86.怠速觸點在節氣門處於怠速位置時為閉合狀態,其他時間均為打開狀態。怠速觸點可向ECU發出怠速增量、後怠速增量、汽油中斷信號。

87.最新型的節氣門位置傳感器是霍爾式的(如東南戈藍轎車)。霍爾式節氣門位置傳感器由固定在軸上的永久磁鐵、能根據磁通量密度輸出電壓的霍爾IC以及介於兩者之間具有引導磁通量功能的定子組成。節氣門全閉時,通過霍爾IC的磁通量密度保持在最小值,以得到最小的電壓輸出;節氣門全開時,通過霍爾IC的磁通量密度保持在最大值,以得到最大的電壓輸出。節氣門位置傳感器能經由主係統與次係統輸出,從而可以增進係統監測故障的準確性,並加強失效安全的功能以提高可靠性。

88.霍爾式節氣門位置傳感器的導通性不能用萬用表檢測,其性能好壞可以通過示波器檢測信號電壓波形來進行判斷。

89.節氣門的作用是控製發動機的進氣流量,決定發動機的運行工況。駕駛人通過操作加速踏板來操縱節氣門開度。

90.加速踏板和節氣門的連接方式有兩種:剛性連接和柔性連接。傳統加速踏板采用剛性連接,即通過拉杆或拉索傳動連接加速踏板和節氣門的機械連接方式,因此節氣門開度完全取決於加速踏板的位置,即駕駛人的操作意圖。但從動力性和經濟性角度來看,發動機並不總是完全處於最佳運行工況,而且駕駛人的誤操作也給安全性帶來隱患。柔性連接方式取消了傳統的機械連接,通過ECU控製節氣門快速精確地定位,因此又稱為電子節氣門。它的優點在於能根據駕駛人的需求願望以及整車各種行駛狀況確定節氣門的最佳開度,保證車輛最佳的動力性和汽油經濟性,並具有牽引力控製、巡航控製等控製功能,提高安全性和乘坐舒適性。

91.電子節氣門係統主要由加速踏板位置傳感器、電子節氣門體和發動機ECU組成。電子節氣門體由節氣門、節氣門調節電動機、節氣門位置傳感器和齒輪傳動裝置等組成。

92.電子節氣門係統中,節氣門位置傳感器是一個雙電位器傳感器,由發動機ECU提供5 V電壓,它隨節氣門開度的變化向發動機ECU同時輸送兩個反映節氣門實際開度的信號電壓。由於2個電位器是同相安裝的,當節氣門位置發生變化時,其電阻同時線性增加或減小。當加入+5 V電壓後,轉化為與電阻值變化相應的電壓輸出。該兩個信號電壓是反向(其中一個升高時另一個降低)線性變化的。

93.電子節氣門係統中,加速踏板位置傳感器位於發動機室內,通過一根拉索與加速踏板連接。加速踏板位置傳感器也是一個雙電位器傳感器,由發動機ECU提供5 V電壓。它向發動機ECU同時輸送兩個反映加速踏板位置(移動行程)的信號電壓。這兩個信號電壓隨加速踏板位置的變化而同向(同時升高或降低)線性變化,但變化的速度及範圍互不相同。發動機ECU根據加速踏板位置傳感器信號控製發動機的怠速、加速、減速、瞬間轉速和中斷噴油等。

94.電子節氣門係統中,節氣門控製電動機一般選用步進電動機或直流電動機,經過兩級齒輪減速來調節節氣門開度。早期以使用步進電動機為主,步進電動機精度較高、能耗低、位置保持特性較好。但其高速性能較差,不能滿足節氣門較高的動態響應性能的要求,所以現在比較多地采用直流電動機。直流電動機精度高、反應靈敏,便於伺服控製。

95.電子節氣門係統中,ECU包括兩部分:信息處理模塊和電動機驅動電路模塊。信息處理模塊接收來自加速踏板位置傳感器的電壓信號,經過處理後得到節氣門的最佳開度,並把相應的電壓信號發送到電動機驅動電路模塊。電動機驅動電路模塊接收來自信息處理模塊的信號,控製電動機轉動相應的角度,使節氣門達到或保持相應的開度。電動機驅動電路應保證電動機能雙向轉動。

