汽车发动机电控系统原理及诊断维修-步进电动机式怠速空气阀

这是一种比较常用的怠速控制阀（IACV）。如奥迪200、通用的一些车型、赛欧、奇瑞、切诺基、丰田皇冠及丰田雷克萨斯LS400等都使用步进电动机式怠速空气阀。

（1）工作原理 如图3-8所示，步进电动机式怠速阀由绕有多组电磁线圈的定子、内孔是螺孔的转子和上部制有螺纹的阀杆及阀座等组成。ECU根据传感器信号通过控制定子线圈的通电顺序和次数（每通电一次也称为一步），来控制转子的转向和转角，使阀上下运动，以增大或减小旁通气道的开度。

步进电动机式怠速空气阀的控制电路如图3-9所示。发动机控制单元依次使功率管VT₁、VT₂、VT₃、VT₄导通，分别给定子线圈S₁、S₂、S₃、S₄供电，驱动转子旋转，通过螺纹传动带动阀体向上或向下移动，ECU使功率管导通次数越多（步数越多），转子转角越大，阀的开度也越大或越小。如果ECU使定子线圈的通电顺序反向，则转子的转向也将与上述方向相反。

（2）控制过程

1）发动机起动时，IACV总是处于开度最大的位置，以满足此时发动机对大进气量的需求。ECU将IACV开度最大的位置作为计算控制量的起始点，同时为了改善发动机的起动性能，在每次关闭发动机点火开关后，ECU都要控制M-REL端子，继续给EFI主继电器供电2s使其保持接通，以便使IACV回到开度最大的位置，为下次起动做好准备。如丰田皇冠汽车发动机的步进电动机式怠速空气阀，从全闭到全开需要125步。

2）起动后，当发动机转速达到由冷却液温度确定的预定值后，ECU将使IACV关小到由冷却液温度所确定的位置。如起动时冷却液温度为20℃，当发动机转速达到500r/min时，怠速阀从全开位置（如125步）的A点到达B点位置，如图3-10所示。

3）暖机开始后，随着发动机冷却液温度的上升，IACV的开度逐渐变小。当冷却液温度达到70℃时，暖机控制结束，如图3-11所示。

图3-8 步进电动机式怠速空气阀(www.xing528.com)

图3-9 步进电动机的控制电路

图3-10 起动控制特性

图3-11 暖机控制特性

4）进入稳定怠速阶段，IACV受发动机怠速反馈的闭环控制。为了克服闭环控制的滞后性，ECU增加了预控制功能。即在发动机转速出现变化前，就增加或减小IACV的开度，以保持怠速运转的稳定性。

5）学习控制过程。在第2章中我们曾讨论了喷油脉宽的学习控制过程。类似地，对应于一定的怠速负荷（由传感器测得），计算机按设定的程序计算出IACV的开度，由于不可避免的污染和磨损等因素，使IACV的实际开度偏离计算机的指令开度，计算机根据怠速反馈信号检测出这一偏差值并计算和存储其对应的阀开度修正量，当同样的怠速工况再次出现时，计算机将自动调用这一修正量，而不必等待反馈信号。学习功能提高了怠速阀控制的智能水平，但是如果维修者理解得不好，也可能造成不良效果。