汽车电子与电气设备--辅助电子控制.ppt

第五章汽油机辅助系统的电子控制第一节排气净化与排放控制一.三元催化转换器
1.原理：三元催化转化器装在排气管中，通过三元催化剂与HC、CO和NO。发生反应，把废气中的有害气体转化为无害气体，从而实现排气净化。
2.结构：三元催化转化器的结构如图所示，其中三元催化剂是铂和铑的混合物。铂能促使排气中的有害成分CO、HC氧化成C02和H20，铑能加速有害气体NO还原成N2和02，从而起到净化排气的作用。3.转换效率：三元催化转化器的转换效率与空燃比有关系，其关系曲线如图所示。从图可见，只有发动机在理论空燃比14．7附近运行时，三元催化器的转换效率才最佳。为此，必须精确控制发动饥的空燃比，使之保持在理论空燃比14．7附近的范围内。4.实现办法：闭环控制方式。
在发动机电子控制系统中普遍采用由氧传感器组成的空燃比反馈控制方式，如图所示。氧传感器在三元催化转化器前面的排气总管内，其功能是检测排气中的氧气含量，以确定实际空燃比较理论空燃比大还足小，并向ECU反馈相应的电压信号．从而控制喷油量减少或增加。开关控制型电磁阀，由ECU根据发动机的工作状况进行接通和断开的控制，在满足以下：
五种条件之一时，接通电磁阀开关，其它工况下．电磁阀均关断：
①发动机起动工作时或刚刚起动后;②怠速触点IDL闭合，且发动机转速下降到规定转速以下时；
③怠速触点IDL闭合，并且变速器档位从空档“N”换到其它行驶档位后的几秒钟内；
④灯开关接通；
⑤后窗去雾器开关接通。二.废气再循环（EGR）控制
1.作用：在发动机工作过程中，将一部分废气引入进气管，与新的混合气混合后进入气缸燃烧。废气在燃烧过程中吸收热量，降低了最高燃烧温度。由于氮氧化物(NOx)主要是在高温富氧条件下生成的，因而废气再循环广泛用于减少NOx的生成。但是废气再循环过度将会影响正常运行，特别是在怠速、低转速小负荷及发动机处于冷态运行时，再循环的废气将会明显降低发动机的性能。
控制指标：EGR率

实现方式：EGR阀（装在一个将排气歧管与进气歧管连通的特殊通道上，通过控制EGR阀的开度来控制废气再循环量。EGR阀的开启和关闭由上方真空气室的真空度控制，真空气室的真空度由ECU控制的EGR电磁阀控制。）2.控制方式：
机械式：EGR率较小约为5％～15％。即使采用能进行比较复杂控制的机械控制装置，控制的自由度也受到限制。
电控式：结构简单，可进行较大的EGR率控制，一般为15％--20％。因此在现代汽车上，尤其是电控发动机通常都采用电控EGR系统。
(1).普通电控EGR系统.(2).装有背压修正阀的电控EGR系统(3).闭环控制式EGR系统②用EGR率作为反馈信号：
日本三菱公司新近开发了一种直接用EGR率作为反馈信号的ECU闭环控制系统，其控制框图如图4—20所示。新鲜空气经节气门进入稳压箱(进气总管)，参与再循环的废气经控制阀也进入稳压箱。其中设置有EGR率传感器，它对稳压箱中气体分析计算后向ECU输出控制信号，不断调整EGR率使其始终在最佳状态，从而有效地减少NOx的排放量。三.燃油蒸发控制系统
作用：燃油蒸发控制系统是为了防止燃油箱内的汽油蒸气向大气排放产生污染而设置的。
工作过程：油箱的燃油蒸气通过单向阀进入活性炭罐上部，空气从炭罐下部进入清洗活性炭。在炭罐的上方有一定量排放小孔及受真空控制的排放控制阀，排放控制阀上部的真空度由炭罐控制电磁阀控制，而炭罐控制电磁阀受ECU控制。
当发动机工作时ECU根据发动机的转速、温度和空气流量等信号，控制炭罐电磁阀的开闭来控制排放控制阀上方的真空度，从而控制排放控制阀的开度。而当排放阀打开时，燃油蒸汽通过排放控制阀吸入进气歧管。四、二次空气喷射系统
作用：在冷起动时由ECU根据发动机温度，将新鲜空气(又叫二次空气)喷射到排气门的背后，使高温废气中的HC、CO在这里与空气接触而进一步燃烧,以控制废气中HC和CO的成分，同时加快三元催化转换装置的升温过程。
工作过程：发动机通过皮带驱动空气压缩机1，空气经压缩以后过管道由空气喷嘴4向排气门的方向喷出。整个装置除空气压缩机外。还必须有防止发动机减速时产生后燃现象的防后燃阀7．防止废气倒流到空气压缩机去的单向阀3等。这种装置具有排气净化性能稳定的特点，本图中空气泵由ECu控制。在发动机温度超过20℃时，起动后ECU控制空气泵继电器闭合，空气泵工作。空气泵工作时间最长不超过4min。以下情况ECU不允许空气泵工作：
①燃油系统进入闭环状态；
②冷却液温度在20—60℃之间且空气泵已工作4min；
③冷却液温度超过60℃且空气泵工作已达30s；
④发动机转速超过1900r／min；
⑤ECU发现故障第二节怠速控制(ISC)控制原理：1.暖车修正(ECT)
2.空调修正(A/C)
3.档位修正(P/N)
4.大灯