第4章目录 第4章目录 第4章辅助控制 41怠速控制系统 4.1.1意速控制系统的功能与组成 41.2节气门直动式总速控制器 22244 41.3步进电机型怠速控制阀 4.1.4旋转电磁阀型怠速控制阀 4..5占空比控制电磁阀型怠速控制阀 41.6开关型怠速控制阀 42发动机的排放控制系统 4.2.1汽油蒸汽排放(EWAP)控制系统.….. 4.2.2废气再循环(EB)控制系统 4.2.3三元催化转化器(T)与空燃比反馈控制系统 4.2.4二次空气供给系统 -23 43进气与增压控制系统 4.31动力阀控制系统 4.3.2谐波增压控制系统(AC/S) 4.3.3可变配气相位控制系统(WEC) 4电动燃油泵的控制 44.1燃油泵开关继电器的控制 44.2燃油泵转速的控制 44.3燃油泵的就车检查 -36 3.5安全保险功能与备用系统 4.51安全保脸功能 4.5.2备用系统功能 38- 小结 习题… 39-
- 1 - 第 4 章目录 第 4 章目录 ........................................................................................................................................................- 1 - 第 4 章 辅助控制 ..............................................................................................................................................- 2 - 4.1 怠速控制系统....................................................................................................................................... - 2 - 4.1.1 怠速控制系统的功能与组成 ......................................................................................................- 2 - 4.1.2 节气门直动式怠速控制器 ..........................................................................................................- 4 - 4.1.3 步进电机型怠速控制阀 ..............................................................................................................- 4 - 4.1.4 旋转电磁阀型怠速控制阀 ..........................................................................................................- 8 - 4.1.5 占空比控制电磁阀型怠速控制阀.............................................................................................- 10 - 4.1.6 开关型怠速控制阀 .................................................................................................................... - 11 - 4.2 发动机的排放控制系统 ..................................................................................................................... - 12 - 4.2.1 汽油蒸汽排放(EVAP)控制系统...............................................................................................- 13 - 4.2.2 废气再循环(EGR)控制系统.....................................................................................................- 15 - 4.2.3 三元催化转化器(TWC)与空燃比反馈控制系统.....................................................................