任务二 怠速控制的工作原理
【任务目标】
1.掌握怠速控制的原理。
2.掌握怠速控制系统各主要构件的工作原理。
【任务分析】
通过本任务的学习，让学生掌握怠速控制的原理，掌握怠速控制系统各主要构件的工作原理，使学生对怠速控制的工作原理有全新的理解。
【相关理论】
ECU根据从各传感器的输入信号所决定的目标转速与发动机的实际转速进行比较，根据比较得出的差值，确定相当于目标转速的控制量，去驱动控制空气量的执行机构。一般采用发动机转速的反馈控制形式。使驾驶员控制加速踏板引起的空气量调节发生干涉，因此需要用节气门全关闭信号、车速信号等来检测怠速状态，并且只能在这种状态下才能实施反馈控制。
除上述稳定基本怠速之外，怠速控制还可以把过去用各种装置所实现的功能集中，这样能使进气系统更加简化。如发动机水温过低时，可利用提高目标转速的方法实现高怠速运转，因而可以废除空气阀的设置。当空调压缩机工作时，可利用提高目标转速的方法实现高怠速运转，从而可以省去相应的节气门控制装置。
一、各种传感器的工作原理
各种传感器的工作原理在任务三电子控制系统部分已详细介绍，这里不再重复。
二、ECU的工作原理
ECU的工作原理在任务三电子控制系统部分已详细介绍，这里不再重复。
三、怠速控制阀的工作原理
（一）旋转电磁阀型怠速控制阀的工作原理
图5-6 旋转电磁阀型怠速控制阀的工作原理示意图
（1）线圈L1与ECU内部的三极管VT1连接，脉冲控制信号经过反向器加到VT1的基极。
（2）线圈L2与ECU内部的三极管VT2连接，脉冲控制信号直接加到VT2的基极。
（3）当脉冲信号的高电平到来时，VT1截止，VT2导通，L1断电，L2通电，电枢顺时针转动；反之，当脉冲信号的低电平到来时，VT1导通，VT2截止，L1通电，L2断电，电枢逆时针转动，从而实现旁通空气量大小的控制。
（4）由于旋转滑阀式怠速控制阀的转角范围限定在90o以内，所以电枢的旋转角度必须很小才能满足旁通进气量控制精度的要求，因此采用了控制占空比的方法来控制电枢的顺转或逆转。
占空比——指脉冲信号的通电时间与通电周期之比。
图5-7 占空比示意图
1）当占空比为50%时，两个三极管的导通时间相等，正、反向旋转力矩抵消，滑阀不转动。
2）当占空比小于50%时，线圈L1的通电时间大于线圈L2的通电时间，滑阀逆时针旋转，旁通气道被关小。
3）当占空比大于50%时，线圈L2的通电时间大于线圈L1的通电时间，滑阀顺时针旋转，旁通气道被打开。
奥迪100型轿车在控制信号的占空比减小到18%左右时，旋转滑阀完全关闭；占空比增大到82%左右时，旋转滑阀完全开启。
（二）步进电机式怠速控制阀的工作原理
图5-8 步进电机式怠速控制阀的工作原理示意图
（1）当步进电机的转子转动时，螺母将带动丝杆作轴向运动，使阀芯开大或关小阀门的开度。
（2）ECU通过控制步进电机的转动方向和转动角度来控制丝杆的移动方向和移动距离，从而达到控制阀门开度，调整怠速转速之目的。
（3）ECU控制S1通电，转子顺时针转动90o；ECU继续给S2通电，转子再顺时针转动90o；依此类推。当ECU按照S4、S3、S2、S1的顺序通电时，转子逆时针转动。
（4）线圈通电一次，转子转动一次的角度称为步进角。
图5-9 步进电机式怠速控制阀的控制电路示意图
四、怠速控制阀的控制内容
（1）启动初始位置的设定：关闭点火开关发动机熄火后，电子控制单元ECU的M-REL端子向主继电器延续供电2～3s。ECU控制步进电机ISCV全部打开，以利于下次启动。
（2）启动控制：启动时，ISCV全开，启动顺利。启动后，ECU根据水温的高低控制步进电机，调节控制阀的开度。
（3）暖机控制：又称为快怠速控制。暖机时，ECU根据水温的高低控制怠速控制阀的开度。随着水温上升，怠速控制阀开度逐渐减小。
（4）怠速稳定控制：又称为反馈控制。ECU将接收到的转速信号与确定的目标转速进行比较，其差值超过一定值时，ECU通过步进电机控制怠速控制阀以调节空气进气量。
（5）怠速提速控制：在怠速时，出现以下情况，ECU控制步进电机将怠速提升。
1）开空调。
2）转方向盘（带动力转向的车）。
3）电器负荷增大（如开大灯、风窗加热器、尾灯等）。
