电控发动机怠速控制_(ISC)

电控发动机怠速控制(ISC)一、概述电控燃油喷射发动机怠速时，节气门处于全关闭状态，空气通过节气门缝隙及旁通节气门的怠速调节通路进入发动机，由空气流量计(或进气歧管压力传感器)检测该进气量，并根据转速及其他修正信号控制喷油量，自动维持发动机怠速稳定运转。发动机控制系统怠速控制装置的功能就是由ECU控制调节空气通路截面积以控制空气流量的方法来实现的。二、怠速控制装置分类怠速控制的内容包括启动后控制、暖机过程控制、负荷变化的控制和减速时的控制等。目前使用的，按控制原理可分为两类。怠速控制装置节气门直动控制式旁通空气控制式步进电动机调节机构旋转电磁阀调节机构占空比电磁阀控制机构真空电磁阀控制机构(a)节气门直动式(b)旁通空气方式怠速控制执行机构的空气控制方式1—节气门；2—节气门操纵臂；3—执行元件节气门直动控制式节气门直动控制式是直接通过对节气门最小开度的控制来控制怠速。由ECU控制直流电动机的正反转和转动量。直流电动机驱动减速齿轮并通过螺旋传动将转动量转变成直线移动，从而控制节气门开度的大小，达到控制怠速进气量和怠速转速的目的。这种控制形式的优点是结构简单、工作稳定性好，缺点是采用了齿轮减速机构后执行速度慢、动态响应性差。节气门直动控制装置1—节气门操纵臂；2—怠速执行器；3、6—节气门；4—喷油器；5—调压器；7—防转孔；8—弹簧；9—电动机；10、11、13—齿轮；12—传动轴；14—丝杠直通式节气门控制部件(桑塔纳时代超人)发动机怠速时，怠速稳定控制器根据发动机的负荷(进气量)和发动机温度对节气门进行控制。当发动机温度低时，节气门开度大。当发动机温度高时，节气门开度小。当突然放松加速踏板时，节气门由怠速稳定控制器逐渐关闭，直到所需的怠速。在紧急运行状态下，节气门控制部件电源被切断，节气门控制部件内的紧急运行弹簧将节气门定位在预先设定的紧急运行位置，此时驾驶员对节气门调节无效。旁通空气控制式旁通空气控制机构是通过改变旁通道的流通面积来控制怠速进气量，以达到怠速控制的目的。在多点燃油喷射系统中多采用控制旁通空气通路的执行机构，其类型主要有以下几种：1.步进电机式怠速控制机构；2.旋转电磁阀式怠速控制机构；3.占空比型电磁阀怠速控制机构；4.真空电磁阀怠速控制机构。三、怠速控制阀的结构与检修步进电机怠速控制1—阀座；2—阀轴；3—定子线圈；4—轴承；5—进给丝杠机构；6—旁通空气进口；7—阀（一）步进电机式：1、结构与原理步进电机与怠速控制阀做成一体，装在进气总管内。电机可顺时针或逆时针旋转，使阀（丝杠）沿轴向移动（伸、缩运动），改变阀与阀座之间的间隙，调节流过节气门旁通通道的空气量。这种怠速控制阀还可用来控制发动机的快怠速，而不需要辅助空气阀。2、步进电机式怠速控制系统示意图步进电机式怠速控制机构1—怠速控制阀；2—稳压箱；3—节气门体；4—空气流量计步进电机的控制电路3、步进电机的控制电路步进电机的转动方向可通过改变4个定子线圈的通电顺序来实现。转子一周分为32个步级进行，每个步级转动一个爪的角度，即11.25°(一般步进电动机为2到125个步级)。工作原理定子相线按1-2-3-4顺序搭铁，定子N极逆时针移动，转子逆时针步进·定子相线按4-3-2-1顺序搭铁，定子N极顺时针移动，转子顺时针步进·转子转动一圈分为4个步级进行，每级步进90°4、步进电机式怠速控制阀如图所示为丰田公司提供的步进电机型怠速控制阀工作原理图和电路图，步进电机安装在怠速控制阀(ISC)内，由四只线圈、磁性转子、阀轴和阀组成。发动机ECU根据节气门位置传感器、水温传感器、发动机转速等信号，控制怠速的步进数，阀前后移动控制怠速旁通道开启面积，控制怠速空气量，从而控制怠速的转速。