汽车怠速多少转正常

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毕业设计说明书

丰田汽车发动机怠速不稳的故障诊断和排除

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2/23

中文摘要

怠速的任务只是用于使发动机不熄火，而不是对外做功，怠速转速越低越好，但转速

太低，那么会导致怠速不稳定，容易熄火。本文对怠速不稳的原因进展分析，主要针对丰

田汽车怠速不稳的原因：丰田轿车的怠速控制系统故障；ECU故障；进气系统故障；花塞、

高压线、喷油器等故障进展分析。对丰田汽车怠速进展诊断与排除。

关键词怠速丰田故障分析诊断和排除

Abstract

Theidletaskisjustudtomaketheenginedoesnotstall,ratherthanexternal

work,idlespeedaslowaspossible,butthespeedistoolowwillleadtounstable

idlespeed,peranalyzesthecausofunstableidlespeed,

mainlyforToyotacar:Toyotacaridlingcontrolsystemmalfunction;faultECU;

intakesystemfault;sparkplugs,hightensionlines,fuelinjector,andsoon.

DiagnosisandremediesofTOYOTA.

KeywordsidlespeedTOYOTAmalfunctionanalysisDiagnosisandelimination

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目录

1.绪论1

2.丰田汽车怠速不稳的原因分析2

2.1原因分析2

2.2本章小结2

3.怠速控制系统的故障诊断与排除3

3.1怠速转速控制的实质3

3.2怠速控制系统组成3

3.3怠速控制过程3

3.4传感器的检测与诊断4

3.5丰田汽车怠速执行机构检测与诊断7

3.6本章小结15

4.进气系统漏气与排气管堵塞的检查与诊断16

5.火花塞、高压线、喷油器的检查与诊断17

结论18

参考文献19

致20

1.绪论

发动机怠速是指油门踏板完全松开，转速保持在最低可能水平的状况。

在汽车使用中，发动机怠速运转的时间约占30%，怠速运转的上下直接影响燃油消耗

和排放。怠速转速过高，会增加燃油消耗，但怠速转速过低，又增加排放污染。此外，怠

速转速过低，发动机冷车运转、空调翻开、电气负荷增大、自动变速器挂入档位、动转向

时、运行条件较差或负荷增加，容易导致发动机不稳甚至熄火。

在传统的化油器式发动机上，一般由人工调整怠速。发动机工作时，不能根据运行工

况和负载的变化适时调整怠速转速。虽然有些设置控制发动机怠速转速，但其结构比拟复

杂，且工作稳定性也比拟差。随着电控技术在汽车上的广泛应用，怠速控制已经成为发动

机集中控制系统的根本控制之一。怠速控制的目的是在保证发动机排放要求且运转稳定的

前提下，尽量使发动机的怠速运转保持最低，以降低怠速时的燃油消耗量。

在除了怠速以外的其他工况，驾驶员可以通过油门的控制节气门的开度，改变发动机

的进气量，从而调节发动机的转速和输出功率。而油门踏板完全松开的怠速工况下，驾驶

员那么无法控制发动机进气量。电控汽油发动机控制系统在怠速工况时，空气通过怠速控

制系统进入发动机，保证发动机不同怠速时刻的进气量的要求，保证发动机的怠速运转。

本文对丰田汽车发动机怠速不稳故障从实际出发进展研究，研究成果将指导生产工作。

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2.丰田汽车怠速不稳的原因分析

2.1原因分析

怠速控制原理按照正常的理论来分析，由于有怠速控制阀的控制是不应该有多余的