- 18 - 4.2.4 二次空气供给系统 ......................................................................................................................- 23 - 4.3 进气与增压控制系统......................................................................................................................... - 24 - 4.3.1 动力阀控制系统 ..........................................................................................................................- 24 - 4.3.2 谐波增压控制系统(ACIS).......................................................................................................- 25 - 4.3.3 可变配气相位控制系统(VTEC)...............................................................................................- 27 - 3.4 电动燃油泵的控制............................................................................................................................... - 33 - 4.4.1 燃油泵开关继电器的控制 ...........................................................................................................- 33 - 4.4.2 燃油泵转速的控制 .......................................................................................................................- 35 - 4.4..3 燃油泵的就车检查 .....................................................................................................................- 36 - 3.5 安全保险功能与备用系统 ................................................................................................................... - 37 - 4.5.1 安全保险功能 ...............................................................................................................................- 37 - 4.5.2 备用系统功能 ...............................................................................................................................- 38 - 小结 ..................................................................................................................................................................- 39 - 习题 ..................................................................................................................................................................- 39 -
第4章辅助控制 ☆知识点 1.怠速控制系统:发动机的排放控制系统:进气与增压控制系统 2.电动燃油泵的控制;安全保险功能与备用系统 ★要求 掌握: 1.汽车发动机怠速控制系统、发动机的排放控制系统、进气与增压控制系统等的基本结构、工作原理, 2.电动燃油泵的控制类型、工作原理和就车检查方法。 了解 安全保险和备用系统的功能及工作原理 4.1怠速控制系统 4.1.1怠速控制系统的功能与组成 1.怠速控制系统的功能 怠速是指节气门关闭,油门踏板完全松开,且发动机对外无功率输出并保持最低转速稳定运转 的工况。 在汽车使用中,发动机怠速运转的时间约占30%,怠速转速的高低直接影响燃油消耗和排放污 染。怠速转速过高,燃油消耗増加,但怠速转速过低,又会増加排放污染。此外,怠速转速过低, 发动机冷车运转、空调打开、电器负荷增大、自动变速器挂入档位、动力转向时,由于运行条件较 差或负载增加,容易导致发动机运转不稳甚至熄火。 在传统的化油器式发动机上,一般由人工调整怠速转速,发动机工作中,不能根据运行工况和 负载的变化适时调整怠速转速。虽然有些设有机械装置控制发动机的怠速转速,但其结构比较复杂, 且工作稳定性也较差。随着电控技术在汽车上的广泛应用,怠速控制(ISC)已成为发动机集中控制 系统的基本控制内容之一。怠速控制目的是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。 在除怠速以外的其它工况下,驾驶员可通过油门踏板控制节气门的开度,从而改变发动机的进 气量,以调节发动机的转速和输出功率。而在油门踏板完全松开的怠速工况下,驾驶员则无法控制
- 2 - 第 4 章 辅助控制 ☆ 知识点 1.怠速控制系统;发动机的排放控制系统;进气与增压控制系统; 2.电动燃油泵的控制;安全保险功能与备用系统。 ★ 要求 掌握: 1.汽车发动机怠速控制系统、发动机的排放控制系统、进气与增压控制系统等的基本结构、工作原理。 2.电动燃油泵的控制类型、工作原理和就车检查方法。 了解: 1.安全保险和备用系统的功能及工作原理。 4.1 怠速控制系统 4.1.1 怠速控制系统的功能与组成 1.怠速控制系统的功能 怠速是指节气门关闭,油门踏板完全松开,且发动机对外无功率输出并保持最低转速稳定运转 的工况。 在汽车使用中,发动机怠速运转的时间约占 30%,怠速转速的高低直接影响燃油消耗和排放污 染。怠速转速过高,燃油消耗增加,但怠速转速过低,又会增加排放污染。此外,怠速转速过低, 发动机冷车运转、空调打开、电器负荷增大、自动变速器挂入档位、动力转向时,由于运行条件较 差或负载增加,容易导致发动机运转不稳甚至熄火。 在传统的化油器式发动机上,一般由人工调整怠速转速,发动机工作中,不能根据运行工况和 负载的变化适时调整怠速转速。虽然有些设有机械装置控制发动机的怠速转速,但其结构比较复杂, 且工作稳定性也较差。随着电控技术在汽车上的广泛应用,怠速控制(ISC)已成为发动机集中控制 系统的基本控制内容之一。怠速控制目的是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。 在除怠速以外的其它工况下,驾驶员可通过油门踏板控制节气门的开度,从而改变发动机的进 气量,以调节发动机的转速和输出功率。而在油门踏板完全松开的怠速工况下,驾驶员则无法控制
发动机进气量。电控汽油喷射式发动机在怠速工况时,空气通过节气门缝隙或旁通空气道进入发动 机,并由空气流量计(或进气管绝对压力传感器)对进气量进行检测,电控燃油喷射系统(EFI)则 根据各传感器信号控制喷油量,保证发动机的怠速运转。怠速控制系统的功能是根据发动机工作温 度和负荷,由ECU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。 2.怠速控制系统的组成 怠速控制系统主要由传感器、ECU和执行元件三部分组成,如图41所示。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,ECU则根据各种传感器的输入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,以调节进气量,使发动机 的怠速转速达到所确定的目标转速。 在怠速以外的其它工况下,若系统对发动机实施怠速控制,会与驾驶员通过油门踏板对进气量 的调节发生干涉。因此,在怠速控制系统中,ECU需要根据节气门位置信号和车速信号确认怠速工 况,只有在节气门全关、车速为零时,才进行怠速控制。 EC 运算驱动 电路 乜路 况判别 图41怠速控制系统的组成 1冷却液温度信号2AC开关信号3.空档位置开关信号4转速信号5节气门位置信号6车速信号7执行元件 3.怠速控制的方法 怠速控制的实质就是对怠速工况下的进气量进行控制。在发动机集中控制系统中,控制怠速进 气量的方法可分为两种基本类型:节气门直动式和旁通空气式。如图42所示,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,而在旁通空气式怠速控制系统中,设有旁通怠 速空气道,由执行元件控制流经怠速空气道的空气量。 目前应用比较广泛的是旁通空气式怠速控制系统。按执行元件的类型不同,旁通空气式怠速控 制系统又分为步进电机型、旋转电磁阀型、占空比控制电磁阀型、开关型等。 怠速控制的方法及执行元件的类型因车型而异,目前应用较多的是步进电动机控制的旁通空气 式怠速控制系统。不同车型的怠速控制系统,其控制内容也不完全相同,控制内容通常包括:起动 控制、暖机控制(快怠速控制)、负荷变化控制、反馈控制和学习控制等
