发动机电子控制技术第六章资料.ppt

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1、第六章第六章电控汽油喷射的辅助控制电控汽油喷射的辅助控制集中控制系统集中控制系统6.1点火时间控制点火时间控制6.2怠速转速控制怠速转速控制6.3进气系统控制进气系统控制6.4EGR控制控制6.5稀薄燃烧系统稀薄燃烧系统独立控制与集中控制独立控制与集中控制集中控制领域集中控制领域:发动机传动系的控制；发动机传动系的控制；车辆行驶控制；车辆行驶控制；车身控制；车身控制；通讯等。通讯等。主主/子控制系统子控制系统：q主控制主控制汽油喷射汽油喷射EFIq辅辅助助控控制制点点火火控控制制、怠怠速速控控制制、EGR控控制制、进进气气系系统统可可变变控控制制、增增压压控控制制、变变速速器器的的控控制制、牵

2、引力的控制、故障自诊断等。牵引力的控制、故障自诊断等。空气流量计副节气门开度传感器 主节气门开度传感器主节气门开度传感器VSV喷油器活性碳罐1G 传感器 2O传感器排温传感器 排温传感器 燃料泵控制器 燃料泵2O传感器 2G传感器 起动机空气压缩机车速传感器空挡开关 车身控制单元分电器 点火线圈检测系统及警示灯 空调控制系统 牵引力控制单元巡航控制单元ABS控制单元 发动机 控制单元ECT控制单元大气压力传感器集中控制实例（丰田）集中控制实例（丰田）6.1点火系的控制点火系的控制（ESC：ElectronicSparkAdvanceandDwellControl）1、点火控制、点火控制目的：更

3、好地提高燃烧效率。目的：更好地提高燃烧效率。控制内容：控制内容：点火能量控制：点火能量控制：点火时刻控制：点火时刻控制：1)点火能量点火能量E控制控制L1：一次线圈的：一次线圈的自感系数；自感系数；i1：初级电流：初级电流基于排放基于排放U：线圈两端电压：线圈两端电压R1：一次线圈阻抗：一次线圈阻抗t：通电时间：通电时间点火能量控制点火能量控制问题问题初级初级线圈线圈通电时间通电时间t的控制的控制闭合角控制闭合角控制点火能量点火能量通电时间的控制；通电时间的控制；控制原则：控制原则：初级电流尽可能饱和，初级电流尽可能饱和，但线圈不过但线圈不过热的最佳状态。热的最佳状态。初级电流：初级电流：n不

4、同点火系统的闭合角控制方法：不同点火系统的闭合角控制方法：固定闭合角方式：一次线圈在一定曲轴转角内通固定闭合角方式：一次线圈在一定曲轴转角内通;通电时间与通电时间与E/G的的n有关；有关；特点：特点：n，闭合角一定时通电时间变短，闭合角一定时通电时间变短，EB 点火能量点火能量*但但增加闭合角，低速时通电时间增加闭合角，低速时通电时间，线，线圈过热。圈过热。初级电初级电流波形流波形低速低速 高速高速措施：闭合角控制；闭合角措施：闭合角控制；闭合角/定电流控制方式定电流控制方式闭合角控制方式：闭合角控制方式：当当n 时，减小闭合角时，减小闭合角防止线圈过热；防止线圈过热；n 时，增加闭合角时，增

5、加闭合角保证高速点火能量保证高速点火能量闭合角闭合角+定电流控制方式：定电流控制方式：闭合角和定点电流同时控制。闭合角和定点电流同时控制。需闭合角控制电路需闭合角控制电路+定电流控制电路定电流控制电路初级电初级电流波形流波形拾波线圈拾波线圈输出电压输出电压闭合角增大闭合角增大闭合角减小闭合角减小低速时低速时高速时高速时ttt定电流控制定电流控制最终控制的初最终控制的初级电流波形级电流波形闭合角的控制方法：闭合角的控制方法：加快初级电流的变化速率加快初级电流的变化速率问题：易电流过大问题：易电流过大点火线圈过热点火线圈过热初级电流初级电流检测阻抗检测阻抗向分电器向分电器点火线圈点火线圈波形整波形

6、整形电路形电路闭合角闭合角控制电路控制电路定电流定电流控控制制电电路路功率管功率管定电流、闭合角控制电路定电流、闭合角控制电路定电流控制电路：定电流控制电路：保证短时间内通过大电保证短时间内通过大电流流低速限流；低速限流；结合闭合角控制，保证结合闭合角控制，保证高速区足够的高速区足够的EB；低速；低速区防止线圈过热。区防止线圈过热。30201001020304050n100/rmin-1闭合角一定闭合角一定闭合角控制闭合角控制闭合角控制闭合角控制+定电流控制定电流控制EB/kV三三种种控控制制方方式式的的EB比较：比较：一般，一般，i 增长率增长率随电源电压变化。故需要随电源电压变化。故需要电

