第五章怠速控制

1、汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院 怠速控制系统 进气控制系统 增压控制系统 排放控制系统 巡航控制及电控节气门系统 冷却风扇及发电机控制系统 故障自诊断系统 失效保护系统 应急备用系统 汽油机辅助控制系统汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院 第五章第五章 怠速控制系统怠速控制系统 ( ISC) ISC=Idle Speed Control汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院学习重点学习重点1、步进式怠速控制阀的作用步进式怠速控制阀的作用。2、步进式怠速控制阀的检修步进式怠速控制阀的检修。学习目标学习目标1、了解怠速控制系统的作用及组成。、了解怠速控

2、制系统的作用及组成。 2、掌握步进式怠速控制阀的主要结构、掌握步进式怠速控制阀的主要结构.3、掌握步进式怠速控制阀的检修。、掌握步进式怠速控制阀的检修。汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院怠速控制系统怠速控制系统导入：有哪位同学在骑摩托车的时候，经导入：有哪位同学在骑摩托车的时候，经常听别人说要调整怠速吗？常听别人说要调整怠速吗？哪么什么叫怠速？为什么要调整？如何哪么什么叫怠速？为什么要调整？如何调整？汽车发动机需要调整怠速吗？调整？汽车发动机需要调整怠速吗？这就是我们要学习的一个新的系统这就是我们要学习的一个新的系统怠速控制系统怠速控制系统汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安

3、汽车科技学院 第一节第一节 概述概述怠速控制应用概况 发动机在怠速工况下，节气门关闭，从节气门缝隙和怠速旁空气通道进入的空气，与相应的汽油配制而成的混合气燃烧所产生的转矩仅用于克服发动机本身的磨擦和压缩阻力矩，及由发动机驱动的附加装置阻力矩，以使发动机维持在低转速下稳定运转。 早期的汽油喷射式采用了温控辅助空气阀来控制怠速时辅助怠速空气通道的空气流量，用以实现冷起动后的低温怠速稳定和快速暖机控制(图11-1)。汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院发动机在无负荷情况下以最低稳定转发动机在无负荷情况下以最低稳定转速运转，叫做发动机怠速

4、。速运转，叫做发动机怠速。一、怠速的定义一、怠速的定义在怠速工况下工作时，只需克服内部的摩擦力，而在怠速工况下工作时，只需克服内部的摩擦力，而对外无输出功率，发动机怠速的高低，不但对油耗对外无输出功率，发动机怠速的高低，不但对油耗有严重的影响，对发动机的排放污染、暖机时间和有严重的影响，对发动机的排放污染、暖机时间和使用寿命等都有一定的影响。使用寿命等都有一定的影响。汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院思考题：你认为摩托车的怠速一般有多高？思考题：你认为摩托车的怠速一般有多高？柴油发动机怠速又有多高？柴油发动机怠速又有多高？发动机达到正常工作温度时，不同型号不同排量的汽油发动机达

5、到正常工作温度时，不同型号不同排量的汽油发动机怠速时的转速有所不同，一般是发动机怠速时的转速有所不同，一般是550-800转转/分钟左分钟左右右二、发动机的怠速转速二、发动机的怠速转速汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院三、需要自动调节怠速的几种情况三、需要自动调节怠速的几种情况为了保证汽车发动机能正常实现怠速运转，在如为了保证汽车发动机能正常实现怠速运转，在如下四种情况下，下四种情况下，ECU应能自动调节怠速的转速应能自动调节怠速的转速1、发动机起动后，冷却水没有达到正常温度之、发动机起动后，冷却水没有达到正常温度之前，应自动提高发动机的怠速，以免发动机运转前，应自动提高发动机

6、的怠速，以免发动机运转发抖、不稳或停转，同时缩短暖机时间。发抖、不稳或停转，同时缩短暖机时间。2、在发动机怠速运转使用空调时，由于发动、在发动机怠速运转使用空调时，由于发动机负荷增大，需要自动提高发动机怠速，以免机负荷增大，需要自动提高发动机怠速，以免发动机停转发动机停转汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院3、对动力转向伺服机构来说，在发动机低速转、对动力转向伺服机构来说，在发动机低速转向行驶时，需自动提高发动机怠速，以免发动向行驶时，需自动提高发动机怠速，以免发动机转速下降造成熄火，并使转向轻便、可靠机转速下降造成熄火，并使转向轻便、可靠4、当发动机转速急剧降低到怠速时，需要不

7、同程、当发动机转速急剧降低到怠速时，需要不同程度地自动提高发动机怠速，以免急抬加速踏板时发度地自动提高发动机怠速，以免急抬加速踏板时发动机停转，同时减少排放污染动机停转，同时减少排放污染思考题：你如何验证某发动机是否具思考题：你如何验证某发动机是否具有以上四种调节怠速的功能？有以上四种调节怠速的功能？汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院四、怠速控制的实质四、怠速控制的实质是控制怠速时进入气缸的空气流量是控制怠速时进入气缸的空气流量因为进入气缸的空气量增多，因为进入气缸的空气量增多，ECU控制多喷油控制多喷油，发动机转速就升高，而进入气缸的空气量减，发动机转速就升高，而进入气缸的空