电路分析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B1和B2端子、ECU的＋B和＋B1端子，B1端子向步进电动机的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，以控制怠速控制阀的工作。5、怠速控制系统的就车检测（1）发动机怠速运转状况检测在冷车状态下起动发动机后，暖机过程开始时，发动机的怠速转速应能达到规定的快怠速转速（通常为1500r/min）；在发动机达到正常工作温度后，怠速转速应能恢复正常（通常为750r/min）。如果冷车起动后怠速不能按上述规律变化，则怠速控制系统有故障。发动机达到正常工作温度后，在打开空调开关时，发动机怠速转速应能上升到900r/min左右。若打开空调开关后发动机转速下降，则怠速控制系统有故障。在发动机怠速运转中，若对怠速调节螺钉作微量转动，发动机怠速转速应不会发生变化（转动后应使怠速调节螺钉恢复原来的位置）。若在转动中怠速转速发生变化，说明怠速控制系统不工作。（2）怠速控制阀的工作状况检查对于脉冲线性电磁阀式怠速控制阀（桑塔纳2000GLi)，可在发动机怠速运转中拔下怠速控制阀线束连接器，观察发动机的转速是否有变化。如此时发动机转速有变化，则怠速控制阀工作正常。对于步进电动机式怠速控制阀，可在发动机熄火后的一瞬间倾听怠速控制阀是否有“嗡嗡”的工作声音（此时步进电动机应工作，直到怠速控制阀完全开启，以利发动机再起动）。如怠速控制阀发出“嗡嗡”声，则怠速控制阀良好。为了检查步进电动机式怠速控制阀的工作状况，也可以在发动机起动前拔下怠速控制阀线束连接器，待发动机起动后再插上，观察发动机转速是否有变化。如果此时发动机转速发生变化，则怠速控制阀工作正常；否则，怠速控制阀或控制电路有故障。（3）ECU控制电压的检测对于脉冲线性电磁阀式怠速控制阀，应拔下怠速控制阀线束连接器，用万用表电压档测量其端子电压。如果在发动机运转过程中，怠速控制阀线束连接器端子有脉冲电压输出，ECU和怠速控制系统线路无故障。若无脉冲电压输出，可打开空调开关后再测试。若仍无脉冲电压输出，则怠速控制系统不工作，应检查ECU与怠速控制阀之间的线路（是否有接触不良或断路故障）；如怠速系统的线路无故障，则ECU有故障，应更换ECU。对于步进电动机式怠速控制阀，将点火开关置于“ON”位置，然后测量ECU的端子ICS1、ICS2、ICS3、ICS4与端子E1间的电压值（应为9-14V），如无电压，则ECU有故障。6、怠速控制阀的检测（1）怠速控制阀电压及线圈电阻的检测拆下怠速控制阀，脉冲线性电磁阀式怠速控制阀只有一组线圈，其电阻值为10-15Ω步进电动机式怠速控制阀通常有2-4组线圈，各组线圈的电阻值为10-30Ω。如线圈电阻值不在上述范围内，应更换怠速控制阀。1）拆下控制阀线束连接器，点火开关置“ON”，不起动发动机，分别检测B1和B2与搭铁间的电压，为蓄电池电压；2）发动发动机后在熄火。2～3s内在怠速控制阀附近应能听到内部发出的“嗡嗡”响声；3）拆下控制阀线束连接器，用万用表Ω档测量怠速控制阀线圈的电阻值。测量B1与S1和S3、B2与S2和S4之间的电阻，应为10～30Ω。（2）步进电动机的动作检查将蓄电池电源以一定顺序输送给步进电动机各线圈，就可使步进电动机转动。各种步进电动机的线圈形式和接线端的布置形式都不同。以皇冠3.0轿车2JZ-GE发动机怠速控制阀步进电机为例。