7、源电压的变化修正通电时间。电源电压的变化修正通电时间。通电时间的修正通电时间的修正2015105电源电压电源电压/V101520通电时间通电时间/ms2）点火时期的控制点火时期的控制a）概述概述最佳点火时刻：是使燃烧后的示功图面积最大。最佳点火时刻：是使燃烧后的示功图面积最大。控制方法：一般采用开环；控制方法：一般采用开环；有爆震传感器时，以有爆震传感器时，以KS信号信号进行闭环控制。进行闭环控制。最最佳佳点点火火时时期期影影响响因因素素：、汽汽油油、A/F、工工况况；所以，对应各工况进行控制。所以，对应各工况进行控制。机机械械式式点点火火提提前前装装置置：靠靠离离心心提提前前装装置置和和真真

8、空空提提前装置，只能实现简单的进角控制特性；前装置，只能实现简单的进角控制特性；电电控控点点火火控控制制：自自由由设设定定点点火火特特性性提提高高输输出出功功率率25%。点火提前角基本点火提前角基本MAP：以以 ig=f(n,负负荷荷)转转速速的的三三维维脉谱图形式给出；脉谱图形式给出；以以二二维维数数组组的的形形式式存存入入ROM或或EPROM。运运行行时时，根根据据转转速速和和负负荷荷直直接接调调出出数数据据，并并以以二二维维线线性性插插值值法法，给给出出点点火火提提前前角角的的基基本本量。量。b）电控点火系的组成：电控点火系的组成：ECU、点火模块、点火线圈、分电器、火花塞。点火模块、点

9、火线圈、分电器、火花塞。ECU：点火控制用：点火控制用ECU与与EFI共用。共用。由工况确定基本的点火定时脉谱；由工况确定基本的点火定时脉谱；并并通通过过冷冷却却水水温温进进行行修修正正，确确定定对对应应各各工工况况的最终最佳点火时期；的最终最佳点火时期；并向点火器发送控制指令。并向点火器发送控制指令。点点火火模模块块：根根据据ECU的的控控制制信信号号，驱驱动动功功率率管管，控控制初级电流的制初级电流的ON/OFF；点火开关点火开关点火器点火器点火点火信号信号点火点火模拟模拟信号信号发动机控制发动机控制ECUIGtIGt点火模拟电路点火模拟电路闭合角控制闭合角控制定电流控制定电流控制等等燃料

10、喷射燃料喷射控制控制点火点火时期时期控制控制转速表转速表火花塞火花塞+12V+5VRRRR点火模块控制框图：点火模块控制框图：点火线圈点火线圈：由初级线圈、次级线圈，铁芯组成。：由初级线圈、次级线圈，铁芯组成。次级线圈感应电次级线圈感应电EB初级电流有效值初级电流有效值iI；初级线圈阻抗；初级线圈阻抗；电源电压电源电压VB；通电时间通电时间分电器分电器：将高压电分配给各气缸的火花塞；：将高压电分配给各气缸的火花塞；分电器内藏分电器内藏n曲轴位置传感器。曲轴位置传感器。火花塞火花塞：跳火，产生火花，点燃可燃混合气。：跳火，产生火花，点燃可燃混合气。结构结构有关有关由由ECU控制控制最佳点火提前角

11、及其最佳点火提前角及其计算流程：计算流程：基本提前角基本提前角=(n,负荷负荷)温度校正温度校正起动后与暖机校正起动后与暖机校正喷油切断？喷油切断？工况点校正工况点校正 瞬态工况校正瞬态工况校正 点火提前限制点火提前限制有效点火提前有效点火提前怠速校正怠速校正爆燃校正爆燃校正喷油切断前校正喷油切断前校正 恢复供油后校正恢复供油后校正最佳点火时刻（目标最佳点火时刻（目标值）的设定：值）的设定：兼顾动力性、经济兼顾动力性、经济性及排放特性；性及排放特性；根据根据n和负荷确定基和负荷确定基本点火时刻；本点火时刻；根据根据TW、p0、EGR、爆震程度等修正爆震程度等修正.Motronic系统系统y3）

12、点火时期的控制方式点火时期的控制方式n点点火火时时期期的的控控制制精精度度，要要求求 1CA(相相 当当 于于 发发 动动 机机6000rpm时仅占时仅占30 s)n为为保保证证这这种种控控制制精精度度，要要求求曲曲轴轴位位置置传传感感器器（精精确确测测量量）、高高速速计计数数器器、以以及相应的控制方法。及相应的控制方法。n控控制制方方法法根根据据曲曲轴轴位位置置传传感器的不同，分三大类：感器的不同，分三大类：n方式方式I：按气缸间隔角发生信号的曲轴位置传感器：按气缸间隔角发生信号的曲轴位置传感器：对对4缸缸机机，以以曲曲轴轴位位置置信信号号发发生生时时刻刻为为基基准准，检检测测到到第第一一缸

13、缸曲曲轴轴位位置置脉脉冲冲信信号号时时，在在其其上上升升沿沿开开始始计计数数，到事先设定的到事先设定的断电时刻断电时刻，切断电源发生，切断电源发生点火信号点火信号；曲轴位置传感器控制方法I方方式式断电点火断电点火通电开始通电开始曲轴位置曲轴位置信号信号计数器计数器点火信号点火信号整整形形1缸脉冲缸脉冲上升沿上升沿方方式式II：曲曲轴轴位位置置传传感感器器输输出出气气缸缸间间隔隔角角信信号号（180）的同时，输出）的同时，输出30CA的信号。的信号。特特点点：在在180CA信信号号基基础础上上，取取出出点点火火之之前前的的30CA曲曲轴轴位位置置信信号号，由由此此信信号号用用高高速速定定时时计计

