUECUECU根据冷却水温度的升高逐渐减小控根据冷却水温度的升高逐渐减小控根据冷却水温度的升高逐渐减小控根据冷却水温度的升高逐渐减小控制脉冲的占空比,以减小阀门的开度。当冷却水温度制脉冲的占空比,以减小阀门的开度。
27、当冷却水温度制脉冲的占空比,以减小阀门的开度。当冷却水温度制脉冲的占空比,以减小阀门的开度。当冷却水温度升至正常工作温度时,升至正常工作温度时,升至正常工作温度时,升至正常工作温度时,ECUECUECUECU控制发动机在正常怠速下稳控制发动机在正常怠速下稳控制发动机在正常怠速下稳控制发动机在正常怠速下稳定运转定运转定运转定运转反馈控制反馈控制反馈控制反馈控制 ECU ECU ECU ECU不断地接收发动机的转速信号,并与存储器中怠速不断地接收发动机的转速信号,并与存储器中怠速不断地接收发动机的转速信号,并与存储器中怠速不断地接收发动机的转速信号,并与存储器中怠速目标转速相比较,当实际转速偏离目
28、标转速时,便改目标转速相比较,当实际转速偏离目标转速时,便改目标转速相比较,当实际转速偏离目标转速时,便改目标转速相比较,当实际转速偏离目标转速时,便改变控制脉冲的占空比,使旋转电磁阀开度增大或减小,变控制脉冲的占空比,使旋转电磁阀开度增大或减小,变控制脉冲的占空比,使旋转电磁阀开度增大或减小,变控制脉冲的占空比,使旋转电磁阀开度增大或减小,将怠速控制在目标转速稳定运行将怠速控制在目标转速稳定运行将怠速控制在目标转速稳定运行将怠速控制在目标转速稳定运行 ECU ECU ECU ECU进行怠速反馈的条件是:节气门位置传感器必须输进行怠速反馈的条件是:节气门位置传感器必须输进行怠速反馈的条件是:节
29、气门位置传感器必须输进行怠速反馈的条件是:节气门位置传感器必须输入怠速信号,车速传感器输出车速低于入怠速信号,车速传感器输出车速低于入怠速信号,车速传感器输出车速低于入怠速信号,车速传感器输出车速低于2km/h2km/h2km/h2km/h的信号,的信号,的信号,的信号,空调开关断开空调开关断开空调开关断开空调开关断开发动机负荷变化的预控制发动机负荷变化的预控制发动机负荷变化的预控制发动机负荷变化的预控制 在空档起动开关,尾灯继电器或雾灯继电器等接通在空档起动开关,尾灯继电器或雾灯继电器等接通在空档起动开关,尾灯继电器或雾灯继电器等接通在空档起动开关,尾灯继电器或雾灯继电器等接通或断开时,会使
30、发动机的负荷改变,为了避免由此或断开时,会使发动机的负荷改变,为了避免由此或断开时,会使发动机的负荷改变,为了避免由此或断开时,会使发动机的负荷改变,为了避免由此引起的转速波动,引起的转速波动,引起的转速波动,引起的转速波动,ECUECUECUECU在转速出现变化以前,就控制在转速出现变化以前,就控制在转速出现变化以前,就控制在转速出现变化以前,就控制电磁阀开大或关小一定角度电磁阀开大或关小一定角度电磁阀开大或关小一定角度电磁阀开大或关小一定角度学习控制学习控制学习控制学习控制 旋转电磁阀式怠速控制系统是根据旋转电磁阀式怠速控制系统是根据旋转电磁阀式怠速控制系统是根据旋转电磁阀式怠速控制系统是
31、根据ECUECUECUECU输出的占空比输出的占空比输出的占空比输出的占空比信号来控制阀门的开度,实现怠速控制的信号来控制阀门的开度,实现怠速控制的信号来控制阀门的开度,实现怠速控制的信号来控制阀门的开度,实现怠速控制的 因发动机在整个使用过程中性能会发生变化,虽然因发动机在整个使用过程中性能会发生变化,虽然因发动机在整个使用过程中性能会发生变化,虽然因发动机在整个使用过程中性能会发生变化,虽然ECUECUECUECU输出的占空比信号相同,但怠速转速与使用初期输出的占空比信号相同,但怠速转速与使用初期输出的占空比信号相同,但怠速转速与使用初期输出的占空比信号相同,但怠速转速与使用初期的设定值有
