怠速控制系统的组成与工作原理ppt课件.ppt

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1、怠速控制的功用：一是实现发动机起动后的快速暖机过程；二是自动维持发动机怠速稳定运转，即在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，以降低怠速时的燃油消耗量。怠速控制的实质就是控制怠速时的空气吸入量，所以也将怠速控制系统称为怠速空气控制系统（Idle Air Control system, 简称IAC）。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。功用、组成原理、类型检测方法控制策略用高怠速实现发动机起动后的快速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暖机过程；自动维持发动机怠速在目标转速下稳定运转。目

2、标转速下稳定运转。 怠速控制也就是对怠速工况下的进气量进行控制。控制基本类型有节气门直动式和旁通空气式。功用、组成原理、类型检测方法控制策略旁通空气式旁通空气式 节气门直动式节气门直动式 旁通空气式 采用这种方式的系统在怠速时节气门完全关闭。 节气门直动式 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。功用、组成原理、类型检测方法控制策略传感器的功用是检测发动机的运行工况和负载设备的工作传感器的功用是检测发动机的运行工况和负载设备的工作状况，状况，ECUECU则根据各种传感器的输人信号确定一个怠速运转的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

3、际转速进行比较，根据比较结果控制执行元目标转速，并与实际转速进行比较，根据比较结果控制执行元件工作，以调节进气量，使发动机的怠速转速达到所确定的目件工作，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。标转速。功用、组成原理、类型检测方法控制策略1 1、冷却液温度信号、冷却液温度信号 2 2、A/CA/C开关信号开关信号3 3、空挡位置、空挡位置开关信号开关信号 4 4、转速信号、转速信号5 5、节气门位置信号、节气门位置信号 6 6、车速信号车速信号7 7、执行元件、执行元件功用、组成原理、类型检测方法控制策略功用、组成原理、类型检测方法控制策略 怠速工况的识别怠速工况的识别功用、组成

4、原理、类型检测方法控制策略以旁通式怠速控制系统为例，该种怠速控制系统目前主要有两种基本类型：步进电机型（step motor type ） 旋转电磁阀型( rotary solenoid type )功用、组成原理、类型检测方法控制策略步进电机的转子是用永久磁铁制成的16个磁极。定子是由两个带有16个爪齿状的铁芯交替地装配在一起，每个铁芯上有两组线圈，S1和S2、S3和S4两组线圈的绕线方向相反。转子的旋转方向可以通过改变四个线圈的通电状态来实现，线圈每通电一次，转子约转过11（1/321/32圈）。圈）。功用、组成原理、类型检测方法控制策略结结 构：步进电动机型怠速控制阀的结构结构如图所示，

5、步进电构：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。安装改变阀心与阀座之间的间隙。安装在节气门上。在节气门上。步进电动机的结构如图所示，主要由用永久磁铁制成有步进电动机的结构如图所示，主要由用永久磁铁制成有1616个（个（8 8对）磁极的转子和两个定子铁心组成对）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

6、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转子转子功用、组成原理、类型检测方法控制策略工工 作作 原原 理理步进电动机的工作原理步进电动机的工作原理工作原理如图，当工作原理如图，当ECUECU控制使步进电机的线圈控制使步进电机的线圈按按1-2-3-41-2-3-4顺序依次搭铁顺序依次搭铁时，定子磁场瞬时针转时，定子磁场瞬时针转动，由于与转子磁场间动，由于与转子磁场间的相互作用，使转子随的相互作用，使转子随定子磁场同步转动。同定子磁场同步转动。同理，步进电动机的线圈理，步进电动机的线圈按相反的顺序通电时，按相反的顺序

7、通电时，转子则随定子磁场同步转子则随定子磁场同步反转。定子有反转。定子有3232个爪级，个爪级，步进电动机每转一步为步进电动机每转一步为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。a a）输入脉冲）输入脉冲 b b）工作过程）工作过程ECUECU通过控制定子相线绕组的电压脉通过控制定子相线绕组的电压脉冲，交替变换定子爪极极性，使步进冲，交替变换定子爪极极性，使步进电机转子产生步进式转动。电机转子产生步进式转动。功用、组成原理、类型检测方法控制策略功用、组成原理、类型检测方法控制策略步进电动机型怠速控制阀电路（日本丰田皇冠步进电动机型怠速控制阀电路（日本丰田