气体进去，即使有某种原因有多余气体进去，怠速控制阀根据目标转速要减小怠速通道的

进气量来到达稳速目的。

怠速控制系统出现故障导致怠速不稳。怠速控制中的一个功能是怠速提速功能。为了

维持发动机转速的稳定性需要怠速提高的情况主要有以下情况：一是水温较低时，当有负

荷信号输入ECU时，均会在提高一定的转速，以维持发动机的稳定性和快怠速的目的。二

没有得到空调开关、转向开关、挂挡开关、蓄电池电压和大电流用电器等信号输入ECU，

会造成怠速不稳。

怠速控制阀的开量数据是随实际情况而改变的。在长期的工作中节气门体和怠速控制

阀本身有脏物堵塞使进气通道变小，导致怠速过低，进而引起怠速不稳。

由于传感器信号错误导致怠速控制出现偏差，引起发动机怠速不稳

ECU失控状态或根本不在怠速控制状态下，也会造成怠速不稳。

由于进气量不正常，导致怠速混合气过稀，最终引起怠速不稳以与排气管堵塞导致进

气不良，引起怠速不稳。

由于火花塞、高压线、喷油器等原因导致局部缸工作不良，引起怠速不稳。

2.2本章小结

导致怠速不稳的原因总分析主要有怠速控制系统的传感器、开关等原因；怠速控制系

统的执行原件原因；ECU原因。以与混合气过稀原因；发动机单缸工作不正常原因。

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3.怠速控制系统的故障诊断与排除

3.1怠速转速控制的实质

怠速控制就是怠速转速的控制。怠速控制容主要是发动机负荷变化控制和电器负荷变

化控制。怠速控制的实质是控制怠速时的充气量〔进气量〕。当发动机怠速负荷增大时，增

大进气量，使怠速转速提高，防止发动机运转不稳或熄火；当发动机怠速负荷减小时，减

少进气量，使怠速转速降低，以免怠速转速过高。对于怠速时的喷油量，那么由电脑根据

预先设定的怠速空燃比和实际充气量进展控制。

3.2怠速控制系统组成

怠速控制系统的组成由各种传感器、信号开关、怠速执行机构〔执行器〕、发动机控制

单元组成。

车速传感器提供车速信号，节气门位置传感器提供怠速触点开闭信号，这两个信号用来判

断发动机是否处于怠速状况。发动机怠速时，节气门关闭，节气门位置传感器的怠速触点

闭合，传感器输出怠速端子输出低电平信号，如车速为零，说明发动机处于怠速状况；如

车速不为零，说明汽车处于减速滑行状况。

冷却液温度信号用于修正怠速转速。在电脑部，存储有不同水温对应的最正确怠速转

速，在冷车启动后的暖机过程中，电脑可根据发动机温度信号，通过控制怠速执行机构的

开度来控制相应的快怠速转速，并随着发动机冷却液温度提高逐渐降低怠速转速。当冷却

液温度到达正常工作温度时，怠速转速恢复正常转速。

空调开关、动力转向开关、空挡启动开关信号和发电机电压信号等，向电脑提供发动

机负荷变化的状态信息。在电脑部，存储着不同负荷状况下对应的最正确怠速转速。

发动机电控单元根据各种传感器输入的信号，把发动机实际转速与各种传感器信号所

确定的目标怠速进展比拟，根据比拟得出的差值，输出相当于目标怠速的控制量，驱动怠

速执行机构，使实际怠速保持在目标怠速附近。怠速执行机构控制怠速时的进气量，进而

到达控制怠速转速。

3.3怠速控制过程

在发动机怠速状况下，但空调开关、动力转向开关灯接通或空挡启动开关断开时，发

动机负荷就会增大，转速就会降低。如果转速降低过多，发动机就可能熄火，会给车辆使

用带来不便。因此，在接通空调开关或动力转向开关之前，需要先将怠速转速提高，防止

发动机熄火。当空调开关、动力转向开关等断开或空挡启动开关接通时，发动机负荷又会

减少，转速就会升高，不仅油耗会增大，而且也给汽车驾驶带来一定困难〔起步前冲，容

易导致汽车追尾〕。因此在断开空调开关或动力转向开关之后，需要将怠速转速降低，防止

怠速过高。另外，当电器负荷增大时，电气系统的供电电压就会降低，如果电源电压过低，

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就会影响电控系统正常工作和用电设备正常用电，因此在电源电压降低时，需要提高怠速