32、所不同。的设定值有所不同。的设定值有所不同。的设定值有所不同。ECUECUECUECU可用反馈控制法,输出怠速可用反馈控制法,输出怠速可用反馈控制法,输出怠速可用反馈控制法,输出怠速控制信号,将发动机性能发生变化后的怠速转速调控制信号,将发动机性能发生变化后的怠速转速调控制信号,将发动机性能发生变化后的怠速转速调控制信号,将发动机性能发生变化后的怠速转速调整到目标怠速值,整到目标怠速值,整到目标怠速值,整到目标怠速值,ECUECUECUECU将此时的占空比参数存入备用将此时的占空比参数存入备用将此时的占空比参数存入备用将此时的占空比参数存入备用存储器中,作为以后该状态下控制占空比的标准数存储器
33、中,作为以后该状态下控制占空比的标准数存储器中,作为以后该状态下控制占空比的标准数存储器中,作为以后该状态下控制占空比的标准数据据据据u 真空控制旁通空气阀式怠速控制系统真空控制旁通空气阀式怠速控制系统真空控制旁通空气阀式怠速控制系统真空控制旁通空气阀式怠速控制系统 此怠速控制系统主要由:旁通空气阀、真空控制阀、此怠速控制系统主要由:旁通空气阀、真空控制阀、此怠速控制系统主要由:旁通空气阀、真空控制阀、此怠速控制系统主要由:旁通空气阀、真空控制阀、ECUECUECUECU、各种传感器、各种传感器、各种传感器、各种传感器等组成等组成等组成等组成 图为真空控制旁通空气阀式怠速控制系统图为真空控制旁
34、通空气阀式怠速控制系统图为真空控制旁通空气阀式怠速控制系统图为真空控制旁通空气阀式怠速控制系统旁通空气阀即旁通空气阀即AACAAC或或ACVACV阀,其作用是通过控阀,其作用是通过控制旁通空气道的流通截面,来改变怠速时旁制旁通空气道的流通截面,来改变怠速时旁通空气道通空气道 的空气流量,改变发动机的怠速的空气流量,改变发动机的怠速转速转速旁通空气阀是一个由负压推动的膜片阀,膜旁通空气阀是一个由负压推动的膜片阀,膜片下方与大气相通,膜片上方通过管路与真片下方与大气相通,膜片上方通过管路与真空控制阀(空控制阀(VCMVCM)负压室相通。通过控制)负压室相通。通过控制AACAAC或或ACVACV膜片
35、上方的真空度,可使膜片上下运膜片上方的真空度,可使膜片上下运动,带动阀门运动,改变旁通空气阀的开度,动,带动阀门运动,改变旁通空气阀的开度,控制旁通空气道的流通截面控制旁通空气道的流通截面膜片上方的真空度越大,膜片越被吸向上方。膜片上方的真空度越大,膜片越被吸向上方。阀门的开度越小,旁通空气道流过的空气量阀门的开度越小,旁通空气道流过的空气量越小越小反之,当膜片室的真空度减小时,在膜片弹反之,当膜片室的真空度减小时,在膜片弹簧的作用下,膜片下移,阀门开度增大,旁簧的作用下,膜片下移,阀门开度增大,旁通空气道中流过的空气量增多通空气道中流过的空气量增多真空控制阀的作用是:控制通往旁通空气阀真空控