14、数数器器控控制制通电开始时刻和点火时刻。通电开始时刻和点火时刻。曲轴位置传感器曲轴位置传感器控制方法控制方法断电点火断电点火通电开始通电开始曲轴位置曲轴位置信号信号1缸脉冲缸脉冲上升沿上升沿方方式式III：采采用用能能发发生生气气缸缸间间隔隔信信号号（180CA）和和每每度（度（1CA）转角位置的曲轴位置传感器。）转角位置的曲轴位置传感器。特特点点：以以气气缸缸信信号号为为基基准准，按按每每1CA信信号号倒倒计计数数，在在事事先先所所设设定定的的曲曲轴轴位位置置上上发发生生通通电电信信号号和和点点火火信号。信号。n方方式式II和和方方式式III的的过过渡渡工工况况的的控控制制精精度度高高，但但

15、结结构复杂。构复杂。曲轴位置曲轴位置传感器传感器控制方法控制方法断电点火断电点火通电开始通电开始曲轴位置曲轴位置信号信号1缸脉冲缸脉冲信号信号4)起动时点火时期控制起动时点火时期控制n起动工况特点：转速低（起动工况特点：转速低（设定值时，根据设定值时，根据n和负荷和负荷 ig基本基本，+由由TW确定修正量，即确定修正量，即5）怠速时点火时期的控制）怠速时点火时期的控制目标怠速点火提前角：目标怠速点火提前角：u基本怠速基本怠速 igI0：由怠速转速、空调开关等确定：由怠速转速、空调开关等确定需准确判定怠速工况需准确判定怠速工况怠速触点怠速触点怠速点火提怠速点火提前角控制前角控制空调ONn/rpm

16、igI0TWD1u修正量：I=c1+c2+c3TW的修正量的修正量空调等修正量空调等修正量怠速喷油增量怠速喷油增量D的修正的修正基本怠速增量基本怠速增量D1+起动后怠速起动后怠速增量增量D2（从初值（从初值衰减）衰减）不同冷却水温下起动时的增量比较不同冷却水温下起动时的增量比较:当起动时冷却液温度不同当起动时冷却液温度不同时，即使达到同样的时，即使达到同样的TW，因怠速增量不同，因怠速增量不同，A/F不不同，需修正同，需修正 ig起动时间起动时间t起动时间起动时间t增增量量D基本暖机增量基本暖机增量D1起动后的增量起动后的增量D2AB201510水温水温15下起动时下起动时水温水温10下起动时

17、下起动时冷冷却却水水温温BA2、爆震控制、爆震控制爆振爆振正常正常1）概述）概述爆震概念、特征、危害爆震概念、特征、危害控控制制目目的的：提提高高点点火火时时期期控控制制精精度度，使使点点火火时时刻刻尽尽可可能能接接近近爆爆震震界界限限最最大大限限度度地地获获得得最最大大动力。动力。对对增增压压汽汽油油机机，爆爆震震控控制制意意义义更更大大。因因汽汽油油机机增增压压进进气气压压力力和和温度增加，易产生爆震。温度增加，易产生爆震。点火时期与爆震的关系：点火时期与爆震的关系：对应发动机不同工况，存在不同的最佳点火时刻对应发动机不同工况，存在不同的最佳点火时刻靠近爆震限附近。靠近爆震限附近。爆震控制

18、的目的：最佳点火时刻反馈控制爆震控制的目的：最佳点火时刻反馈控制0100020003000400050006000转转速速/rmin-1MBT有爆震控制时有爆震控制时无爆震控制时无爆震控制时输输出出扭扭矩矩0 1000 2000 3000 4000 5000 6000爆震域爆震域MBT余度余度无爆震控制时无爆震控制时有爆震控制时有爆震控制时点点火火时时期期转转速速/rmin-12）爆震控制系统：）爆震控制系统：爆震传感器：测爆震时机体的振动爆震传感器：测爆震时机体的振动(69kHz);ECU：进行爆震判定及控制；：进行爆震判定及控制；点火模块：控制点火时期点火模块：控制点火时期a爆爆震震传传感

19、感器器：利利用用压压电电效效应应将将爆爆震震时时的的机机体体振振动信息转换为电信号。动信息转换为电信号。分类：分类：共振型共振型非共振型；非共振型；火花塞座型火花塞座型共振型共振型非共振型非共振型火花塞座型火花塞座型共振型共振型：主要由振子和压电元件组成。：主要由振子和压电元件组成。振振子子：与与爆爆震震振振动动相相同同频频率率振振动动；具具有有滤滤波波性性。压压电电元元件件：检检测测振振子子振振动动时时的的压压力力转转换换为为电电信信号。号。非共振型非共振型：无共振振子：无共振振子;压电元件直接测振动压电元件直接测振动;并使之转换为电信号。并使之转换为电信号。需需带滤波器带滤波器，检测爆震频