- 3 - 发动机进气量。电控汽油喷射式发动机在怠速工况时,空气通过节气门缝隙或旁通空气道进入发动 机,并由空气流量计(或进气管绝对压力传感器)对进气量进行检测,电控燃油喷射系统(EFI)则 根据各传感器信号控制喷油量,保证发动机的怠速运转。怠速控制系统的功能是根据发动机工作温 度和负荷,由 ECU 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。 2.怠速控制系统的组成 怠速控制系统主要由传感器、ECU 和执行元件三部分组成,如图 4.1 所示。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,ECU 则根据各种传感器的输入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,以调节进气量,使发动机 的怠速转速达到所确定的目标转速。 在怠速以外的其它工况下,若系统对发动机实施怠速控制,会与驾驶员通过油门踏板对进气量 的调节发生干涉。因此,在怠速控制系统中,ECU 需要根据节气门位置信号和车速信号确认怠速工 况,只有在节气门全关、车速为零时,才进行怠速控制。 图 4.1 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.空档位置开关信号 4.转速信号 5.节气门位置信号 6.车速信号 7.执行元件 3.怠速控制的方法 怠速控制的实质就是对怠速工况下的进气量进行控制。在发动机集中控制系统中,控制怠速进 气量的方法可分为两种基本类型:节气门直动式和旁通空气式。如图 4.2 所示,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,而在旁通空气式怠速控制系统中,设有旁通怠 速空气道,由执行元件控制流经怠速空气道的空气量。 目前应用比较广泛的是旁通空气式怠速控制系统。按执行元件的类型不同,旁通空气式怠速控 制系统又分为步进电机型、旋转电磁阀型、占空比控制电磁阀型、开关型等。 怠速控制的方法及执行元件的类型因车型而异,目前应用较多的是步进电动机控制的旁通空气 式怠速控制系统。不同车型的怠速控制系统,其控制内容也不完全相同,控制内容通常包括:起动 控制、暖机控制(快怠速控制)、负荷变化控制、反馈控制和学习控制等
空气→ 2 空气→ 图42怠速进气量控制方法 a)节气门直动式b)旁通空气式 1.节气门2进气管3.节气门操纵臂4执行元件5怠速空气道 4.1.2节气门直动式怠速控制器 节气门直动式怠速控制器的结构如图43所示,主要由直流电机、减速齿轮机构、丝杠 制器 4.3节气门直动式怠速控制 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η.防转六角孔8.弹簧9.直流电机10、I1、13 齿轮12传动轴14丝杠 机构和传动轴等组成。直流电机可正转也可反转,当直流电机通电转动时,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。 节气门直动式怠速控制器的结构比较简单,但采用齿轮减速机构后,会导致执行速度变慢,动 态响应性差,控制器的外形尺寸也比较大,所以目前除部分单点喷射系统外,一般不采用此种怠速 控制系 4.1.3步进电机型怠速控制阀
- 4 - 图 4.2 怠速进气量控制方法 a)节气门直动式 b)旁通空气式 1.节气门 2.进气管 3.节气门操纵臂 4.执行元件 5.怠速空气道 4.1.2 节气门直动式怠速控制器 节气门直动式怠速控制器的结构如图 4.3 所示,主要由直流电机、减速齿轮机构、丝杠 图 4.3 节气门直动式怠速控制器 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.直流电机 10、11、13. 齿轮 12.传动轴 14.丝杠 机构和传动轴等组成。直流电机可正转也可反转,当直流电机通电转动时,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。 节气门直动式怠速控制器的结构比较简单,但采用齿轮减速机构后,会导致执行速度变慢,动 态响应性差,控制器的外形尺寸也比较大,所以目前除部分单点喷射系统外,一般不采用此种怠速 控制系统。 4.1.3 步进电机型怠速控制阀
控制阀的结构与工作原理 步进电机型怠速控制阀的结构如图44所示。步进电机由转子和定子构成,丝杠机构将步进电 机的旋转运动转变为阀杆的直线运动,控制阀与阀杆制成一体。步进电机型怠速控制阀安装在节气 门体上,控制阀伸入到设在怠速空气道内的阀座处,发动机怠速运转时,ECU根据各传感器的信号 控制步进电机的正反转和转动量,以调节控制阀与阀座之间的间隙,从而改变怠速空气道的流通截 面,控制发动机怠速工况下的空气供给量。 步进电机的结构如图45所示,主要由用永久磁铁制成有16个(8对)磁极的转子和两 OIBD 图44步进电机型怠速控制阀 图45步进电机的结构 1控制阀2前轴承3后轴承4密封圈 1、2线圈3爪极4、6定子5转子 5丝杠机构6线束连接器7定子8转子 个定子铁芯组成。每个定子都由两个带16个爪极的铁芯交错装配在一起,两个定子上分别绕有1 3相和2、4相两组线圈,每个定子上两线圈的绕制方向相反。