怠速控制系统的功能与组成

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一、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：功能：用高怠速实现发动机起动后的快速暖机过程；自动维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。持发动机怠速在目标转速下稳定运转。组成：组成：传感器、传感器、ECUECU、和执行元件、和执行元件二、怠速控制方法二、怠速控制方法怠速控制的实质怠速控制的实质就是对怠速工就是对怠速工 况下的进气量进行控制。况下的进气量进行控制。控制怠速进气量的方法：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和旁通空气式 节气门直动式节气门直动式通过执行元

2、件通过执行元件 改变节气门的最小开度来控改变节气门的最小开度来控 制怠速进气量。制怠速进气量。 旁通空气式旁通空气式通过执行元件控通过执行元件控 制怠速旁通气道的空气量来制怠速旁通气道的空气量来 控制怠速进气量。控制怠速进气量。节气门直动式节气门直动式旁通空气式旁通空气式节气门节气门操纵臂油门踏板钢丝绳执行元件空气节气门空气执行元件1 1、节气门直动式怠速控制器、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。如图轴等组成。如图：1 1、节气门操纵臂、节气门操纵臂 2 2、怠速控制器、怠速控制器 3 3、节气门体、节

3、气门体 4 4、喷油器、喷油器5 5、燃油压力调节器、燃油压力调节器 6 6、节气门、节气门 7 7、防转六角孔、防转六角孔 8 8、弹簧、弹簧9 9、直流电动机、直流电动机 1010、1111、13 13 、齿轮、齿轮 1212、传动轴、传动轴 1414、丝杠、丝杠工作原理：工作原理： 当直流电动机通电转动时，经减速齿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，发动机顶靠在节气门最小开度限制器上，发动机怠速运转时，怠速运转时，ECU

4、根据各传感器的信号，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，实现对怠速进气量制节气门的最小开度，实现对怠速进气量进行控制的目的。进行控制的目的。2、步进电动机型怠速控制阀步进电动机型怠速控制阀1 1）结结 构：步进电动机型怠速控制构：步进电动机型怠速控制阀的结构结构如图所示，步进电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，使阀心作轴向移动线

5、运动，使阀心作轴向移动, ,改变改变阀心与阀座之间的间隙。安装在节阀心与阀座之间的间隙。安装在节气门上。气门上。2 2）步进电动机的结构如图所示，步进电动机的结构如图所示，主要由用永久磁铁制成有主要由用永久磁铁制成有1616个（个（8 8对）对）磁极的转子和两个定子铁心组成磁极的转子和两个定子铁心组成 。）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 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）1、2线圈线圈3爪极爪极46定子定子5转子转子3）工作原理工作原理 步进电动机的工作原理工作原理如图，当步进电动机的工作原理工作原理

6、如图，当ECUECU控制使步控制使步进电机的线圈按进电机的线圈按1-2-3-41-2-3-4顺序依次搭铁时，定子磁场瞬时针顺序依次搭铁时，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。定子有子则随定子磁场同步反转。定子有3232个爪级，步进电动机每个爪级，步进电动机每转一步为转一步为1/321/32圈，工作范围为圈，工作范围为0 0125125个步进级。个步进级。 步进电动机型怠速控制阀电路（日本

7、丰田皇冠步进电动机型怠速控制阀电路（日本丰田皇冠3.03.0轿轿车）如图所示。主继电器触点闭合后，蓄电池电源经主继车）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电器到达怠速控制阀的B1B1和和B2B2端子、端子、ECUECU的的B B和和B1B1端子，端子，B1B1端子向步进电动机的端子向步进电动机的1 1、3 3相两个线圈供电，相两个线圈供电，B2B2端子向端子向2 2、4 4相两个线圈供电。相两个线圈供电。4 4个线圈的分别通过端子个线圈的分别通过端子S1S1、S2S2、S3S3和和S4S4与与ECUECU端子端子ISC1ISC1、ISC2ISC2、ISC3ISC3

8、和和ISC4ISC4相连，相连，ECUECU控制各线控制各线圈的搭铁回路，以控制怠速控制阀的工作。圈的搭铁回路，以控制怠速控制阀的工作。4）控制阀的检修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B1B1和和B2B2与搭铁间的电压，为蓄电池电压；与搭铁间的电压，为蓄电池电压；熄火后，熄火后，2 23s3s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；B1B1与与S1S1和和S3S3、B2B2与与S2S2和和S4S4之间的电阻，应为之间的电阻，应为10103030。蓄电池正极接蓄电池正极接B1B1和和B2B2端子，负极按顺序依

9、次接通端子，负极按顺序依次接通S1S2S3S4S1S2S3S4端子端子, ,控制阀应向外伸出；若负极按反方向接通控制阀应向外伸出；若负极按反方向接通S4S3S2S1S4S3S2S1端子，则控制端子，则控制阀应向内缩回。阀应向内缩回。5） 控制阀的控制内容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当点火开关关闭(OFF)(OFF)后，后，ECUECU控制控制MRELMREL端使主继电器继端使主继电器继续供电续供电3s(3s(见上图见上图) )，然后，然后ECUECU控制步进电机将怠速控制阀控制步进电机将怠速控

