怠速控制（電噴汽油發(fā)動(dòng)機(jī)控制中的系統(tǒng)）
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怠速控制
電噴汽油發(fā)動(dòng)機(jī)控制中的系統(tǒng)
汽油機(jī)怠速控制（idle speed control of gasoline engine）怠速控制系統(tǒng)是當(dāng)代電噴汽油發(fā)動(dòng)機(jī)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(wěn)定性、動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、污染性等各種技術(shù)指標(biāo)。
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(hào)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(duì)怠速空氣量的控制。它要實(shí)現(xiàn)的功能除了穩(wěn)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(xiàn)的功能集中起來(lái)，使進(jìn)氣系統(tǒng)更加簡(jiǎn)化。
工況
怠速工況是發(fā)動(dòng)機(jī)在對(duì)外不做功的情況下，以最低穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速運(yùn)行的狀態(tài)。此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系完全脫離，其目的就是維持發(fā)動(dòng)機(jī)的在較低的轉(zhuǎn)速下連續(xù)，平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)和提供其他各輔助裝置的工作動(dòng)力，比如空調(diào)、動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置等突然開(kāi)啟或關(guān)閉時(shí)，使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)行在某一速度范圍。怠速工況是發(fā)動(dòng)機(jī)工作的重要工況之一。
影響發(fā)動(dòng)機(jī)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?yàn)榛旌蠚饬髁恐苯佑绊懟旌蠚庠谌紵覂?nèi)燃燒的速度，壓力和溫度，從而對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性，燃油經(jīng)濟(jì)性和排氣污染物的成分有著很大的影響。另一方面是對(duì)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?qū)ζ變?nèi)燃燒的過(guò)程產(chǎn)生很大的影響，從而影響發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能。
控制目的
控制原理
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行時(shí)，節(jié)氣門(mén)處于全關(guān)位置，即進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣量不再由節(jié)氣門(mén)進(jìn)行調(diào)節(jié)。怠速控制的實(shí)質(zhì)就是通過(guò)怠速執(zhí)行器調(diào)節(jié)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(wěn)定或改變怠速轉(zhuǎn)速。
系統(tǒng)組成
發(fā)動(dòng)機(jī)怠速控制系統(tǒng)的組成如圖所示，由各種傳感器、信號(hào)控制開(kāi)關(guān)、電控單元ECU、怠速控制閥和節(jié)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(hào)，通過(guò)分析判別后，對(duì)怠速控制閥（ISCV）發(fā)出相應(yīng)指令，進(jìn)而控制節(jié)氣門(mén)旁路中的空氣流量，使發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)總是處于最佳的轉(zhuǎn)速下。
控制策略
怠速控制
2、及時(shí)補(bǔ)償發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)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(jì)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(duì)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(bǔ)償，以減少周期性調(diào)整的要求。
啟動(dòng)控制：發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，怠速控制系統(tǒng)控制怠速執(zhí)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(jù)冷卻水溫度來(lái)確定旁通進(jìn)氣量的大小。
暖機(jī)控制：暖機(jī)階段，怠速控制系統(tǒng)根據(jù)冷卻水溫度的變化不斷調(diào)整旁通進(jìn)氣量的大小，使發(fā)動(dòng)機(jī)在溫度狀態(tài)變化的情況下保持穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速。
怠速反饋控制：當(dāng)暖機(jī)過(guò)程結(jié)束，或者ECU檢測(cè)到節(jié)氣門(mén)全關(guān)信號(hào)，且車(chē)速低于2km/h，則怠速控制系統(tǒng)開(kāi)始進(jìn)行怠速反饋控制。
電器負(fù)載增多時(shí)的怠速控制：當(dāng)同時(shí)使用的電器增多時(shí)，怠速控制系統(tǒng)也要相應(yīng)增加旁通進(jìn)氣量，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速轉(zhuǎn)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(jī)、急減速等工況時(shí)多采用開(kāi)環(huán)控制，而在穩(wěn)定怠速工況，多采用閉環(huán)控制。閉環(huán)控制的反饋信號(hào)為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)。在對(duì)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(zhuǎn)速的控制過(guò)程
穩(wěn)速控制
當(dāng)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元收到怠速工況的信號(hào)時(shí)，首先從存貯器中取出標(biāo)準(zhǔn)的怠速轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)與當(dāng)前汽油發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速相比較，若當(dāng)前轉(zhuǎn)速偏離目標(biāo)轉(zhuǎn)速時(shí)，汽油發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元便向執(zhí)行器（怠速控制閥）發(fā)出調(diào)節(jié)指令，使其開(kāi)大或減小來(lái)調(diào)節(jié)怠速進(jìn)氣量，從而使汽油發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速趨向于目標(biāo)轉(zhuǎn)速，來(lái)達(dá)到怠速穩(wěn)速控制目的。
提速控制
在穩(wěn)速控制的基礎(chǔ)上，根據(jù)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前的工況和負(fù)荷來(lái)決定是否提速。如冷車(chē)時(shí)，為使汽油發(fā)動(dòng)機(jī)快速加熱，需提高轉(zhuǎn)速來(lái)達(dá)到目的；當(dāng)有負(fù)荷時(shí)，為克服負(fù)荷所帶來(lái)的影響，需要提速來(lái)穩(wěn)定汽油發(fā)動(dòng)機(jī)怠速工況的穩(wěn)定性，如冷車(chē)、開(kāi)空調(diào)、打轉(zhuǎn)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(zhí)行器
怠速執(zhí)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(jié)氣門(mén)的方式即節(jié)氣門(mén)直動(dòng)式。按照?qǐng)?zhí)行器驅(qū)動(dòng)方式的不同，旁通進(jìn)氣量調(diào)節(jié)方式的怠速執(zhí)行器又分為步進(jìn)電機(jī)型、旋轉(zhuǎn)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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