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怠速控制（電噴汽油發(fā)動(dòng)機控制中的系統）

次瀏覽 | 更新時(shí)間：2023-05-16

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怠速控制

汽油機怠速控制（idle speed control of gasoline engine）怠速控制系統是當代電噴汽油發(fā)動(dòng)機控制中的一個(gè)重要組成部分。怠速工況的控制性能，反映了汽車(chē)的技術(shù)性、穩定性、動(dòng)力性、經(jīng)濟性、污染性等各種技術(shù)指標。

基本信息

中文名	怠速控制
外文名	Internal combustiongasoline engine idle speed cont
組成	傳感器、信號控制開(kāi)關(guān)、ECU等
作用	控制怠速空氣量
分類(lèi)	開(kāi)環(huán)控制和閉環(huán)控制

簡(jiǎn)介

怠速控制是指對怠速空氣量的控制。它要實(shí)現的功能除了穩定基本怠速以外，還可以將一些過(guò)去要利用各種附加裝置才能實(shí)現的功能集中起來(lái)，使進(jìn)氣系統更加簡(jiǎn)化。

工況

怠速工況是發(fā)動(dòng)機在對外不做功的情況下，以最低穩定的轉速運行的狀態(tài)。此時(shí)發(fā)動(dòng)機與傳動(dòng)系完全脫離，其目的就是維持發(fā)動(dòng)機的在較低的轉速下連續，平穩運轉和提供其他各輔助裝置的工作動(dòng)力，比如空調、動(dòng)力轉向裝置等突然開(kāi)啟或關(guān)閉時(shí)，使發(fā)動(dòng)機轉速穩定運行在某一速度范圍。怠速工況是發(fā)動(dòng)機工作的重要工況之一。

影響發(fā)動(dòng)機怠速性能的因素主要有兩個(gè)方面。一個(gè)是控制進(jìn)入汽缸的混和氣流量。因為混合氣流量直接影響混合氣在燃燒室內燃燒的速度，壓力和溫度，從而對發(fā)動(dòng)機的動(dòng)力性，燃油經(jīng)濟性和排氣污染物的成分有著(zhù)很大的影響。另一方面是對汽缸可燃混合氣進(jìn)行點(diǎn)火的時(shí)刻，不同的點(diǎn)火時(shí)刻同樣能夠對汽缸內燃燒的過(guò)程產(chǎn)生很大的影響，從而影響發(fā)動(dòng)機的動(dòng)力性能。

汽油機的怠速性能主要體現在三個(gè)方面：怠速穩定性、怠速排放和怠速油耗。

控制目的

1、降低怠速排放量；

2、提高燃油經(jīng)濟性；

3、提高怠速穩定性；

4、獲得良好的駕駛舒適性；

5、達到迅速、平穩的過(guò)渡特性。

控制原理

當發(fā)動(dòng)機怠速運行時(shí)，節氣門(mén)處于全關(guān)位置，即進(jìn)入發(fā)動(dòng)機的空氣量不再由節氣門(mén)進(jìn)行調節。怠速控制的實(shí)質(zhì)就是通過(guò)怠速執行器調節進(jìn)氣量，同時(shí)配合噴油量及點(diǎn)火提前角的控制，改變怠速工況燃料消耗所發(fā)出的功率，以穩定或改變怠速轉速。

系統組成

發(fā)動(dòng)機怠速控制系統的組成如圖所示，由各種傳感器、信號控制開(kāi)關(guān)、電控單元ECU、怠速控制閥和節氣門(mén)旁通空氣道等組成。ECU接收各相關(guān)傳感器所發(fā)出的信號，通過(guò)分析判別后，對怠速控制閥（ISCV）發(fā)出相應指令，進(jìn)而控制節氣門(mén)旁路中的空氣流量，使發(fā)動(dòng)機怠速運轉總是處于最佳的轉速下。

