怠速控制系统

1、4.2 怠速控制系统怠速控制系统4.2.1 怠速控制系统的功能与组成怠速控制系统的功能与组成怠速控制系统的功能怠速控制系统的功能 功能：一是自动维持发动机怠速稳定运转，功能：一是自动维持发动机怠速稳定运转，即在保证发动机排放要求且运转稳定的前即在保证发动机排放要求且运转稳定的前提下，尽量使发动机的怠速转速保持最低，提下，尽量使发动机的怠速转速保持最低，以降低怠速时的燃油消耗量。二是实现发以降低怠速时的燃油消耗量。二是实现发动机起动后的快速暖机过程。动机起动后的快速暖机过程。 ECU根据发动机工作温度和负载，自动控根据发动机工作温度和负载，自动控制怠速工况下的空气供给量，维持发动机制怠速工况下的

2、空气供给量，维持发动机以稳定怠速运转，也将怠速控制系统称为以稳定怠速运转，也将怠速控制系统称为怠速空气控制系统。怠速空气控制系统。怠速控制的实质怠速控制的实质 怠速控制内容主要是发动机负荷变化控制和怠速控制内容主要是发动机负荷变化控制和电器负荷变化控制。怠速控制的实质是控制电器负荷变化控制。怠速控制的实质是控制怠速时的充气量（进气量）。怠速时的充气量（进气量）。 怠速时的喷油量则由怠速时的喷油量则由ECUECU根据预先设定的怠速根据预先设定的怠速空燃比和实际充气量计算确定。空燃比和实际充气量计算确定。 怠速控制的实质怠速控制的实质怠速控制怠速控制系统的组成系统的组成1.冷却液温度信号 2.A/

3、C开关信号3.空挡位置开关信号4.转速信号 5.节气门位置信号6.车速信号7.执行元件由传感器、ECU、执行元件组成。传感器检测发动机的运行工况和负载设备的工作状况，ECU则根据各种传感器的输人信号确定一个怠速运转的目标转速，并与实际转速进行比较，根据比较结果控制执行元件工作，以调节进气量，使发动机的怠速转速达到所确定的目标转速。1.旁通空气式：在怠速时节气门完全关闭。设有旁通节气门的怠速空气道，由执行元件控制流经怠速空气道的空气量，应用较广泛。2.节气门直动式：怠速时，油门踏板虽然完全松开，但节气门并不完全关闭，而是仍通过它提供怠速空气，应用较广泛 。结构简单、控制稳定性好，但反应速度较慢、

4、动态响应性和热机怠速的稳定性差，目前主要应用在大众、奥迪等欧洲车系中。 旁通空气式 节气门直动式怠怠速速空空气气提提供供方方式式怠速状态的判断怠速状态的判断 在怠速控制系统中，在怠速控制系统中，ECU需要根据需要根据节气门位节气门位置信号置信号和和车速信号车速信号确认怠速工况，只有在节确认怠速工况，只有在节气门全关、车速为零时，才进行怠速控制。气门全关、车速为零时，才进行怠速控制。 发动机怠速时，节气门关闭，节气门位置传发动机怠速时，节气门关闭，节气门位置传感器的感器的怠速触点闭合怠速触点闭合，传感器输出端子，传感器输出端子IDL输出输出低电压信号低电压信号，如果，如果车速为零车速为零，就说明

5、发，就说明发动机处于怠速状态；如车速不为零，则说明动机处于怠速状态；如车速不为零，则说明发动机处于减速状态。发动机处于减速状态。怠速控制过程图怠速控制过程图怠速控制过程怠速控制过程 当当ECU判定为怠速工况时，根据发动机冷却液温度判定为怠速工况时，根据发动机冷却液温度传感器信号、空调开关、动力转向开关等信号，从传感器信号、空调开关、动力转向开关等信号，从存储器存储的怠速转速数据中查询相应的存储器存储的怠速转速数据中查询相应的目标转速目标转速n，然后将目标转速与曲轴位置传感器检测的发动机然后将目标转速与曲轴位置传感器检测的发动机实实际转速际转速进行比较。进行比较。 当发动机当发动机负荷增大负荷增

6、大，需要发动机快怠速运转，目标，需要发动机快怠速运转，目标转速高于实际转速时，转速高于实际转速时，ECU将控制怠速控制阀将控制怠速控制阀增大增大旁通进气量旁通进气量来实现快怠速；当发动机来实现快怠速；当发动机负荷减小负荷减小，目，目标转速低于实际转速时，标转速低于实际转速时，ECU将控制怠速控制阀将控制怠速控制阀减减小旁通进气量小旁通进气量来调节怠速转速。来调节怠速转速。旁通空气式怠速控制系统旁通空气式怠速控制系统按执行元件不同分为步进电机型按执行元件不同分为步进电机型（step motor type ）、旋转电磁阀型旋转电磁阀型（ rotary solenoid type ）、占空比控制电、

