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