8、气量减少，少，ECU控制少喷油，发动机转速就下降。控制少喷油，发动机转速就下降。思考题：怠速控制机构属于传感器还是执行器？思考题：怠速控制机构属于传感器还是执行器？汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院五、怠速控制系统功用及条件 通过怠速执行器对怠速空气量进行控制来控制发动机的怠速转速。使输出扭矩与发动机本身内部阻力矩相平衡，保证发动机在怠速下稳定运转。 怠速控制的实质是控怠速控制的实质是控制怠速时的充气量（进气量）。怠速控制条件 1、发动机冷启动后为轻快暖机，需要快怠速。、发动机冷启动后为轻快暖机，需要快怠速。 2、发动机怠速负荷变化时，需要控制怠速。、发动机怠速负荷变化时，需要

9、控制怠速。 3、当发动机转速急剧降低到怠速时，需要不同、当发动机转速急剧降低到怠速时，需要不同程度的提高转速。程度的提高转速。汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院六、怠速控制系统的组成六、怠速控制系统的组成主要由传感器、开关信号、主要由传感器、开关信号、ECU、和执行元件三部分组成。和执行元件三部分组成。汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院七，怠速控制的控制内容控制内容：控制内容： 起动初始位置的设定 起动控制 暖机控制 怠速稳定控制 怠速预测控制 电器负荷增多时的怠速控制 学习控制汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院 起动初始位置的设定：起动初始位置

10、的设定：关闭点火开关发动机熄火后，电子控制单元ECU的M-REL端子向主继电器延续供电23s，ECU控制步进电机ISCV全部打开，以利于下次起动。 起动控制：起动控制：起动时，ISCV全开，起动顺利。起动后，ECU根据水温的高低控制步进电机，调节控制阀的开度。 暖机控制：暖机控制：又称为快怠速控制。暖机时，ECU根据水温的高低控制怠速控制阀的开度。随着水温上升，怠速控制阀开度逐渐减小。 怠速稳定控制：怠速稳定控制：ECU将接受道的转速信号与确定的目标转速进行比较，其差值超过一定值时，ECU通过步进电机控制怠速控制阀以调节空气进气量。又称为反馈控制。汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技

11、学院 怠速提速控制：怠速提速控制：在怠速时，出现以下情况，ECU控制步进电机将怠速提升。 开空调； 转方向盘（带动力转向的车）； 电器负荷增大（如开大灯，风窗加热器，尾灯等）； 挂前进档（自动变速器汽车）。 学习控制：学习控制：由于磨损等原因，怠速控制阀的位置相同时，其实际的怠速转速和设定的目标转速略有不同，此时ECU利用反馈控制使怠速转速回到目标转速，同时将此时的步进电机步数存入ROM中（ECU中有一小电路不断电），以便在以后的怠速控制过程中使用。步进电机ISCV提速控制FLASH动画汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院 怠速控制系统原理 1怠速稳定控制 发动机怠速稳定控制实际

12、上是一种转速反馈控制。在微机存储器中，存储有发动机在不同状态下的最佳稳定怠速参数(目标转速)。 当发动机处于怠速工况时，怠速控制系统不断地监测发动机的转速，并与当前发动机状态下的目标转速进行比较，当发动机怠速出现波动，偏离了设定的目标转速时，ECU输出控制脉冲使怠速控制执行器动作，将发动机的怠速调节在设定的目标转速范围之内。汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院 怠速稳定控制所需的传感器信号有以下几种。 发动机转速传感器，提供发动机在怠速工况下的发动机转速信号。 节气门位置传感器，提供节气门关闭信号，是ECU判断发动机是否处于怠速工况的基本信号。 发动机冷却液温传感器，提供发动机温

13、度信号，ECU根据此信号选定目标转速。 车速传感器，提供汽车行驶速度信号，当车速低于2kmh，且节气门关闭时，ECU作出“发动机处于怠速工况”的判断，进入怠速控制程序。 空调开关，提供空调关断信号，只有在空调不使用时，ECU才进入发动机转速反馈式怠速稳定控制。汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院2高怠速运行控制 (1) 发动机负荷高怠速控制 在节气门处于关闭位置(发动机在怠速工况)，但需要发动机带动一定的负荷以较高的转速下运转时，ECU输出控制信号，使怠速控制执行器动作，将发动机的怠速调高至某一值。比如，在使用汽车空调、蓄电池亏电等情况下，怠速控制系统通过高怠速运行控制，使发动机

14、在一个较高的怠速下运行，以保证在发动机怠速工况下的空调系统正常工作和及时向蓄电池补充电能。 (2) 转速变化预见性高怠速控制 在发动机怠速工况时，为避免发动机驱动的附加装置的阻力矩突然增大而导致发动机怠速下降甚至熄火，ECU在接收到附加装置阻力矩增大的有关电信号时，就输出控制信号，通过怠速控制执行器预先调大怠速进气量。 汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院怠速控制系统高怠速运转控制除了利用发动机转速传感器、节气门位置传感器、车速传感器、发动机冷却液温度传感器等得到发动机转速、怠速工况及发动机温度信息外，还用到如下的开关信号。 空调开关，提供汽车空调是否使用信息。若开关接通，ECU

