电子节气门控制系统设计
大众车电子节气门故障分析
大众车电子节气门诊断分析及实例1．电子节气门系统介绍以前，上海大众生产的桑塔纳车系部分发动机和帕萨特B5部分发动机采用的是拉索式节气门，节气门与加速踏板之间通过一根拉索连接。
驾驶人在踩下加速踏板时，通过拉索使节气门打．开相应的开度，以此来控制发动机的转速。
现在，上海大众生产的所有车型的发动机都带有电子节气门控制系统—EPC，节气门与加速踏板之间取消了拉索连接，节气门的打开是通过内部的一个步进电动机控制的。
驾驶人根据自己的需求踩下加速踏板，加速踏板内部的两个传感器G79，G185记录下加速踏板的位置，并将该位置转换成相应的电信号传送给发动机控制单元J220，发动机控制单元根据输入的信号以及内部设定的程序控制步进电动机的传感器G186使节气门打开相应的开度。
另外，节气门的打开角度不完全取决于加速踏板的位置，发动机控制单元还根据废气排放、燃油消耗及巡航控制等来控制节气门的打开角度。
电子节气门控制系统由带有传感器的加速踏板、发动机控制单元、节气门控制单元、巡航开关、强制降档开关、离合器踏板开关、制动踏板开关、制动灯开关及EPC警告灯组成。
（1）带有传感器的加速踏板加速踏板通过2个传感器G79和G185检测加速踏板的位置，并将位置信号转换成电信号传送给发动机控制单元，发动机控制单元利用该信号控制节气门的开度。
两个传感器为滑动电阻式，它们共同安装在加速踏板内的一个轴上，在G185上安装有串联电阻，因此发动机控制单元检测到G79的信号是G185的两倍。
在读取测量数据块中62显示组的3和4显示区能查看相关的数据。
发动机控制单元向两个传感器提供5V电源，两个传感器分别有独立的电源、接地信号线。
（2）节气门控制单元节气门控制单元根据发动机控制单元发出的指令，使节气门打开相应的开度，并通过两个节气门开度传感器将节气门的位置反馈给发动机控制单元。
节气门控制单元内部由节气门电动机G186、汽修资料与技术qq929517423节气门开度传感器1-G187、节气门开度传感器2-G188组成。
发动机电子节气门的控制原理
发动机电子节气门的控制原理一、前言节气门的作用是控制发动机的进气流量，决定发动机的运行工况。
驾驶员通过操作加速踏板来操纵节气门开度。
加速踏板和节气门的连接方式有两种:刚性连接和柔性连接。
传统油门采用刚性连接,即通过拉杆或拉索传动连接加速踏板和节气门的机械连接方式, 因此节气门开度完全取决于加速踏板的位置，即驾驶员的操作意图，但从动力性和经济性角度来看，发动机并不总是完全处于最佳运行工况，而且驾驶员的误操作也给安全性带来隐患。
在混合动力车中，由于发动机和电池组成多能源动力系统，刚性连接方式不能实现各动力源之间的能量分配管理,因此，它必将被柔性连接方式所取代。
柔性连接方式取消了传统的机械连接，通过电控单元控制节气门快速精确地定位，因此又称为电子节气门。
它的优点在于能根据驾驶员的需求愿望以及整车各种行驶状况确定节气门的最佳开度，保证车辆最佳的动力性和燃油经济性，并具有牵引力控制、巡航控制等控制功能，提高安全性和乘坐舒适性。
本文通过阐述电子节气门系统的基本结构、工作原理、控制策略和发展现状,使读者对电子节气门有深入的理解。
二、电子节气门系统的基本结构和工作原理（一)电子节气门系统的基本结构电子节气门系统的基本结构主要包括：1.加速踏板位置传感器加速踏板位置传感器由两个无触点线性电位器传感器组成,在同一基准电压下工作,基准电压由ECＵ提供。
随着加速踏板位置的改变,电位器阻值也发生线性的变化,由此产生反应加速踏板下踏量大小和变化速率的电压信号输入ECＵ。
2.节气门位置传感器和踏板位置传感器类似，节气门位置传感器也是由两个无触点线性电位器传感器组成，且由ECＵ提供相同的基准电压。
当节气门位置发生变化时,电位器阻值也随之线性地改变,由此产生相应的电压信号输入ECU,该电压信号反映节气门开度大小和变化速率。