转速，以便提高电源电压。怠速转速控制过程如图1所示。

图1怠速控制过程

电脑首先根据怠速触点信号和车速信号，判断发动机是否处于怠速状况，当判定为怠速

工况时，再根据发动机冷却液温度传感器信号、空调开关、动力转向开关等信号，确定发

动机负荷状况。然后根据存储器存储的怠速转速，确定相应的目标转速，并将目标转速与

曲轴位置传感器检测的发动机实际转速进展比拟。

当发动机负荷增大，需要发动机快怠速运转，目标怠速高于实际转速时，电脑将控制

怠速装置增大进气量来实现快怠速；反之，当发动机负荷减少，目标转速低于实际转速时，

电脑将控制怠速装置减少进气量来调节怠速转速。

3.4传感器的检测与诊断

怠速控制的系统的组成中的传感器与开关主要有：水温传感器、节气门位置传感器、

氧传感器、空调开关、动力转向开关、发动机转速传感器等。

冷却液传感器的检测与诊断

冷却液温度传感器安装在发动机冷却液出水管上，其功用是检测发动机冷却液的温度，

并将温度信号转变为电信号。当出现冷却液温度传感器故障时，发动机ECU按照80℃水温

进展供油，在实际冷却液温度很低的情况下，而实际供油量按照80℃水温进展供油，将会

造成怠速过低而怠速不稳；如果发动机的冷却液实际温度为100℃，但传感器提供的温度

信号在10℃，那发动机控制单元将按照10摄氏度供油，本来应该为少而稀的混合气将变

成多而浓的混合气，将导致发动机怠速过高，并且有可能冒黑烟。

冷却液温度传感器采用负热敏电阻元件制成，对于其的检测可拆下冷却液温度传感器，

在容器中放入冷却液并放入温度计，再将传感器下部放入冷却液中，用万用表测量低温下

传感器的电阻值，再将冷却液逐渐加热，测量不同温度下的传感器的电阻值，电阻值应符

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合要求，如不符合，应予更换。

节气门位置传感器的检测与诊断

节气门位置传感器主要给ECU输入怠速信号，如果此时根据车速传感器提供的车速为

零，确认发动机处于怠速工况。丰田汽车主要采用线性输出型节气门位置传感器，传感器

电路如图2所示。

图2

传感器有两个与节气门联动的滑动，利用变化的电阻值，测得与节气门开度对应的线

性输出，根据输出的电压值，可知节气门开度。另一个滑动触点在节气门全关闭时与怠速

触点IDL接触。IDL信号主要用于怠速控制。ECU通过VC端子给传感器提供5V标准电压，

节气门位置信号通过VTA端子输送给ECU,E2端子接地。当节气门位置传感器器出现故障时，

ECU无法确认发动机工况，不能准确控制喷油量，导致发动机怠速不稳。

节气门位置传感器的检测检测：节气门位置传感器限位杆与调整螺钉之间的间隙，当

间隙为0.60mm时，IDL与E2端子导通；当间隙为0.80mm时，IDL与E2端子不导通。否那

么不能够正常提供怠速信号。导致发动机不能按照怠速工况供油而造成怠速不稳，特别的

是在驾驶员松开油门的时刻，但发动机ECU没法承受到怠速信号，控制控制装置不能自行

对发动机怠速转速进展控制，很容易造成发动机怠速不稳，甚至熄火。

车速传感器的检测与诊断

车速传感器提供车速信号，节气门位置传感器提供怠速触点开闭信号，这两个信号用

来判定发动机是否处于怠速状态。发动机怠速时，节气门关闭，节气门位置传感器的怠速

触点IDL闭合，传感器输出IDL端子低电平信号，如车速为零，说明发动机处于怠速状态；

如车速不为零，说明汽车处于减速滑行状态。

车速传感器信号通常安装在组合仪表或变速器输出轴上。丰田轿车主要采用舌簧开关

式车速传感器，ECU给车速传感器提供12标准电压并进展监控，舌簧开关控制搭铁，当舌

簧开关闭合使电路接通时，传感器便产生一个脉冲信号输送给ECU。在维修时，检测传感

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器电源电源电压是否正常，测量车速传感器输出的信号电压〔信号输出端子与搭铁间〕，车