15、将作出高怠速运转控制，以使发动机有适当的功率输出，带动空调压缩机正常运转。 蓄电池电压，提供蓄电池是否亏电或蓄电池负荷是否很高的信息。若亏电或负荷很高，ECU将作出高怠速运转控制，以便在怠速工况下使发电机能向蓄电池充电。 自动变速器档位开关，提供自动变速器是否从N档或P档挂上运行档位(D档或R档、3位、2位)信息。若挂入相应档位，ECU将作出高怠速运转控制，以避免自动变速器油泵因挂上运行档后阻力增大而引起发动机转速下降。 尾灯继电器或后窗降雾继电器等，向怠速控制系统提供电器负荷增大信号，ECU根据这些用电设备继电器接通信号作出电器负荷增大判断，并进行高怠速控制，以避免发电机负荷增大而引起发动机

16、转速下降。汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院11.2.1 怠速控制系统原理3其它怠速控制 起动时怠速控制阀的控制 活性炭罐电磁阀工作时怠速控制阀的控制 怠速偏离修正控制汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院11.2.1 怠速控制系统原理 (1) 起动时怠速控制阀的控制 在发动机起动时，ECU控制怠速控制阀至开度最大位置，以使发动机起动容易。起动后，ECU根据发动机转速及温度信号，逐渐减少怠速控制阀的开度。起动时怠速控制阀控制所用到的传感器及开关信号有以下两个。 发动机转速传感器，提供发动机怠速工况下的转速信号。 点火开关，提供发动机起动信号和起动后信号。汽车发动机电

17、控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院(2) 活性炭罐电磁阀工作时怠速控制阀的控制 在一些汽车上，怠速控制系统还根据活性炭罐控制阀的开启情况来调整怠速通道的通气量，以避免发动机怠速产生波动。除用于怠速工况判别的节气门位置传感器外，该稳定怠速控制所用到的传感器信号有以下两个。 发动机转速传感器，提供发动机怠速工况下的发动机转速信号。 活性炭罐电磁阀，提供活性炭罐电磁阀开启信号，当活性炭罐电磁阀通电时，ECU控制怠速控制阀的开度以稳定怠速。(3) 怠速偏离修正控制 怠速偏离修正控制即怠速控制系统的学习修正控制。当因发动机部件老化等外部原因使发动机的怠速偏离原设定值时，ECU控制怠速控制阀预置一个开

18、度，将发动机的怠速修正到设定的值。汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院按进气量的调节方式分 节气门直动式 旁通空气式按怠速控制阀的结构原理分 步进电机式 开度电磁阀式 开关电磁阀式按空气阀的控制方式分 直接控制式 间接控制式八、怠速控制类型八、怠速控制类型汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院 节气门直动式：电子控制器通过控制执行机构直接操纵节气门，以节气门开度的改变来实现怠速的控制(图1l-2a)。 特点：工作可靠性好，控制位置的稳定性也良好。但动态响应性较差，执行机构较为复杂且体积较大。 旁通空气式。电子控制器通过怠速控制阀改变怠速辅助空气通道的空气流量来实现怠速

19、的控制(图11-2b)。这种控制方式动态响应好，结构简单且尺寸较小，目前较为常见。 汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院2按怠速控制阀的结构原理分 步进电机式。以步进电动机为动力，电子控制器通过控制步进电动机的转动来驱动空气阀的开启和关闭。 开度电磁阀式。以电磁阀通电产生的电磁力来驱动空气阀的开度。根据空气阀的运动方式不同，开关电磁阀又可分为直动式和转动式两种。 开关电磁阀式。电磁阀部分与开度电磁阀并无大的差别，主要的不同点是其工作方式。开关式电磁阀只有打开和关闭两种状态，工作时阀以一定的频率开闭，通过阀的开闭比来控制怠速空气流量

20、。3按空气阀的控制方式分 直接控制式。由电磁阀或步进电动机直接驱动空气阀。实现怠速空气量的控制。 间接控制式。通常是由电磁阀控制膜片式辅助空气阀的气压，再由空气阀的动作来改变怠速空气通道的截面积。间接控制的怠速控制阀结构比较复杂，目前使用相对较少。汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院怠速进气量的控制方式怠速进气量的控制方式1、旁通空气式：、旁通空气式：控制节气门旁通管路中的空气旁通量，控制节气门旁通管路中的空气旁通量，旁通量越大，空气流量就越多，怠速就越高，称为旁通旁通量越大，空气流量就越多，怠速就越高，称为旁通空气式空气式汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院2、节

21、气门直动式：、节气门直动式：通过执行元件改变节气门的最 小开度来控制怠速进气量。汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院 第二节第二节 怠速控制执行装置怠速控制执行装置一、功用及类型1、功用：控制怠速时进气量2、类型、类型汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院二、怠速执行器结构、工作原理二、怠速执行器结构、工作原理1、汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院工作原理： 发动机温度低时，由于双金属片的作用而打开旁通阀，此时节气门虽然关闭，但从空气旁通阀流入额的空气使吸入气缸的空气量增多，怠速变高成为高怠速的状态，如图（a）所示。汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西

22、安汽车科技学院 发动机起动后，电流由点火开关流经又金属片式旁通空气控制阀的加热线圈，使双金属片受热而慢慢将旁通阀关闭，流入的空气量减少，发动机的转速下降，如图（b）所示。汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院 暖车后，旁通道完全关闭，发动机恢复正常怠速运转。一般周围温度在-20以下时，旁通空气阀全开，而在60以上时，旁通空气阀完全关闭，如图（c）所示。汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院2、石蜡式怠速执行器、石蜡式怠速执行器工作原理： 当发动机温度较低时，石蜡收缩，阀心在弹簧作用下打开旁通气道，使空气时入时气歧管。 当发动机温度升高时，石蜡开始膨胀，推杆克服弹簧的力将