10、制阀全部打开，以便为下次起动做好准备。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，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，转速时，ECUECU控制

11、步进电机转动，使怠速控制阀逐渐关小控制步进电机转动，使怠速控制阀逐渐关小到与冷却液温度对应的开度。到与冷却液温度对应的开度。暖机控制。暖机过程中，暖机控制。暖机过程中，ECUECU控制步进电机转动，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，当冷却液温度达到液温度达到7070时，暖机控制结束，怠速控制阀时，暖机控制结束，怠速控制阀达到正常怠速开度。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，车速低于怠速触点闭合，车速低于2km2kmh h、空调开关断开、空调开关断开

12、) )时，时，ECUECU将根据发动机实际转速与存储器中预先设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低于目标转速且超过一定值( (如如20r20rmin)min)时，时，ECUECU控制怠速控制阀将阀门开大；反之，如果发动机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。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，都将使发动机的动开关、空调开关接通或断开

13、，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，波动或熄火，在发动机转速出现变化前，ECUECU控制控制怠速控制阀开大或关小一个固定位置。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。器负荷增大到一定程度时，蓄电池电压就会降低。为了保证为了保证ECUECU的的+B+B端和点火开关端和点火开关IGIG端具有正常的供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电电压，需要控制步进电机相

14、应地增加旁通道空气量，提高发动机怠速转速，提高发动机的输出气量，提高发动机怠速转速，提高发动机的输出功率。功率。学习控制。学习控制。ECUECU通过步进电机的正、反转步通过步进电机的正、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。此时速也会偏离初始数值。此时ECUECU利用反馈控利用反馈控制的方法，使发动机转速达到目标值。与制的

15、方法，使发动机转速达到目标值。与此同时，此同时，ECUECU将步进电机转过的步数存储在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。存储器中，在以后的怠速控制中使用。3 3、旋转电磁阀型怠速控制阀、旋转电磁阀型怠速控制阀1 1）旋转电磁阀型怠速控制阀结构）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。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，冷却液双金属带一端连接带有凹槽的挡块，一端固定，冷却液流过

16、阀体，当水温发生变化时，双金属带产生变形带动挡块流过阀体，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）的最大和最小开度。（起保护作用）2）工作原理：）工作原理： ECUECU控制旋转电磁阀型怠速控制阀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。通电时间（占空比）来实现的。占空比占空比：是指：是指ECUECU控制信号在一个周期内通电时间与控制信号在一个周期内通电时间与

17、通电周期之比通电周期之比 ECU ECU的控制脉冲信号的占空比大小，即控制线的控制脉冲信号的占空比大小，即控制线圈圈L1L1、L2L2中平均电流的大小，使电磁阀旋转一定的中平均电流的大小，使电磁阀旋转一定的角度。角度。 当占空比为当占空比为5050时，线圈时，线圈L1L1、L2L2平均通电平均通电时间相等，产生的磁场作用力相互抵消，阀轴停止时间相等，产生的磁场作用力相互抵消，阀轴停止转动。占空比超过转动。占空比超过5050时，线圈时，线圈L2L2磁场强度大于线磁场强度大于线圈圈L1L1的磁场强度，阀门转过一定角度，打开旁通口。的磁场强度，阀门转过一定角度，打开旁通口。（阀门左右摆动（阀门左右摆

18、动) )AB一个周期通断%100 BAA占空比3 3）旋转电磁阀型怠速控制阀电路及其检修）旋转电磁阀型怠速控制阀电路及其检修断开线束插头，点火开关断开线束插头，点火开关ONON，但不起动发动机。测量电源端子，但不起动发动机。测量电源端子+B+B与搭铁与搭铁之间的电压，应为蓄电池电压。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断开线束插头，在控制阀侧测量端子+B+B与端子与端子RSCRSC及及RSORSO之间的电阻值，之间的电阻值，正常值应为正常值应为18.818.822.822.8。发动机达正常工作温度，变速器空挡。发动机怠速运转，短接发动机达正常工作温度，变速器空挡。发动机

19、怠速运转，短接TEITEI与与E1E1端子，发动机转速为端子，发动机转速为100010001200r/min1200r/min，5s5s后转速应下降约后转速应下降约200r/min200r/min4 4）控制内容）控制内容 包括起动控制、暖机控制、怠速稳定包括起动控制、暖机控制、怠速稳定控制、怠速预测控制和学习控制。控制、怠速预测控制和学习控制。4 4、本田旋转滑阀式怠速控制阀、本田旋转滑阀式怠速控制阀1 1）工作原理）工作原理在发动机起动后，在发动机起动后，PCMPCM使使IACIAC阀阀( (图图2)2)开启一定时间，以增加开启一定时间，以增加进气量，提高发动机的怠速转速进气量，提高发动机