速表软轴每转一圈应产生4个脉冲信号，信号电压约12V蓄电池电压，如果不符合，应予

更换。

氧传感器的检测与诊断

现代丰田轿车根本都装有两个加热型氧传感器，在汽车排气管上的三元催化器前面和后面

的排气歧管或排管各设有一个氧传感器，三元催化器前面的氧传感器检测排气中的氧气含

量，向发动机ECU反应相应的电压信号，ECU根据氧传感器反应的信号确定实际空燃比与

理论空燃比的偏差，根据偏差确定喷油量应增加或减少，使实际空燃比被准确地控制在设

定值；三元催化器后面的氧传感器主要是监控三元催化器的工作情况。在发动机的闭环控

制过程中，正常的氧传感器电压应该为0.1-0.9V，当实际空燃比比理论空燃比小时，氧传

感器向ECU输入的高电压信号〔0.75-0.9V〕，此时ECU减小喷油量，空燃比增大，混合气

偏稀。当空燃比增大到理论空燃比时，氧传感器输出电压信号降下到0.1左右，ECU立即

控制增加喷油量，空燃比减小。如果氧传感器的电压信号出现总是偏高的错误，导致发动

机的混合气过稀，在怠速工况下，将会导致发动机怠速不稳。

氧传感器的检测与诊断：氧传感器的失效原因主要有两种：一是已经使用过期；二是

铅中毒、二氧化硅中毒或积碳等。首先可以对氧传感器的加热电阻进展检查，对加热型氧

传感器，拔下线束插头，用万用表电阻挡测量加热接线柱与搭铁接线柱之间的电阻值，应

符合规定值，假设不符合，那么应该更换氧传感器，加热电阻值应为5.1-6.3Ω〔20℃〕。

也可以对氧传感器输出信号检查。连接好传感器线束连接器，使发动机以较高转速运行，

将氧传感器工作温度加热到400℃以上时再维持怠速运转。然后反复踩动加速踏板，并测

量氧传感器输出信号电压，在加速工况时，应输出高电压信号〔0.75-0.9V〕；而减速工况

时，那么应输出电压信号〔0.1-0.4V〕。假设不符合应该更换氧传感器。

空调开关的检测与诊断

空调开关提供空调是否工作的信号，如果在空调工作时不能准确将空调工作情况信息

发送给ECU，发动机无法实行怠速提高，将会造成在空调工作时，发动机怠速不稳。空调

选择、请求信号电路如图3所示。

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图3

在发动机工作时，将空调开关闭合，ECU的空调选择端电位应该为12伏高电平型号，否那

么说明空调开关信号有问题，将导致发动机没有提高发动机转速。

动力转向开关的检测与诊断

动力转向开关信号表示动力转向开关接通使发动机负荷增大的信号。发动机ECU得到

动力转向开关信号后，将控制怠速控制执行器动作，使发动机转速升高，保证发动机怠速

平稳，否那么在转向时将会引起发动机怠速不稳。动力转向开关电路如图4所示。

图4

在发动机工作状况，进展转向动作，动力转向开关闭合，ECU的10端子将为零伏的低

电位；不进展转向动作，动力转向开关翻开，ECU的10端子将为12V的高电位，由此判断

是否在进展转向，以便提高发动机怠速，防止发动机怠速过低，导致发动机怠速不稳。也

可用万用表检测，在转向时动力转向开关的应导通，否那么说明该开关有故障。

3.5丰田汽车怠速执行机构检测与诊断

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丰田汽车怠速控制方式有节气门旁通空气道控制和节气门直接控制式两种，前者通过