首先，将步进电动机连接器端子B1和B2与蓄电池正极相连，然后将端子S1、S2、S3、S4依次（S1-S2-S3-S4）与蓄电池负极相接，此时步进电动机应转动，阀芯向外伸去，阀应逐步关闭；若将端子S1、S2、S3、S4按相反的顺序（S4-S3-S2-S1）与蓄电池负极相接，步进电动机应朝相反方向转动，阀芯向内缩入，阀应逐步开启。2、旋转滑电阀式怠速控制机构旋转电磁阀(花冠1ZZ-FE等）装在节气门体上，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。旋转电磁阀怠速控制机构1—阀；2—双金属带；3—冷却水腔；4—阀体；5—线圈；6—永久磁铁；7—线圈L2；8—轴；9—旁通口；10—固销；11—挡块；12—杆旋转滑阀式怠速空气阀工作原理电路图当点火开关ON时，+B上有蓄电池电压，L1、L2是否通电，由ECU中控制L1、L2的V1和V2的通断状态决定。由于占空比控制信号和三极管V1的基极之间接有反向器，三极管V1、V2集电极输出电位相反。电枢上交替产生方向相反的电磁力矩。旋转滑阀固装在电枢轴上，与电枢轴一起转动，用以控制通过旁通道的空气量。工作过程当占空比为50%时，L1、L2线圈的平均通电时间相等，二者产生的电磁力矩抵消，电枢轴停转；当占空比小于50%时，线圈L1的平均通电时间长，其合成的电磁力矩使电枢轴带动滑阀顺时针偏转，空气旁通道截面关小，怠速降低；当占空比大于50%时，线圈L2的平均通电时间长，其合成的电磁力矩使电枢轴带动滑阀逆时针偏转，空气旁通道截面开大，怠速升高；占空比的范围一般约在18%-82%之间，滑阀的偏转角限定在90度内。丰田公司的旋转电磁阀型怠速控制阀电路，在整个怠速范围内，ECU通过占空比(0～100%)对怠速转速进行控制。旋转电磁阀型怠速控制执行机构控制电路图旋转电磁阀型怠速控制阀的检测检查旋转电磁阀型怠速控制执行机构的电阻①检查ISC阀的电阻值在左图所示中，+B与ISC1，+B与ISC2之间的电阻均为18.8～22.8Ω，如电阻值不符合要求，应更换ISC阀。②检查ISC阀的工作情况在正常水温、发动机正常运转及变速器位于空档位置时，将检查连接器中TE1和E1端子连接起来，发动机以转速1100r/min～1200r/min运转5s后，转速应降低200r/min，如不符合要求，应检查ISC阀、ISC阀至ECU的线路和ECU。拆下控制阀线束连接器，点火开关置“ON”，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。3、占空比型电磁阀怠速控制机构1）结构占空比控制型电磁阀工作时，由ECU确定控制脉冲信号的占空比，磁化线圈中平均电流的大小取决于占空比。占空比越大，磁化线圈中平均电流越大，磁场强度越大，阀门升程越大，旁通道开度越大。占空比控制型电磁阀结构1—弹簧；2—磁化线圈；3—轴；4—阀；5—壳体；6—波纹管；7—传感器；8—进气总管；9—节气门2）占空比控制电磁阀型怠速控制阀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。1、5弹簧2、线圈3、阀杆4、控制阀控制阀的检修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10～15Ω。拆下控制阀线束连接器，点火开关置“ON”，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；4、真空电磁阀怠速控制机构ECU根据各种传感器的输入信号控制VSV阀打开和关闭，控制旁通空气量，使发动机保持稳定怠速运转。真空电磁阀怠速控制机构谢谢大家！欢迎课后继续交流、探讨！