8、皇冠3.03.0轿车）如图轿车）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端子向步进电动端子向步进电动机的机的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个线个线圈的分别通过端子圈的分别通过端子S1S1、S2S2、S3S3和和S4S4与与ECUECU端子端子ISC1ISC1、ISC2ISC2、ISC3ISC3和和ISC4ISC4相连，相连，ECUECU

9、控制各线圈的搭铁回路，以控制怠速控制阀的工控制各线圈的搭铁回路，以控制怠速控制阀的工作。作。 当当点火点火开关断开时开关断开时，主，主继电继电器由器由ECUECU的的M-RELM-REL端端继续继续供供电电2s2s，保持接通，保持接通状态状态。功用、组成原理、类型检测方法控制策略功用、组成原理、类型检测方法控制策略功用、组成原理、类型检测方法控制策略 a a）接蓄电池正极）接蓄电池正极 b b）接蓄电池负极）接蓄电池负极 （1 1）拆下控制阀线束连接器，点火开关置）拆下控制阀线束连接器，点火开关置“ON”ON”，不起动发动机，分，不起动发动机，分别检测别检测B1B1和和B2B2与搭铁间的电压，

10、为蓄电池电压；与搭铁间的电压，为蓄电池电压； （2 2）发动发动机后在熄火。）发动发动机后在熄火。2 23s3s内在怠速控制阀附近应能听到内部发内在怠速控制阀附近应能听到内部发出的出的“嗡嗡嗡嗡”响声；响声； （3 3）拆下怠速电磁阀，将蓄电池正极接至）拆下怠速电磁阀，将蓄电池正极接至B1B1和和B2B2端子，负极按顺序依次端子，负极按顺序依次接通接通S1S2S3S4S1S2S3S4端子时，随步进电动机的旋转，控制阀应向外伸出，端子时，随步进电动机的旋转，控制阀应向外伸出，如图；若负极按反方向接通如图；若负极按反方向接通S4S3S2S1S4S3S2S1端子，则控制阀应向内缩回。端子，则控制阀应

11、向内缩回。功用、组成原理、类型检测方法控制策略起动初始位置的设定起动初始位置的设定 起动控制起动控制暖机控制暖机控制怠速稳定控制怠速稳定控制怠速预测控制怠速预测控制电器负荷增多时的怠速控制电器负荷增多时的怠速控制学习控制学习控制控制阀的控制内容功用、组成原理、类型检测方法控制策略功用、组成原理、类型检测方法控制策略功用、组成原理、类型检测方法控制策略功用、组成原理、类型检测方法控制策略功用、组成原理、类型检测方法控制策略功用、组成原理、类型检测方法控制策略功用、组成原理、类型检测方法控制策略p 旋转电磁阀型怠速控制阀（三线，有的需要快怠速辅助空气阀）旋转电磁阀型怠速控制阀有双驱动和单驱动两种。

12、u 1.双驱动型旋转电磁阀怠速控制阀的结构和工作原理：结构工作原理检测维修结构如下图，结构如下图，ECUECU控制两个线圈的通电或断开，控制两个线圈的通电或断开，改变两个线圈产生的磁场，两线圈产生的磁场与永改变两个线圈产生的磁场，两线圈产生的磁场与永久磁铁形成的磁场相互作用，可改变控制阀的位置，久磁铁形成的磁场相互作用，可改变控制阀的位置，从而调节怠速空气口的开度，以实现怠速控制。从而调节怠速空气口的开度，以实现怠速控制。结构图位置图原理图结构图位置图原理图1 1、控制阀、控制阀 2 2、双金属片、双金属片 3 3、冷却液腔、冷却液腔 4 4、阀体、阀体 5 5、7 7、线圈、线圈6 6、永久

