汽车发动机电控系统原理与检修课件：发动机辅助控制系统-怠速控制

发动机辅助控制系统【

情境导入

】技术经理让你检查一辆2017款帕萨特尊

雅版轿车，说是发动机辅助系统发生了

故障，入厂进行维修。辅助控制系统有

好多子系统组成，你都知道吗?怠

速

控

制▶怠速--节气门关闭，加速踏板完全松开，且发动机对外无功率输出并能保持最低转速的稳定运转工况。▶汽车在交通密度大的城市道路上行驶时，约有30%的燃油消

耗在怠速阶段，因此，怠速转速应尽可能降低。▶但怠速转速过低，会使发动机排放增加、发动机运转不稳甚至熄

火

。▶发动机冷车运转、空调、电器负荷、自动变速器、动力转向伺服机构等因素的介入，都会引起怠速转速变化。怠速控制系统的组成▶

由传感器、ECU和执行机构组成▶

传感器将发动机的运转工况和负载设备的工作状况信息传送给ECU,

ECU

根

据其信息所决定的目标转速与发动机的实际转速进行比较，再根据其差值确定相应的控制量，驱动控制空气量的执行机构动作。即通过执行机构控

制怠速旁通空气量进行控制，从而控制发动机怠速运转。IDL节气门位置传感器ECU

ISCV怠速空气控制阀THWNE水温传感客A/C

放大器曲轴位置传感器车速传感器电负荷STANSWSPDELSA/C起动机空档起动开关▶

怠速控制包括启动后控制、暖机过程控制、负荷变化控制、减

速控制等。▶

怠速喷油量的控制由燃油喷射控制系统根据与空气量相匹配的

原则进行增减，以达到目标空燃比。▶

怠速空气量控制由两种基本类型，即直接控制节气门关闭位置

的节气门直动式和旁通空气式。节气门执行元件空

气

→节气门b.

旁通空气式执行元件

加速踏板金属丝a.

节气门直动式发动机一

、节气门直动式怠速控制装置▶

直接控制节气门开启程度，调节节气门处空气流通截面，达到控制进气量，实现

怠速控制的目的。▶

常用在单点喷射系统中▶

组成：直流电机、减速齿轮、丝杠等部件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-丝杠一

、节气门直动式怠速控制装置▶

怠速执行机构的转动轴与节气门操纵臂的全闭限制器相接触。▶

当ECU控制直流电机通电时，电磁力矩通过减速齿轮被增大，

再通过丝杠机构将角位移转换为传动轴的直流运动。▶

通过传动轴的旋入或旋出，调节节气门全闭限制位置，达到调节节气门处空气流通截面，进而实现怠速运转控制的目的。▶在节气门旁通空气道内设立一个阀门。▶阀门开大，旁通空气道流通截面增大，

空气流量增大，则怠速转速提高；▶

反之，则怠速转速降低。二

、旁通空气式怠速控制装置进

气

管执行元件节气门空气旁通空气阀通过控制旁通空气道的流通截面，

来改变怠速时

旁通空气通道的空气流量，由此改变发动机的怠速转速。控制膜片室的真空度(负压)

,

即可改变阀门的开启程度，进而控制旁通通道的空气流量。1.真空控制式怠速控制装置▶由旁通空气控制阀和真空控制阀组成，并通过ECU控制。ACV

(空气控制阀)量孔_

量孔节气口真空度大气

进气歧管空气澜空挡开关水温传感器空调器信号启动机信号分电器车速传感器

50ms

20HzvSY控制VSV的占空比控制ACV的压力控制ACV的流量决定脉冲信号的占空比ON-OEE发动机控制计算机空气流量计▶ECU

是通过控制脉冲的占空比

来控制电磁线圈的通电相对

时间，进而控制通往ACC阀

膜片室的真空度，

达到控制怠速转速的目的。▶

占空比越大，电磁阀打开的相对时间越长，

结果通往空

气旁通阀膜片室的真空度越小，从而使旁通空气阀开启高度增大，

致使怠速时旁通

空气道中的空气流量增加。▶占

空

比

越

大，怠速转速越高；反之，怠速转速降低。大

气通往控制装置膜

片真空电磁阀控制阀的结构和工作原理负压室定压阀部(-16kPa,恒定)进气歧管真空度-弹簧B

电磁阀部通往EGR控制阀1周期100%60%→通

往AACA

电磁阀部OFF1/20s占空比-60%弹簧ON节气门进气室空气流量计传感器

ECU组成：步进电动机式怠速控制阀、

传感器和ECU

组

成ECU

可根据传感器的输出信号判

断发动机的运行状况，进而控制

怠速控制阀的动作，使发动机以

目标怠速转速运行冷却液温度信号A/C开关信号

空挡位置转速信号节气门位置信号车速信号2.