20、率范围的振动成分。，检测爆震频率范围的振动成分。共振型非共振型输出特性频 率爆震传感器爆震传感器输出特性输出特性火花塞座型火花塞座型：在火花塞上装入压电元件，：在火花塞上装入压电元件，测测燃烧压力燃烧压力检测爆震。检测爆震。b爆震判定区间爆震判定区间爆爆震震发发生生时时期期:在在上上死死点点之之后的后的1030CA范围内。范围内。设设定定区区间间的的目目的的：为为了了避避免免由由于于噪噪声声造造成成爆爆震震误误检检设设定定爆震判定区间。爆震判定区间。即即只只在在点点火火开开始始到到一一定定的的曲曲轴轴转转角角位位置置内内进进行行爆爆震判定。震判定。n爆震判定值的要求：爆震判定值的要求：比一般振

21、动峰值大，而比爆震时的振幅小；比一般振动峰值大，而比爆震时的振幅小；用用“信号相似原则信号相似原则”噪音信号噪音信号，爆震信号爆震信号 n爆震判定值爆震判定值=爆震信号平均值爆震信号平均值常数常数n发生爆震条件发生爆震条件：爆震传感器信号值：爆震传感器信号值判定值时。判定值时。c爆震判定值的设定爆震判定值的设定无爆震时，机械振动和燃烧噪声无爆震时，机械振动和燃烧噪声爆震传感器输爆震传感器输出一定峰值信号出一定峰值信号误诊误诊；当爆震时，一定频率范围内振幅当爆震时，一定频率范围内振幅；为区别爆震和噪声为区别爆震和噪声以免误诊，设定爆震判定值。以免误诊，设定爆震判定值。3）爆震控制框图）爆震控制框

22、图非非共共振振型型爆爆震震传传感感器器信信号号滤滤波波峰峰值值拾拾波波、演演算、判定处理算、判定处理控制点火时刻控制点火时刻爆振爆振传感器传感器滤滤波波器器峰值拾波峰值拾波爆震判定值计算爆震判定值计算爆震爆震判定判定ECU爆震爆震信号信号微微机机爆震判定区间信号爆震判定区间信号4）爆震控制方法：）爆震控制方法：与点火时期控制同时进行。与点火时期控制同时进行。n爆爆震震时时：从从基基本本点点火火时时期期按按规规定定角角步步长长迅迅速速迟迟后后；后后每每隔隔若若干干循循环环（520r），将将点点火火提提前前1CA，直直到到恢恢复复原原点点火火提提前前角角为为止止。若若无无爆爆震震时时，按按规规定的

23、角步长缓慢进角。定的角步长缓慢进角。n轻微爆震状态：轻微爆震状态：每秒振荡每秒振荡12次。次。爆震强度点火时期提前迟后时间如如510CA爆爆震震时时点点火火时时期期控制定时图控制定时图6.2怠速控制（怠速控制（ISC：IdleSpeedControl）1必要性：必要性：怠怠速速时时发发动动机机内内部部阻阻力力变变化化，或或节节气气门门间间隙隙/怠怠速速系系附附着着沉沉积积物物的的影影响响怠怠速速空空气气量量变变化化怠怠速速转转速变化速变化。n当当nI 时，怠速不稳，舒适性时，怠速不稳，舒适性；起步时易熄火；起步时易熄火；当当nI 时，油耗增加。时，油耗增加。n怠怠速速控控制制目目的的：适适应应

24、不不同同状状态态，使使nI稳稳定定在在设设定定的目标转速下。的目标转速下。n目目标标怠怠速速转转速速：是是根根据据发发动动机机冷冷却却水水温温、空空调调负负荷以及变速器负荷等状态确定。荷以及变速器负荷等状态确定。怠速控制要求：怠速控制要求：1）在所有可能的条件下提供理想的怠速空气量；）在所有可能的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；）及时补偿发动机的负荷变化；3）防止发动机失速；）防止发动机失速；4）采采用用维维持持最最低低怠怠速速与与减减速速空空气气量量控控制制等等方方式式，以取得良好的燃油经济性；以取得良好的燃油经济性；5）采用急减速时增加空气量等方式改善排放；）采用

25、急减速时增加空气量等方式改善排放；6）对对于于零零件件老老化化及及各各车车异异性性等等所所导导致致的的差差异异能能自自动地进行补偿，以减少周期性调整的要求；动地进行补偿，以减少周期性调整的要求；7）改善车辆的可驾驶性。）改善车辆的可驾驶性。2怠速控制方法：有开环和闭环两种。怠速控制方法：有开环和闭环两种。起动、暖机、急减速等工况，多采用开环控制；起动、暖机、急减速等工况，多采用开环控制；稳定怠速工况稳定怠速工况：PID闭环控制；闭环控制；n为反馈信号。为反馈信号。即对怠速旁通阀系统：即对怠速旁通阀系统：H：怠速旁通阀的开度变化：怠速旁通阀的开度变化;Hp、HI、HD：为比例项、积分项和微分项；