7、占空比控制电磁阀型、开关型等。磁阀型、开关型等。 4.2.2 节气门直动式怠速控制系统节气门直动式怠速控制系统节气门直动式怠速控制执行机构节气门直动式怠速控制执行机构1-节气门操纵臂节气门操纵臂 2-节气门体节气门体 3-怠速执行机构怠速执行机构 4-喷油器喷油器 5-压力压力调节器调节器 6-节气门节气门7-防转动六角孔防转动六角孔 8-弹簧弹簧 9-直流电动机直流电动机 10、11、13-减速齿轮减速齿轮 12-传动轴传动轴 14-丝杠丝杠 桑塔纳桑塔纳2000GSi 轿车轿车AJR发动机采用的节气发动机采用的节气门直动式怠速控制系统，由节气门控制组门直动式怠速控制系统，由节气门控制组件件

8、J338中的节气门控制器（怠速电动机）中的节气门控制器（怠速电动机）V60在在ECU的控制下通过齿轮传动直接推动的控制下通过齿轮传动直接推动节气门在怠速时的开度，以调节怠速转速节气门在怠速时的开度，以调节怠速转速在规定的范围内。在规定的范围内。 节气门控制组件节气门控制组件J338将节气门电位计将节气门电位计G69、节气门控制器电位计节气门控制器电位计G88、怠速电动机、怠速电动机V60及怠速开关及怠速开关F60合为一体。合为一体。4.2.3 旁通空气式旁通空气式怠速控制阀怠速控制阀步进电机式怠速控制阀步进电机式怠速控制阀结结构构原原理理图图步进电动机型怠速控制阀步进电动机型怠速控制阀 步进电

9、动机步进电动机1-控制阀控制阀 2-前轴爪前轴爪 3-后轴承后轴承 4-密封圈密封圈 1-线圈线圈A 2-线圈线圈B3-爪极爪极5-丝杠机构丝杠机构 7-定子定子 6-线束连接器线束连接器 8-转子转子 4-定子定子B 5-转子转子 6-定子定子A工作情况工作情况 转子是一个具有转子是一个具有N、S极的永久磁铁，定子有两个相极的永久磁铁，定子有两个相独立的绕组。独立的绕组。 依次按顺序向绕组输入依次按顺序向绕组输入4个脉冲信号，电机就会沿顺个脉冲信号，电机就会沿顺或逆时针方向转动。或逆时针方向转动。工作原理视频工作原理视频步进电机的控制电路皇冠皇冠3.0轿车轿车2JZ-GE怠速控制阀的电路怠速

10、控制阀的电路 怠速控制阀工作状况的就车检查怠速控制阀工作状况的就车检查 在发动机熄火后的一瞬间倾听怠速控制阀是否有在发动机熄火后的一瞬间倾听怠速控制阀是否有“嗡嗡嗡嗡”的工作声音（此时步进电动机应工作，的工作声音（此时步进电动机应工作，直到怠速控制阀完全开启，以利发动机再起动）。直到怠速控制阀完全开启，以利发动机再起动）。如发出如发出“嗡嗡嗡嗡”声，则怠速控制阀良好。声，则怠速控制阀良好。 为了检查步进电动机式怠速控制阀的工作状况，为了检查步进电动机式怠速控制阀的工作状况，也可以在发动机起动前拔下怠速控制阀线束连接也可以在发动机起动前拔下怠速控制阀线束连接器，待发动机起动后再插上，观察发动机转

11、速是器，待发动机起动后再插上，观察发动机转速是否有变化。如果此时发动机转速发生变化，则怠否有变化。如果此时发动机转速发生变化，则怠速控制阀工作正常；否则，怠速控制阀或控制电速控制阀工作正常；否则，怠速控制阀或控制电路有故障。路有故障。 怠速控制阀线圈怠速控制阀线圈电阻的检测电阻的检测电阻检测视频电阻检测视频（9：56-）工工作作情情况况检检查查 将端子将端子B1和和B2与蓄电池正极相连，再将端子与蓄电池正极相连，再将端子S1、S2、S3、S4依次（依次（S1-S2-S3-S4）与蓄电池负极相接，此）与蓄电池负极相接，此时步进电动机应转动，阀芯向外伸去；时步进电动机应转动，阀芯向外伸去； 若将端

12、子若将端子S1、S2、S3、S4按相反的顺序（按相反的顺序（S4-S3-S2-S1）与蓄电池负极相接，步进电动机应朝相反方向）与蓄电池负极相接，步进电动机应朝相反方向转动，阀芯向内缩入。转动，阀芯向内缩入。视频 B AVSEQ03 09：45-旋转电磁阀式怠速控制阀旋转电磁阀式怠速控制阀a) 结构结构 b) 位置图位置图 c) 工作原理工作原理1-控制阀控制阀 2-双金属片双金属片 3-冷却液腔冷却液腔 4-阀体阀体 5、7-线圈线圈 6-永久磁铁永久磁铁 8-阀轴阀轴 9-怠速空气口怠速空气口 10-固定销固定销 11-挡块挡块 12-阀轴限位杆阀轴限位杆旋转电磁阀型怠速控制阀旋转电磁阀型怠