步进电动机控制式怠速控制装置ECU比

较运算电路怠速工况判别执行元件驱动电路标

速目

转步进电机(1)步进电动机式怠速控制阀怠速控制阀组成：永久磁铁构成的转子、激磁线圈构成的定子和将旋转运动变成直线运动的进给丝杆机构及阀门▶步进电动机和怠速控制阀做成

一体，装在进气总管内，步进电动机顺时针或逆时针旋转，

可使阀芯产生轴向移动，以此改变阀门的开启高度，调节流过节气门旁通通道的空气量阀轴一阀座阀芯图4-12步进电机结构1-控制阀2-前轴爪3-后轴承4-密封圈5-丝杠机构6-线束连接器7-定子8-转子图4-11步进电动机式怠速控制阀轴承定

子

、给进丝杆

转子爪极的瞬时极性由相线绕组控制电路控制，

并通过控制

四个线圈绕组的通电相序即可改变步进电动机旋转方向，

实现阀门开启高度的控制。确认发动机处于怠速状态→确定相应的目标转速。一般在正常的情况下，多采用发动机怠速反馈控制，将发动机的实际转速与目标转速进行比较，根据比较得出的差值确定相对于目标转速的控制量(步数),然后驱动步进电动机。(2)怠速控制原理(2)怠速控制原理ECU

按相序使功率VT₁

~VT4

依次导通；分别给步进电动机定

子线圈供电，驱动步进电动机转子旋转，带动前段的阀门轴

向移动，以此改变阀门开启高度，调节旁通空气流量，使发

动机怠速达到所要求的目标转速。ECUVT微机处理S.

S

s

S.

B

B

ISC.ISCISC.ISCIGsW+B+BBalttE主继电器

控制电路vvt.主继电器M-RELISCV0▶

启动初始位置的确定▶

启动控制

暖机控制

反馈控制▶

发动机负荷变化的预控制▶

电器负载增多时的怠速控制▶

学习控制步进电动机式怠速控制阀控制以下内容：冷却液温度/℃冷却液温度/℃步数步数▶

组成：电磁线圈控制的旋转滑阀式怠速调整装置、

传感器及ECU。▶控制原理：

ECU根据传感器的输出信号来判断发动

机的怠速运行状况，进而控制怠速旋转滑阀的动作，

使发动机保持在最佳怠速转速。3.

旋转滑阀式怠速控制装置组成：永久磁铁、电枢、旋转滑阀、螺旋回旋弹簧、电刷等▶

工作过程：滑阀固装在电枢轴上，与电枢轴一起转动，用以向电磁线圈L1和L₂提供磁场

电流。永久磁铁固定在外壳上，其间形成磁场。电枢位于永久磁场中，电枢的铁心上绕有两组相反的电磁线圈。线圈L₁通电时，电枢带动滑阀顺时针偏转；线圈L₂

通电时，电枢带动滑阀逆时针偏转。电接头复位弹簧一线圈水久磁铁一旋转电枢电枢旋转滑阀

旋转滑阀6双金属片线圈<保护永久磁体

阀

门(

1

)

旋

转

滑

阀

式

怠

速

调

整

装

置电接头一壳体来自空气清洁器来自空气清洁器到进气室到进气室调节限位气通道(

1

)

旋

转

滑

阀

式

怠

速

调

整

装

置▶

原

理

：▶ECU

根据各传感器的输入信号采用占空比控制方式控制线圈L1和L₂导通与截止，进而控制电枢轴

(滑阀)的偏转角，以此改变旁通空气量，调整发动机的怠速转速。▶ECU

通过控制脉冲信号的占空比即可改变滑阀的偏转角，以此改变怠速时的空气量。+B线

圈1

1+B

S

淼铁线

圈L₂+BECU占空比信号8

反向器VT1VT₂传感器占

空比信

号通断间隔线阴L1线

圈

L₂通断间隔磁场强度阀

位置几

线圈

Z1线胸L2通

断间隔磁场强度阀

位置LU厂线圈L20□c

)a)b)d)(

2

)

怠

速

控

制

原

理在整个怠速范围内，

ECU

根据冷却

液温度传感器等输入的信号，确定

发动机所处怠速工况的占空比，对

怠速转速进行控制。包括以下控制：启动控制暖机控制反馈控制发动机负荷变化时的预控制学习控制ECU占空比信号

反向器VT₁VT.2传感器0

线

圈L₁S

N

dN

线

圈L₂sNS+B□中+B+B

◎一辆汽车来到4S店，女车主反应怠速不稳，尤其在等红绿灯时，转速表忽高忽低，与女车主交流，每天用车上下班2-3公里