36、制阀的作用是:控制通往旁通空气阀膜片上方的真空度。真空控制阀由膜片上方的真空度。真空控制阀由ECUECU根据根据水温等传感器信号控制。它主要由定压阀和水温等传感器信号控制。它主要由定压阀和电磁阀两部分组成电磁阀两部分组成 图真空控制阀的结构图真空控制阀的结构图真空控制阀的结构图真空控制阀的结构 定压阀在图中的左半定压阀在图中的左半定压阀在图中的左半定压阀在图中的左半部,它是一个靠压力差部,它是一个靠压力差部,它是一个靠压力差部,它是一个靠压力差来控制的膜片阀。膜片来控制的膜片阀。膜片来控制的膜片阀。膜片来控制的膜片阀。膜片左侧与大气相通,膜片左侧与大气相通,膜片左侧与大气相通,膜片左侧与大气相
37、通,膜片右侧与进气歧管相通,右侧与进气歧管相通,右侧与进气歧管相通,右侧与进气歧管相通,因此,被称为负压室。因此,被称为负压室。因此,被称为负压室。因此,被称为负压室。当膜片右侧负压室真空当膜片右侧负压室真空当膜片右侧负压室真空当膜片右侧负压室真空度在度在度在度在 -16kPa -16kPa -16kPa -16kPa以下时,以下时,以下时,以下时,在左右侧弹簧的作用在左右侧弹簧的作用在左右侧弹簧的作用在左右侧弹簧的作用下,膜片阀开启;下,膜片阀开启;下,膜片阀开启;下,膜片阀开启;当负压室的真空达到当负压室的真空达到当负压室的真空达到当负压室的真空达到-16kPa-16kPa-16kPa-1
38、6kPa以上时,膜片阀以上时,膜片阀以上时,膜片阀以上时,膜片阀关闭。关闭。关闭。关闭。无论发动机进气管真空度如何变化,负压室的无论发动机进气管真空度如何变化,负压室的压力可始终保持在压力可始终保持在-16kPa-16kPa,以提供真空控制阀,以提供真空控制阀所需恒定的真空源所需恒定的真空源电磁阀有两个电磁阀有两个A A和和B B,它们分别用来控制旁通空,它们分别用来控制旁通空气阀(气阀(AACAAC或或ACVACV)和废气再循环阀()和废气再循环阀(EGREGR)电磁阀电磁阀A A 的作用就是根据的作用就是根据 ECUECU的信号控制通往的信号控制通往AACAAC或或ACVACV阀膜片上方的
39、真空度。当电磁阀的线阀膜片上方的真空度。当电磁阀的线圈通电时,电磁阀圈通电时,电磁阀 A A的阀门开启并接通大气通的阀门开启并接通大气通道,使通往道,使通往AACAAC阀的真空度相应减小;阀的真空度相应减小;电磁阀线圈断电时,电磁阀电磁阀线圈断电时,电磁阀A A的阀门关闭,此的阀门关闭,此时通往时通往AACAAC阀的真空度增大阀的真空度增大电磁阀的动作由电磁阀的动作由ECUECU输出脉冲电压的占空比输出脉冲电压的占空比控制。当脉冲电压为高电位时,电磁线圈通控制。当脉冲电压为高电位时,电磁线圈通电,电磁阀电,电磁阀A A打开,大气经打开的阀门、管打开,大气经打开的阀门、管道通向道通向AACAAC
40、阀。占空比越大,线圈通电时间阀。占空比越大,线圈通电时间越长,进入的空气量越多,加在越长,进入的空气量越多,加在AACAAC阀膜片阀膜片上方的真空度越低,上方的真空度越低,AACAAC阀的开度越大,旁阀的开度越大,旁通空气量越多通空气量越多控制系统可根据冷却水温度、空调开关、自控制系统可根据冷却水温度、空调开关、自动变速器开关及汽车运行工况等,对占空比动变速器开关及汽车运行工况等,对占空比进行随时修正,保证发动机在怠速工况下的进行随时修正,保证发动机在怠速工况下的平稳运行平稳运行二、节气门直动式怠速控制系统二、节气门直动式怠速控制系统节气门直动式怠速控制系统是通过直接控节气门直动式怠速控制系统