控制策略

怠速控制

1、在所有可能的工況條件下提供理想的怠速空氣量。

2、及時(shí)補償發(fā)動(dòng)機的負荷變化。

3、采用維持最低怠速與減速空氣量控制等方式，以取得良好的燃油經(jīng)濟性。

4、采用急減速時(shí)增加空氣量等方式改善排放。

5、改善車(chē)輛的可駕駛性。

6、對于零件老化及各車(chē)異性等所致的差異能自動(dòng)地進(jìn)行補償，以減少周期性調整的要求。

啟動(dòng)控制：發(fā)動(dòng)機啟動(dòng)時(shí)，怠速控制系統控制怠速執行器使旁通進(jìn)氣量最大，以利于啟動(dòng)；啟動(dòng)之后，再根據冷卻水溫度來(lái)確定旁通進(jìn)氣量的大小。

暖機控制：暖機階段，怠速控制系統根據冷卻水溫度的變化不斷調整旁通進(jìn)氣量的大小，使發(fā)動(dòng)機在溫度狀態(tài)變化的情況下保持穩定的轉速。

怠速反饋控制：當暖機過(guò)程結束，或者ECU檢測到節氣門(mén)全關(guān)信號，且車(chē)速低于2km/h，則怠速控制系統開(kāi)始進(jìn)行怠速反饋控制。

電器負載增多時(shí)的怠速控制：當同時(shí)使用的電器增多時(shí)，怠速控制系統也要相應增加旁通進(jìn)氣量，提高發(fā)動(dòng)機的怠速轉速。

控制方式

怠速控制的方式包括開(kāi)環(huán)控制和閉環(huán)控制兩種。一般來(lái)說(shuō)，在起動(dòng)、暖機、急減速等工況時(shí)多采用開(kāi)環(huán)控制，而在穩定怠速工況，多采用閉環(huán)控制。閉環(huán)控制的反饋信號為發(fā)動(dòng)機轉速信號。在對怠速空氣量進(jìn)行閉環(huán)控制時(shí)，多采用比例積分微分PID控制方式。

怠速轉速的控制過(guò)程

穩速控制

當汽油發(fā)動(dòng)機控制單元收到怠速工況的信號時(shí)，首先從存貯器中取出標準的怠速轉速數據與當前汽油發(fā)動(dòng)機實(shí)際轉速相比較，若當前轉速偏離目標轉速時(shí)，汽油發(fā)動(dòng)機控制單元便向執行器（怠速控制閥）發(fā)出調節指令，使其開(kāi)大或減小來(lái)調節怠速進(jìn)氣量，從而使汽油發(fā)動(dòng)機轉速趨向于目標轉速，來(lái)達到怠速穩速控制目的。

提速控制

在穩速控制的基礎上，根據汽油發(fā)動(dòng)機當前的工況和負荷來(lái)決定是否提速。如冷車(chē)時(shí)，為使汽油發(fā)動(dòng)機快速加熱，需提高轉速來(lái)達到目的；當有負荷時(shí)，為克服負荷所帶來(lái)的影響，需要提速來(lái)穩定汽油發(fā)動(dòng)機怠速工況的穩定性，如冷車(chē)、開(kāi)空調、打轉向、掛檔、開(kāi)大燈、啟動(dòng)冷卻風(fēng)扇等，均需做提速控制，提速的增加量一般在200～400r/min。

執行器

怠速執行器的功能就是改變怠速時(shí)的進(jìn)氣量，改變的方式有：改變旁通進(jìn)氣量的方式和直接操縱節氣門(mén)的方式即節氣門(mén)直動(dòng)式。按照執行器驅動(dòng)方式的不同，旁通進(jìn)氣量調節方式的怠速執行器又分為步進(jìn)電機型、旋轉電磁閥型、占空比控制型真空開(kāi)關(guān)閥和開(kāi)關(guān)控制型真空開(kāi)關(guān)閥。

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