汽车电子控制技术课件：第五章　辅助控制.ppt

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1、第五章　辅助控制本章主要介绍:分析怠速(ISC)、污染控制、废气再循环(ExhaustGasRecirculation,简称EGR)、活性炭罐蒸发、进气增压、稀薄燃烧、GDI、ACIS和故障自诊断等控制系统的原理、结构与过程分析；安全保险功能和后备系统等功能子系统的基本和控制方法。汽车在交通密度大的城市道路上行驶时，约有30%的燃油消耗在怠速工况，且怠速工况发动机排放污染程度相当高。发动机冷车运转，空调、电器负荷，自动变速器，动力转向伺服和主动悬架机构等耗能系统的介入，都会引起怠速转速变化，使发动机运转不

2、稳甚至引起熄火现象，导致排放污染和燃油消耗增加。因此怠速工况控制成为EFI控制系统的重要内容之一。第一节怠速控制怠速工况控制应满足以下基本要求：（1）动力平衡；（2）较低的燃油消耗；（3）良好的排放特性；（4）快速平稳的过渡特性。这种工况下主要考虑两个控制指标：稳定的最低转速和良好的排放特性。要达到这样的要求，必须采用精确的控制技术。第一节怠速控制怠速控制目的是：在保证排放要求且运转稳定的前提下，尽量降低发动机的最低稳定保持转速，以降低该工况的燃油消耗。其控制内容包括：起动后控制、暖机过程控制、负荷变化控

3、制和减速控制等几项。怠速控制系统机构组成如图5-1所示。传感器感知怠速工况和负载设备的工作状况并将相应信息传送给ECU，ECU根据信息将内存控制目标转速与发动机的实际转速进行比较，再根据其差值确定相应的控制量，发出指令控制执行机构动作。第一节怠速控制图5-1怠速系统的组成1.冷却液温度；2.A/C开关；3.空档位置开关信号；4.发动机转速；5.怠速开关；6.车速；7.目标转速；8.比较电路；9.控制量计算；10.驱动电路；11.执行机构；12.怠速状态判别第一节怠速控制怠速控制方式是：ECU根据传感器信号

4、经处理后发出指令，改变进气系统怠速旁通通道的流通截面，通过控制进入发动机的充气量，实现怠速转速的控制。怠速时喷油量控制，一般仍是由EFI系统根据与空气量相匹配的原则进行增减，以达到由ECU确定的预期A/F，如图5-2所示。图5-2怠速空气量的控制方式a)节气门调节控制；b)节气门旁通控制1-节气门；2-进气岐管；3-操纵臂；4-控制执行机构第一节怠速控制（一）步进电动机控制目前现代汽车上广泛采用的是步进电机式怠速控制系统，通过步进电机驱动的怠速控制阀改变进气系统怠速旁通通道的流通截面，如图5-3所示，该系

5、统主要由步进电机驱动的怠速控制阀、传感器及ECU组成。图5-3步进电机式怠速控制系统第一节怠速控制一、节气门旁通控制发动机怠速运行时，ECU首先根据发动机的“怠速”信号、车速信号进行工况确认，然后再根据冷却液温度传感器、空调、动力转向机构及自动变速器等机构的工作状态，依据CPU的ROM存储器中的脉谱数据，确定目标转速。一般正常情况下，多采用发动机怠速反馈控制方式，即：将发动机实际转速与目标转速进行比较，根据比较得出的差值，确定相应于目标转速的控制量（步长）并向步进电机发出驱动指令。第一节怠速控制一、节气门

6、旁通控制图5-4步进电机怠速调整装置1.阀座；2.阀轴；3.定子线圈；4.轴承；5.进给丝杆机构；6.转子；7.阀芯步进电机式怠速控制阀的结构如图5-4所示，主要由永久磁铁构成的转子、激磁线圈构成的定子和能把旋转运动变成直线运动的进给丝杆机构及阀门等组成。步进电机和怠速控制阀做成一体，装在进气总管内。第一节怠速控制一、节气门旁通控制图5-5步进电机控制电路步进电机控制电路如图5-5所示。ECU按“相”序使功率管VT1－VT4依次导通，分别给步进电机定子线圈供电，驱动步进电机转子按照特定步长旋转，带动怠速调

7、整装置的阀门轴向移动，改变阀门开启程度进而改变怠速旁通通道的流通截面，调节旁通空气流量，即可调节怠速转速。第一节怠速控制一、节气门旁通控制步进电机式怠速控制系统的主要控制内容：1.起动初始位置确定为改善发动机起动性能，发动机起动时，怠速控制阀预设在全开位置（相当于步进电机125步位置），此时，经过怠速控制阀的旁通空气量最大，发动机容易起动。为达此目的，当点火开关断开时，主继电器由ECU的M－REL端继续供电2秒钟，保持接通状态，待步进电机进入起动初始位置后才断电。第一节怠速控制一、节气门旁通控制2.起动控

8、制发动机起动后怠速转速迅速升高，当转速达到规定临界值（此值由冷却冷却液温度度确定）后，ECU开始根据冷却冷却液温度度来控制怠速机构阀门位置。如图5-6所示：起动时冷却冷却液温度如为20℃，当发动机转速达到500r/min时，ECU将控制怠速控制阀从全开位置（125步）的A点到达B点位置。图5-6起动控制特性第一节怠速控制一、节气门旁通控制3.暖机控制如图5-7所示。暖机时系统根据冷却液的温度来确定步进电机的运动步数，随着温度上