控制节气门旁通空气道的开度来调节进气量，简称旁通空气式；后者直接操纵节气门来调

节进气量，节气门采用的是电子节气门，现阶段新的丰田多为电子节气门直接控制。

节气门旁通空气道式怠速执行机构检测与诊断

现阶段在用的车里，丰田轿车旁通空气道式的怠速控制执行机构主要步进电机型怠速

控制阀和旋转电磁阀型两种怠速控制阀。

.1步进电机型怠速控制阀与其控制电路

步进电机式怠速控制阀如图5所示。步进电机和怠速控制阀做成一体，装在旁通空气

道上，电机可顺时针或逆时针旋转，使阀沿轴向移动，改变阀与阀座之间的间隙，以调节

流过节气门旁通气道的空气量。典型的步进电机型怠速控制阀结构由永久磁铁构成的转子、

激磁线圈构成的定子和把旋转运动变成直线运动的进给杆与阀门等组成。利用步进转换控

制，使转子可以正转，也可以反转，从而使阀芯上下运动到达调节旁通空气道截面大小的

目的。

图5

〔a〕、控制阀的结构与工作原理。如图6所示为步进电机式怠速执行器的结构和安装

示意图。

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图6

如果负荷不超过步进电机所提供的动态转矩值，就能够在一刹那间使步进电机启动或

停转。一般步进电机的步进频率为每秒200-1000步，如果步进电机是以逐渐加速到最高转

速，然后再逐渐减速到零的方式工作，其步进速率增加2-4倍，仍然不会失掉一步。

步进电机的转子是用永磁铁制成的8对磁极。定子由A、B两个定子组成，每个定子由

两个带有16个〔8对〕爪极的铁芯如图4所示上下交织的1、3相绕组构成。相线脉冲由

微机控制。

转子的转动是通过改变4组线圈的通电顺序来实现。当相线控制脉冲1-2-3-4相顺序

依次迟后90°相位角，定子上N极向右移动，转子随之正转；反之，相线控制脉冲1-2-3-4

相顺序依次超前90°相位角，定子上N极向左移动，转子反转。

线圈通电，定子被激磁，定子和转子磁极间同极性相斥，异性相吸引，在磁场作用下，

转子转动一步级的工作过程。转子转动一圈分32个步级进展，每个步级转动一个爪，即步

进电机每转一步为1/32圈，工作围为0-125个步进级。

〔b〕、控制阀的控制容

a〕、启动初始位置的设定

为了改善发动机的启动性能，关闭点火开关使发动机熄火后，ECU的M-REL端子向主

继电器的线圈供电延续2-3S。在这段时间，蓄电池继续给ECU和步进电机供电，ECU使怠

速控制阀回到启动初始位置。待步进电动机回到启动初始位置后，主继电器线圈断电，蓄

电池停止给ECU和步进电机供电，控制阀保持全开状态，为下次启动有足够的进气量做好

准备。

b〕、启动控制

发动机启动时，由于控制阀预先设定在全开位置，有利于发动机启动。但控制阀如果

始终保持在全开位置，发动机启动后的怠速转速就会过高，所以在启动期间，ECU根据冷

却液温度的上下控制步进电机，调节控制阀的开度，使之到启动后暖机控制的最正确位置。

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怠速控制阀的位置随着水温的关系而变化，水温高，控制阀的开度小。