3．节气门控制电机节气门控制电机一般选用步进电机或直流电机，经过两级齿轮减速来调节节气门开度。
早期以使用步进电机为主,步进电机精度较高、能耗低、位置保持特性较好，但其高速性能较差,不能满足节气门较高的动态响应性能的要求,所以现在比较多地采用直流电机,直流电机精度高、反应灵敏、便于伺服控制。
电子节气门控制系统结构特点及其优势
电子节气门控制系统结构特点及其优势2007-12-10 23:49在生产了S-10s汽车已达20年之久的时候，通用汽车公司在2004年的秋季推出了他们的雪佛兰Colorado和GMC Canyon两款中级皮卡。
在这两款车上，所采用的所有新的和改进的标准技术就是“ETC”这3个字母，即“电子节气门控制系统”。
自1988年宝马轿车开始应用电子节气门控制系统以来，该控制系统只是应用在一小部分高级轿车上。
在过去的3年中，电子节气门控制系统在美国已经被应用于更多本国生产的汽车上。
从最新的报道可以看到，在大众化的汽车市场上，电子节气门控制系统已经成为许多售价仅为一万四千美元的汽车的标准配置了。
通用汽车公司并不是唯一一家在汽车上采用电子节气门控制系统的汽车制造商，因为斯巴鲁公司已经宣布，他们将在2005年生产的所有车型上应用电子节气门控制系统。
另外，福特汽车公司的旗舰产品福特F－150也将采用电子节气门控制系统。
电子节气门控制系统的技术已经相当成熟，其价格已经降了下来，性价比也在不断地得到提高。
在汽车上应用电子节气门控制系统已经成为1个发展趋势。
我们一般都是通过控制进入发动机的空气流量来调节发动机的转速。
在传统的发动机设计方案中，节气门的位置主要是通过1个机械连杆机构（鲍顿拉索）来控制的，其中还包括弹簧、皮带轮以及其它的一些零件。
鲍顿拉索总成长时间以来都很好地发挥了它的作用，但是它也表现出了一些不足。
首先，从汽车NVH（噪声、振动和不平顺性）和装配的角度来看，由于安装鲍顿拉索机构需要在驾驶室的前壁上开1个孔，以便将发动机节气门和驾驶室内的加速踏板连接在一起，而这个孔同时也就成为发动机噪声向驾驶室传播的1个通道。
其次，鲍顿拉索机构包含有多根钢丝，钢丝的2个末端分别与加速踏板和节气门阀片相连接。
在这种情况下就必须设法将许多零部件布置在1个非常狭小的空间内。
采用鲍顿拉索机构控制节气门所要面临的第3个问题是：由于整个操作过程都是通过机械连杆机构来完成，因此从驾驶员通过踩下加速踏板发出操作指令到执行机构做出响应就会出现1个时间滞后，这样就会导致驾驶员所期望的最好燃油经济性能和排放性能与发动机实际实现的往往并不一样。
发动机电子节气门控制系统仿真与试验研究
２ ０ １ ３年 ２月
车
用
发
动
机
Ｎｏ ． １ （ Ｓ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ Ｎｏ ． ２ ０ ４ ）
Ｆｅ ｂ ．２ ０１ ３
Ｖ ＥＨ Ｉ ＣＬＥ ＥＮ ＧＩ Ｎ Ｅ
发动机 电子节气 门控 制系统仿真与试验研 究
任 鹏 飞 ，冒晓 建 ，王俊席 ， 唐航 波
（ 上 海 交通 大 学机 械 与 动 力 工 程 学 院 ， 上海 ２ ０ ０ ２ ４ ０ ）
摘 要 ：针 对 电 子 节 气 门的 结构 特 点和 工作 原 理 ， 构 建 了电 子 节 气 门 的 关 键 部 件 如 驱 动 电 机 、 减 速 系统 、 复 位 弹
簧 等物 理 和 数 学模 型 ， 并 以 此 为基 础 在 Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ ／ Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ｉ ｎ ｋ环 境 下 建 立 了 电 子 节 气 门 的仿 真 控 制 系统 ， 系统包括表 示 静 态库 仑摩 擦 及 复位 弹簧 的 非 线性 函数 和 动 态的 线 性 传 递 函 数 。 采 用 积 分 分 离 Ｐ Ｉ Ｄ 的控 制 算 法 对 仿 真 模 型 进 行 模 拟 开度 输 出 ， 并 将 其 应 用 于 实 际 的 电子 节 气 门控 制 中。 实测 结 果 与 模 拟 输 出结 果 较 为 相 符 。