ECU控制步进电机工作时,给线圈输 送的是脉冲电压,4个线圈的通电顺序(相位)不同,步进电机的转动方向就不同,当按一定顺序 输入一定数量的脉冲时,步进电机就向某一方向转过一定的角度,步进电机的转动量取决于输入脉 冲的数量。因此,ECU通过对定子线圈通电顺序和输入脉冲数量的控制,即可改变步进电机型怠速 控制阀的位置(即开度),从而控制怠速空气量。由于给步进电机每输入一定量的脉冲只转过一定的 角度,其转动是不连续的,所以称为步进电机。 步进电机型怠速控制阀电路(日本丰田皇冠30轿车)如图46所示。主继电器触点闭合后,蓄 电池电压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IsCl、IsC2、ISC3和IsC4相连,ECU控制各线圈的搭铁回路,以控制怠速控制
- 5 - 1.控制阀的结构与工作原理 步进电机型怠速控制阀的结构如图 4.4 所示。步进电机由转子和定子构成,丝杠机构将步进电 机的旋转运动转变为阀杆的直线运动,控制阀与阀杆制成一体。步进电机型怠速控制阀安装在节气 门体上,控制阀伸入到设在怠速空气道内的阀座处,发动机怠速运转时,ECU 根据各传感器的信号, 控制步进电机的正反转和转动量,以调节控制阀与阀座之间的间隙,从而改变怠速空气道的流通截 面,控制发动机怠速工况下的空气供给量。 步进电机的结构如图 4.5 所示,主要由用永久磁铁制成有 16 个(8 对)磁极的转子和两 个定子铁芯组成。每个定子都由两个带 16 个爪极的铁芯交错装配在一起,两个定子上分别绕有 1、 3 相和 2、4 相两组线圈,每个定子上两线圈的绕制方向相反。ECU 控制步进电机工作时,给线圈输 送的是脉冲电压,4 个线圈的通电顺序(相位)不同,步进电机的转动方向就不同,当按一定顺序 输入一定数量的脉冲时,步进电机就向某一方向转过一定的角度,步进电机的转动量取决于输入脉 冲的数量。因此,ECU 通过对定子线圈通电顺序和输入脉冲数量的控制,即可改变步进电机型怠速 控制阀的位置(即开度),从而控制怠速空气量。由于给步进电机每输入一定量的脉冲只转过一定的 角度,其转动是不连续的,所以称为步进电机。 步进电机型怠速控制阀电路(日本丰田皇冠 3.0 轿车)如图 4.6 所示。主继电器触点闭合后,蓄 电池电压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 图 4.4 步进电机型怠速控制阀 1.控制阀 2.前轴承 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 4.5 步进电机的结构 1、2.线圈 3.爪极 4、6.定子 5.转子
阀的工作。 EF主继电器 发动机ECU M-REL 电池 图46步进电机型怠速控制阀电路 SSSININSTSINN CNSL b) 图47步进电机工作原理 a)输入脉冲b)工作过程 步进电机的工作原理如图47所示。当ECU控制使步进电机的线圈按1-2-3-4顺序依次搭铁时, 定子磁场顺时针转动(图b向右),由于与转子磁场间的相互作用(同性相斥,异性相吸),使转子 随定子磁场同步转动。同理,步进电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。 转子每转一步与定子错开一个爪极的位置,由于定子有32个爪极(上、下两个铁芯各16个),所以 步进电机每转一步为1/32圈(约11°转角),步进电机的工作范围为0~125个步进级。 2.控制阀的检修 在检修步进电机型怠速控制阀时,一般需进行以下检査: (1)拆开怠速控制阀线束连接器,将点火开关转至“ON”但不起动发动机,在线束侧分别测 量B1和B2端子(参照图46)与搭铁之间的电压,均应为蓄电池电压(9~14V),否则说明怠速控 制阀电源电路有故障 (2)发动机起动后再熄火时,2~3s内在怠速控制阀附近应能听到内部发出的“嗡嗡”响声, 则应进一步检查怠速控制阀、控制电路及ECU (3)拆开怠速控制阀线束连接器,在控制阀侧分别测量端子(参照图46)B1与S1、S3、B2
- 6 - 阀的工作。 图 4.6 步进电机型怠速控制阀电路 图 4.7 步进电机工作原理 a)输入脉冲 b)工作过程 步进电机的工作原理如图 4.7 所示。当 ECU 控制使步进电机的线圈按 1-2-3-4 顺序依次搭铁时, 定子磁场顺时针转动(图 b 向右),由于与转子磁场间的相互作用(同性相斥,异性相吸),使转子 随定子磁场同步转动。同理,步进电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。 转子每转一步与定子错开一个爪极的位置,由于定子有 32 个爪极(上、下两个铁芯各 16 个),所以 步进电机每转一步为 1/32 圈(约 11°转角),步进电机的工作范围为 0~125 个步进级。 2.控制阀的检修 在检修步进电机型怠速控制阀时,一般需进行以下检查: (1)拆开怠速控制阀线束连接器,将点火开关转至“ON”但不起动发动机,在线束侧分别测 量 B1 和 B2 端子(参照图 4.6)与搭铁之间的电压,均应为蓄电池电压(9~14V),否则说明怠速控 制阀电源电路有故障。 (2)发动机起动后再熄火时,2~3s 内在怠速控制阀附近应能听到内部发出的“嗡嗡”响声,否 则应进一步检查怠速控制阀、控制电路及 ECU。 (3)拆开怠速控制阀线束连接器,在控制阀侧分别测量端子(参照图 4.6)B1 与 S1、S3、B2