c〕、暖机控制

暖机控制又称快怠速控制，是指在启动后水温的温度到80℃的过程。ECU根据冷却液温度

信号按存的控制特性控制怠速控制阀的开度，随温度的上升，怠速控制阀开度逐渐减小。

当冷却液温度到达80℃时，暖机控制过程完毕，发动机的怠速转速应该到达一个正常的转

速。

d〕、怠速稳定控制

在怠速运转时，ECU将接收到的实际转速信号与确定的目标转速进展比拟，其差值超

过一定值〔一般为20r/min〕时，ECU将通过步进电机控制怠速控制阀，调节怠速工况下的

进气量，使发动机的实际转速与目标转速一样。怠速稳定控制又称反应控制。

e〕、怠速预测控制

发动机处于怠速工况时，如变速器档位、动力转向、空调工作状态发生变化都将使发

动机的转速发生可以预见的变化，ECU就会根据各负载设备开关信号〔A/C开关等〕，通过

步进电机提前调节怠速控制阀的开度。

f〕、电器负荷增多时的怠速控制

发动机处于怠速工况时，如使用的电器负载增大到一定程度，发电机的供电缺乏，将会使

用到蓄电池的电，导致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，以提高发动机的输出功率，

保证发电机的供电。

g〕、学习控制

在发动机使用过程中，由于磨损或赃等原因会导致怠速控制阀的性能发生改变，怠速

控制阀的位置一样时，如果在一样的水温和负荷下，还是按照原来的控制阀的位置，但实

际的怠速转速会与设定的目标转速略有不同。在此情况下，ECU在利用反应控制使怠速转

速回归到目标值的同时，还可将此时步进电机转动步数存储在存储器中，以便以后的怠速

控制过程中使用。比方进气门进展清洗后，如果不进展自学习或匹配，发动机怠速将会出

现不正常。

〔c〕、怠速执行机构的结构与其电路的检测与诊断

丰田轿车怠速控制电路如图7所示

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图7

a〕、就车检查。当发动机熄火时，怠速控制阀在ECU的控制下，会回到初始位置，发出“咔

嗒〞的响声。如听不到响声，说明怠速控制阀不能进展工作，应对其与其电路进展检测。

b〕、步进电机式的怠速控制有2组或4组线圈，各组线圈的阻值约30-60Ω。如电阻值不

符合规定，应给予更换新品。

c)、检查步进电动机式怠速控制阀工作的情况。将蓄电池电源以一定顺序输送给步进电动

机各线圈，便可使步进电动机转动。不同步进电动机的线圈形式和接线端的布置形式有所

不同。以丰田CROWN3.0轿车2JZ-GE发动机怠速控制步进电动机为例，其检查方法是：将

蓄电池正极接至B1和B2端，负极按S1→S2→S3→S4的顺序依次接触各线圈接线端。此时

随步进电动机的转动，阀心将向外伸出，假设按S4→S3→S2→S1的顺序使蓄电池负极和各

绕组接线端接触，步进电动机将朝相反的方向转动，阀心将随之向缩入，如图8所示。如

阀芯不能移动，说明控制阀失效，应予更换新品。

图8

d〕、检查步进电机控制阀的工作电压。将怠速控制安装到节气门体上，插好连接器插头。

启动发动机后，检测ECU的端子ISC1、ISC2、ISC3、ISC4与E2之间〔或检测怠速控制阀

连接器端子S1、S2、S3、S4与搭铁之间〕应该有9-14V脉冲电压。如无电压再检查电源电

压和主继电器电是否正常工作。

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.2旋转电磁阀型怠速控制阀检测与诊断

〔a〕、旋转电磁阀的结构与工作原理

旋转电磁阀式怠速控制阀又称永磁磁极步进电机式怠速控制阀。步进电机的磁极用永

久磁铁制成，两块磁极用“U〞形钢丝弹性固定在电机壳体壁上。电枢由电枢铁芯、两个线

圈、换向器和电枢轴组成。换向器由三块铜片围合而成，分别与三只电刷接触，电刷引线

连接到控制阀的界限插座上，三线插座通过线束与电脑连接。

控制阀与电脑的连接情况如图9所示。线圈L1与电脑部的三极管T1连接，脉冲控制信号

经过反向器加到T1的基极；线圈L2与电脑部的三极管T2连接，脉冲控制信号直接加到

T2的基极，因此，当脉冲信号的高电平到来时，三极管T1截止，T2导通，线圈L1断电、

L2通电，阀体将顺时针转动；反之，当脉冲信号的低电平来到时，三极管T1接通、T2截

止，线圈L1通电、L2断电，步进电机将逆时针转动。线圈L1称为逆转线圈，当其接通电

流时，电枢带动滑阀沿逆时针方向旋转，旁通空气道开启面积减小；线圈L2称为顺顺时针

线圈，当其接通电流时，电枢带动滑阀沿顺时针方向旋转，旁通空气道开启面积增大。

图9

因为这种怠速控制阀的转角围限定在90°以，所以步进电机的步进角必须很小才能满

足旁通进气量控制进度的要求，因此采用了占空比的方法来控制步进电机顺转或逆转。占

空比Rc是指一个信号周期T，高电平时ton所占的比率，如图10所示

图10

〔a〕占空比等于50%；〔b〕占空比小于50%；〔c〕占空比大于50%

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当占空比等于50%时，线圈L1、L2的平均通电时间相等，产生的电磁力矩相互抵消，

