怠速控制系統(tǒng)

1、4.2 怠速控制系統(tǒng)怠速控制系統(tǒng)4.2.1 怠速控制系統(tǒng)的功能與組成怠速控制系統(tǒng)的功能與組成怠速控制系統(tǒng)的功能怠速控制系統(tǒng)的功能 功能：一是自動維持發(fā)動機怠速穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，功能：一是自動維持發(fā)動機怠速穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，即在保證發(fā)動機排放要求且運轉(zhuǎn)穩(wěn)定的前即在保證發(fā)動機排放要求且運轉(zhuǎn)穩(wěn)定的前提下，盡量使發(fā)動機的怠速轉(zhuǎn)速保持最低，提下，盡量使發(fā)動機的怠速轉(zhuǎn)速保持最低，以降低怠速時的燃油消耗量。二是實現(xiàn)發(fā)以降低怠速時的燃油消耗量。二是實現(xiàn)發(fā)動機起動后的快速暖機過程。動機起動后的快速暖機過程。 ECU根據(jù)發(fā)動機工作溫度和負(fù)載，自動控根據(jù)發(fā)動機工作溫度和負(fù)載，自動控制怠速工況下的空氣供給量，維持發(fā)動機制怠速工況下的

2、空氣供給量，維持發(fā)動機以穩(wěn)定怠速運轉(zhuǎn)，也將怠速控制系統(tǒng)稱為以穩(wěn)定怠速運轉(zhuǎn)，也將怠速控制系統(tǒng)稱為怠速空氣控制系統(tǒng)。怠速空氣控制系統(tǒng)。怠速控制的實質(zhì)怠速控制的實質(zhì) 怠速控制內(nèi)容主要是發(fā)動機負(fù)荷變化控制和怠速控制內(nèi)容主要是發(fā)動機負(fù)荷變化控制和電器負(fù)荷變化控制。怠速控制的實質(zhì)是控制電器負(fù)荷變化控制。怠速控制的實質(zhì)是控制怠速時的充氣量（進氣量）。怠速時的充氣量（進氣量）。 怠速時的噴油量則由怠速時的噴油量則由ECUECU根據(jù)預(yù)先設(shè)定的怠速根據(jù)預(yù)先設(shè)定的怠速空燃比和實際充氣量計算確定?？杖急群蛯嶋H充氣量計算確定。 怠速控制的實質(zhì)怠速控制的實質(zhì)怠速控制怠速控制系統(tǒng)的組成系統(tǒng)的組成1.冷卻液溫度信號 2.A/

3、C開關(guān)信號3.空擋位置開關(guān)信號4.轉(zhuǎn)速信號 5.節(jié)氣門位置信號6.車速信號7.執(zhí)行元件由傳感器、ECU、執(zhí)行元件組成。傳感器檢測發(fā)動機的運行工況和負(fù)載設(shè)備的工作狀況，ECU則根據(jù)各種傳感器的輸人信號確定一個怠速運轉(zhuǎn)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，并與實際轉(zhuǎn)速進行比較，根據(jù)比較結(jié)果控制執(zhí)行元件工作，以調(diào)節(jié)進氣量，使發(fā)動機的怠速轉(zhuǎn)速達到所確定的目標(biāo)轉(zhuǎn)速。1.旁通空氣式：在怠速時節(jié)氣門完全關(guān)閉。設(shè)有旁通節(jié)氣門的怠速空氣道，由執(zhí)行元件控制流經(jīng)怠速空氣道的空氣量，應(yīng)用較廣泛。2.節(jié)氣門直動式：怠速時，油門踏板雖然完全松開，但節(jié)氣門并不完全關(guān)閉，而是仍通過它提供怠速空氣，應(yīng)用較廣泛 。結(jié)構(gòu)簡單、控制穩(wěn)定性好，但反應(yīng)速度較慢、

