怠速控制系统的功能与组成

怠速控制系统的功能与组成 一 怠速控制系统的功能与组成功能 用高怠速实现发动机起动后的快速暖机过程 自动维持发动机怠速在目标转速下稳定运转 组成 传感器 ECU 和执行元件 二 怠速控制方法怠速控制的实质就是对怠速工况下的进气量进行控制 控制怠速进气量的方法 节气门直动式和旁通空气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 旁通空气式通过执行元件控制怠速旁通气道的空气量来控制怠速进气量 1 节气门直动式怠速控制器主要由直流电动机 减速齿轮机构 丝杠机构和传动轴等组成 如图 1 节气门操纵臂2 怠速控制器3 节气门体4 喷油器5 燃油压力调节器6 节气门7 防转六角孔8 弹簧9 直流电动机10 11 13 齿轮12 传动轴14 丝杠 工作原理 当直流电动机通电转动时 经减速齿轮机构减速增扭后 再由丝杠机构将其旋转运动转换为传动轴的直线运动 传动轴顶靠在节气门最小开度限制器上 发动机怠速运转时 ECU根据各传感器的信号 控制直流电动机的正反转和转动量 以改变节气门最小开度限制器的位置 从而控制节气门的最小开度 实现对怠速进气量进行控制的目的 2 步进电动机型怠速控制阀1 结构 步进电动机型怠速控制阀的结构结构如图 所示 步进电机主要由转子和定子组成 丝杠机构将步进电机的旋转运动转变为直线运动 使阀心作轴向移动 改变阀心与阀座之间的间隙 安装在节气门上 2 步进电动机的结构如图 所示 主要由用永久磁铁制成有16个 8对 磁极的转子和两个定子铁心组成 1 控制阀2 前轴爪3 后轴承4 密封圈5 丝杠机构7 定子6 线束连接器8 转子 1 2 线圈3 爪极4 6 定子5 转子 3 工作原理步进电动机的工作原理工作原理如图 当ECU控制使步进电机的线圈按1 2 3 4顺序依次搭铁时 定子磁场瞬时针转动 由于与转子磁场间的相互作用 使转子随定子磁场同步转动 同理 步进电动机的线圈按相反的顺序通电时 转子则随定子磁场同步反转 定子有32个爪级 步进电动机每转一步为1 32圈 工作范围为0 125个步进级 步进电动机型怠速控制阀电路 日本丰田皇冠3 0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B1和B2端子 ECU的 B和 B1端子 B1端子向步进电动机的1 3相两个线圈供电 B2端子向2 4相两个线圈供电 4个线圈的分别通过端子S1 S2 S3和S4与ECU端子ISC1 ISC2 ISC3和ISC4相连 ECU控制各线圈的搭铁回路 以控制怠速控制阀的工作 4 控制阀的检修 拆下控制阀线束连接器 检测B1和B2与搭铁间的电压 为蓄电池电压 熄火后 2 3s内在怠速控制阀附近应能听到内部发出的 嗡嗡 响声 B1与S1和S3 B2与S2和S4之间的电阻 应为10 30 蓄电池正极接B1和B2端子 负极按顺序依次接通S1 S2 S3 S4端子 控制阀应向外伸出 若负极按反方向接通S4 S3 S2 S1端子 则控制阀应向内缩回 5 控制阀的控制内容 起动初始位置设定 由于步进电机不具有复位功能 因此当点火开关关闭 OFF 后 ECU控制M REL端使主继电器继续供电3s 见上图 然后ECU控制步进电机将怠速控制阀全部打开 以便为下次起动做好准备 起动后控制 发动机起动时 由于怠速控制阀预先在全开位置 在起动期间经过怠速控制阀的旁通阀空气量最大 发动机容易起动 发动机起动后 若怠速控制阀仍保持在全开状态 怠速转速会过高 为了避免出现这种情况 在起动过程中 当发动机转速达到由冷却液温度确定的对应转速时 ECU控制步进电机转动 使怠速控制阀逐渐关小到与冷却液温度对应的开度 暖机控制 暖机过程中 ECU控制步进电机转动 使怠速控制阀从起动后的开度逐渐关小 当冷却液温度达到70 时 暖机控制结束 怠速控制阀达到正常怠速开度 反馈控制 发动机起动后 当满足反馈控制条件 怠速触点闭合 车速低于2km h 空调开关断开 时 ECU将根据发动机实际转速与存储器中预先设定的目标转速进行比较 如果发动机的实际转速低于目标转速且超过一定值 如20r min 时 ECU控制怠速控制阀将阀门开大 反之 如果发动机的实际转速高于目标转速时 将阀门关小 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 ECU控制怠速控制阀开大或关小一个固定位置 电器负荷增大控制 在怠速运转时 如使用的电器负荷增大到一定程度时 蓄电池电压就会降低 为了保证ECU的 B端和点火开关IG端具有正常的供电电压 需要控制步进电机相应地增加旁通道空气量 提高发动机怠速转速 提高发动机的输出功率 学习控制 ECU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ECU利用反馈控制的方法 