26、：为比例项、积分项和微分项；KC：比例放大系数；：比例放大系数；n：怠速转速的变化，：怠速转速的变化，TI：积分时间，：积分时间，TD：微分时间，微分时间，t：时间：时间n积积分分项项 HI：主主要要在在E/G已已达达到到正正常常水水温温后后的的稳稳定定怠怠速速工工况况时时起起作作用用，使使实实际际转转速速及及时时调调整整到到目目标怠速转速。标怠速转速。n一一般般可可有有几几个个积积分分项项，分分别别针针对对空空调调压压缩缩机机、自自动变速器动变速器N/D档及动力转向泵接通档及动力转向泵接通/停止进行调节。停止进行调节。n积分项给出怠速旁通阀位置控制的基本量。积分项给出怠速旁通阀位置控制的基本

27、量。n比例项、微分项主要是在怠速旁通阀的快速反应比例项、微分项主要是在怠速旁通阀的快速反应中起作用中起作用使转速变化时能更快地接近目标值。使转速变化时能更快地接近目标值。注意事项：注意事项：因进排气波动和燃烧过程随机性，因进排气波动和燃烧过程随机性，nI随机变动；随机变动；这种变动并不是怠速控制可以完全克服。这种变动并不是怠速控制可以完全克服。在怠速控制软件设计时：在怠速控制软件设计时：要保持旁通阀位置的稳定性，避免过于频繁往复动要保持旁通阀位置的稳定性，避免过于频繁往复动作用作用为此为此设置转速变化阈值（如设置转速变化阈值（如1550rpm）仅仅当转速变化大于该值时当转速变化大于该值时，系统

28、才做出反应。，系统才做出反应。要选择旁通阀位置变动的要选择旁通阀位置变动的步长步长。通常选择的步长相。通常选择的步长相应于转速改变应于转速改变1550r/min。n怠速控制框图：怠速控制框图：怠速状态：节气门开度传感器和怠速状态：节气门开度传感器和n信息来判断。信息来判断。仅仅在在节节气气门门全全关关的的怠怠速速状状态态下下进进行行反反馈馈控控制制。一一旦控制节气门开度，就停止怠速转速反馈控制。旦控制节气门开度，就停止怠速转速反馈控制。车速车速变速负荷变速负荷空调开关空调开关TW目标目标转速转速比较比较控制量计算控制量计算怠速状态怠速状态判定判定执行器执行器驱动电路驱动电路n 节气门全节气门全

29、关信号关信号执行器执行器ECU3怠速控制方式（除机械式空气阀以外）两种怠速控制方式（除机械式空气阀以外）两种:怠速空气量控制式：由怠速空气量控制式：由怠速控制器调节怠速空气量怠速控制器调节怠速空气量节气门全关位置控制式节气门全关位置控制式：由节气门控制怠速空气量：由节气门控制怠速空气量怠速空气量控制方式：怠速调节器由三种，怠速空气量控制方式：怠速调节器由三种，步进电机步进电机:控制的空气量较多，可取消空气阀。控制的空气量较多，可取消空气阀。组组成成：由由永永久久磁磁铁铁转转子子、定定子子线线圈圈、蜗蜗轮轮蜗蜗杆杆机机构构及控制阀等构成。及控制阀等构成。特特点点：步步进进电电机机轴轴向向推推力力

30、大大，可可不不受受作作用用在在阀阀上上压压力的影响，易进行控制。但响应特性受限制。力的影响，易进行控制。但响应特性受限制。吸引吸引蜗杆转子阀阀座 阀轴 轴承 步进线圈 步进线圈阀轴 转子（永久磁铁）步进线圈 转 子（永久磁铁）旋转 1/32 转小 阀开度 大 空气流量m3/h 0 步进电机式怠速控制阀及其原理步进电机式怠速控制阀及其原理 结构结构原理原理特性特性旋转式比例电磁阀：由驱动部分和控制部分组成旋转式比例电磁阀：由驱动部分和控制部分组成驱动部分：两个线圈和永久磁铁构成比例电磁阀。驱动部分：两个线圈和永久磁铁构成比例电磁阀。ECU通过反相通过反相占空比占空比控制控制VT1和和VT2两个线

31、圈磁场两个线圈磁场永久磁铁旋转一定角度永久磁铁旋转一定角度VT1蓄电池电压占空比控制占空比控制线圈线圈双金属片双金属片轴阀体阀线圈线圈永久磁铁永久磁铁RVT2驱动电路驱动电路空气空气VT1原理原理：滑阀固定在永久滑阀固定在永久磁铁驱动轴上，同步旋磁铁驱动轴上，同步旋转转控制进气量。控制进气量。结构结构：线圈；：线圈；永久磁铁；旋永久磁铁；旋转滑阀；转滑阀；弹簧弹簧线圈线圈推杆推杆阀阀阀体阀体进气口进气口空气空气消除负压用波纹筒消除负压用波纹筒阀阀n特特点点：控控制制阀阀为为旋旋转转式式，所所以以开开度度控控制制稳稳定定，不不受压力的影响。受压力的影响。线线性性位位移移式式电电磁磁阀阀：通通过过

