汽车发动机电控系统中的怠速控制方式

所谓怠速状态，对汽车而言通常是指加速踏板处于自然状态，变速杆处于空档或驻车档；对发动机而言通常是指节气门处于全关或在规定开度范围内，发动机对变速器无功率输出情况下的稳定运转状态。怠速控制的主要作用有：

1）用高怠速实现发动机起动后的快速暖机。

2）负荷变化时，自动增加或减少进气量以维持发动机在目标怠速下稳定运转。

汽车的标准怠速值一般会标在发动机舱盖上的铭牌上。怠速的高低应考虑冷却液温度、电器负荷、空调压缩机接入、液力变矩器负荷、动力转向接入等情况。如果怠速过高，会增加燃油消耗量；但过低，又会增加有害物的排放。

图3-1所示为步进电动机式怠速控制系统的组成图。

图3-1 步进电动机式怠速控制系统的组成

怠速控制系统以闭环控制方式工作，如图3-2所示，ECU根据节气门位置信号5和车速信号6判断发动机是否进入怠速工况，如果是，则由信号1～3计算出发动机需要的目标转速7并与测得的实际转速4比较，计算出需要增加或减少的控制量9，经执行元件驱动器10放大并转换成执行器11（通常是怠速控制阀，IACV）能够接受的输出信号，执行器动作以改变发动机的进气量，发动机的输出功率也随之改变。调整后的怠速再次被输入到ECU，以形成怠速的闭环控制。

图3-2 怠速控制系统的闭环控制方式

1—冷却液温度传感器信号 2—空调开关信号 3—液力变矩器负荷信号 4—发动机实际转速 5—节气门全闭信号 6—车速信号 7—目标转速 8—比较 9—控制量 10—执行元件驱动器 11—执行器 12—怠速状态判断(www.xing528.com)

表3-1列出怠速控制系统各组成部件的作用。

表3-1 怠速控制系统各组成部件的作用

发动机怠速进气量有两种控制方式。一种是节气门直动式，如图3-3所示。节气门体上无旁通气道，进入怠速工况后，由ECU通过电动机调节节气门的位置来控制进气量。

另一种是节气门旁通式，如图3-4所示，除节气门所在的主进气道外，节气门体上还有旁通气道，ECU通过安装在其上的怠速阀（IACV）来调节怠速时的进气量。这是电子控制发动机最常用的怠速控制方式。一些发动机节气门体还有一条装有附加空气阀的旁通气道，附加空气阀不受ECU控制，仅用于冷起动和快速暖车，暖车后怠速所需空气由IACV或节气门怠速螺钉控制的旁通气道进入气缸。

图3-3 节气门直动式

图3-4 节气门旁通式

节气门旁通式怠速控制系统常用的怠速阀（IACV）有四种：步进电动机式、旋转滑阀式、占空比控制阀式和电磁阀控制真空阀式。