使发动机转速达到目标值 与此同时 ECU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用 3 旋转电磁阀型怠速控制阀1 旋转电磁阀型怠速控制阀结构如下图所示 通过永久磁铁及周围的磁化线圈控制机构来控制阀门的旋转角度 从而改变怠速空气通道的截面积 双金属带一端连接带有凹槽的挡块 一端固定 冷却液流过阀体 当水温发生变化时 双金属带产生变形带动挡块一端转动 挡块的凹槽限制阀门轴上方头的旋转 控制阀门的最大和最小开度 起保护作用 2 工作原理 ECU控制旋转电磁阀型怠速控制阀工作时 控制阀的开度是通过控制两个线圈的平均通电时间 占空比 来实现的 占空比 是指ECU控制信号在一个周期内通电时间与通电周期之比ECU的控制脉冲信号的占空比大小 即控制线圈L1 L2中平均电流的大小 使电磁阀旋转一定的角度 当占空比为50 时 线圈L1 L2平均通电时间相等 产生的磁场作用力相互抵消 阀轴停止转动 占空比超过50 时 线圈L2磁场强度大于线圈L1的磁场强度 阀门转过一定角度 打开旁通口 阀门左右摆动 3 旋转电磁阀型怠速控制阀电路及其检修断开线束插头 点火开关ON 但不起动发动机 测量电源端子 B与搭铁之间的电压 应为蓄电池电压 断开线束插头 在控制阀侧测量端子 B与端子RSC及RSO之间的电阻值 正常值应为18 8 22 8 发动机达正常工作温度 变速器空挡 发动机怠速运转 短接TEI与E1端子 发动机转速为1000 1200r min 5s后转速应下降约200r min 4 控制内容包括起动控制 暖机控制 怠速稳定控制 怠速预测控制和学习控制 4 本田旋转滑阀式怠速控制阀 1 工作原理 在发动机起动后 PCM使IAC阀 图2 开启一定时间 以增加进气量 提高发动机的怠速转速 约1100r min 并且 当冷却液温度低时 PCM使IAC阀具有较大的开度 从而使发动机呈快怠速状态 发动机的怠速转速应为770r min 50r min 旋转滑阀式怠速控制阀检测a 关闭点火开关 从IAC阀上拆下导线连接器 图3 打开点火开关 b 测量IAC阀3芯导线连接器2号端子与搭铁之间的电压 应为蓄电池电压 c 关闭点火开关 检查lAC阀导线连接器1号端子与搭铁之间的导通情况 应导通 d 拆下PCM的导线连接器B 25芯 然后检查其端子B23与车体地线之间的导通情况 应不导通 否则IAC阀与PCM线束连接器B端子B23之间的导线有短路故障 e 检查lAC阀3芯导线连接器3号端子与PCM线束连接器B端子B23之间的导通情况 应导通 否则IAC阀与PCM线束连接器B端子B23之间的导线有断路故障 f 连接IAC阀3芯连接器 打开点火开关 并测量PCM线束连接器B端子B23与车体地线之间的电压 若该电压不为蓄电池电压 则说明IAC阀有故障 应更换IAC阀 若该电压为蓄电池电压 则说明PCM有故障 应更换PCM 更换后原有故障症状和故障显示均应消失 2 本田怠速控制系统的检查与调整检查和调整发动机怠速转速的条件a 确认故障指示灯未亮 且点火正时 火花塞 空气滤清器和PCV系统均正常 b 断开EVAP 燃油蒸发排放控制 系统电磁阀的2芯导线连接器 c 连接转速表 起动发动机 并使发动机在无负荷条件下以3000r min的转速运转到散热器风扇转动 然后使发动机以怠速转速运转 d 前照灯 鼓风机风扇 后车窗除霜器 散热器风扇和空调器均不工作 调整步骤先顺时针 降低怠速 或逆时针 提高转速 转动怠速调节螺钉1 4圈 不得超过1 4圈 然后检查发动机的怠速转速 若怠速转速仍不在规定范围内 则可再次转动怠速调节螺钉1 4圈 将风扇开关置于高位 HI 然后开启空调 并使发动机怠速运转1min 此时不得转动怠速调节螺钉 关闭空调 然后再检查发动机的怠速转速是否正常 若不正常 则按故障症状进行故障诊断 在发动机怠速转速的检查和调整结束后 拆下转速表 重新连接好EVAP系统电磁阀的2芯导线连接器 5 占空比控制电磁阀型怠速控制阀1 控制阀的结构与工作原理 结构如图 主要由控制阀 阀杆 线圈和弹簧等组成 工作原理 控制阀的开度取决于线圈产生的电磁力大小 与旋转阀型怠速控制阀相同 ECU是通过控制输入线圈脉冲信号的占空比来控制电场强度 以调节控制阀的开度 从而实现怠速空气量的控制 1 5弹簧2 线圈3 阀杆4 控制阀 2 控制阀的控制内容包括起动控制 暖机控制 怠速稳定控制 怠速预测控制和学习控制 由于旁通气量少 为此需要快怠速控制辅助控制发动机暖机过程的空气量 快怠速控制阀1 冷却水腔2 石蜡感温器3 控制阀4 5 弹簧 3 控制阀的检修拆下控制阀线束连接器 点火开关置 ON 不起动发动机 分别检测电源端子与搭铁间的电压 为蓄电池电压 拆下怠速控制饭上的两端子线束连接器 在控制阀侧分别测量两端子之间