汽车怠速控制系统故障诊断与检测

怠速是指节气门关闭，加速踏板完全松开，且发动机对外无功率输出并保持最低转速稳定运转的工况。车用发动机对怠速工况下的性能要求主要为稳定性和燃油经济性及排放污染方面的要求。在汽车使用中，发动机怠速运转的时间约占30%，怠速转速的高低直接影响燃油消耗及排放污染。怠速过低，发动机冷车运转、空调打开、电器负载增大、自动变速器挂入档位、动力转向时，由于负载增加或运行条件差，容易导致发动机运转不稳甚至熄火。此外，怠速转速过低，又会增加排放污染；怠速过高，会增加燃油消耗量。

1.怠速控制系统的组成与工作原理

怠速控制系统主要由传感器、ECU和执行机构3部分组成，如图2-40所示。传感器的作用是检测发动机的运行工况和负载设备的工作状况，ECU根据各种传感器的输入信号确定一个怠速运转的目标转速，并与实际转速比较，根据比较结果控制执行机构工作，以调节进气量，使发动机怠速转速保持在目标转速上。

若发动机在正常运行工况中进行怠速控制，会与驾驶人通过加速踏板对进气量调节发生干涉。因此，在怠速控制系统中，还需根据节气门位置信号和车速信号确定怠速工况，只有在节气门关闭、车速为零时才进行怠速控制。

2.怠速控制的方法

怠速控制的实质就是对怠速工况下的进气量的控制。在电控燃油喷射发动机中，控制怠速进气量的方法可分为两种基本类型：旁通空气式和节气门直动式。如图2-41所示，旁通空气式怠速控制系统，设有旁通节气门的怠速空气道，由执行机构控制流经怠速空气道的空气量，而节气门直动式通过执行机构改变节气门的最小开度来控制怠速进气量。目前比较常用的是旁通空气式怠速控制系统。按执行元件类型的不同，旁通空气式怠速控制系统又分为步进电动机型、旋转电磁阀型、占空比控制电磁阀型、开关型等。

图2-40 怠速控制系统的组成

图2-41 怠速控制的方法

a）节气门直动式 b）旁通空气式 1—节气门 2—进气管 3—节气门操纵臂 4—执行元件 5—怠速旁通空气道

不同车型的怠速控制系统，其控制内容不完全相同，控制内容基本包括：起动控制、暖机控制、负荷变化控制、反馈和学习控制等。

3.怠速控制阀的检测

（1）步进电动机型怠速控制阀的检测 图2-42所示为丰田皇冠3.0轿车2JZ-GE发动机步进电动机型怠速控制阀电路。

1）怠速控制阀的就车检查。发动机起动后再熄火，2～3s内应能听到怠速控制阀发出“嗡嗡”的工作声音（此时怠速控制阀打开到最大位置，以便发动机起动）。也可拔下怠速控制阀的插接器，待发动机起动后再插上，此时发动机转速应有变化。以上检查若有异常，应进一步检查怠速控制阀、控制电路及ECU。

2）怠速控制阀步进电动机的检测。

①电阻的检测：拆开怠速控制阀插接器，分别测量怠速控制阀端子（图2-43）B1与S1、S3，B2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。

②步进电动机性能的检测：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，随步进电动机旋转，控制阀阀芯向外伸出，如图2-44a所示；若蓄电池负极按相反的顺序依次接通S4、S3、S2、S1端子时，则控制阀应向内缩回，如图2-44b所示。若工作情况不符合上述要求，应更换怠速控制阀。

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图2-42 皇冠3.0轿车2JZ-GE发动机步进电动机型怠速控制阀电路

图2-43 步进电动机电阻的检测

图2-44 皇冠3.0轿车2JZ-GE发动机怠速控制阀性能检测

a）阀芯向外伸出 b）阀芯向内缩进

（2）旋转电磁阀型怠速控制阀的检测 图2-45所示为丰田PREVIA轿车发动机旋转电磁阀型怠速控制阀电路。在故障诊断与检测中，一般进行如下检查：

1）脱开怠速控制阀插接器，在控制阀上分别测量中间端子（+B）与两侧端子（ISC1与ISC2）之间的电阻，正常值应为18.8～22.2Ω，否则应更换怠速控制阀。

2）脱开怠速控制阀插接器，点火开关置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，否则说明怠速控制阀电源电路有故障。

3）发动机运转到正常工作温度，变速器处于空档位置时，使发动机维持怠速运转，用跨接线短接故障诊断座TE1与E1端子，发动机转速应保持在1000～2000r/min，5s后转速下降约200r/min。若不符合上述要求，应进一步检查怠速控制阀、怠速控制阀电路和ECU。

图2-45 旋转电磁阀型怠速控制阀控制电路

（3）占空比控制电磁阀型怠速控制阀的检测 日本本田轿车占空比控制电磁阀型怠速控制阀电路如图2-46所示。在故障诊断与检测中，主要应进行以下检查：

图2-46 占空比控制电磁阀型怠速控制阀电路

1）脱开怠速控制阀插接器，点火开关置ON但不起动发动机，在线束侧测量电源端子与搭铁端子之间的电压，应为蓄电池电压，否则应检查怠速控制阀电源电路。

2）脱开怠速控制阀上的两端子插接器，分别测量怠速控制阀两端子之间的电阻，正常值应为10～15Ω，否则应更换怠速控制阀。