23、阀门压靠向阀座减小旁道气道的时气量。（当冷却液温度达到80，旁气道完全关闭）。汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院3、 平动电磁阀式怠速控制执行机构如下图所示。 平动电磁阀式怠速执行器由电磁线圈、阀轴和阀等组成。当ECU加大PWM信号的脉宽（占空比）时，电磁力加大，阀轴上移而阀门开度加大，从而导致旁通空气量的加大与怠速的提高；当PWM信号脉宽减小时，旁通空气量减少而怠速下降。图中波纹管的作用是为了消除阀门上下两侧压差对开启位置的影响，便于ECU计算决定PWM信号，同时也减小了阀上的作用力。汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车

24、科技学院机构组成（双绕组）电枢（转子）：产生转矩。端部设有挡块，在电枢（转子）：产生转矩。端部设有挡块，在0-90转角内转动转角内转动定子：一般采用永久磁铁定子：一般采用永久磁铁复位弹簧：将电枢转向全开位置复位弹簧：将电枢转向全开位置旋转滑阀旋转滑阀类型类型单绕组双绕组汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院 旋转滑阀式怠速控制阀旋转滑阀式怠速控制阀汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院（2）工作原理）工作原理： 汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院 线圈L1与ECU内部的三极管VT1连接，脉冲控制信号经过反向器加到VT1的基极； 线圈L2与ECU内部的三极

25、管VT2连接，脉冲控制信号直接加到VT2的基极。 当脉冲信号的高电平到来时，VT1截止，VT2导通，L1断电，L2通电，电枢顺时针转动；反之，当脉冲信号的低电平到来时，VT1导通，VT2截止，L1通电，L2断电，电枢逆时针转动，从而实现旁通空气量大小的控制。 汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院 由于旋转滑阀式怠速控制阀的转角范围限定在900以内，所以电枢的旋转角度必须很小才能满足旁通进气量控制精度的要求，因此采用了控制占空比的方法来控制电枢的顺转或逆转。占空比占空比指脉冲信号的通电时间与通电周期之比。汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院 当占空比为50时，两个三极

26、管的导通时间相等，正、反向旋转力矩抵消，滑阀不转动； 当占空比小于50时，线圈L1的通电时间大于线圈L2的通电时间，滑阀逆时针旋转，旁通气道被关小； 当占空比大于50时，线圈L2的通电时间大于线圈L2的通电时间，滑阀顺时针旋转，旁通气道被打开。 奥迪100型轿车在控制信号的占空比减小到18左右时，旋转滑阀完全关闭；占空比增大到82左右时，旋转滑阀完全开启。汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院 EFI主继电器向旋转电磁阀提供蓄电池电压。ECU通过ISC1、ISC2端子控制旋转电磁阀内两个电磁线圈的搭铁电路。（3 3）控制电路：（丰田）控制电路：（丰田2TZ-FE2TZ-FE发动机）

27、发动机） 汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院占空比占空比：脉冲信号的通电时间与通电周期的比值。%100 BAA占空比AB一个周期通断汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院旋转控制阀的检修 （1）拆下控制阀线束连接器，点火开关置）拆下控制阀线束连接器，点火开关置“ON”，不起动发，不起动发动机，分别检测电源端子与搭铁间的电压，为蓄电池电压；动机，分别检测电源端子与搭铁间的电压，为蓄电池电压； （2）发动机达到正常工作温度、变速器处于空挡位置时，）发动机达到正常工作温度、变速器处于空挡位置时，使发动机维持怠速运转，用专用短接线接故障诊断座上的使发动机维持怠速运转，用专用

28、短接线接故障诊断座上的TE1与与E1端子，发动机转速应保持在端子，发动机转速应保持在10001200r/min，5s后后转速下降约为转速下降约为200 r/min。 （3）拆下怠速控制阀上的三端子线束连接器，在控制阀侧）拆下怠速控制阀上的三端子线束连接器，在控制阀侧分别测量中间端子（分别测量中间端子（B）与两侧端子（）与两侧端子（ISC1和和ISC2）的电）的电阻应为阻应为18.8 22.8。 汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院5、步进电机式怠速执行器、步进电机式怠速执行器步进电机：步进电机：在电脉冲信号作用下，利用同磁极相互排斥，异磁极相互吸引，从而将旋转运动变为线位移或角位

29、移的电机。汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院（1）结构：）结构： 步进电机、螺旋机构、阀芯、阀座等。步进电机：步进电机： 由永磁转子、定子绕组等组成。 用于产生驱动力矩。螺旋机构：螺旋机构： 由螺杆（丝杆）和螺母组成。 螺母与步进电机转子制成一体，螺杆的一端制有螺纹，另一端固定有阀心，螺杆与阀体之间为滑动花键连接，只能作轴向移动，不能作旋转运动。汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院 步进电机的转子是用永久磁铁制成的步进电机的转子是用永久磁铁制成的8对磁极。定子由对磁极。定子由A、B两个定子组成，两个定子组成，每个定子由两个带有每个定子由两个带有16个个(8对对)爪