4、動態(tài)響應(yīng)性和熱機怠速的穩(wěn)定性差，目前主要應(yīng)用在大眾、奧迪等歐洲車系中。 旁通空氣式 節(jié)氣門直動式怠怠速速空空氣氣提提供供方方式式怠速狀態(tài)的判斷怠速狀態(tài)的判斷 在怠速控制系統(tǒng)中，在怠速控制系統(tǒng)中，ECU需要根據(jù)需要根據(jù)節(jié)氣門位節(jié)氣門位置信號置信號和和車速信號車速信號確認(rèn)怠速工況，只有在節(jié)確認(rèn)怠速工況，只有在節(jié)氣門全關(guān)、車速為零時，才進行怠速控制。氣門全關(guān)、車速為零時，才進行怠速控制。 發(fā)動機怠速時，節(jié)氣門關(guān)閉，節(jié)氣門位置傳發(fā)動機怠速時，節(jié)氣門關(guān)閉，節(jié)氣門位置傳感器的感器的怠速觸點閉合怠速觸點閉合，傳感器輸出端子，傳感器輸出端子IDL輸出輸出低電壓信號低電壓信號，如果，如果車速為零車速為零，就說明

5、發(fā)，就說明發(fā)動機處于怠速狀態(tài)；如車速不為零，則說明動機處于怠速狀態(tài)；如車速不為零，則說明發(fā)動機處于減速狀態(tài)。發(fā)動機處于減速狀態(tài)。怠速控制過程圖怠速控制過程圖怠速控制過程怠速控制過程 當(dāng)當(dāng)ECU判定為怠速工況時，根據(jù)發(fā)動機冷卻液溫度判定為怠速工況時，根據(jù)發(fā)動機冷卻液溫度傳感器信號、空調(diào)開關(guān)、動力轉(zhuǎn)向開關(guān)等信號，從傳感器信號、空調(diào)開關(guān)、動力轉(zhuǎn)向開關(guān)等信號，從存儲器存儲的怠速轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)中查詢相應(yīng)的存儲器存儲的怠速轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)中查詢相應(yīng)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速目標(biāo)轉(zhuǎn)速n，然后將目標(biāo)轉(zhuǎn)速與曲軸位置傳感器檢測的發(fā)動機然后將目標(biāo)轉(zhuǎn)速與曲軸位置傳感器檢測的發(fā)動機實實際轉(zhuǎn)速際轉(zhuǎn)速進行比較。進行比較。 當(dāng)發(fā)動機當(dāng)發(fā)動機負(fù)荷增大負(fù)荷增

6、大，需要發(fā)動機快怠速運轉(zhuǎn)，目標(biāo)，需要發(fā)動機快怠速運轉(zhuǎn)，目標(biāo)轉(zhuǎn)速高于實際轉(zhuǎn)速時，轉(zhuǎn)速高于實際轉(zhuǎn)速時，ECU將控制怠速控制閥將控制怠速控制閥增大增大旁通進氣量旁通進氣量來實現(xiàn)快怠速；當(dāng)發(fā)動機來實現(xiàn)快怠速；當(dāng)發(fā)動機負(fù)荷減小負(fù)荷減小，目，目標(biāo)轉(zhuǎn)速低于實際轉(zhuǎn)速時，標(biāo)轉(zhuǎn)速低于實際轉(zhuǎn)速時，ECU將控制怠速控制閥將控制怠速控制閥減減小旁通進氣量小旁通進氣量來調(diào)節(jié)怠速轉(zhuǎn)速。來調(diào)節(jié)怠速轉(zhuǎn)速。旁通空氣式怠速控制系統(tǒng)旁通空氣式怠速控制系統(tǒng)按執(zhí)行元件不同分為步進電機型按執(zhí)行元件不同分為步進電機型（step motor type ）、旋轉(zhuǎn)電磁閥型旋轉(zhuǎn)電磁閥型（ rotary solenoid type ）、占空比控制電、

7、占空比控制電磁閥型、開關(guān)型等。磁閥型、開關(guān)型等。 4.2.2 節(jié)氣門直動式怠速控制系統(tǒng)節(jié)氣門直動式怠速控制系統(tǒng)節(jié)氣門直動式怠速控制執(zhí)行機構(gòu)節(jié)氣門直動式怠速控制執(zhí)行機構(gòu)1-節(jié)氣門操縱臂節(jié)氣門操縱臂 2-節(jié)氣門體節(jié)氣門體 3-怠速執(zhí)行機構(gòu)怠速執(zhí)行機構(gòu) 4-噴油器噴油器 5-壓力壓力調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器 6-節(jié)氣門節(jié)氣門7-防轉(zhuǎn)動六角孔防轉(zhuǎn)動六角孔 8-彈簧彈簧 9-直流電動機直流電動機 10、11、13-減速齒輪減速齒輪 12-傳動軸傳動軸 14-絲杠絲杠 桑塔納桑塔納2000GSi 轎車轎車AJR發(fā)動機采用的節(jié)氣發(fā)動機采用的節(jié)氣門直動式怠速控制系統(tǒng)，由節(jié)氣門控制組門直動式怠速控制系統(tǒng)，由節(jié)氣門控制組件件