41、是通过直接控制节气门开启程度,调节节气门处空气流制节气门开启程度,调节节气门处空气流通截面,达到控制进气量,实现怠速控制通截面,达到控制进气量,实现怠速控制的目的的目的目前,节气门直动式怠速控制系统,常用目前,节气门直动式怠速控制系统,常用在单点电控汽油喷射系统中在单点电控汽油喷射系统中节气门直动式怠速控制系统节气门直动式怠速控制系统节气门直动式怠速控制系统节气门直动式怠速控制系统主要由:直流电动机、主要由:直流电动机、主要由:直流电动机、主要由:直流电动机、减速齿轮、丝杆等组成减速齿轮、丝杆等组成减速齿轮、丝杆等组成减速齿轮、丝杆等组成 图为动力阀控制装置图为动力阀控制装置图为动力阀控制装置
42、图为动力阀控制装置怠速执行机构的传动轴与节气门操纵臂全闭限怠速执行机构的传动轴与节气门操纵臂全闭限制器相接触,当制器相接触,当ECUECU控制直流电动机通电时,控制直流电动机通电时,电磁力矩通过减速齿轮被增大,再通过丝杆机电磁力矩通过减速齿轮被增大,再通过丝杆机构将角位移转换为传动轴的直线运动。通过传构将角位移转换为传动轴的直线运动。通过传动轴的旋入旋出,调节节气门全闭限制器位置,动轴的旋入旋出,调节节气门全闭限制器位置,达到调节节气开度,控制空气流通截面,实现达到调节节气开度,控制空气流通截面,实现怠速转速控制的目的怠速转速控制的目的节气门直动式怠速控制系统,由于采用了减速节气门直动式怠速控
43、制系统,由于采用了减速机构使动态响应性较差,同时怠速执行机构体机构使动态响应性较差,同时怠速执行机构体积也较大,目前较少采用积也较大,目前较少采用第四节第四节 发动机进气控制发动机进气控制一、动力阀控制装置一、动力阀控制装置 动力阀控制装置受发动机动力阀控制装置受发动机动力阀控制装置受发动机动力阀控制装置受发动机ECUECUECUECU的控制,可根据发的控制,可根据发的控制,可根据发的控制,可根据发动机的不同负荷来改变进气流量,改善发动机的性动机的不同负荷来改变进气流量,改善发动机的性动机的不同负荷来改变进气流量,改善发动机的性动机的不同负荷来改变进气流量,改善发动机的性能能能能 受真空度控制
44、的动力阀装在进气管上,以控制受真空度控制的动力阀装在进气管上,以控制受真空度控制的动力阀装在进气管上,以控制受真空度控制的动力阀装在进气管上,以控制进气管空气通道的大小,当发动机在小负荷运行时,进气管空气通道的大小,当发动机在小负荷运行时,进气管空气通道的大小,当发动机在小负荷运行时,进气管空气通道的大小,当发动机在小负荷运行时,受受受受ECCSECCSECCSECCS系统主系统主系统主系统主ECUECUECUECU的控制的真空阀断电关闭,真空的控制的真空阀断电关闭,真空的控制的真空阀断电关闭,真空的控制的真空阀断电关闭,真空室的真空度不能进入动力阀上部真空膜片室内,动室的真空度不能进入动力阀
45、上部真空膜片室内,动室的真空度不能进入动力阀上部真空膜片室内,动室的真空度不能进入动力阀上部真空膜片室内,动力阀关闭,空气通道变小,发动机输出小功率,以力阀关闭,空气通道变小,发动机输出小功率,以力阀关闭,空气通道变小,发动机输出小功率,以力阀关闭,空气通道变小,发动机输出小功率,以提高燃油经济性提高燃油经济性提高燃油经济性提高燃油经济性图为日产的某型轿车所装备的电控发动机图为日产的某型轿车所装备的电控发动机图为日产的某型轿车所装备的电控发动机图为日产的某型轿车所装备的电控发动机 其其其其ECCSECCSECCSECCS系统的进气系统采用了双节气门式结构,系统的进气系统采用了双节气门式结构,系
