怠速控制(ISC)

简介

怠速控制是指对怠速空气量的控制。它要实现的功能除了稳定基本怠速以外，还可以将一些过去要利用各种附加装置才能实现的功能集中起来，使进气系统更加简化。

怠速工况

是车用汽油机最常用的工况之一，发动机怠速工况运转性能的优劣也是评价发动机性能的重要指标。汽油机的怠速性能主要体现在三个方面：怠速稳定性、怠速排放和怠速油耗。

怠速控制目的

l降低怠速排放量

l提高燃油经济性

l提高怠速稳定性

l获得良好的驾驶舒适性

l达到迅速、平稳的过渡特性

控制原理

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。

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。

控制策略

a.在所有可能的工况条件下提供理想的怠速空气量。

b.及时补偿发动机的负荷变化。

c.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。

d.采用急减速时增加空气量等方式改善排放。

e.改善车辆的可驾驶性。

f.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。

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。

怠速转速的控制过程

当发动机怠速负荷增大时，ECU控制怠速控制阀使进气量增大，从而使怠速转速提高，防止发动机转速不稳或熄火；当发动机怠速负荷减小时，ECU控制怠速控制阀使进气量减少，从而使怠速转速降低，以免怠速转速过高。怠速转速的控制过程如图所示。

怠速执行器

怠速执行器的功能就是改变怠速时的进气量，改变的方式有：改变旁通进气量的方式和直接操纵节气门的方式即节气门直动式。按照执行器驱动方式的不同，旁通进气量调节方式的怠速执行器又分为步进电机型、旋转电磁阀型、占空比控制型真空开关阀和开关控制型真空开关阀。