8、J338中的節(jié)氣門控制器（怠速電動機）中的節(jié)氣門控制器（怠速電動機）V60在在ECU的控制下通過齒輪傳動直接推動的控制下通過齒輪傳動直接推動節(jié)氣門在怠速時的開度，以調(diào)節(jié)怠速轉(zhuǎn)速節(jié)氣門在怠速時的開度，以調(diào)節(jié)怠速轉(zhuǎn)速在規(guī)定的范圍內(nèi)。在規(guī)定的范圍內(nèi)。 節(jié)氣門控制組件節(jié)氣門控制組件J338將節(jié)氣門電位計將節(jié)氣門電位計G69、節(jié)氣門控制器電位計節(jié)氣門控制器電位計G88、怠速電動機、怠速電動機V60及怠速開關(guān)及怠速開關(guān)F60合為一體。合為一體。4.2.3 旁通空氣式旁通空氣式怠速控制閥怠速控制閥步進電機式怠速控制閥步進電機式怠速控制閥結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)原原理理圖圖步進電動機型怠速控制閥步進電動機型怠速控制閥 步進電

9、動機步進電動機1-控制閥控制閥 2-前軸爪前軸爪 3-后軸承后軸承 4-密封圈密封圈 1-線圈線圈A 2-線圈線圈B3-爪極爪極5-絲杠機構(gòu)絲杠機構(gòu) 7-定子定子 6-線束連接器線束連接器 8-轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子 4-定子定子B 5-轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子 6-定子定子A工作情況工作情況 轉(zhuǎn)子是一個具有轉(zhuǎn)子是一個具有N、S極的永久磁鐵，定子有兩個相極的永久磁鐵，定子有兩個相獨立的繞組。獨立的繞組。 依次按順序向繞組輸入依次按順序向繞組輸入4個脈沖信號，電機就會沿順個脈沖信號，電機就會沿順或逆時針方向轉(zhuǎn)動?；蚰鏁r針方向轉(zhuǎn)動。工作原理視頻工作原理視頻步進電機的控制電路皇冠皇冠3.0轎車轎車2JZ-GE怠速控制閥的電路怠速

10、控制閥的電路 怠速控制閥工作狀況的就車檢查怠速控制閥工作狀況的就車檢查 在發(fā)動機熄火后的一瞬間傾聽怠速控制閥是否有在發(fā)動機熄火后的一瞬間傾聽怠速控制閥是否有“嗡嗡嗡嗡”的工作聲音（此時步進電動機應(yīng)工作，的工作聲音（此時步進電動機應(yīng)工作，直到怠速控制閥完全開啟，以利發(fā)動機再起動）。直到怠速控制閥完全開啟，以利發(fā)動機再起動）。如發(fā)出如發(fā)出“嗡嗡嗡嗡”聲，則怠速控制閥良好。聲，則怠速控制閥良好。 為了檢查步進電動機式怠速控制閥的工作狀況，為了檢查步進電動機式怠速控制閥的工作狀況，也可以在發(fā)動機起動前拔下怠速控制閥線束連接也可以在發(fā)動機起動前拔下怠速控制閥線束連接器，待發(fā)動機起動后再插上，觀察發(fā)動機轉(zhuǎn)