与S2、S4之间的电阻,阻值均应为10~309,否则应更换怠速控制阀 (4)如图48所示,拆下怠速控制阀后,将蓄电池正极接至B1和B2端子,负极按顺序依次接 通Sl-S2-S3-S4端子时,随步进电机的旋转,控制阀应向外伸出;蓄电池负极按相反顺序依次 接通S4一S3-S2一S1时,则控制阀应向内缩回。若工作情况不符合上述要求,应更换怠速控制阀。 图48步进电机型怠速控制阀工作情况检查 在检修步进电机型怠速控制阀时应注意: (1)不要用手推或拉控制阀,以免损坏丝杠机构的螺纹。 (2)不要将控制阀浸泡在任何清洗液中,以免损坏步进电机。 (3)安装时,检查密封圈不应有任何损伤,并在密封圈上涂少量润滑油 3.控制阀的控制内容 步进电机控制旁通空气式怠速控制系统的控制内容如下: 1)起动初始位置的设定。为了改善发动机的起动性能,关闭点火开关使发动机熄火后,ECU 的M一REL端子(见图46)向主继电器线圈供电延续约2~3s,在这段时间内,蓄电池继续给ECU 和步进电机供电,ECU使怠速控制阀回到起动初始(全开)位置。待步进电动机回到起动初始位置 后,主继电器线圈断电,蓄电池停止给ECU和步进电机供电,怠速控制阀保持全开不变,为下次起 动作好准备。 (2)起动控制。发动机起动时,由于怠速控制阀预先设定在全开位置,在起动期间经怠速空气 道可供给最大的空气量,有利于发动机起动。但怠速控制阀如果始终保持在全开位置,发动机起动 后的怠速转速就会过高,所以在起动期间,ECU根据冷却液温度的高低控制步进电机,调节控制阀 的开度,使之达到起动后暖机控制的最佳位置,此位置随冷却液温度的升高而减小,控制特性(步 进电机的步数与冷却液温度的关系曲线)存储在ECU内 3)暖杋控制。暖机控制又称快怠速控制,在暖机过程中,ECU根据冷却液温度信号控制怠 速控制阀开度,随着温度上升,怠速控制阀开度逐渐减小。当冷却液温度达到η0℃时,暖机控制过 程结束
- 7 - 与 S2、S4 之间的电阻,阻值均应为 10~30Ω,否则应更换怠速控制阀。 (4)如图 4.8 所示,拆下怠速控制阀后,将蓄电池正极接至 B1 和 B2 端子,负极按顺序依次接 通 S1—S2—S3—S4 端子时,随步进电机的旋转,控制阀应向外伸出;蓄电池负极按相反顺序依次 接通 S4—S3—S2—S1 时,则控制阀应向内缩回。若工作情况不符合上述要求,应更换怠速控制阀。 图 4.8 步进电机型怠速控制阀工作情况检查 在检修步进电机型怠速控制阀时应注意: (1)不要用手推或拉控制阀,以免损坏丝杠机构的螺纹。 (2)不要将控制阀浸泡在任何清洗液中,以免损坏步进电机。 (3)安装时,检查密封圈不应有任何损伤,并在密封圈上涂少量润滑油。 3.控制阀的控制内容 步进电机控制旁通空气式怠速控制系统的控制内容如下: (1)起动初始位置的设定。为了改善发动机的起动性能,关闭点火开关使发动机熄火后,ECU 的 M-REL 端子(见图 4.6)向主继电器线圈供电延续约 2~3s,在这段时间内,蓄电池继续给 ECU 和步进电机供电,ECU 使怠速控制阀回到起动初始(全开)位置。待步进电动机回到起动初始位置 后,主继电器线圈断电,蓄电池停止给 ECU 和步进电机供电,怠速控制阀保持全开不变,为下次起 动作好准备。 (2)起动控制。发动机起动时,由于怠速控制阀预先设定在全开位置,在起动期间经怠速空气 道可供给最大的空气量,有利于发动机起动。但怠速控制阀如果始终保持在全开位置,发动机起动 后的怠速转速就会过高,所以在起动期间,ECU 根据冷却液温度的高低控制步进电机,调节控制阀 的开度,使之达到起动后暖机控制的最佳位置,此位置随冷却液温度的升高而减小,控制特性(步 进电机的步数与冷却液温度的关系曲线)存储在 ECU 内。 (3)暖机控制。暖机控制又称快怠速控制,在暖机过程中,ECU 根据冷却液温度信号控制怠 速控制阀开度,随着温度上升,怠速控制阀开度逐渐减小。当冷却液温度达到 70℃时,暖机控制过 程结束
4)怠速稳定控制。在怠速运转时,ECU将接收到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(一般为20r/min)时,ECU将通过步进电动机控制怠速控制阀,调节怠速空气 供给量,使发动机的实际转速与目标转速相同。怠速稳定控制又称反馈控制。 (5)怠速预测控制。发动机在怠速运转时,如变速器档位、动力转向、空调工作状态的变化都 将使发动机的转速发生可以预见的变化。为了避免发动机怠速转速波动或熄火,在发动机负荷出现 变化时,不待发动机转速变化,ECU就会根据各负载设备开关信号(如AC开关等),通过步进电 机提前调节怠速控制阀的开度。 (6)电器负载増多时的怠速控制。在怠速运转时,如使用的电器负载增大到一定程度,蓄电池 电压就会降低。为了保证电控系统正常的供电电压,ECU根据蓄电池电压调节怠速控制阀的开度 提高发动机的怠速转速,以提高发电机的输出功率 7)学习控制。