96.電子節氣門的工作原理是:ECU根據加速踏板位置傳感器的信號通過控製電動機運轉,經齒輪傳動裝置使節氣門轉到適當的開度,而節氣門位置傳感器將反映節氣門實際開度的信號輸送給發動機ECU,接著,ECU將節氣門位置傳感器和加速踏板位置傳感器的信號進行比較,以確認節氣門開度是否滿足要求。如果不滿足,則ECU繼續驅動電動機來調節節氣門的開度。加速踏板位置傳感器和節氣門位置傳感器的雙電位器結構使ECU能精確地根據駕駛人的意圖來控製節氣門開度,並滿足空調、自動變速器、動態穩定控製、車速調節或發動機冷卻風扇等對發動機轉矩的要求。當同時出現多項要求時,發動機ECU根據內部確定的優先等級滿足優先等級最高的項目要求,此時節氣門的實際開度與駕駛人對節氣門的開度要求不一定相同。發動機的怠速由發動機ECU通過電子節氣門總成控製,在發動機上沒有怠速空氣控製閥。

97.電子節氣門總成的初始化是發動機ECU讀取包括節氣門的最大開度和關閉位置等位置的信息。在未完成對電子節氣門總成初始化的情況下,發動機ECU不能很好地通過調節節氣門的開度來控製發動機轉矩。

98.發動機在無負荷情況下以最低穩定轉速運轉,叫做發動機怠速。

99.怠速控製的方式隨車型有所不同。對於電控汽油噴射係統來說,目前可分為旁通空氣道控製式和節氣門直動式兩種類型。

100.旁通空氣道控製式怠速控製執行機構按結構分為機械式和電子控製式兩種。機械式的怠速控製執行機構又有雙金屬片式和石蠟式兩種,電子控製式的怠速控製執行機構有平動電磁閥式、旋轉電磁閥式和步進電動機式三種。

101.空氣閥的作用是在發動機低溫啟動時為發動機提供額外的空氣(此部分空氣也由空氣流量傳感器計量),保持發動機怠速穩定運轉,使發動機啟動後迅速暖車,從而縮短暖車時間。

102.空氣閥應安裝在能代表並感受發動機溫度的部位,不但能保證在發動機暖機時雙金屬片同時受加熱線圈和發動機熱量的加熱,而且能在熱機啟動時,機體的熱量仍能使閥門關閉,避免發動機怠速轉速過高。當環境溫度為20℃時,發動機啟動後3~6 min,空氣閥即可受雙金屬片推動而關閉。

103.平動電磁閥式怠速控製執行機構主要由一隻比例電磁閥構成,其電磁線圈的驅動電流為ECU送來的占空比(PWM)信號。這種比例電磁閥可以平衡在中間的任何位置,因此平動電磁閥式怠速控製執行機構根據ECU的指令對各種因素均可以做出補償,從而實現怠速的最優控製。

104.對於旋轉電磁閥式怠速控製閥,在整個怠速範圍內ECU通過占空比(0%~100%)對怠速轉速進行控製。

105.對於步進電動機式怠速控製執行機構,其控製內容主要有以下幾項:

(1)啟動初始位置設定。為了保證怠速控製閥在發動機再啟動時處於全開位置,在發動機點火開關關閉後,ECU繼續向主繼電器供電,使怠速控製閥繼續保持接通狀態,為下次啟動作好準備,然後主繼電器才斷電。

(2)啟動後控製。由於發動機啟動前ECU已把怠速控製閥的初始位置設定在最大開度位置,因此發動機啟動後,若怠速控製閥仍保持全開,則會引起發動機轉速過高。為了避免出現這種情況,在啟動過程中,當發動機轉速達到由冷卻液溫度確定的對應轉速時,ECU控製步進電動機轉動,使怠速控製閥逐漸關小到冷卻液溫度對應的開度。

(3)暖機控製。暖機過程中,ECU控製步進電動機轉動,使怠速控製閥從啟動後的開度逐漸關小,當冷卻液溫度達到70℃時,暖機控製結束,怠速控製閥達到正常怠速開度。

(4)反饋控製。當發動機處於怠速工況運轉時,如果發動機的實際轉速與ECU存儲器中所存放的目標轉速差超過一定值(如20 r/min),ECU即控製步進電動機轉動,通過相應地增減旁通空氣量,使發動機的實際轉速與目標轉速相同。目標轉速與怠速工況時的負荷有關,對應空擋啟動開關是否接通、是否使用空調、用電器增加等不同情況,都有確定的目標轉速。