11、速是器，待發(fā)動機起動后再插上，觀察發(fā)動機轉(zhuǎn)速是否有變化。如果此時發(fā)動機轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，則怠否有變化。如果此時發(fā)動機轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，則怠速控制閥工作正常；否則，怠速控制閥或控制電速控制閥工作正常；否則，怠速控制閥或控制電路有故障。路有故障。 怠速控制閥線圈怠速控制閥線圈電阻的檢測電阻的檢測電阻檢測視頻電阻檢測視頻（9：56-）工工作作情情況況檢檢查查 將端子將端子B1和和B2與蓄電池正極相連，再將端子與蓄電池正極相連，再將端子S1、S2、S3、S4依次（依次（S1-S2-S3-S4）與蓄電池負(fù)極相接，此）與蓄電池負(fù)極相接，此時步進電動機應(yīng)轉(zhuǎn)動，閥芯向外伸去；時步進電動機應(yīng)轉(zhuǎn)動，閥芯向外伸去； 若將端

12、子若將端子S1、S2、S3、S4按相反的順序（按相反的順序（S4-S3-S2-S1）與蓄電池負(fù)極相接，步進電動機應(yīng)朝相反方向）與蓄電池負(fù)極相接，步進電動機應(yīng)朝相反方向轉(zhuǎn)動，閥芯向內(nèi)縮入。轉(zhuǎn)動，閥芯向內(nèi)縮入。視頻 B AVSEQ03 09：45-旋轉(zhuǎn)電磁閥式怠速控制閥旋轉(zhuǎn)電磁閥式怠速控制閥a) 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) b) 位置圖位置圖 c) 工作原理工作原理1-控制閥控制閥 2-雙金屬片雙金屬片 3-冷卻液腔冷卻液腔 4-閥體閥體 5、7-線圈線圈 6-永久磁鐵永久磁鐵 8-閥軸閥軸 9-怠速空氣口怠速空氣口 10-固定銷固定銷 11-擋塊擋塊 12-閥軸限位桿閥軸限位桿旋轉(zhuǎn)電磁閥型怠速控制閥旋轉(zhuǎn)電磁閥型怠

13、速控制閥結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)組組成成控制閥安裝在閥軸的中部，閥軸的一端裝有圓控制閥安裝在閥軸的中部，閥軸的一端裝有圓柱形永久磁鐵，永久磁鐵對應(yīng)的圓周位置上裝柱形永久磁鐵，永久磁鐵對應(yīng)的圓周位置上裝有位置相對的兩個線圈。有位置相對的兩個線圈。 1-控制閥控制閥 2-雙金屬片雙金屬片 5、7-線圈線圈 6-永久磁鐵永久磁鐵9-怠速空氣口怠速空氣口 10-固定銷固定銷 11-擋塊擋塊 12-閥軸限位桿閥軸限位桿工工作作原原理理由由ECU控制兩個線圈的通電或斷電，改變兩個線圈控制兩個線圈的通電或斷電，改變兩個線圈產(chǎn)生的磁場強度，與永久磁鐵形成的磁場相互作用，產(chǎn)生的磁場強度，與永久磁鐵形成的磁場相互作用，即可改變控

14、制閥的位置，調(diào)節(jié)怠速空氣口的開度，即可改變控制閥的位置，調(diào)節(jié)怠速空氣口的開度，以實現(xiàn)怠速空氣量的控制。以實現(xiàn)怠速空氣量的控制。 當(dāng)占空比為當(dāng)占空比為50%時，兩線圈的平均通電時間時，兩線圈的平均通電時間相等，兩者產(chǎn)生的磁場強度相同，電磁力相相等，兩者產(chǎn)生的磁場強度相同，電磁力相互抵消，閥軸不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。互抵消，閥軸不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。 當(dāng)占空比大于當(dāng)占空比大于50%，兩個線圈的平均通電時，兩個線圈的平均通電時間一個增加，而另一個減小，兩者產(chǎn)生的磁間一個增加，而另一個減小，兩者產(chǎn)生的磁場強度也不同，閥軸偏轉(zhuǎn)一定角度，控制閥場強度也不同，閥軸偏轉(zhuǎn)一定角度，控制閥開啟怠速空氣口。開啟怠速空氣口。 占空比越大，