13、速控制阀结结构构组组成成控制阀安装在阀轴的中部，阀轴的一端装有圆控制阀安装在阀轴的中部，阀轴的一端装有圆柱形永久磁铁，永久磁铁对应的圆周位置上装柱形永久磁铁，永久磁铁对应的圆周位置上装有位置相对的两个线圈。有位置相对的两个线圈。 1-控制阀控制阀 2-双金属片双金属片 5、7-线圈线圈 6-永久磁铁永久磁铁9-怠速空气口怠速空气口 10-固定销固定销 11-挡块挡块 12-阀轴限位杆阀轴限位杆工工作作原原理理由由ECU控制两个线圈的通电或断电，改变两个线圈控制两个线圈的通电或断电，改变两个线圈产生的磁场强度，与永久磁铁形成的磁场相互作用，产生的磁场强度，与永久磁铁形成的磁场相互作用，即可改变控

14、制阀的位置，调节怠速空气口的开度，即可改变控制阀的位置，调节怠速空气口的开度，以实现怠速空气量的控制。以实现怠速空气量的控制。 当占空比为当占空比为50%时，两线圈的平均通电时间时，两线圈的平均通电时间相等，两者产生的磁场强度相同，电磁力相相等，两者产生的磁场强度相同，电磁力相互抵消，阀轴不发生偏转。互抵消，阀轴不发生偏转。 当占空比大于当占空比大于50%，两个线圈的平均通电时，两个线圈的平均通电时间一个增加，而另一个减小，两者产生的磁间一个增加，而另一个减小，两者产生的磁场强度也不同，阀轴偏转一定角度，控制阀场强度也不同，阀轴偏转一定角度，控制阀开启怠速空气口。开启怠速空气口。 占空比越大，

15、两个线圈产生的磁场强度相差占空比越大，两个线圈产生的磁场强度相差越多，控制阀开度越大。越多，控制阀开度越大。ECU通过控制脉冲通过控制脉冲信号的占空比即可改变控制阀开度，从而控信号的占空比即可改变控制阀开度，从而控制怠速时的空气量。制怠速时的空气量。ECU控制的占空比调整控制的占空比调整范围约为范围约为18%82%。占空比及控制电路占空比及控制电路占空比占空比- -指脉冲信号的通指脉冲信号的通电时间与通电周期之比。电时间与通电周期之比。通电周期一般是固定的，通电周期一般是固定的，所以占空比增大，即是延所以占空比增大，即是延长通电时间。长通电时间。 丰田丰田PREVIA 旋转电磁阀型旋转电磁阀型

16、怠速控制阀电路图怠速控制阀电路图丰田丰田PREVIA 旋转电磁阀型旋转电磁阀型怠速控制阀的检修怠速控制阀的检修 将点火开关转至将点火开关转至“ON” ，在线束侧测量电源端子，在线束侧测量电源端子+B与搭铁之间的电压，应为与搭铁之间的电压，应为914V。 使发动机维持怠速运转，短接诊断座上的使发动机维持怠速运转，短接诊断座上的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后转速下降约后转速下降约200r/min。 拆开怠速控制阀上的三端子线束连接器，在控制拆开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（阀侧分别测量中间端子（+B）与

17、两侧端子（）与两侧端子（ISC1和和ISC2）之间的电阻，正常应为）之间的电阻，正常应为18.8 22.8，否，否则应更换怠速控制阀。则应更换怠速控制阀。 结构特点：结构特点：主要由电磁主要由电磁线圈、复位线圈、复位弹簧、阀芯、弹簧、阀芯、阀座、固定阀座、固定铁心、活动铁心、活动铁心、进气铁心、进气口和出气口口和出气口等组成。等组成。占空比控制电磁阀式怠速控制阀占空比控制电磁阀式怠速控制阀工工作作原原理理当线圈通电时，线圈产生的电磁力将阀杆吸起，使当线圈通电时，线圈产生的电磁力将阀杆吸起，使控制阀打开。控制阀打开。 控制阀的开度取决于线圈产生的电磁力大小，控制阀的开度取决于线圈产生的电磁力大小

18、，ECU通过控制输入线圈脉冲信号的占空比来控制磁场强度，通过控制输入线圈脉冲信号的占空比来控制磁场强度，以调节控制阀的开度，实现对怠速空气量的控制。以调节控制阀的开度，实现对怠速空气量的控制。 车上检查：车上检查：当发动机怠速运转时，用手触摸当发动机怠速运转时，用手触摸怠速控制阀应当具有明显地振动感。如无振怠速控制阀应当具有明显地振动感。如无振动感或怠转速过高过低，说明怠速控制阀失动感或怠转速过高过低，说明怠速控制阀失效，应予更换新品。效，应予更换新品。 检测电磁线圈电阻：检测电磁线圈电阻：断开点火开关，拔下怠断开点火开关，拔下怠速控制阀连接器插头，检测插座上两个端子速控制阀连接器插头，检测插座上两个端子之间线圈电阻值应约为之间线圈电阻值应约为1015，如不符规，如不符规定，应予更换新品。定，应予更换新品。控制阀的检修控制