30、极的铁心按下图所示上下交错的爪极的铁心按下图所示上下交错的1、3相相绕组和绕组和2、4相绕组构成。相线脉冲由电脑控制。相绕组构成。相线脉冲由电脑控制。汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院 当步进电机的转子转动时，螺母将带动丝杆作轴向运动，使阀芯开大或关小阀门的开度。 ECU通过控制步进电机的转动方向和转动角度来控制丝杆的移动方向和移动距离，从而达到控制阀门开度，调整怠速转速之目的。（2）工作原理：）工作原理： 汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院丰田皇冠丰田皇冠3.0

31、轿车轿车2JZ-GE发动机怠速控制阀控制电路发动机怠速控制阀控制电路汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院 步进电动机型怠速控制阀电路（日本丰田皇步进电动机型怠速控制阀电路（日本丰田皇冠冠3.0轿车）如图所示。主继电器触点闭合后，轿车）如图所示。主继电器触点闭合后，蓄电池电源经主继电器到达怠速控制阀的蓄电池电源经主继电器到达怠速控制阀的B1和和B2端子、端子、ECU的的B和和B1端子，端子，B1端子端子向步进电动机的向步进电动机的1、3相两个线圈供电，相两个线圈供电，B2端端子向子向2、4相两个线圈供电。相两个线圈供电。4个线圈的分别通个线圈的分别通过端子过端子S1、S2、S3和和

32、S4与与ECU端子端子ISC1、ISC2、ISC3和和ISC4相连，相连，ECU控制各线圈的控制各线圈的搭铁回路，以控制怠速控制阀的工作。搭铁回路，以控制怠速控制阀的工作。 汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院2.控制阀的检修控制阀的检修 （1）拆下控制阀线束连接器，点火开关置）拆下控制阀线束连接器，点火开关置“ON”，不起动发动机，分别检测不起动发动机，分别检测B1和和B2与搭铁间的电压，与搭铁间的电压，为蓄电池电压；为蓄电池电压； （2）发动发动机后在熄火。）发动发动机后在熄火。23s内在怠速控制阀内在怠速控制阀附近应能听到内部发出的附近应能听到内部发出的“嗡嗡嗡嗡”响声；响

33、声； （3）拆下控制阀线束连接器，测量）拆下控制阀线束连接器，测量B1与与S1和和S3、B2与与S2和和S4之间的电阻，应为之间的电阻，应为1030。 （4）拆下怠速电磁阀，将蓄电池正极接至）拆下怠速电磁阀，将蓄电池正极接至B1和和B2端子，负极按顺序依次接通端子，负极按顺序依次接通S1S2S3S4端子时端子时，随步进电动机的旋转，控制阀应向外伸出，如图，随步进电动机的旋转，控制阀应向外伸出，如图；若负极按反方向接通；若负极按反方向接通S4S3S2S1端子，则控端子，则控制阀应向内缩回。制阀应向内缩回。汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车

34、科技学院控制内容：控制内容：起动初始位置的设定起动控制暖机控制怠速稳定控制怠速预测控制电器负荷增多时的怠速控制学习控制 步进电机式怠速控制阀的控制内容步进电机式怠速控制阀的控制内容汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院 四线式步进电机1）目前，较多汽车都是采用四线式的步进电机，实现怠目前，较多汽车都是采用四线式的步进电机，实现怠速控制。速控制。汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院六线式步进电机电路图六线式步进电机电路图1）共有六根线，两根为）共有六根线，两根为电源线，四根为控制线电源线，四根为控制线，由，由ECU进行控制，进行控制，2）打开点火开关，电源）打开点火开关

35、，电源线有线有12V电压，电压，ECU分别分别按一定的顺序控制四根控按一定的顺序控制四根控制线搭铁，就可以实现步制线搭铁，就可以实现步进电机的转动。进电机的转动。汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院 怠速控制过程起动初始位置的设定：起动初始位置的设定：关闭点火开关发动机熄火后，电子控制单元ECU的M-REL端子向主继电器延续供电23s，ECU控制步进电机ISCV全部打开，以利于下次起动。起动控制：起动控制：起动时，怠速控制阀怠速控制阀全开，起动顺利。起动后，ECU根据水温的高低控制步进电机，调节控制阀的开度。暖机控制：暖机控制：又称为快怠速控制。暖机时，ECU根据水温的高低控制怠

36、速控制阀的开度。随着水温上升，怠速控制阀开度逐渐减小。汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院怠速稳定控制：怠速稳定控制：ECU将接受的转速信号与确定的目标转速进行比较，其差值超过一定值时，ECU通过步进电机控制怠速控制阀以调节空气进气量。又称为反馈控制。怠速提速控制：怠速提速控制：在怠速时，出现以下情况，ECU控制步进电机将怠速提升。 开空调； 转方向盘（带动力转向的车）； 电器负荷增大（如开大灯，风窗加热器，尾灯等）； 挂前进档（自动变速器汽车）。BA2080DC级数125冷却液温度汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院 学习控制学习控制：ECUECU通过步进电机的正

37、、反转步数，确定怠速控制阀的位通过步进电机的正、反转步数，确定怠速控制阀的位置，达到调整发动机怠速转速的目的。由于发动机在整个使用期间，其置，达到调整发动机怠速转速的目的。由于发动机在整个使用期间，其性能会发生变化，虽然这时怠速控制阀的位置未变，但实际的怠速转速性能会发生变化，虽然这时怠速控制阀的位置未变，但实际的怠速转速也会偏离初始数值。此时也会偏离初始数值。此时ECUECU利用反馈控制的方法，使发动机转速达到目利用反馈控制的方法，使发动机转速达到目标值。与此同时，标值。与此同时，ECUECU将步进电机转过的步数存储在存储器中，在以后的将步进电机转过的步数存储在存储器中，在以后的怠速控制中使