在发动机使用过程中,由于磨损等原因会导致怠速控制阀的性能发生改变,怠 速控制阀的位置相同时,但实际的怠速转速会与设定的目标转速略有不同。在这种情况下,ECU在 利用反馈控制使怠速转速回归到目标值的同时,还可将步进电动机转过的步数存储在ROM存储器 中,以便在此后的怠速控制过程中使用。 4.1.4旋转电磁阀型怠速控制阀 1.控制阀的结构与工作原理 旋转电磁阀型怠速控制阀的结构如图49所示。控制阀安装在阀轴的中部,阀轴的一端装有圆 柱形永久磁铁,永久磁铁对应的圆周位置上装有位置相对的两个线圈。由ECU控制两个线圈的通电 或断电,改变两个线圈产生的磁场强度,两线圈产生的磁场与永久磁铁形成的磁场相互作用,即可 改变控制阀的位置,从而调节怠速空气口的开度,以实现怠速空气量的控制。 至进气总管 至P/S高怠 速控制阀 图49旋转电磁阀型怠速控制阀 a)结构图b)位置图c)原理图 1控制阀2.双金属片3冷却水腔4阀体5、7线圈6永久磁铁8阀轴9.怠速空气口10.固定销11块12.阀轴限位杆 双金属片制成卷簧形,外端用固定销固定在阀体上,内端与阀轴端部的挡块相连接。阀轴上的
- 8 - (4)怠速稳定控制。在怠速运转时,ECU 将接收到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(一般为 20r/min)时,ECU 将通过步进电动机控制怠速控制阀,调节怠速空气 供给量,使发动机的实际转速与目标转速相同。怠速稳定控制又称反馈控制。 (5)怠速预测控制。发动机在怠速运转时,如变速器档位、动力转向、空调工作状态的变化都 将使发动机的转速发生可以预见的变化。为了避免发动机怠速转速波动或熄火,在发动机负荷出现 变化时,不待发动机转速变化,ECU 就会根据各负载设备开关信号(如 A/C 开关等),通过步进电 机提前调节怠速控制阀的开度。 (6)电器负载增多时的怠速控制。在怠速运转时,如使用的电器负载增大到一定程度,蓄电池 电压就会降低。为了保证电控系统正常的供电电压,ECU 根据蓄电池电压调节怠速控制阀的开度, 提高发动机的怠速转速,以提高发电机的输出功率。 (7)学习控制。在发动机使用过程中,由于磨损等原因会导致怠速控制阀的性能发生改变,怠 速控制阀的位置相同时,但实际的怠速转速会与设定的目标转速略有不同。在这种情况下,ECU 在 利用反馈控制使怠速转速回归到目标值的同时,还可将步进电动机转过的步数存储在 ROM 存储器 中,以便在此后的怠速控制过程中使用。 4.1.4 旋转电磁阀型怠速控制阀 1.控制阀的结构与工作原理 旋转电磁阀型怠速控制阀的结构如图 4.9 所示。控制阀安装在阀轴的中部,阀轴的一端装有圆 柱形永久磁铁,永久磁铁对应的圆周位置上装有位置相对的两个线圈。由 ECU 控制两个线圈的通电 或断电,改变两个线圈产生的磁场强度,两线圈产生的磁场与永久磁铁形成的磁场相互作用,即可 改变控制阀的位置,从而调节怠速空气口的开度,以实现怠速空气量的控制。 图 4.9 旋转电磁阀型怠速控制阀 a)结构图 b)位置图 c)原理图 1.控制阀 2.双金属片 3.冷却水腔 4.阀体 5、7.线圈 6.永久磁铁 8.阀轴 9.怠速空气口 10.固定销 11.挡块 12.阀轴限位杆 双金属片制成卷簧形,外端用固定销固定在阀体上,内端与阀轴端部的挡块相连接。阀轴上的
限位杆穿过挡块的凹槽,使阀轴只能在挡块凹槽限定的范围内摆动。流过阀体水腔的冷却液温度变 化时,双金属片变形,带动挡块转动,从而改变阀轴转动的两个极限位置,以控制怠速控制阀的最 大开度和最小开度。此装置主要起保护作用,可防止怠速控制系统电路出现故障时,发动机转速过 高或过低,只要怠速控制系统工作正常,阀轴上的限位杆不与挡块的凹槽两侧接触。 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。占空比是指脉冲信号的通电时间与通电周期之比,如图410所示。通电周期 一般是固定的,所以占空比增大,即是延长通电时间。当占空比为50%时,两线圈的平均通电时间 相等,两者产生的磁场强度相同,电磁力相互抵消,阀轴不发生偏转。当占空比大于50%,两个线 圈的平均通电时间一个增加,而另一个减小,两者产生的磁场强度也不同,所以使阀轴偏转一定角 度,控制阀开启怠速空气口。占空比越大,两个线圈产生的磁场强度相差越多,控制阀开度越大 因此,ECU通过控制脉冲信号的占空比即可改变控制阀开度,从而控制怠速时的空气量。控制阀从 全闭位置到全开位置之间,旋转角度限定在90°以内,ECU控制的占空比调整范围约为18%~82%。 图4.10占空比 2.控制阀的检修 旋转电磁阀型怠速控制阀电路(日本丰田 PREVIA轿车)如图4.11所示,在维修时,一般进行 如下检查 (RSC) SCV EF1主继电器 微处理器 BATT 图411旋转电磁阀型怠速控制阀电路 (1)拆开怠速控制阀线束连接器,将点火开关转至“ON”但不起动发动机,在线束侧测量电 源端子(+B)与搭铁之间的电压,应为蓄电池电压(Ω~14V),否则说明怠速控制阀电源电路有故障 (2)发动机达到正常工作温度、变速器处于空档位置时,使发动机维持怠速运转,用专用短接
