六、发动机怠速控制系统
怠速控制就是怠速转速的控制。怠速控制系统能够在汽车有效使用期内,不会由于发动机老化、气缸积炭、火花塞间隙变化以及温度变化等原因而改变怠速转速。如果需要调整怠速转速,则必须通过故障诊断仪来改变控制程序进行怠速设定。
(一)怠速控制系统的组成
怠速控制系统主要由各种传感器、控制信号开关、怠速控制阀和ECU等组成。设有旁通空气道的怠速控制系统组成如图50所示。
对于直供式供气系统则由ECU通过控制怠速控制阀直接改变节气门开度来控制怠速转速。在ROM中,存储有与温度对应的最佳怠速转速,如图51所示。
(二)怠速转速控制过程
怠速控制的内容主要包括怠速时发动机负荷变化的控制和汽车所配置电器负荷变化的控制。其实质是控制发动机怠速时的进气量。而怠速时的喷油量则由ECU根据预先经过试验设定的怠速空燃比和实际进气量计算确定。ECU控制怠速转速的方法如下:
1)当怠速负荷变化时:当怠速负荷增大时,ECU控制怠速控制阀,使进气量增大,从而使怠速转速提高,以防怠速运转不稳或熄火;而当怠速负荷减小时,ECU控制怠速控制阀,使进气量减少,以免怠速转速过高。
2)当各类开关或电器工作状态变化时:当空调开关、动力转向开关等接通或空档起动开关断开时,发动机负荷就会增大,转速就会降低。若转速下降过多,就可能熄火。因此,在接通空调开关或动力转向开关之前,ECU需要先将怠速转速提高,以防熄火。
反之,当空调开关、动力转向开关断开时,发动机负荷又会减小,转速又会升高,结果不仅油耗增大,而且容易引起汽车追尾或起步前冲,给驾驶带来一定困难。故在断开空调开关和动力转向开关之后,ECU需要将怠速转速降低,以防怠速过高。
另外,当电器负荷增大(如夜间行车接通前照灯、按喇叭等)时,电气系统的电压就会降低,若电源电压过低,就会影响电控系统正常工作和用电设备的正常用电。因此在电源电压降低时,ECU需要提高怠速转速,以便提高电源电压。怠速转速控制过程如图52所示。
国产汽车电控发动机的怠速转速见表3。
各类传感器的作用与ECU对怠带转速的控制过程
1)车速传感器和节气门位置传感器的信号用于判断发动机是否处于怠速状态。怠速时,节气门关闭,其开度小于1.2°,或怠速触点闭合,传感器输出端子IDL输出低电平。因此,当IDL端子输出低电平或节气门开度小于1.2°时,若车速为0就表时处于怠速状态;若车速为不为0就表明处于减速状态。
2)冷却液温度传感器信号用于修正怠速转速。在暖机过程中,ECU根据冷却液温度传感器信号通过控制怠速控制阀开度来控制相应的快怠速转速,并随发动机冷却却液温度升高逐渐降低怠速转速。当冷却液温度正常时,恢复正常的怠速转速。
3)各类开关信号向ECU提供发动机负荷变化信息,在ROM中,存储有不同负荷状态下对应的最佳怠速转速,以供ECU在负荷控制过程中查询使用。
怠速转速控制过程
①ECU首先根据怠速触点IDL信号和车速信号,判断是否处于怠速状态。
②当判定为怠速工况时,再根据冷却液温度传感器、空调开关、动力转向开关等信号,从ROM中,查询相应的怠速目标转速ng,然后转ng与曲轴位置传感器的实际转速信号n比较。
③当ng>n时:ECU将增大怠速控制阀开度,来提高怠速转速。
④反之,当ng<n时:ECU将减小怠速控制阀开度,来降低怠速转速。
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