１ ． １ 执 行 器
图 １ 电子 节 气 门体 执 行 器 原 理
１ ． ２ 节气 门位置传 感器
节气 门位 置 传 感 器 （ ＴＰ Ｓ ） 实 质 是 供 电 电 源 为
５ Ｖ的 电位 计 。当直 流 电机 驱 动 电子 节气 门开 度 变 化时， 会 在 ＴＰ Ｓ １ ， Ｔ Ｐ Ｓ ２两 端 产 生 不 同 的 电压 。这
宝马VANOS发动机技术 电子气门控制系统的工作原理
宝马VANOS发动机技术电子气门控制系统的工作原理电子气门控制系统的工作原理电子气门控制系统的工作原理与人类在身体紧张时的状态类似。
假设您去跑步。
您身体所吸进的空气质量将由肺来调节。
您会不由自主地深吸气并由此为肺提供较多的空气，以便在身体中进行能量转换。
如果您现在由跑步换成一种较慢的步法，例如散步，则身体需要的能量和空气相对减少。
您的肺将以平缓呼吸的方式对此进行自动调节。
在这种情况下，如果您在嘴上堵上一块手帕呼，吸将非常费力。
在电子气门控制系统的新鲜空气进气装置中“取消了”节气门（与手帕类似）。
气门升程肺根据空气需要量进行调节。
发动机可以自由呼吸。
在发动机电子气门控制系统进气过程中，节气门几乎一直打开一个合适的角度，以保证出现一个50 mbar 的近似真空。
负荷控制通过气门的关闭时刻实现。
与通过节气门实现负荷控制的普通发动机相比，在进气系统中只产生一个较小的真空，也就是说省去了产生真空的能耗，通过进气过程中较小的功率损失获得较高的效率。
与柴油发动机不同在常规汽油发动机中，进气量通过加速踏板和节气门进行调节并按化学计算比例ë =1 喷射所需要的燃油量。
在带电子气门控制系统的发动机上所吸进的空气量由气门的开启升程和开启持续时间决定。
通过精确控制供油量这里也能实现按ë =1 运行。
与此相反，带汽油直接喷射和浓度分区功能的发动机，在较宽的负荷范围内以低燃油空气混合比工作。
昂贵且易受硫腐蚀的废气后处理装置，例如直喷式汽油发动机上使用的在带有电子气门控制系统的发动机上因此就不需要了。
宝马VANOS发动机技术图中每个进气门分别有两组凸轮控制，一组是高速凸轮，一组是低速凸轮。
红色圆框内就是可变气门行程的控制机构。
当发动机在低转速范围时，红色的控制活塞是落在气门座内的。
这样高速凸轮只能驱动气门座向下行程而不能带动整个气门动作，整个气门由低速凸轮驱动气门顶向下行程，这样获得的气门开度就较小。
当发动机在高转速范围时，红色的控制活塞在液压的驱动下从气门座推入到气门顶中，等于是把气门座和气门刚性的连接在一起，当高速凸轮驱动气门座时就能带动气门向下行程获得较大的气门开度。
电子节气门控制系统的工作原理
上海大众斯柯达明锐轿车的电子节气门的故障检修目录摘要 (2)前言 (2)1 电子节气门概述 (2)2 电子节气门控制系统的工作原理 (4)2．1 加速踏板模块 (4)2．2 节气门控制模块 (6)2．3 发动机ECU (9)2．2 电子节气门控制系统的控制过程 (11)4 电子节气门的检修 (13)4．1 节气门控制部件供电和导线的检查 (13)4．2 加速踏板位置传感器的检查 (13)5 故障案例分析 (14)5．1故障现象 (14)5．2故障诊断 (15)5．3 故障排除 (15)结束语 (16)参考文献 (16)摘要：当前大众车基本上配置有电子节气门控制(EPC)系统，其主要优点能根据驾驶人的需求及整车的行驶状况确定节气门的最佳开度，充分发挥了车辆最佳的动力性和燃油经济性，同时并具有巡行控制和牵引力控制等系列功能，提高安全性和乘坐舒。
本文以上海大众斯柯达明锐轿车电子节气门为例，阐述其车型的电子节气门组成及控制原理；同时阐明了斯柯达明锐轿车电子节气门的检修方法；结合实际维修案例加以分析。