- 9 - 限位杆穿过挡块的凹槽,使阀轴只能在挡块凹槽限定的范围内摆动。流过阀体水腔的冷却液温度变 化时,双金属片变形,带动挡块转动,从而改变阀轴转动的两个极限位置,以控制怠速控制阀的最 大开度和最小开度。此装置主要起保护作用,可防止怠速控制系统电路出现故障时,发动机转速过 高或过低,只要怠速控制系统工作正常,阀轴上的限位杆不与挡块的凹槽两侧接触。 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。占空比是指脉冲信号的通电时间与通电周期之比,如图 4.10 所示。通电周期 一般是固定的,所以占空比增大,即是延长通电时间。当占空比为 50%时,两线圈的平均通电时间 相等,两者产生的磁场强度相同,电磁力相互抵消,阀轴不发生偏转。当占空比大于 50%,两个线 圈的平均通电时间一个增加,而另一个减小,两者产生的磁场强度也不同,所以使阀轴偏转一定角 度,控制阀开启怠速空气口。占空比越大,两个线圈产生的磁场强度相差越多,控制阀开度越大。 因此,ECU 通过控制脉冲信号的占空比即可改变控制阀开度,从而控制怠速时的空气量。控制阀从 全闭位置到全开位置之间,旋转角度限定在 90°以内,ECU 控制的占空比调整范围约为 18%~82%。 图 4.10 占空比 2.控制阀的检修 旋转电磁阀型怠速控制阀电路(日本丰田 PREVIA 轿车)如图 4.11 所示,在维修时,一般进行 如下检查: 图 4.11 旋转电磁阀型怠速控制阀电路 (1)拆开怠速控制阀线束连接器,将点火开关转至“ON”但不起动发动机,在线束侧测量电 源端子(+B)与搭铁之间的电压,应为蓄电池电压(9~14V),否则说明怠速控制阀电源电路有故障。 (2)发动机达到正常工作温度、变速器处于空档位置时,使发动机维持怠速运转,用专用短接
线短接故障诊断座上的TE1与E1端子,发动机转速应保持在1000~1200r/min,5s后转速下降约 20or/min。若不符合上述要求,应进一步检査检査怠速控制阀电路、ECU和怠速控制阀。 (3)拆开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(+B)与两侧端子 ISCl和ISC2)之间的电阻,正常应为188-2289,否则应更换怠速控制阀 3.控制阀的控制内容 旋转电磁阀控制旁通空气式怠速控制系统的控制内容主要包括起动控制、暖杋控制、怠速稳定 控制、怠速预测控制和学习控制,具体内容与步进电机控制旁通空气式怠速控制系统基本相同,在 此不再重述。 4.1.5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 占空比控制电磁阀型怠速控制阀的结构如图412所示,主要由控制阀、阀杆、线圈和弹簧等组 成。控制阀与阀杆制成一体,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,与旋转阀型怠速控制阀相同,ECU也是通过控制输入线圈 脉冲信号的占空比来控制磁场强度,以调节控制阀的开度,从而实现对怠速空气量的控制。 图412占空比控制电磁阀型怠速控制阀 1、5弹簧2线圈3阀杆4控制阀6阀体 2.控制阀的检修 占空比控制电磁阀型怠速控制阀电路(日本本田轿车)如图4.13所示。在使用中,主要应进行 以下检查 (1)拆开怠速控制阀线束连接器,将点火开关转至“ON”但不起动发动机,在线束侧测量电
- 10 - 线短接故障诊断座上的 TE1 与 E1 端子,发动机转速应保持在 1000~1200r/min,5s 后转速下降约 200r/min。若不符合上述要求,应进一步检查检查怠速控制阀电路、ECU 和怠速控制阀。 (3)拆开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(+B)与两侧端子 (ISC1 和 ISC2)之间的电阻,正常应为 18.8~22.8Ω,否则应更换怠速控制阀。 3.控制阀的控制内容 旋转电磁阀控制旁通空气式怠速控制系统的控制内容主要包括起动控制、暖机控制、怠速稳定 控制、怠速预测控制和学习控制,具体内容与步进电机控制旁通空气式怠速控制系统基本相同,在 此不再重述。 4.1.5 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 占空比控制电磁阀型怠速控制阀的结构如图 4.12 所示,主要由控制阀、阀杆、线圈和弹簧等组 成。控制阀与阀杆制成一体,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,与旋转阀型怠速控制阀相同,ECU 也是通过控制输入线圈 脉冲信号的占空比来控制磁场强度,以调节控制阀的开度,从而实现对怠速空气量的控制。 图 4.12 占空比控制电磁阀型怠速控制阀 1、5.弹簧 2.线圈 3.阀杆 4.控制阀 6.阀体 2.控制阀的检修 占空比控制电磁阀型怠速控制阀电路(日本本田轿车)如图 4.13 所示。在使用中,主要应进行 以下检查: (1)拆开怠速控制阀线束连接器,将点火开关转至“ON”但不起动发动机,在线束侧测量电