20、的怠速转速( (约约1 100r1 100rmin)min)，并且，并且，当冷却液温度低时，当冷却液温度低时，PCMPCM使使IACIAC阀具有较大的开度，从而使发阀具有较大的开度，从而使发动机呈快怠速状态。动机呈快怠速状态。发动机的怠速转速应为发动机的怠速转速应为770r770rminmin50r50rminmin。旋转滑阀式怠速控制阀检测旋转滑阀式怠速控制阀检测a a关闭点火开关，从关闭点火开关，从IACIAC阀上拆下导线连接器阀上拆下导线连接器( (图图3)3)，打开点火开关。，打开点火开关。b b测量测量IACIAC阀阀3 3芯导线连接器芯导线连接器2 2号端子与搭铁之间的电压，应为蓄

21、电池电压。号端子与搭铁之间的电压，应为蓄电池电压。c c关闭点火开关，检查关闭点火开关，检查lAClAC阀导线连阀导线连接器接器1 1号端子与搭铁之间的导通情况，号端子与搭铁之间的导通情况，应导通。应导通。d d拆下拆下PCMPCM的导线连接器的导线连接器B(25B(25芯芯) )，然后检，然后检查其端子查其端子B23B23与车体地线之间的导通情况，与车体地线之间的导通情况，应不导通，否则应不导通，否则IACIAC阀与阀与PCMPCM线束连接器线束连接器B B端端子子B23B23之间的导线有短路故障。之间的导线有短路故障。e e检查检查lAClAC阀阀3 3芯导线连接器芯导线连接器3 3号端子

22、与号端子与PCMPCM线束连接器线束连接器B B端子端子B23B23之间的导通情况，应之间的导通情况，应导通，否则导通，否则IACIAC阀与阀与PCMPCM线束连接器线束连接器B B端子端子B23B23之间的导线有断路故障。之间的导线有断路故障。f f连接连接IACIAC阀阀3 3芯连接器，打开点火开关，并芯连接器，打开点火开关，并测量测量PCMPCM线束连接器线束连接器B B端子端子B23B23与车体地线之间与车体地线之间的电压。若该电压不为蓄电池电压，则说明的电压。若该电压不为蓄电池电压，则说明IACIAC阀有故障，应更换阀有故障，应更换IACIAC阀；若该电压为蓄阀；若该电压为蓄电池电压

23、，则说明电池电压，则说明PCMPCM有故障，应更换有故障，应更换PCM(PCM(更更换后原有故障症状和故障显示均应消失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）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检查和调整发动机怠速转速的条件a a确认故障指示灯未亮，且点火正时、火花塞、确认故障指示灯未亮，且点火正时、火花塞、空气滤清器和空气滤清器和PCVPCV系统均正常。系统均正常。b b断开断开EVAP(EVAP(燃油蒸发排放控制燃油蒸发排放控制) )系统电磁阀系统电磁阀的的2 2芯导线连接器。芯导线连接器。c c连接转速表。起动发动机，并使发动机在

24、无连接转速表。起动发动机，并使发动机在无负荷条件下以负荷条件下以3 000r3 000rminmin的转速运转到散热器风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。扇转动，然后使发动机以怠速转速运转。d d前照灯、鼓风机风扇、后车窗除霜器、散热前照灯、鼓风机风扇、后车窗除霜器、散热器风扇和空调器均不工作。器风扇和空调器均不工作。调整步骤调整步骤 先顺时针先顺时针( (降低怠速降低怠速) )或逆时针或逆时针( (提高转速提高转速) )转动转动怠速调节螺钉怠速调节螺钉1 14 4圈圈( (不得超过不得超过1 14 4圈圈) )，然后检查，然后检查发动机的怠速转速。若怠速转速仍不在规定范

25、围内，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则可再次转动怠速调节螺钉1 14 4圈。将风扇开关置圈。将风扇开关置于高位于高位(HI)(HI)，然后开启空调，并使发动机怠速运转，然后开启空调，并使发动机怠速运转1min(1min(此时不得转动怠速调节螺钉此时不得转动怠速调节螺钉) )。关闭空调，然。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，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，重新连接好检查和调整结束后，拆下转速表，重新连接好E

26、VAPEVAP系统电磁阀的系统电磁阀的2 2芯导线连接器。芯导线连接器。 5、占空比控制电磁阀型怠速控制阀占空比控制电磁阀型怠速控制阀1 1）控制阀的结构与工作原理）控制阀的结构与工作原理结构如图，主要由控制阀、阀杆、线圈结构如图，主要由控制阀、阀杆、线圈和弹簧等组成。和弹簧等组成。工作原理：控制阀的开度取决于线圈产工作原理：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生的电磁力大小，与旋转阀型怠速控制阀相同，阀相同，ECUECU是通过控制输入线圈脉冲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阀的开度，从而实现怠速空气