电枢轴与滑阀将保持在某一位置不同，当发动机怠速稳定后，将采取该种占空比进展控制。

当占空比小雨50%时，线圈L1的平均通电时间增长，L2的平均通电时间缩短，线圈L1产

生的电磁力矩克制L2产生的电磁力矩而带动电枢轴与滑阀沿逆时针方向转动，使旁通空气

道开启面积减小，旁通进气量减小，发动机的怠速转速将降低。当控制信号的占空比小到

18%左右时，旋转滑阀完全关闭。当发动机在启动后的暖机过程，怠速转速逐渐减小，将采

用该种占空比进展控制。

当占空比大于50%时，线圈L1平均通电时间缩短，L2的平均通电时间增长，线圈L2产生

的电磁力矩将克制L1产生电磁力矩而带动电枢轴与滑阀沿顺时针方向转动，使旁通空气道

开启面积增大，旁通进气量增多，发动机怠速转速将升高。当在发动机怠速稳定后，发动

机负荷增加，应采用该种占空比进展控制，提高发动机怠速转速。当占空比增大到82%左

右时，旋转滑阀完全开启。

〔b〕、旋转电磁阀的控制容

旋转电磁阀型怠速控制系统的控制容主要包括启动控制、暖机控制、怠速稳定控制、

怠速预测控制和学习控制，具体容与步进电机式空气怠速控制系统根本一样。

〔c〕、旋转电磁阀的检测与诊断

拆下怠速控制阀线束连接器，将点火开关转到“ON〞位置但不启动发动机，在线束侧测量

﹢B电源端子与搭铁之间的电压，应为蓄电池电压〔9-14V〕,否那么说明怠速控制阀电源

电路有故障。

检测电枢绕组电阻。断开点火开关，拔下怠速控制阀连接器插头，用万用表检测插座上电

枢绕组电阻值应当符合规定。正常值应该为18.8-22.8Ω，否那么应更换该怠速控制阀。

检查步进电机工作情况。从节气门体上拆下怠速控制阀，将导线将端子2连接蓄电池正极，

然后依次将端子1、3与蓄电池负极连接，阀芯应当顺转和逆转。如阀芯不转动，说明步进

电机失效，应予更换。

当发动机工作时，如怠速转速忽高忽低，说明电刷与换向器接触不良；如怠速转速偏

低，说明顺转线圈L2断路或其连接的换向器片与电刷接触不良；如怠速转速偏高，说明逆

转线圈L1断路或其连接的换向片与电刷接触不良。

节气门直接控制式的怠速执行器检测与诊断

局部丰田汽车怠速控制方式采用节气门直接控制式，节气门直动式怠速控制系统，主

要由直流电动机、减速齿轮机构、丝杆机构和传动轴等组成。

直流电机相应电脑的信号，通过减速机构来驱动节气门。节气门阀片的位置由一个电

动机调节控制。当发动机电脑根据发动机工况确定发动机处于怠速工况，得出怠速目标怠

速转速，将目标怠速转速与实际怠速转速进展比照，对节气门控制电机实施驱动，改变进

气量，到达控制怠速进气量，而控制怠速转速。

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发动机电脑根据占空比的控制和流经节气门控制电动机的电流，调整节气门角度。它

能够让节气门阀片在1°-80°围转动，以得到怠速期望的节气门开度。对于节气门阀片的

大局部转动位置，其定位准确度一般都在±0.5°的围。当发动机怠速控制空转时，阀片的

转角准确度甚至能控制再±0.1°的围。电动机部有两个方向相反的磁场，采用脉宽调制技

术控制其中一个磁场相对于另一个磁场的大小。通过增大脉冲持续时间的百分比来增加调

节电动机的转动角度，也就是说，脉冲持续的时间越长，调节电机让节气门阀片转动的角

度就越大。作为一种平安保险措施，节气门阀片采用弹簧装置支撑，这样，在电控节气门

系统出现故障的时候，节气门阀片能够在弹簧的作用下回到怠速空转时的位置。此外，这

种调节电动机自身配备有两个节气门位置传感器，能够将节气门位置的信息反应给控制电

脑，形成闭环控制。这样，当控制电脑把指令传给调节电动机后，电动机就能够根据传感

器反应的信息正确地让节气门转动，从而准确地定位。

当发动机工作时，怠速节气门位置传感器将节气门开度信号传给电脑。当发动机电脑

确定发动机工况，得出目标怠速转速，将目标怠速转速与实际怠速转速进展比照，对节气

门控制电机实施驱动，改变进气量，到达控制怠速进气量，而控制怠速转速。节气门位置

传感器电路如图11所示。

图11

节气门位置传感器集成在节气门总成中，采用的是无触点型霍尔工作原理，可以准确

地响应节气门的开打位置，准确确实认怠速位置。霍尔IC被电磁环绕，电磁随着节气门轴

的转动将当时的磁通量变换转化为电信号，并将输出至发动机电脑。节气门传感器有VTA1

和VTA2两个传感器电路。VTA1用于检测节气门开度，判别是否处于怠速状态和提供节气

门开度位置，VTA2用于检测VTA1故障，以与作为提供辅助信号。信号电压与节气门开度

形成比例，电压在0-5V，当节气门完全关闭时；信号电压降低，当节气门开启，信号电压

增大。

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对电子节气门位置传感器进展检查，当点火开关处于“ON〞位置，节气门全闭时，VTA1

