怠速控制系统

1、怠速控制系统怠速控制系统复习旧课：复习旧课：2空气流量计都有哪些类型？1进气系统的组成？新课导入新课导入空气滤清器、进气歧管、传感器、怠速控制装置、增加装置。卡门涡旋式、叶片式、热线式、热膜式任务任务2 2：怠速控制系统：怠速控制系统怠速控制系统的功能与组成 ECU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，维持发动机以稳定怠速运转。怠速空气控制系统1 1）自动维持发动机怠速稳定运转，自动维持发动机怠速稳定运转，即在即在保证发动机排放要求且运转稳定的前提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，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

2、量。以降低怠速时的燃油消耗量。2 2）实现发动机起动后的快速暖机过程实现发动机起动后的快速暖机过程。功能：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电器负荷变化控制。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。怠速控制的实质是怠速控制的实质是控制怠速时的充气量（进气量）。控制怠速时的充气量（进气量）。怠速时的怠速时的喷油量喷油量则由则由ECUECU根据预先设定的根据预先设定的怠速空燃比怠速空燃比和和实际充气量实际充气量计算计算确定。确定。怠速控制系统的组成1.冷却液温度信号 2.A/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

3、传感器、由传感器、ECU、执行元件组成。、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，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。量，使发动机的怠速转速达到所确定的目标转速。各传感器的作用 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置信号节气门位置信号和和车车速信号速信号

4、确认怠速工况，只有在确认怠速工况，只有在节气门全关节气门全关、车速为零车速为零时，才时，才进行怠速控制。进行怠速控制。 发动机怠速时，节气门关闭，节气门位置传感器的发动机怠速时，节气门关闭，节气门位置传感器的怠速触怠速触点闭合点闭合，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，就说明发动机处于怠速状态；如车速不为零，则说明发动机就说明发动机处于怠速状态；如车速不为零，则说明发动机处于减速状态。处于减速状态。怠速状态的判断 当当ECU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

5、、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目标目标转速转速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际转速实际转速进行比较。进行比较。 当发动机当发动机负荷增大负荷增大，需要发动机快怠速运转，目标转速高于实际转速时，需要发动机快怠速运转，目标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旁通进气量增大旁通进气量来实现快怠速；来实现快怠速；当发动机当发动机负荷减小负荷减小，目标转速，目标转速低于实际转速时，低于实际转速时，ECU将控制将控制怠速控制阀怠

6、速控制阀减小旁通进气量减小旁通进气量来来调节怠速转速。调节怠速转速。怠速控制过程怠速控制内容启动后控制，暖机过程控制，负荷变化的控制，减速时控制等。石蜡式暖机阀组成：怠速调整螺钉、蜡盒、阀芯 石蜡式暖机阀安装在节气石蜡式暖机阀安装在节气门体上，门体上， 由发动机冷却液直由发动机冷却液直接加热起作用。冷却液经管道接加热起作用。冷却液经管道进入空气阀内，流经蜡盒四周，进入空气阀内，流经蜡盒四周，当发动机温度较低时，蜡盒蜡当发动机温度较低时，蜡盒蜡质收缩，阀芯在弹簧的作用下，质收缩，阀芯在弹簧的作用下，打开旁通道，空气进入进气歧打开旁通道，空气进入进气歧管。反之关闭。管。反之关闭。怠速控制分类怠速控

7、制分类节气门直动式节气门直动式旁通空气式旁通空气式步进电机型步进电机型（step motor type ）、旋转、旋转滑阀式怠速阀滑阀式怠速阀、脉脉冲电磁式怠速阀冲电磁式怠速阀、开关型、开关型 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 。 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节气门直动式节气门直动式怠速控制执行机构1-1-节气门操纵臂 2-2-节气门体 3-3-怠速执行机构 4-4-喷油器 5-5-压力调节器 6-6-节气门 7-7-防转动六角孔 8-8-弹簧 9-9-直流电动机 1010、1111、13-13-减速齿轮 12