46、统的进气系统采用了双节气门式结构,系统的进气系统采用了双节气门式结构,并增设了动力阀控制装置并增设了动力阀控制装置并增设了动力阀控制装置并增设了动力阀控制装置 受真空度控制的动力阀装在进气管上,以受真空度控制的动力阀装在进气管上,以控制进气管空气通道的大小,当发动机在小控制进气管空气通道的大小,当发动机在小负荷运行时,受负荷运行时,受ECCSECCS系统主系统主ECUECU的控制的真的控制的真空阀断电关闭,真空室的真空度不能进入动空阀断电关闭,真空室的真空度不能进入动力阀上部真空膜片室内,动力阀关闭,空气力阀上部真空膜片室内,动力阀关闭,空气通道变小,发动机输出小功率,以提高燃油通道变小,发动
47、机输出小功率,以提高燃油经济性经济性 当发动机在高速区域大负荷运行时,当发动机在高速区域大负荷运行时,ECUECU根据转速、空气流量、温度等信号将真空根据转速、空气流量、温度等信号将真空电磁阀电路接通,真空电磁阀打开,真空电磁阀电路接通,真空电磁阀打开,真空室的真空度进入真空膜片室内,将动力阀室的真空度进入真空膜片室内,将动力阀打开,使进气通道变大、进气阻力变小,打开,使进气通道变大、进气阻力变小,保证发动机输出大的转矩和功率保证发动机输出大的转矩和功率二、进气惯性增压控制系统(二、进气惯性增压控制系统(ACISACIS)进气惯性增压控制系统,也称为谐波进进气惯性增压控制系统,也称为谐波进气增
48、压控制系统气增压控制系统工作原理工作原理 在发动机的进气门将要打开时,使进气压在发动机的进气门将要打开时,使进气压力波到达进气门附近,当进气门打开时,到力波到达进气门附近,当进气门打开时,到达的压力波就会提高进气效率达的压力波就会提高进气效率 也就是利用进气惯性产生的压力波,来提高也就是利用进气惯性产生的压力波,来提高进气效率进气效率u压力波的产生压力波的产生当进气压力高速流向进气门时,如果进气当进气压力高速流向进气门时,如果进气门突然关闭,则进气门附近的气体向前的门突然关闭,则进气门附近的气体向前的流动就突然停止,但由于惯性的作用,进流动就突然停止,但由于惯性的作用,进气管仍在进气,于是进气
49、门附近的气体将气管仍在进气,于是进气门附近的气体将被压缩,压力上升;被压缩,压力上升;当气体的惯性过后,被压缩的气体开始膨当气体的惯性过后,被压缩的气体开始膨胀,向进气气流相反的方向流动,压力下胀,向进气气流相反的方向流动,压力下降。膨胀气体的波传到进气管口时又被反降。膨胀气体的波传到进气管口时又被反射回来,这样就形成了进气脉动压力波射回来,这样就形成了进气脉动压力波u压力波的利用方法压力波的利用方法丰田皇冠丰田皇冠丰田皇冠丰田皇冠3.03.03.03.0轿车轿车轿车轿车2JZ-GE2JZ-GE2JZ-GE2JZ-GE型发动机就采用了型发动机就采用了型发动机就采用了型发动机就采用了ACISAC
50、ISACISACIS系系系系统,其控制原理统,其控制原理统,其控制原理统,其控制原理 如图如图如图如图该发动机进气管长度不能改变,但由于在进气管中部设该发动机进气管长度不能改变,但由于在进气管中部设该发动机进气管长度不能改变,但由于在进气管中部设该发动机进气管长度不能改变,但由于在进气管中部设有一个大容量的进气室和真空开关阀门,实现了压力波有一个大容量的进气室和真空开关阀门,实现了压力波有一个大容量的进气室和真空开关阀门,实现了压力波有一个大容量的进气室和真空开关阀门,实现了压力波传播路线长度的改变,从而兼顾了低速和高速的进气增传播路线长度的改变,从而兼顾了低速和高速的进气增传播路线长度的改变