38、用。怠速控制中使用。 预测转速控制预测转速控制：发动机在怠速运转时，如空挡起动开关、空调开关接发动机在怠速运转时，如空挡起动开关、空调开关接通或断开，都将使发动机的负荷立刻发生变化。为了避免发动机怠速时通或断开，都将使发动机的负荷立刻发生变化。为了避免发动机怠速时转速波动或熄火，在发动机转速出现变化前，转速波动或熄火，在发动机转速出现变化前，ECU控制怠速控制阀开大控制怠速控制阀开大或关小一个固定位置。或关小一个固定位置。汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院 步进电机型怠速控制阀的检修 拆下控制阀线束连接器，检测拆下控制阀线束连接器，检测B1和和B2与搭铁间的电压，为蓄电池电压；

39、与搭铁间的电压，为蓄电池电压；熄火后，熄火后，23s内在怠速控制阀附近应能听到内部发出的内在怠速控制阀附近应能听到内部发出的“嗡嗡嗡嗡”响声；响声；B1与与S1和和S3、B2与与S2和和S4之间的电阻，应为之间的电阻，应为1030。 蓄电池正极接蓄电池正极接B1和和B2端子，负极按顺序依次接通端子，负极按顺序依次接通S1S2S3S4端端子，控制阀应向外伸出；若负极按反方向接通子，控制阀应向外伸出；若负极按反方向接通S4S3S2S1端子端子，则，则控制阀应向内缩回。控制阀应向内缩回。S1-S2-S3-S4 顺序顺序S4-S3-S2-S1 顺序顺序汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院

40、 第三节第三节 怠速故障分析怠速故障分析 怠速不良是电控燃油喷射式发动机最常见的怠速不良是电控燃油喷射式发动机最常见的故障之一，它有多种表现形式，包括故障之一，它有多种表现形式，包括怠速不稳、怠速不稳、怠速熄火、冷车怠速不良、热车怠速不良怠速熄火、冷车怠速不良、热车怠速不良等。造等。造成怠速不良的原因很多，常常有几种原因综合引成怠速不良的原因很多，常常有几种原因综合引起的。该故障牵涉面很广，维修困难。在故障与起的。该故障牵涉面很广，维修困难。在故障与排除过程中，要根据故障的具体表现来分析故障排除过程中，要根据故障的具体表现来分析故障原因。下面介绍几种不同形式的怠速不良的故障原因。下面介绍几种不

41、同形式的怠速不良的故障诊断与排除方法。诊断与排除方法。 汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院一、怠速不稳，易熄火一、怠速不稳，易熄火 （一）故障现象（一）故障现象发动机启动正常，但不论冷车或热车，怠速均不稳定，怠速转速过低，易熄火。 （二）故障原因（二）故障原因 1. 进气系统或真空系统漏气。2. 空气滤清器堵塞。3. 怠速控制阀或附加空气阀工作不良。4. 空气流量计有故障。5. EGR阀卡住常开，不能关闭。 6. 怠速调整不当。7. 油路压力太低。 8. 喷油器雾化不良、漏油或堵塞。 9. 火花塞不良。10. 高压线漏电或断路。11. 点火正时失准。12. 气缸压缩压力过低。

42、汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院（三）故障诊断与排除三）故障诊断与排除 1. 先进行故障自诊断，检查有无故障码出现。如有，则按所显示的故障码查找故障原因。要特别注意会影响怠速工作的传感器、执行器（如冷却液温度传感器、节气门位置传感器、怠速控制阀等）有无故障。2. 检查进气系统各管接头、各真空软管、废气再循环系统和燃油蒸汽回收系统有无漏气。3. 检查怠速控制阀的工作是否正常。对于脉冲电磁阀式怠速控制阀，可在发动机运转过程中拔下怠速控制阀接线插头。如果发动机转速无变化，说明怠速控制阀或控制电路有故障，应检修电路或更换怠速控制阀。4. 怠速时逐个拔下各缸高压线，检查发动机转速的下降

43、量是否相等。如果在拔下某缸高压线时，发动机转速基本不变，说明该缸工作不良或不工作，应检查该缸火花塞或喷油器有无故障，喷油器控制电路有无短路。汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院 5. 检查高压火花。如火花太弱，则应检查点火系统。6. 拆检各缸火花塞，检查电极有无磨损过甚或积碳，火花塞电极间隙是否正常。7. 检查各缸高压线，如高压线外表有漏点或击穿的痕迹，或用万用表测量高压线，其电阻大于25k，说明高压线损坏，应更换。8. 检查燃油压力。怠速时燃油压力应为250kPa左右。如燃油压力太低，则应检查油压调节器、电动燃油泵、燃油滤清器。9. 按规定的程序，调整发动机怠速。10. 检查空