关键词：大众斯柯达明锐轿车电子节气门故障检修前言目前大众斯柯达明锐轿车采用电子节气门，它具有优点体现在能克服了机械油门对怠速和定速巡航进行控制的局限性，通过电控单元可对发动机全工况进行控制。
而电子控制单元ECU精确控制电子节气门的开启度以满足空调、自动变速箱、平稳性动态控制、车速调节、发动机冷却等功能的需要。
它是一种新的发动机负荷管理系统，可以较好地管理发动机的力矩。
节气门位置根据发动机各项功能的需求来确定，当各项功能需求同时出现时，ECU按照内部的优先级别将节气门打开到某一开度，以满足优先级别最高的这项功能的需求。
因此，现在越来越多的汽车采用电子油门。
目前，大众车系绝大部分车型均采用了电子节气门，本文针对上海大众斯柯达明锐轿车1.4和1.6L发动机的电子节门维修进行探讨。
1 电子节气门概述明锐轿车发动机电子节气门系统主要由节气门位置传感器、加速踏板位置传感器、ECU、数据总线、EPC指示灯和节气门执行器等组成(见图1)，控制电路如图1所示。
电子节气门控制系统硬件电路的设计
（ ａ ） 电控 单 元 稳 压 电 路
图３ Ａ ／ Ｄ 转 换 电 路
瑚 …… … … … … 一 ‘
Ｕ
图４ Ｐ Ｗ Ｍ 调 速 控制 原理 和 电 源波 形 图
（ ｂ ） 传 感 器 稳 压 电 路 图 １ 源 稳 压 电 路 图
二 、 电源 模 块 电 路 设 计 电 源 模 块 主 要 为 电 控 单 元 、 传 感 器 和 直 流 电 动 机 提 供 电 源 。其 中 由于 传 感 器 电路
图２ 油 门 踏 板 与 节 气 门 位 置 信 号 调 理 电路
四 、． ， ｋ ／ Ｄ 转换 电路的设计 本设 计采用 一片Ａ Ｄ ７ ８ ０ 转 换 器 ，通 过 三
线 制与 单片机 连接 ，同时 为 了保证Ａ ／ Ｄ 转 换 器 正常 工作和 复位 ，将Ａ ／ Ｄ 转 换 器 的 复 位 端 子 和 片 选 信 号 端 子 也 接 到 单 片 机 。在 三 线 制 连 接 方 式 时 ，通 过 采 用 硬 件 监 控 Ｄ Ｒ Ｄ Ｙ 端 子 的 状 态 来 判 断 寄 存 器 是 否 被 更 新 ，Ｄ ￣ ［ Ｊ Ｙ 端 子 的 输 出与通信 寄存器 的Ｄ Ｒ Ｄ Ｙ 位同步 ，Ｄ Ｒ Ｄ Ｙ 端 子 一 旦 变 成 低 电平 ， 表 明数 据 寄 存 器 的 数 据 已经 更 新 ，可 以读 取 。通 过 将 Ｄ Ｒ Ｄ Ｙ 输 出 端 子 接 至单片机 的外部中断端 子Ｉ Ｎ Ｔ Ｉ 就 可 以通 过 硬 件 监 控 数 据 寄 存 器 的 更 新 ， 通 过 中 断 服 务 函 数 就 可 以读 取 寄 存 器 的 数 值 ， 也 可 以通 过 软 件查询的方 式来读取数 据。若Ｄ Ｒ Ｄ Ｙ 端子为 高 电 平 ，则 不 能 读 取 数 据 ， 以 免 读 到 不 可 靠 的数 据 。Ａ ／ Ｄ 转 换 电路 的 电 路 图 如 图 ３ 所示。
电子节气门PID控制
基于DSP的电子节气门PID控制一、引言随着现代电子技术的飞速发展，特别是微机技术在汽车上的广泛应用，使得汽车的内涵和功能不断拓展和延伸，汽车电子化正逐渐成为现代汽车的基本特征。
节气门是汽车发动机的重要控制部件。
为了提高汽车行驶的动力性、平稳性及经济性，并减少排放污染，世界各大汽车制造商推出了各种控制特性良好的电子节气门及其相应的电子控制系统，组成电子节气门控制系统（ETCS）。
采用电子节气门控制系统，使节气门开度得到精确控制，不但可以提高燃油经济性，减少排放，同时，系统响应迅速，可获得满意的操控性能；另一方面，可实现怠速控制、巡航控制和车辆稳定控制等的集成，简化了控制系统结构。
现在，电子节气门控制系统已成为发动机完全电控管理系统的一个重要模块。
由于ETCS的优越性，目前，世界上越来越多的大型汽车制造公司开始采用ETCS，传统机械式节气门面临着被电子节气门所取代的趋势。
在电子节气门这种柔性连接方式中，油门踏板与节气门之间不再有机械连接。