15、兩個線圈產(chǎn)生的磁場強度相差占空比越大，兩個線圈產(chǎn)生的磁場強度相差越多，控制閥開度越大。越多，控制閥開度越大。ECU通過控制脈沖通過控制脈沖信號的占空比即可改變控制閥開度，從而控信號的占空比即可改變控制閥開度，從而控制怠速時的空氣量。制怠速時的空氣量。ECU控制的占空比調(diào)整控制的占空比調(diào)整范圍約為范圍約為18%82%。占空比及控制電路占空比及控制電路占空比占空比- -指脈沖信號的通指脈沖信號的通電時間與通電周期之比。電時間與通電周期之比。通電周期一般是固定的，通電周期一般是固定的，所以占空比增大，即是延所以占空比增大，即是延長通電時間。長通電時間。 豐田豐田PREVIA 旋轉(zhuǎn)電磁閥型旋轉(zhuǎn)電磁閥型

16、怠速控制閥電路圖怠速控制閥電路圖豐田豐田PREVIA 旋轉(zhuǎn)電磁閥型旋轉(zhuǎn)電磁閥型怠速控制閥的檢修怠速控制閥的檢修 將點火開關(guān)轉(zhuǎn)至將點火開關(guān)轉(zhuǎn)至“ON” ，在線束側(cè)測量電源端子，在線束側(cè)測量電源端子+B與搭鐵之間的電壓，應(yīng)為與搭鐵之間的電壓，應(yīng)為914V。 使發(fā)動機維持怠速運轉(zhuǎn)，短接診斷座上的使發(fā)動機維持怠速運轉(zhuǎn)，短接診斷座上的TE1與與E1端子，發(fā)動機轉(zhuǎn)速應(yīng)保持在端子，發(fā)動機轉(zhuǎn)速應(yīng)保持在10001200r/min，5s后轉(zhuǎn)速下降約后轉(zhuǎn)速下降約200r/min。 拆開怠速控制閥上的三端子線束連接器，在控制拆開怠速控制閥上的三端子線束連接器，在控制閥側(cè)分別測量中間端子（閥側(cè)分別測量中間端子（+B）與

17、兩側(cè)端子（）與兩側(cè)端子（ISC1和和ISC2）之間的電阻，正常應(yīng)為）之間的電阻，正常應(yīng)為18.8 22.8，否，否則應(yīng)更換怠速控制閥。則應(yīng)更換怠速控制閥。 結(jié)構(gòu)特點：結(jié)構(gòu)特點：主要由電磁主要由電磁線圈、復(fù)位線圈、復(fù)位彈簧、閥芯、彈簧、閥芯、閥座、固定閥座、固定鐵心、活動鐵心、活動鐵心、進氣鐵心、進氣口和出氣口口和出氣口等組成。等組成。占空比控制電磁閥式怠速控制閥占空比控制電磁閥式怠速控制閥工工作作原原理理當(dāng)線圈通電時，線圈產(chǎn)生的電磁力將閥桿吸起，使當(dāng)線圈通電時，線圈產(chǎn)生的電磁力將閥桿吸起，使控制閥打開。控制閥打開。 控制閥的開度取決于線圈產(chǎn)生的電磁力大小，控制閥的開度取決于線圈產(chǎn)生的電磁力大小

18、，ECU通過控制輸入線圈脈沖信號的占空比來控制磁場強度，通過控制輸入線圈脈沖信號的占空比來控制磁場強度，以調(diào)節(jié)控制閥的開度，實現(xiàn)對怠速空氣量的控制。以調(diào)節(jié)控制閥的開度，實現(xiàn)對怠速空氣量的控制。 車上檢查：車上檢查：當(dāng)發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)時，用手觸摸當(dāng)發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)時，用手觸摸怠速控制閥應(yīng)當(dāng)具有明顯地振動感。如無振怠速控制閥應(yīng)當(dāng)具有明顯地振動感。如無振動感或怠轉(zhuǎn)速過高過低，說明怠速控制閥失動感或怠轉(zhuǎn)速過高過低，說明怠速控制閥失效，應(yīng)予更換新品。效，應(yīng)予更換新品。 檢測電磁線圈電阻：檢測電磁線圈電阻：斷開點火開關(guān)，拔下怠斷開點火開關(guān)，拔下怠速控制閥連接器插頭，檢測插座上兩個端子速控制閥連接器插頭，檢測插座上兩個端子之間線圈電阻值應(yīng)約為之間線圈電阻值應(yīng)約為1015，如不符規(guī)，如不符規(guī)定，應(yīng)予更換新品。定，應(yīng)予更換新品?？刂崎y的檢修控制