44、气流量计。汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院 11. 仔细听各缸喷油器在怠速时的工作声音。如果各缸喷油器工作声音不均匀，说明各缸喷油器喷油不均匀，应拆检、清洗或更换喷油器。12. 检查气缸压缩压力，如压力低于0.8MPa，则应拆检发动机。13. 检查、调整气门间隙。如上述检查均正常，可拆检、清洗各缸喷油器。如发现某个喷油器雾化不良或有漏油，经清洗后仍不能恢复正常，则应更换该喷油器。最后检查发动机电脑。 汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院二、冷车怠速不稳、易熄火二、冷车怠速不稳、易熄火 （一）故障现像（一）故障现像发动机冷车运转时怠速不稳或过低，易熄火，热车后怠速

45、恢复正常。 （二）故障原因（二）故障原因 1. 附助空气阀故障。2. 怠速控制阀故障。3. 冷却液温度传感器故障。4. 喷油器雾化不良或堵塞。 汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院（三）故障诊断与排除（三）故障诊断与排除 1. 进行故障自诊断，检查有无故障码。如有，则按显示的故障码查找故障原因。2. 检查附助空气阀。拆下附助空气阀，检查在冷车状态下附助空气阀的阀门是否开启。如有异常，则应更换。3. 检查怠速控制阀。熄火后拔下怠速控制阀线束插头，待发动机启动后再插上。如果发动机转速没有变化，说明怠速控制阀不工作，应检查控制电路或拆检怠速控制阀。4. 测量冷却液温度传感器。5. 拆检

46、、清洗各缸喷油器、检查清洗后的喷油器工作情况，如有雾化不良、漏油或喷油量不符合标准，应更换。 汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院三、热车怠速不稳或熄火三、热车怠速不稳或熄火 （一）故障现象（一）故障现象发动机冷车时怠速正常，热车后怠速不稳，怠速转速过低或熄火。 （二）故障原因（二）故障原因 热车怠速不稳的问题，最主要的故障原因是节气门、进气道、气门等部位的积碳增多，在凉车时吸附一些汽油，等到热车以后，这些汽油挥发出来，在发动机怠速时就会造成混合气过浓，从而导致热车怠速不稳。所以不仅要检查节气门和怠速马达等，还要检查进气道的积碳、污垢是否过多，如果多的话，就会造成空气通道截面积发

47、生变化，使得控制单元无法精确控制怠速进气量，导致混合气过浓或过稀，使燃烧不正常而导致发动机抖动。 汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院四、热车怠速过高四、热车怠速过高 （一）故障现象（一）故障现象 发动机冷车时能正常快怠速运转，但热车后仍保持快怠速，导致怠速转速过高。 （二）故障原因（二）故障原因 1. 节气门卡滞或关闭不严。 2. 怠速调整不当。 3. 附助空气阀故障。 4. 怠速控制阀卡滞或控制电路故障。 5. 冷却液温度传感器故障。 6. 空调开关，动力转向器压力开关有故障。 7. 曲轴箱强制通风阀故障。 8. 进气系统中有漏气。 9. 发电机充电电压过低。 汽车发动机电控

48、技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院（三）故障诊断与排除（三）故障诊断与排除 怠速转速过高是由怠速时进气量过多或发动机控制信号错误引起的。造成怠速转速过高的原因有进气温度传感器、冷却液温度传感器、节气门位置传感器、空气流量计/进气压力传感器故障，开关信号故障，怠速控制阀故障，节气门体故障，喷油器故障，真空漏气，发动机控制单元故障或匹配设定不当等。排除发动机怠速异常过高的故障时，应执行以下步骤。1. 检查怠速时节气门是否全关闭，节气门拉索无卡滞。用手将节气门摇臂朝关闭的方向扳动，如果发动机怠速能下降至正常转速，说明节气门卡滞关闭不严。若节气门拉索卡滞，应更换拉索；若节气门轴卡滞，应拆卸、清洗节气

49、门体。汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院 2. 按该发动机的规定程序，重新调整怠速，对发动机电脑重新设定。所谓对发动机电脑进行重新设定，即清除发动机电脑中的故障记忆，让其重新学习怠速。对于大多数电控发动机，当发动机达到正常温度，怠速阀全关时，基本怠速转设为（500加减50）转/分钟。如调整、设定无效、则应做进一步的检查。3. 检查进气系统管接头、真空软管等处有无漏气。4. 进行故障自诊断。如有故障码，则按所显示的故障码查找故障原因。有条件可进一步读取动态数据流，主要观察发动机的负荷信号、怠速控制阀开度或控制步数、发动机进气系统压力信号、冷却液温度信号、各开关信号等。汽车发动机电

50、控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院 5. 检查冷却液温度传感器。若拔掉冷却液温度传感器线束插头后，发动机怠速转速恢复正常，则说明冷却液温度传感器有故障，向电脑输入过低的冷却液信号。值得注意的是：在拔掉冷却液温度传感器插头后，发动机故障警告灯会亮起，此时电脑的 失效保护功能起作用，自动将冷却液温度设定为80度。在重新插上冷却液温度传感器线束插头后，电脑仍或留下冷却液温度传感器的故障码。对此，可接上电脑检测仪将故障码清除，或在发动机熄火后拆下发动机电脑熔丝，持续约30秒，以消除电脑中的故障码。6. 用钳子将包上软布的曲轴箱强制通风阀软管夹紧。如果发动机转速随之下降，则说明曲轴箱强制通风阀在怠速