节气门的实际开度由车载电控系统根据当时的汽车行驶状况并考虑发动机特性确定，从而保证发动机运行于最佳工况。
本设计进行了电子节气门控制系统的电控单元开发、传感器信号处理电路及执行器功率驱动电路的硬件电路设计，并进行了PID控制试验。
二、系统组成电子节气门控制系统如图1所示，包括：节气门体、加速踏板位置传感器、DSP（Dig ital Signal Processor）开发板、信号处理电路、功率驱动电路及微机监控系统几个部分。
节气门体包括：直流电机、节气门开度传感器及机械装置，它们被封装为一体。
通过ECU 驱动直流电机，完成节气门开度调整；节气门开度信号通过节气门体内部的一对高精度节气门开度传感器获取当前开度下相应的电压反馈值，该反馈值与节气门打开角度成线性变化。
利用这两路反馈信号，构建闭环控制系统。
加速踏板带动一个位置传感器，将加速踏板位置信号转变为电压信号传到ECU，其作用相当于一个反映驾驶员操纵意图的传感器，提供节气门开度的参考信号。
汽车线控节气门系统的组成和工作原理
汽车线控节气门系统的组成和工作原理下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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一种基于单片机的汽车电子点火系统的设计
随着汽车工业的不断发展，能源危机以及汽车尾气对大气环境造成的污染日趋严重。
而发动机点火时刻的精确控制在提高汽车整体性能的同时，有效地缓解了这一状况。
与传统的机械调节式点火时刻控制系统相比，基于微控制器的电子式控制系统具有及时性好、精确度高、控制灵活等优点。
为此，从发动机点火控制系统的控制策略出发，设计了一种能提高发动机点火控制精度的新型电子点火控制装置。
1 系统工作原理发动机点火时刻是通过控制点火提前角(即点火时活塞位置到上止点曲轴转过的角度)来实现的。
影响火花塞点火时刻的因素主要有发动机转速、负荷大小、发动机冷却水温度以及发动机缸体爆震等。
整个点火系统硬件电路主要由传感器及信号调理电路、A／D转换器、电控单元、点火电路、电源及火花塞等部分组成。
系统原理框图如图1所示。
各传感器的输出信号经相应调理电路调理、A／D转换器转换后，送入单片机。
单片机依据一定的控制策略、算法对输入信号运算处理，依据运算结果，在合适时刻给出控制信号。
控制信号经驱动电路后，控制点火控制电路工作，通过火花塞最终实现发动机点火。
2 系统硬件设计2.1 传感器及其调理电路主要包括转速传感器、水温传感器、爆震传感器和节气门开度传感器及其相应调理电路。
2.1.1 转速传感器及其调理电路采用光电式转速传感器，其作用是测量发动机转速和曲轴转角位置。
传感器输出信号经调理电路整形、放大后号送入单片机外部计数器T0(P3.4)引脚上，由单片机在一定时间内对其计数便可测量其转速和曲轴位置。
2.1.2 水温传感器及其调理电路采用集成温度传感器MAX6611测量发动机冷却水温度。
单片机依据水温信号对点火提前角作相应调整：当水温低时增大点火提前角，而水温高时减小点火提前角。
传感器输出信号经二极管双向限幅和RC滤波电路调理后接到ADC0809的信道0上。
2.1.3 爆震传感器及其调理电路采用安装在发动机缸体上的压电加速度传感器来测量发动机爆震信号，并依据是否发生爆震而对点火提前角作相应调整。
智能电子节气门控制系统(ECTS
设定方法如下： （1）人工进行初始化设定—不踩加速 踏板，打开点火开关；再将加速踏板缓 慢的踩到底，再缓慢的松开加速踏板， 以便ECU对相关参数记录编程；然后起 动发动机，即可完成初始位置的设定。 （2）如果人工设定不成功（怠速不稳 或加速犯闯），可用检码器设定编码， 对计算机进行下载处理，即能恢复初始 位置的控制参数，完成初始化设定。
角的大小，此谓“智能冗余控制”。