电压值应该为0.5-1.1V，VTA2电压值2.1-3.1V；节气门全开时，VTA1电压值应该为3.2-4.9V,

VTA2电压值应该为4.5-5.0V，否那么应进展更换电子节气门总成。发动机工作时间里程长，

将会导致节气门脏，会引起发动机怠速不稳，可以采用清洁节气门的方式，清洁完毕后需

要进展节气门匹配。检查电子节气门电机，电阻标准值为0.3-100Ω〔20℃〕，否那么应

予更换。

3.6本章小结

怠速电控系统包含：传感器、ECU、执行器三局部。三局部的任何一个元件的故障都可

能会导致怠速不稳。传感器主要有：水温传感器、节气门位置传感器、氧传感器、空调开

关、动力转向开关、发动机转速传感器。丰田汽车怠速执行主要采用两类：旁通气道式和

节气门直接控制式。在丰田里现阶段主要采用的旁通气道式的怠速控制阀主要有步进电机

式和旋转电磁阀式。各有优缺点。相对来讲，旋转电磁阀式结构更简单，不单只丰田在用，

局部日系车〔比方本田车〕也在广泛的应用；步进电机式的怠速控制阀在日系车和国产车

当中也是应用很多，在我国的国产微型车中广泛的应用，步进电机式和旋转电磁阀式的怠

速控制阀都是采用电磁原理控制阀门的开度，有一样之处。节气门直接控制式的主要特点

采用电子节气门，该控制方式将是开展的趋势，技术上比旁通气道式更为复杂，结构更为

简单。群众汽车已根本上采用电子节气门控制，而且电子节气门的控制更加准确，同时有

利于汽车巡航系统的装备。

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4.进气系统漏气与排气管堵塞的检查与诊断

由发动机的怠速控制原理可知，在正常情况下，怠速控制阀的开度与进气量严格遵循

某种函数关系，即进气量相应增加。进气管漏气，进气量与怠速控制阀将不严格遵循原函

数关系，即进气量随怠速阀的变化有突变现象，空气流量计无法测出真实的进气量，造成

ECU对进气量控制不准确，导致发动机怠速不稳。采用看、听、摸的方式对进气管的泄漏

进展检修，如有泄漏应进展修理。

当排气管上的三元催化器部结胶、积碳、破碎等原因造成局部堵塞或随机堵塞时，就

会加大排气时的反压力，使进气管真空度过低，造成发动机排气不彻底、进气不充分，致

使气缸工作性能差，发动机怠速不稳。利用真空表对真空度进展检测，真空度小，而且加

速常常伴有发闷的现象，且加速不良，均表示为排气管堵塞，应予更换。

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5.火花塞、高压线、喷油器的检查与诊断

假设火花塞、高压线有积碳或漏电情况，将引起所对应的气缸工作不良；喷油器堵塞

或滴漏，也会造成该缸工作不良。发动机在怠速过程中个别缸不工作，将会导致发动机怠

速不稳。长时间的个别缸工作不良，将导致氧传感器的过早老化。应该火花塞、喷油器进

展清洗或更换，对漏电的高压线进展更换.

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结论

发动机怠速不稳是使用中常见的故障之一。尽管现在的轿车大多数有自诊断系统，但

也会出现有故障而自诊断系统却显示正常代码或显示与故障无关的代码的情况。只有掌握

怠速控制组成、怠速控制原理。以与掌握怠速工况下进气、供油、点火的要求，才能做到

真正掌握丰田汽车怠速不稳的故障诊断与排除。

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参考文献

[1]国平汽车电工理工大学2000:295-298

[2]安宗权汽车发动机电控系统人民邮电2009:91-105

[3]田有为汽车发动电动系统检修人民邮电2009:148-151

[4]付军汽车电控系统原理与维修中国劳动2002:58-65

[5]华晨宝马汽车汽车机电技术机械工业2009:180-191

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致

本文在论文撰写过程中，得到了华南理工大学教师的热心辅导，在此表示衷心的感，

因水平有限，文中难免有错漏，请批评指正！