汽车电子与电气设备--辅助电子控制

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1、第五章汽油机辅助系统的电子控制第一节排气净化与排放控制汽车污染来源：1.曲轴箱窜气（HC,CO)2.汽油蒸汽（HC）3.发动机燃烧废气（CO,HC,NOx）减少污染措施：三元催化转换、废气再循环（EGR）、活性碳罐蒸发控制系统等。一.三元催化转换器1.原理：三元催化转化器装在排气管中，通过三元催化剂与HC、CO和NO。发生反应，把废气中的有害气体转化为无害气体，从而实现排气净化。2.结构：三元催化转化器的结构如图所示，其中三元催化剂是铂和铑的混合物。铂能促使排气中的有害成分CO、HC氧化成C02和H20，铑能

2、加速有害气体NO还原成N2和02，从而起到净化排气的作用。3.转换效率：三元催化转化器的转换效率与空燃比有关系，其关系曲线如图所示。从图可见，只有发动机在理论空燃比14．7附近运行时，三元催化器的转换效率才最佳。为此，必须精确控制发动饥的空燃比，使之保持在理论空燃比14．7附近的范围内。4.实现办法：闭环控制方式。在发动机电子控制系统中普遍采用由氧传感器组成的空燃比反馈控制方式，如图所示。氧传感器在三元催化转化器前面的排气总管内，其功能是检测排气中的氧气含量，以确定实际空燃比较理论空燃比大还足小，并向ECU反

3、馈相应的电压信号．从而控制喷油量减少或增加。当实际的空燃比比理论空燃比小(混合气浓)时，氧传感器向ECU输入的是高电压信号，此时ECU将减小喷油量，使空燃比增大。当空燃比增大到理论空燃比14．7时，氧传感器输出电压信号将突变下降至0．1v左右。此信号输入ECU后，ECU立即控制增加喷油量，空燃比又开始减小。只要空燃比刚减到理论空燃比以下时，氧传感器输出电压信号又突变，上升到0．75V以上．反馈给ECU后，ECU又将控制减小喷油量。如此反复，将空燃比精确控制在理论空燃比14．7附近一个极小的范围内。而此时三元催

4、化器也保证工作在最佳状态。开关控制型电磁阀，由ECU根据发动机的工作状况进行接通和断开的控制，在满足以下：五种条件之一时，接通电磁阀开关，其它工况下．电磁阀均关断：①发动机起动工作时或刚刚起动后;②怠速触点IDL闭合，且发动机转速下降到规定转速以下时；③怠速触点IDL闭合，并且变速器档位从空档“N”换到其它行驶档位后的几秒钟内；④灯开关接通；⑤后窗去雾器开关接通。当发动机运行条件满足下列条件之一时，ECU控制电磁阀由接通变为关断:①发动机起动后，怠速运转超过预定时间；②触点IDL闭合，空调离合器分离，发动机转

5、速超过预定值；③触点IDL。闭合，空调离合器分离，变速器从空档“N”换到其它行驶档一定时间后，或发动机转速超过预定值；④灯开关关断；⑧后窗去雾开关关闭。二.废气再循环（EGR）控制1.作用：在发动机工作过程中，将一部分废气引入进气管，与新的混合气混合后进入气缸燃烧。废气在燃烧过程中吸收热量，降低了最高燃烧温度。由于氮氧化物(NOx)主要是在高温富氧条件下生成的，因而废气再循环广泛用于减少NOx的生成。但是废气再循环过度将会影响正常运行，特别是在怠速、低转速小负荷及发动机处于冷态运行时，再循环的废气将会明显降低

6、发动机的性能。控制指标：EGR率实现方式：EGR阀（装在一个将排气歧管与进气歧管连通的特殊通道上，通过控制EGR阀的开度来控制废气再循环量。EGR阀的开启和关闭由上方真空气室的真空度控制，真空气室的真空度由ECU控制的EGR电磁阀控制。）2.控制方式：机械式：EGR率较小约为5％～15％。即使采用能进行比较复杂控制的机械控制装置，控制的自由度也受到限制。电控式：结构简单，可进行较大的EGR率控制，一般为15％--20％。因此在现代汽车上，尤其是电控发动机通常都采用电控EGR系统。(1).普通电控EGR系统(2

7、).装有背压修正阀的电控EGR系统在普通电控式EGR控制系统的基础上，在EGR电磁阀与EGR阀之间的真空管路中加装一个背压修正阀。其功能是根据排气管的背压，附加控制EGR阀。当发动机负荷小且排气背压低时，背压修正阀膜片在弹簧的作用下向下移动，将真空通道切断，使EGR阀处于关闭状态，不进行废气再循环。有在发动机负荷增大且排气管背压增大时，使修正阀膜片克服弹簧力向上运动将阀打开。这才允许根据各种传感器送来的信号，控制EGR电磁阀的开度，即控制进入EGR真空度，从而改变EGR量。(3).闭环控制式EGR系统①用EG

8、R阀开度作为反馈控制信号：在EGR阀上部还有一个EGR位置传感器，其功能是检测EGR阀的开度并利用电位计将其转变为相应的电压信号反馈给ECU②用EGR率作为反馈信号：日本三菱公司新近开发了一种直接用EGR率作为反馈信号的ECU闭环控制系统，其控制框图如图4—20所示。新鲜空气经节气门进入稳压箱(进气总管)，参与再循环的废气经控制阀也进入稳压箱。其中设置有EGR率传感器，它对稳压箱中气体分析计算后向E