4）挂前进档（自动变速器汽车）。
（6）学习控制：由于磨损等原因，怠速控制阀的位置相同时，其实际的怠速转速和设定的目标转速略有不同，此时ECU利用反馈控制使怠速转速回到目标转速，同时将此时的步进电机步数存入ROM中（ECU中有一小电路不断电），以便在以后的怠速控制过程中使用。
【工作页】
1.怠速控制原理是ECU根据从各＿＿＿＿＿的输入信号所决定的＿＿＿＿＿转速与发动机的＿＿＿＿＿转速进行比较，根据比较得出的差值，确定相当于目标转速的控制量，去驱动控制空气量的＿＿＿＿＿机构。一般采用发动机转速的＿＿＿＿＿控制形式。使驾驶员控制加速踏板引起的空气量调节发生干涉。因此需要用节气门全关闭信号、车速信号等来检测＿＿＿＿＿状态，并且只能在这种状态下才能实施反馈控制。
2.当脉冲信号的高电平到来时，VT1＿＿＿＿＿，VT2＿＿＿＿＿，L1断电，L2通电，电枢＿＿＿＿＿转动；反之，当脉冲信号的低电平到来时，VT1＿＿＿＿＿，VT2截止，L1通电，L2断电，电枢＿＿＿＿＿转动，从而实现旁通空气量大小的控制。
2题
3.当占空比为50%时，两个三极管的导通时间＿＿＿＿＿，正、反向旋转力矩抵消，滑阀不转动。当占空比小于50%时，线圈L1的通电时间大于线圈L2的通电时间，滑阀＿＿＿＿＿旋转，旁通气道被＿＿＿＿＿。当占空比大于50%时，线圈L2的通电时间大于线圈L1的通电时间，滑阀＿＿＿＿＿旋转，旁通气道被＿＿＿＿＿。
4.奥迪100型轿车在控制信号的占空比减小到＿＿＿＿＿左右时，旋转滑阀完全关闭；占空比增大到＿＿＿＿＿左右时，旋转滑阀完全开启。
5.当步进电机的转子转动时，螺母将带动丝杆作＿＿＿＿＿运动，使阀芯开大或＿＿＿＿＿阀门的开度。
6.ECU通过控制步进电机的转动＿＿＿＿＿和转动＿＿＿＿＿来控制丝杆的移动＿＿＿＿＿和移动＿＿＿＿＿，从而达到控制阀门开度，调整怠速转速之目的。
3题
6题
7题
7.ECU控制S1通电，转子顺时针转动＿＿＿＿＿度；ECU继续给S2通电，转子再顺时针转动＿＿＿＿＿度；依此类推。当ECU按照S4、S3、S2、S1的顺序通电时，转子逆时针转动。
8.线圈通电一次，转子转动一次的＿＿＿＿＿称为步进角。
9.启动初始位置的设定：关闭点火开关发动机熄火后，电子控制单元ECU的M-REL端子向主继电器延续供电＿＿＿＿＿，ECU控制步进电机ISCV＿＿＿＿＿打开，以利于＿＿＿＿＿启动。
10.启动控制：启动时，ISCV全开，启动顺利。启动后，ECU根据水温的高低控制步进电机，调节控制阀的开度。
11.暖机控制：又称为＿＿＿＿＿控制。暖机时，ECU根据＿＿＿＿＿的高低控制怠速控制阀的开度。随着水温上升，怠速控制阀开度逐渐＿＿＿＿＿。
12.怠速稳定控制：又称为＿＿＿＿＿控制。ECU将接受＿＿＿＿＿的信号与确定的＿＿＿＿＿转速进行比较，其差值超过一定值时，ECU通过步进电机控制怠速控制阀以调节空气进气量。
13.怠速提速控制：在怠速时，出现以下情况，ECU控制步进电机将怠速提升。
1）＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
2）＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
3）＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
4）＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
14.学习控制：由于磨损等原因，怠速控制阀的位置相同时，其实际＿＿＿＿＿的转速和设定的＿＿＿＿＿转速略有不同，此时ECU利用＿＿＿＿＿控制使怠速转速回到目标转速，同时将此时的步进电机步数存入ROM中（ECU中有一小电路不断电），以便在以后的＿＿＿＿＿控制过程中使用。
通过对任务二的学习，你能给自己和老师一个评价吗？
1.老师的讲解生动、形象，态度和蔼可亲吗？ （ ）
2.工作页是独立完成的吗？给自己一个客观的评价。（ ）
［成绩等级］＿＿＿＿＿
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