32、两两个个线线圈圈反反相相位位占占空空比比控控制制流流经经线线圈圈的的电电流流控控制制与与阀阀一一体体的的铁铁芯芯的的轴向位移轴向位移控制阀的开启面积。控制阀的开启面积。n特特点点：操操纵纵力力弱弱，所所能能控控制制的的空空气气流流量量少少，故故与与空气空气阀并用；阀并用；但响应速度快。但响应速度快。电控节气门式怠速控制装电控节气门式怠速控制装DC电机电机减速齿轮减速齿轮减速齿轮减速齿轮2驱动轴驱动轴减速齿轮减速齿轮蜗轮蜗轮蜗杆蜗杆弹簧弹簧调压器调压器 节气门节气门节气门节气门控制杆控制杆喷油器喷油器节气门体节气门体ISCISC执行器执行器防旋内六角防旋内六角SPI式电控节气门式电控节气门直接控

33、制最小节气门开度直接控制最小节气门开度MPI全电控节气门全电控节气门4.ISC控制流程控制流程怠速阀的控制怠速阀的控制怠速开关ONOFF车速8km/h以下怠速开关OFFON车速8km/h以上齿轮位置空挡以外怠速开关ON齿轮位置空挡或停车点火开关OFFON起动开关ONY 空调开关ON电器负荷ON转向助力器 压力开关ON 齿轮位置 空挡，停车以外 ISC控制控制 起动起动起动工况起动工况目标节气门开度目标节气门开度-MAP怠速怠速怠速工况怠速工况目标怠速转速目标怠速转速-MAP怠速转速怠速转速提高提高 怠速转速提高修正怠速转速提高修正怠速转速反馈控制怠速转速反馈控制减速减速节气门回位缓冲控制节气门

34、回位缓冲控制起步起步起步控制起步控制ISCISC执行器驱动执行器驱动YYYYNN NN目标节气门开度目标节气门开度N返回返回判定判定条件条件判定判定条件条件判定判定条件条件判定判定条件条件判定条件判定条件怠速进气量控制怠速进气量控制程序流程图：程序流程图：怠速进气量怠速进气量怠速怠速控制阀控制。控制阀控制。分三种控制分三种控制：起动起动起动判定起动判定怠速怠速怠速判定怠速判定高怠速高怠速高怠速条高怠速条件判定和修正件判定和修正YISC控制控制起动？起动？怠速？怠速？由脉谱图求起动时的由脉谱图求起动时的目标怠速控制阀开度目标怠速控制阀开度求目标怠速转速求目标怠速转速脉谱脉谱提高怠速？提高怠速？怠

35、速转速修正怠速转速修正怠速转速反馈控制怠速转速反馈控制驱动怠速控制阀驱动怠速控制阀NNNYYnn1？YN返回返回起动时起动时怠速阀怠速阀全开位全开位置置便便于起动；于起动；起动后起动后进气量进气量 n；故故nn1时按时按TW控制怠控制怠速阀速阀起动过程起动过程已结束已结束起动时怠速控制阀的控制：起动时怠速控制阀的控制：起动时目标怠速阀开度起动时目标怠速阀开度gcal：gcal=gsta+gtho+gthw+gf1冷却液温度修正冷却液温度修正正常怠速控制正常怠速控制gf1gthwgthogstagcal冷却水温冷却水温TW起动起动润滑油温度修正值润滑油温度修正值起动时的修正值起动时的修正值E/G

36、摩擦损失功随润滑油摩擦损失功随润滑油温变化温变化6.3进气系统控制进气系统控制必要性必要性进排气系统进排气系统直接影响充气效率；直接影响充气效率；固定进气系统（进气管长、配气相位）不能兼顾固定进气系统（进气管长、配气相位）不能兼顾高低速性能；高低速性能；1009080701234567充充气气效效率率/%500mm400mm300mm发动机转速发动机转速n103/rmin-1进气管长度进气管长度可变系统：可变系统：充分利用进气波动充分利用进气波动效应效应充气效率；充气效率；可兼顾高低速性能；可兼顾高低速性能；一、可变进气管长度控制系统一、可变进气管长度控制系统进气进气控制阀控制阀 进气控制杆进

37、气控制杆 进气控制阀进气控制阀 进气管短进气管短进气管长进气管长真空室真空室负压切换阀负压切换阀 谐振管谐振管进气支管进气支管 进气控制阀进气控制阀 高速时高速时控制阀开控制阀开低速时低速时控制阀关控制阀关1）压力脉动增压式进气系统：压力脉动增压式进气系统：ACIS-Acousticcontrolinductionsystem利用进气管内压力脉动多进气；利用进气管内压力脉动多进气；脉动效应脉动效应n和进气管长度和进气管长度ACIS-I系统系统：主进气管长主进气管长副进气管短副进气管短-内设内设控制阀控制阀进气控制阀进气控制阀进气控制阀进气控制阀控制控制机构机构控制控制机构机构I谐振管谐振管II

