怠速控制在保证发动机排放要求

5.4.1怠速控制的功用

汽车发动机的怠速工况是指节气门踏板完全放开，对外无功率输出，且能保持最低稳定转速，维持发动机不熄火的稳定运转工况。此时，节气门全闭，空气通过节气门缝隙及旁通节气门的息速调节通道进入发动机，由空气流量计(或进气歧管压力传感器)检测进气量，并根据转速及其他修正信号控制喷油量，保证发动机的怠速运转。怠速控制装置的功用就是在发动机内部阻力矩不断变化的情况下，由ECU自动维持发动机以稳定息速运转。当汽车实施制动减速、临时停车及起动时，发动机均在怠速工况下工作。怠速转速过高，将使怠速工况燃料消耗增加，造成不必要的浪费，尤其是长期在城市道路上行驶的汽车，由于频繁的减速、停车、起步，约有30%的燃料消耗在怠速阶段，因此应尽可能地降低怠速转速。而怠速转速过低，负载或阻力稍有变化将导致发动机运转不稳甚至熄火。现代轿车空调系统、自动变速器、动力转向系统的使用及电气负荷的增加、冷车起动运转等均是导致发动机怠速不稳定的因素。且汽车排放污染物HC和co主要是在怠速阶段形成的，怠速越低，排放污染越严重。因此必须严格并精确控制怠速转速，现代轿车一般均将发动机怠速转速控制在800r/min左右。

5.4.2怠速控制原理

怠速控制的目的是在保证发动机排放要求及稳定运转的前提下，尽量使发动机保持最低稳定转速，以降低怠速时的燃油消耗。现代轿车的怠速多采用反馈控制方式，ECU根据各种传感器的输入信号所决定的目标转速与发动机的实际转速进行比较，确定对应于目标转速的进气量，然后驱动控制进气量的执行机构怠速控制阀(ISCV)。其控制原理如图5.12所示。当节气门完全关闭时，节气门位置传感器内的怠速触点闭合并将信号输送给ECU，ECU即感知为怠速工况。如果此时输送到ECU的发动机的转速信号超出怠速转速范围，ECU会发出调整信号给怠速控制阀，减小控制阀的开度，进气量减少，发动机转速降低；反之，则增加控制阀的开度，提高发动机的转速。这样，ECU通过车速传感器信号形成对怠速的反馈控制，使发动机保持在正常的怠速转速范围内。当发动机温度较低或工况发生变化，由ECU控制的怠速系统将各种信号输送到ECU的逻辑电路进行运算，在比较电路中与基准信号对比，然后输出修正补偿信号，驱动怠速控制阀增加适当的开度，适当提高怠速，防止怠速不稳或熄火。一般在空调开启、动力转向或自动变速器工作时，怠速将自动提高100r/min。目前，现代轿车广泛采用的是节气门旁通空气量步进电动机式怠速控制系统。