8、-12-传动轴 14-14-丝杠节气门直动式结构组成：直流电动机、减速齿轮机构、丝杠机构和传动轴等。 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。大众车节气门直动式怠速控制器大众车节气门直动式怠速控制器节气门直动式原理 桑塔纳2000GSi 2000GSi 轿车AJRAJR发动机采用的节气门直动式怠速控制系统，由节气门控制组件J338J33

9、8中的节气门控制器（怠速电动机）V60V60在ECUECU的控制下通过齿轮传动直接推动节气门在怠速时的开度，以调节怠速转速在规定的范围内。 节气门控制组件J338J338将节气门电位计G69G69、节气门控制器电位计G88G88、怠速电动机V60V60及怠速开关F60F60合为一体。节气门直动式电路图步进电机型怠速控制阀（ISCVISCV阀）组成永磁转子、定子绕组、电磁线圈进给螺杆、螺母、阀芯、阀座、阀轴步进电机型怠速控制阀（ISCVISCV阀）工作原理 电动机的定子转子产生驱动力矩，螺旋机构将步进电动机的旋转运动变换为往复运动，进给螺杆与阀体之间有滑动花键连接，只能沿轴做直线运动，不能做旋转

10、运动。 当步进电动机转子转动时，螺母将带动进给螺杆做轴向运动，转子转动一圈，进给螺杆移动一个螺距，进给螺杆带动阀芯开大或关小阀门开度。EC通过控制步进电动机的转动方向和转动角度来控制进给螺杆的移动方向和移动距离。 ECUECU控制S1S1通电，转子顺时针 转动9090度；ECUECU继续给S2S2通电，转子再顺时针转动9090度；依此类推。当ECUECU按照S4S4、S3S3、S2S2、S1S1的顺序通电时，转子逆时针转动。线圈通电一次，转子转动一次的角度称为步进角。步进电机型ISCV构造及工作原理怠速控制阀的工作原理转子定子线圈至进气管自空气滤清器阀轴阀丰田车步进电机型怠速控制阀实际的步进电

11、机不只4 4个定子，而是有很多。步进电机转子每转一步一般为1/321/32圈。步进电机的工作范围为0 0125125个步进级。怠速控制阀的工作原理怠速控制阀的控制内容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，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：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：ECU将接受到

12、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：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：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。怠速控制阀的控制内容旋转电磁阀型怠速控制阀组成组成: :旁通空

13、气阀和电动机 旁通空气阀固定在电动机电枢轴上，可以在限定的90转角范围内转动，通过改变旁通空气开启面积的大小改变进气量。电动机包括：永久磁铁，电枢铁心，两个线圈，换向器，电枢轴换向器由三块铜片合为而成，与电刷相连，电刷引线与ECU相连。原理原理: :旋转电磁阀型怠速控制阀工作原理 线圈L1与ECU内部的三极管VT1相连，脉冲控制信号加到VT1的基极。线圈L2与ECU内部的三极管VT2连接，脉冲控制信号加到VT2的基极，当三极管VT1截止，VT2导通，线圈L1断电，L2通电，电动机将顺时针转动，反之，逆时针转动。L1接通时，电枢带动滑阀沿逆时针旋转，旁通空气道开启面积减小。脉冲电磁式怠速阀组成组

14、成电磁线圈、弹簧、阀轴、阀、波纹管、吸入口、出气口。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。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，ECUECU通过控制输入线圈脉冲信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。制。 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占空比例如：加在电磁线圈上的脉冲电压频率为20HZ,即1S内，电磁阀开闭20次，如果脉冲ON的时间占一个周期的60%，即占空比等于60%。脉冲电磁式怠速阀 旁通空气道开启和关闭的时间由ECU发出的占空比信号控制，发动机工作时，ECU根据怠速转速的高低，向脉冲电磁阀发出频率相同而占空比不同的控制脉冲信号，通过改变阀芯