38、谐振管谐振管高速区高速区中低速区中低速区ACIS-II系统系统：双谐振管系统：双谐振管系统在第二谐振管进口处设置控制阀，随转速控制在第二谐振管进口处设置控制阀，随转速控制实际谐振管长度实际谐振管长度2)可可变变惯惯性性增增压压进进气气系系统统（VICS:VariableInertiaChargingSystem)稳压箱稳压箱真空室真空室密封板密封板控制阀控制阀控制阀控制阀连通道连通道 高速时高速时 低速时低速时特点：利用进气过程特点：利用进气过程中各支管之间反射波的中各支管之间反射波的原理进行增压。原理进行增压。结构：结构：进气支管之间连进气支管之间连通；并设有控制阀。通；并设有控制阀。高速时

39、，打开高速时，打开支管连通支管连通其他支管压力波不经谐其他支管压力波不经谐振管直接传播到。振管直接传播到。惯性增压原理：惯性增压原理：当发火顺序为当发火顺序为1-3-4-2，第缸压缩上止点时；，第缸压缩上止点时；1缸进气门处反射的压力波缸进气门处反射的压力波传播到传播到3缸；缸；当当3缸进气门关闭之前到达缸进气门关闭之前到达正压波时正压波时惯性增压。惯性增压。连通部连通部进气阀进气阀1 1缸缸2 2缸缸3 3缸缸4 4缸缸u控制效果：控制效果：控制阀关闭控制阀关闭控制阀开控制阀开控制阀切换点控制阀切换点n/rpmTtqu传播原理：传播原理：3）流线动力型进气系统（）流线动力型进气系统（AD：A

40、ero-dynamic）燃烧室燃烧室流速加快流速加快空气空气大直径大直径进气总管进气总管大型歧管大型歧管直径直径进气歧管进气歧管节流节流气缸盖气缸盖结构特点：结构特点：采用采用U形长管；形长管；进气支管内径逐渐缩进气支管内径逐渐缩小；小；气流加速气流加速提高进气流动惯性提高进气流动惯性低速充气效率低速充气效率二、多气门控制二、多气门控制u结构特点：结构特点：2进进2排系统，每缸设置排系统，每缸设置2个不同长个不同长度的进气支管。度的进气支管。低速：关闭控制阀，低速：关闭控制阀，只长只长U形管惯性充气形管惯性充气缸内产生强涡流。缸内产生强涡流。高速：开控制阀，长、高速：开控制阀，长、短管同时进气

41、短管同时进气 进气进气损失和涡流损失和涡流 v低中速域：长低中速域：长U形进气支管形进气支管 高速域：高速短功率支管高速域：高速短功率支管功率阀关功率阀关功率阀开功率阀开n4气门控制系统气门控制系统由由ECU通过通过n和负荷信息和负荷信息控制进气（功率）控制控制进气（功率）控制阀阀实现最佳进气状态。实现最佳进气状态。进气控制阀进气控制阀 节气门体节气门体节气门节气门 调节阀调节阀真空室真空室长管长管短管短管执行器执行器n2气门和气门和4气门气门E/G性能对比性能对比供油量 mm3/次燃油消耗率 g/kWh4%2气门气门4气门气门34%HC/%10050涡流比涡流比流流量量系系数数/%17%3.

42、02.53.5经济性对比经济性对比HC排放对比排放对比流量系数对比流量系数对比4气门气门2气门气门4气门气门2气门气门三、可变配气相位机构三、可变配气相位机构1）MIVEC（MitsubishiInnovativeValvetimingandliftElectronicControl）结构特点：配气相位和升程结构特点：配气相位和升程2段可变段可变高低速凸轮高低速凸轮高速凸轮低速凸轮高速摇臂低速摇臂T型柄高速工况低速工况MD工况4气缸2气缸驱动驱动非驱动非驱动非驱动低速高速T型炳高速工况低速工况MD工况4气缸气缸2 2气缸气缸驱动驱动非驱动非驱动非驱动非驱动结构结构控制原理：控制原理：气门升程膨

43、胀排气进气压缩TDC70 41BDCBDC4717153531 72低速用高速用10.0mm5.5mm9.0mm6.8mm排气进气曲轴转角高低速凸轮高低速凸轮对应高低速摇臂对应高低速摇臂摇臂轴摇臂轴T型杆型杆控制气门；控制气门；ECU通过油压控制高低速摇臂与摇臂轴的传动情通过油压控制高低速摇臂与摇臂轴的传动情况况气门升程、相位可变控制。气门升程、相位可变控制。MIVEC配气相位及气门升程控制特性：配气相位及气门升程控制特性：采用采用MIVEC系统时发动机输出转矩特性：系统时发动机输出转矩特性：低速低速工况工况低速凸轮低速凸轮高速高速工况工况高速凸轮高速凸轮n/rpmTtq/N m油门全开时的输

44、出特性油门全开时的输出特性 uMIVEC的的MD控制功能及效果：控制功能及效果：4缸缸2缸工作缸工作减小机械损失约减小机械损失约44%，热效率可提高，热效率可提高17%左右左右节气门全开时节气门全开时MD工况时工况时5挡恒速行驶挡恒速行驶所必要的扭矩所必要的扭矩250 100200806040km/h250200g/kWh100806040km/h怠速怠速怠速怠速n0n节气门全开时节气门全开时5挡恒速行驶挡恒速行驶所必要的扭矩所必要的扭矩430g/kWh500g/kWhTtqTtq2)VVT-i（VariableValveTiming-intelligent）油压控制阀油压控制阀带轮带轮齿轮齿