13、磁铁、永久磁铁 8 8、阀轴、阀轴 9 9、怠速空气口、怠速空气口 1010、固定销、固定销 1111、挡块、挡块1212、阀轴限位杆、阀轴限位杆结构工作原理检测维修 ECU ECU控制旋转电磁阀型怠速控制阀工作时，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通电时间（占空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。比）来实现的。 结构工作原理检测维修线线圈圈T1T1发发生生断断路路时时，怠速，怠速会过会过低或不低或不稳稳；线线圈圈t2t2发发生生断断路，怠速路，怠速会过会过高。高。维维修提示修提示结构工作原理检测维修两个线圈通电后产生的磁场同极相

14、对，共同对两个线圈通电后产生的磁场同极相对，共同对转轴上磁铁产生作用力。转轴上磁铁产生作用力。A A的磁场使转阀开度的磁场使转阀开度增大，增大，B B的磁场使转阀开度减小。的磁场使转阀开度减小。结构工作原理检测维修（1 1）拆下控制阀线束连接器，点火开关置）拆下控制阀线束连接器，点火开关置“ON”ON”，不起动，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；发动机，分别检测电源端子与搭铁间的电压，为蓄电池电压； （2 2）发动机达到正常工作温度、变速器处于空挡位置时，）发动机达到正常工作温度、变速器处于空挡位置时，使发动机维持怠速运转，用专用短接线接故障诊断座上的使发动机维持怠速

15、运转，用专用短接线接故障诊断座上的TETE1 1与与E1E1端子，发动机转速应保持在端子，发动机转速应保持在100010001200r/min1200r/min，5s5s后转速后转速下降约为下降约为200 r/min200 r/min。 （3 3）拆下怠速控制阀上的三端子线束连接器，在控制阀侧）拆下怠速控制阀上的三端子线束连接器，在控制阀侧分别测量中间端子（分别测量中间端子（B B）与两侧端子（）与两侧端子（ISC1ISC1和和ISC2ISC2）的电阻）的电阻应为应为18.8 18.8 22.822.8。 u 2.单驱动型旋转电磁阀型怠速控制阀的结构和工作原理：结构工作原理检测维修结构工作原理

16、检测维修工作原理：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，型怠速控制阀相同，ECUECU是通过控制输入线圈脉冲信号的占空比来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。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。结构工作原理检测维修旋转电磁阀的控制模式 五种控制模式： 起动控制 暖机控制 反馈控制 负荷调整控制 学习控制结构工作原理检测维修由于旁通气量少，为此需要快怠速控制辅助控制发动机由于旁通气量少，为此需要快怠速控制辅助控制发动机暖机过程的

17、空气量。暖机过程的空气量。 快怠速控制阀快怠速控制阀 11冷却水腔冷却水腔22石蜡感温器石蜡感温器33控制控制阀阀4 4、55弹簧弹簧 结构工作原理检测维修拆下控制阀线束连接器，点火开关置拆下控制阀线束连接器，点火开关置“ON”ON”，不起动发动机，分别检测电源端子与搭铁间的电压，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；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电阻应为阀侧分别测量两端子之间电阻应为10101515。 小结u目前，电控发动机的怠速控制系统有哪些功能？u哪些情况下需要快怠速？u怠速控

18、制的原理1 1、启动后暖机、启动后暖机2 2、使用空调、使用空调3 3、使用动力转向、使用动力转向4 4、蓄电池电压低、蓄电池电压低一是实现发动机起动后的快速暖机过程；一是实现发动机起动后的快速暖机过程；二是自动维持发动机怠速在目标转速下稳定运转。二是自动维持发动机怠速在目标转速下稳定运转。根据冷却温度传感器、空调、动力转向等开关信号，从存储器中找到相根据冷却温度传感器、空调、动力转向等开关信号，从存储器中找到相应的目标转速，然后将目标转速与发动机实际转速进行比较，确定转应的目标转速，然后将目标转速与发动机实际转速进行比较，确定转速差值。再通过怠速控制执行元件（怠速控制阀）改变进入发动机的速差值。再通过怠速控制执行元件（怠速控制阀）改变进入发动机的进气量，使实际转速达到目标转速。进气量，使实际转速达到目标转速。