51、时漏气，使发动机进气量过大，影响怠速，应更换曲轴箱强制通风阀。汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院7. 检查附助空气阀。用钳子将包上软布的附加空气阀进气软管夹紧。如果发动机怠速转速能随之下降至正常转速，则说明附加空气阀在热车后不能关闭，应检查附加空气阀电源线路是否正常。如正常，则应更换附加空气阀。8. 检查怠速控制阀。在发动机熄灭后拔下怠速控制阀线束插头，待启动后再插上。如果发动机随之变化，说明怠速控制阀工作正常；否则，应检查控制线路或更换怠速控制阀。9. 在打开空调开关后或转动转向盘时，如果发动机转速没有进一步升高，说明怠速自动控制系统有故障，应检查空调开关，动力转向压力开关及

52、怠速自动控制线路。10. 如果电瓶电压长时间过低，发动机怠速转速也会偏高所以应测量发电机充电电压，若低于12V,应检修充电系统。 汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院五、怠速上下波动五、怠速上下波动 （一）故障现象（一）故障现象 怠速时发动机转速不断地上下波动。 （二）故障原因（二）故障原因 1. 怠速开关调整不当，在怠速时开关不闭合。2. 喷油器雾化不良或堵塞。3. 空气流量计有故障。4. 怠速控制阀或怠速控制电路有故障。5.进气管路漏气6. 氧传感器失效或反馈控制电路有故障。 汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院（三）故障诊断与排除（三）故障诊断与排除 1.进行

53、故障自诊断。 要特别注意有无怠速开关、冷却液温度传感器、空气流量计、氧传感器、怠速控制阀的故障码。如有故障码，应检查相应的传感器及控制电路。2.怠速时逐个拔下各缸高压线或喷油器线束插头，检查发动机各缸工作是否均匀。如果拔下某缸高压线或喷油器线束插头时，发动机转速下降不明显，说明该缸工作不良，应拆检该缸火花塞和喷油器。汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院 4.用电脑检测仪或万用表、示波器检查空气流量计，如有异常应更换。5.在发动机怠速运转过程中，拔下怠速阀线束插头。如果怠速上下波动现象消失，但随之怠速不稳现象加剧，说明怠速控制阀工作正常，喷油系统有故障。如果怠速波动现象不变，则说明

54、怠速控制阀工作不良或不工作。对此，应检查怠速控制阀线束插头处有无脉冲电信号，若无电信号，则说明怠速控制阀卡住，应拆检怠速控制阀或更换怠速控制阀。汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院3.检测节气门位置传感器，若节气门位置传感器内的怠速开关在节气门全关时。怠速触点断开，ECU便判定发动机处于部分负荷状态。此时ECU根据空气流量计和曲轴转速信号确定喷油量。此时发动机却是在怠速工况下工作，进气量较少，造成混合气过浓，转速上升。当ECU收到氧传感器反馈的“混合气过浓”信号时，减少喷油量，增加怠速控制阀的开度，又造成混合气过稀。使转速下降。当ECU收到氧传感器反馈的“混合气过稀”信号时，又增

55、加喷油量，减小怠速控制阀的开度，又造成混合气过浓，使转速上升。如此反复使发动机怠速不稳，在怠速工况时开空调，打方向盘，开前照灯会增加发动机的负荷。为了防止发动机因负荷增大而熄火ECU会增加喷油量来维持发动机的平稳运转。怠速触点断开，ECU认为发动机不是处于怠速工况，就不会增大喷油量，因而转速没有提升。 汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院六、使用空调或转向时怠速不稳、熄火六、使用空调或转向时怠速不稳、熄火 (一一)故障现象故障现象 在发动机怠速运转时使用空调，或汽车转向时怠速过低、不稳，甚至熄火，关闭空调或汽车直行时怠速运转正常。 (二二)故障原因故障原因 1.发动机初始怠速调整

56、过低，使怠速自动控制无法正常进行。2.怠速控制阀不工作或工作不良，在使用空调或汽车转向时，由于空调压缩机或动力转向液压泵开始工作，增大了发动机负荷，导致怠速过低、运转不稳或熄火。3.空调开关或转向压力开关及其控制线路故障，使电脑得不到使用空调器和汽车转向的信号，没有进行怠速自动控制，导致怠速过低。 汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院(三三)故障诊断与排除故障诊断与排除 怠速转速与发动机温度、负荷有关，冷车时怠速高，热车时怠速低。怠速时接通空调开关，进行转向(动力转向开关接通)，变速杆从P位或N位挂入D位，怠速必须提速。如果怠速太低或上述开关接通时怠速下降，造成怠速不稳甚至熄火，

57、则说明怠速控制系统有故障。汽车发动机电控技术西安汽车科技学院西安汽车科技学院 1.进行故障自诊断。有些车型的电脑能检测出怠速控制阀的工作状态。当怠速控制阀工作不正常(如线路短路或断路)时，电脑会显示出一个故障码。也可以通过电脑解码器来检测怠速控制阀的工作状态，在汽车运转过程中可通过电脑检测仪的数据分析功能检查怠速控制阀和空调开关或动力转向压力开关的工作情况。如检测仪显示有电脑指令而怠速控制阀没有相应的反应，则说明怠速控制阀或控制线路有故障。在打开空调开关或转动转向盘时，检测仪所显示的空调开关或动力转向压力开关应由关闭(OFF)状态变为开启(ON)状态；如无此变化，说明电脑或空调开关、动力转向液压开关有故障。2.按规定的程序重新检查、调整