当发动机怠速运行时,节气门处于全关位置,即进入发动机的空气量不再由节气门进行调节。怠速控制的实质就是通过怠速执行器调节进气量,同时配合喷油量及点火提前角的控制,改变怠速工况燃料消耗所发出的功率,以稳定或改变怠速转速。
5怠速控制系统的组成
发动机怠速控制系统的组成如图所示,由各种传感器、信号控制开关、电控单元ECU、怠速控制阀和节气门旁通空气道等组成。ECU接收各相关传感器所发出的信号,通过分析判别后,对怠速控制阀( ISCV)发出相应指令,进而控制节气门旁路中的空气流量,使发动机怠速运转总是处于最佳的转速下。
6控制策略
1、在所有可能的工况条件下提供理想的怠速空气量。
2、及时补偿发动机的负荷变化。
3、采用维持最低怠速与减速空气量控制等方式,以取得良好的燃油经济性。
4、采用急减速时增加空气量等方式改善排放。
5、改善车辆的可驾驶性。
6、对于零件老化及各车异性等所致的差异能自动地进行补偿,以减少周期性调整的要求。
启动控制: 发动机启动时,怠速控制系统控制怠速执行器使旁通进气量最大,以利于启动;启动之后,再根据冷却水温度来确定旁通进气量的大小。
暖机控制: 暖机阶段, 怠速控制系统根据冷却水温度的变化不断调整旁通进气量的大小,使发动机在温度状态变化的情况下保持稳定的转速。
怠速反馈控制: 当暖机过程结束,或者ECU检测到节气门全关信号,且车速低于2km/h,则怠速控制系统开始进行怠速反馈控制。
电器负载增多时的怠速控制: 当同时使用的电器增多时,怠速控制系统也要相应增加旁通进气量,提高发动机的怠速转速。
7怠速控制方式
怠速控制的方式包括开环控制和闭环控制两种。一般来说,在起动、暖机、急减速等工况时多采用开环控制,而在稳定怠速工况,多采用闭环控制 。闭环控制的反馈信号为发动机转速信号。在对怠速空气量进行闭环控制时,多采用比例积分微分PID控制方式。
8怠速转速的控制过程
怠速稳速控制
当汽油发动机控制单元收到怠速工况的信号时,首先从存贮器中取出标准的怠速转速数据与当前汽油发动机实际转速相比较,若当前转速偏离目标转速时,汽油发动机控制单元便向执行器(怠速控制阀)发出调节指令,使其开大或减小来调节怠速进气量,从而使汽油发动机转速趋向于目标转速,来达到怠速稳速控制目的。
怠速提速控制
在稳速控制的基础上,根据汽油发动机当前的工况和负荷来决定是否提速。如冷车时,为使汽油发动机快速加热,需提高转速来达到目的;当有负荷时,为克服负荷所带来的影响,需要提速来稳定汽油发动机怠速工况的稳定性,如冷车、开空调、打转向、挂档、开大灯、启动冷却风扇等,均需做提速控制,提速的增加量一般在200~400r/min。[2]