45、轮曲轴位置曲轴位置传感器传感器机油泵机油泵凸轮位凸轮位置传感器置传感器组成：由组成：由带轮，凸轮轴位带轮，凸轮轴位置传感器，曲轴位置传感置传感器，曲轴位置传感器，器，ECU，油压控制阀。，油压控制阀。ECU由工况确定最佳由工况确定最佳配气相位配气相位控制指令控制指令油压控制阀油压控制阀带轮带轮柱塞和凸轮轴构成涡轮蜗杆柱塞和凸轮轴构成涡轮蜗杆ECU控制油压控制油压柱塞左右移动柱塞左右移动凸凸轮轴相对带轮片转轮轴相对带轮片转一定角度一定角度配气相配气相位连续可变。位连续可变。带轮带轮与曲轴链传动与曲轴链传动油压室油压室（迟后）（迟后）油压室油压室（进角）（进角）凸轮轴上的内齿凸轮轴上的内齿蜗杆蜗杆

46、与柱塞内齿啮与柱塞内齿啮合合外齿轮内齿外齿轮内齿与柱塞外齿啮与柱塞外齿啮合合驱动：曲轴驱动：曲轴传动传动带带带轮带轮外齿轮外齿轮柱塞齿轮柱塞齿轮凸轮轴凸轮轴重叠角重叠角气气门门升升程程TDCBDCBDC排气门排气门进气门进气门进角进角效果效果：可控制气门重叠角：可控制气门重叠角控制内部控制内部EGR适应不同工况节能与减排要求适应不同工况节能与减排要求特点：特点：因排气中部分未燃气再次吸入气缸燃烧因排气中部分未燃气再次吸入气缸燃烧HC，NOx；升程不可控，只控制进气相位升程不可控，只控制进气相位气门重叠角气门重叠角的控制：的控制：内部内部EGR3）配气机构发展趋势：）配气机构发展趋势：全程可变配

47、气正时全程可变配气正时(FVVT:FullyVariableValveTiming)气门升程控制规律气门升程控制规律电控液压气门控制器电控液压气门控制器从从SIHCCISIHCCI相位调整相位调整6.4EGR控制控制nEGR的的作作用用：EGR热热容容量量高高，惰惰性性气气体体影影响响混混合气着火特性，合气着火特性，燃烧温度燃烧温度抑制抑制NOx生成。生成。过大：过大：着火特性，燃烧迟后，影响性能着火特性，燃烧迟后，影响性能根据工况，需精确控制根据工况，需精确控制EGR。nEGR控制指标：控制指标：EGR率率有两种定义式有两种定义式n控制目的：适应不同工况，控制最佳控制目的：适应不同工况，控制

48、最佳EGR率率有有效控制效控制NOx的排放。的排放。EGR率过大时，发动机的动力性和经济性率过大时，发动机的动力性和经济性，同，同时烟度也增加。时烟度也增加。n控制方式：控制方式：机械式机械式通过进气压力和排气压力控制通过进气压力和排气压力控制EGR率；率；所以，所以，EGR率的变化规律受限率的变化规律受限电控式电控式通过电磁阀任意控制通过电磁阀任意控制EGR率。率。喉管真空度排气排气排气压力真空阀节气门EGR阀进气管排气空气节气门进气管排气管排气 进气量进气量EGR量量 EGR控制量孔控制压力EGR阀负压阀l负压式负压式l排压控制式排压控制式l负压比例式负压比例式机械式：三种机械式：三种电控

49、式：电控式：=EGR阀阀+控制系统控制系统EGR阀：基本上与机械式相同；阀：基本上与机械式相同；膜片，弹簧膜片，弹簧负压控制系统负压控制系统电控式电控式大气大气压力室压力室进气进气压力室压力室排气排气压力室压力室自进气管自进气管nEGR阀的控制方式不同分为：二大类阀的控制方式不同分为：二大类开关式和可变开关式和可变EGR率控制系统率控制系统开关式：开关式：真空泵真空泵进气管真空管真空管电磁阀电磁阀EGR阀阀EGR管管排气管排气管转速及油门位置信号转速及油门位置信号发动机发动机ECU多多(2)个个EGR阀阀分别用电磁阀控制分别用电磁阀控制电磁阀电磁阀真空度真空度EGR阀的开关阀的开关u特点：控制

50、精度特点：控制精度 可变可变EGR率电控系统：开环式和闭环式率电控系统：开环式和闭环式由占空比由占空比控制真空度控制真空度电磁阀电磁阀VCM阀阀EGR阀阀EGR管管节气门节气门开度传开度传感器感器ECU真空度真空度EGR阀开度阀开度uEGR开环控制：开环控制：ECU通过控制通过控制VCM阀阀控制控制EGR阀开度阀开度EGR率可变率可变60%一周期100%40%占空比60%1/20smnVCM阀（阀（Vacuumcontrolmodulator）由定压阀和电磁阀构成由定压阀和电磁阀构成当负压室真空度当负压室真空度设定值时，膜片关设定值时，膜片关闭闭EGR阀关阀关进气管真空度继进气管真空度继续续