怠速控制系统的组成与控制原理
(一)怠速控制系统的组成
对于不同的车系,怠速控制系统的构成与具体控制内容会有一些差别,图6-2所示是典型怠速控制系统的组成。
图6-2 怠速控制系统组成示意图
怠速控制系统主要由传感器、电子控制单元、执行器及节气门旁通气道组成。
(二)怠速控制系统的控制原理
1.怠速稳定控制
发动机怠速稳定控制实际上是一种转速反馈控制。微机存储器中存储有发动机在不同状态下的最佳稳定怠速参数。其控制原理如图6-3所示。
图6-3 稳定怠速控制示意图
发动机处于怠速工况时,怠速控制系统不断地监测发动机的转速,并与当前发动机状态下的目标转速进行比较。当发动机怠速出现波动,偏离了设定的目标转速时,ECU输出控制脉冲使怠速控制执行器动作,将发动机的怠速调节在设定的目标转速范围之内。
怠速稳定控制所需的传感器信号有下述几种。
(1)发动机转速传感器
发动机转速传感器提供发动机在怠速工况下的发动机转速信号。
(2)节气门位置传感器
节气门位置传感器提供节气门关闭信号,是ECU判断发动机是否处于怠速工况的基本信号。
(3)发动机冷却液温传感器
发动机冷却液温传感器提供发动机温度信号,ECU根据此信号选定目标转速。
(4)车速传感器
车速传感器提供汽车行驶速度信号,当车速低于20 km/h,且节气门关闭时,ECU作出“发动机处于怠速工况”的判断,进入怠速控制程序。
(5)空调开关
空调开关提供空调关断信号,只有在空调不使用时,ECU才进入发动机转速反馈式怠速稳定控制。
2.高怠速运行控制
(1)发动机负荷高怠速控制
在节气门处于关闭位置(发动机在怠速工况),但需要发动机带动一定的负荷以较高转速运转时,ECU输出控制信号,使怠速控制执行器动作,将发动机的怠速调高至某一值。例如,在使用汽车空调、蓄电池亏电等情况下,怠速控制系统通过高怠速运行控制,使发动机在一个较高的怠速下运行,以保证在发动机怠速工况下空调系统正常工作并及时向蓄电池补充电能。
(2)转速变化预见性高怠速控制
在发动机怠速工况时,为避免发动机驱动的附加装置的阻力矩突然增大而导致发动机怠速下降甚至熄火,ECU在接收到附加装置阻力矩增大的有关电信号时即输出控制信号,通过怠速控制执行器预先调大怠速进气量。
怠速控制系统高怠速运转控制除了利用发动机转速传感器、节气门位置传感器、车速传感器、发动机冷却液温度传感器等得到发动机转速、怠速工况及发动机温度信息外,还用到如下开关信号。
①空调开关。
②自动变速器挡位开关。
③蓄电池电压。
④尾灯继电器或后窗降雾继电器。
3.其他怠速控制
(1)启动时怠速控制阀的控制
在发动机启动时,ECU控制怠速控制阀至开度最大位置,以使发动机启动容易。启动后,ECU根据发动机转速及温度信号,逐渐减少怠速控制阀的开度。启动时怠速控制阀控制所用到的传感器及开关信号有下述两个。
①发动机转速传感器,提供发动机怠速工况下的转速信号。
②点火开关,提供发动机启动信号和启动后信号。
(2)活性炭罐电磁阀工作时怠速控制阀的控制
在一些汽车上,怠速控制系统还根据活性炭罐控制阀的开启情况来调整怠速通道的通气量,以避免发动机怠速产生波动。除用于怠速工况判别的节气门位置传感器外,该稳定怠速控制所用到的传感器信号有以下两个:
①发动机转速传感器,提供发动机怠速工况下的发动机转速信号。
②活性炭罐电磁阀,提供活性炭罐电磁阀开启信号。当活性炭罐电磁阀通电时,ECU控制怠速控制阀的开度以稳定怠速。
(3)怠速偏离修正控制
怠速偏离修正控制即怠速控制系统的学习修正控制。
当发动机部件老化等外部原因使发动机的怠速偏离原设定值时,ECU控制怠速控制阀预置一个开度,将发动机的怠速修正到设定的值。