4、提高了发动机的经济性（油耗 降低了）和净化性（排放污染减 小了）。具备了智能“保护功 能”，驾驶的平顺性和舒适性提 高了，ECU可根据实际车速、道 路情况（特别是搓板路面，更为 有利）、发动机工况，这三个逻 辑条件，判定汽车对道路的适应 性是否正常，有无意外操作失误， 决定是否投入工作，减小了对传 动系统的冲击 。
传统的IAC：
（2）取消了防滑转TRC系统的 扭矩控制用副节气门；
（3）取消了巡航控制系统的 “巡航真空拉力器”或“巡航控 制电机”。
去消了CCS系统，电机控制部 件：
（4）进行反馈控制，ECU根据当前 车速、道路情况、发动机工况，这三 个逻辑条件，决定节气门优化开度， 控制和调节喷油量的多少和点火提前
从而使发动机的转速和功率调节进入了多 功能智能化控制领域。
智能电动直推一式节气门体，
一、取消钢丝拉索的好处：
1、钢丝拉索与其导管间的润滑油 质一旦耗尽，会犯卡失去回位能力， 使发动机转速失控，产生意外机械 事故（飞车或换档困难而失控）。 2、发动机与车身是弹性连接，一 旦弹性元件损坏，相对位置发生变 化，影响加速踏板“全程控制”能 力，动力性和经济性及净化性变坏。
3、节气门位置控制电机—为正反转 直流步进电机，由电脑ECU以“占 空比”的方式，控制电流的大小和 驱动方向，再经减速齿轮组来驱动 节气门的开度大小和速率值的高低。
汽车新结构新技术(上篇)项目七电子节气门技术 文档全文预览
⑵ 非线性影响
– ETC 控制系统存在各种非线性影响，除了弹簧非线性 、粘滑摩擦及齿隙非线性等影响外，同时受到进气流 产生的非线性阻尼力以及进气气流的不稳定扰流阻矩 的影响，导致常规PID【 比例(proportion)、积分 (integration)、微分(differentiation)控制器】 控制不 能精确地设定反馈的增益，影响控制的精确性。
• 电子节气门技术的研究始于20世纪70年代 后期，80年代开始问世。90年代开始应用。
第一节电子节气门技术
• 所谓电子节气门(Electronic Throttle Control， ETC)，是一种柔性控制系统，通过节气门体上的电 动机驱动节气门，取消了传统节气门与加速踏板之 间的直接机械连接，在电控单元的控制下，可实现 节气门开度的快速精确控制。
⑶ 成本高。
–ETC 系统采用了智能型传感器、快速响应的执行器、 高性能控制单元及冗余设计，使成本大幅度上升。
三、电子节气门的分类 1 . 电液式节气门
– 电液式节气门大多数应用在有液压系统的工程机械中。 它具有结构简单、成本低、驱动力大、功耗低等特点， 其电液控制的转换主要通过高速开关数字阀实现，控 制 精度高，对液压油没有太高的要求。但是由于液压 系统 存在供油压力波动，液压执行机构之间的摩擦力 以及阀 所具有的启闭特性等方面的影响，其位置响应 不精确， 速度响应慢。因此，电液式节气门很少应用 在汽车上。
• 目前，电子节气门技术的发展趋势为：
– 在控制策略上由线性控制发展为非线性控制， 由辅助电子节气门发展为独立的电子节气门系 统，从单一的控制功能发展到集成多种控制功 能。
汽车电子节气门的使用特点与对策
占 并提 出一 陡等 各种原 因，现在较新 的车型普遍 采用 电子节 气门，所谓 电子节气门是针对 以前的拉线节气 门而 言的， 传统 的拉线节气 门用细钢绳直接将 前气 门踏饭与节气们相连 ，节气 门 踏板的踩下深浅直接与节气门的开 合大小对应 ，电子节气 门没有拉线 通过在踏板内装 一个电位器 （ 可变 电阻 ），节气门踩下的深浅即转 化 为电阻的阻值变化 ，汽车的电子 系 统通过采样该电阻值间接 确定 了节 气 门踏板的深浅 ，最后 由 Ｅ Ｕ 动步进 电机控制节 气门的开 度。通 Ｃ － ￣ 过原理比较不难发现 ，拉线节气门的特点是系统简单 ，控制直接 ，节 气 门踏板与节气门开度是１ 的 ；而电子节气门的特点是节气门踏板 ：ｌ 只表征驾驶者的操作意 向，而最终的节气门控制权交给了 Ｅ Ｕ Ｃ 。
保 ，因为Ｅ Ｕ Ｉ Ｃ Ｅ使在加速 时也 力图保证温和气空燃 比在 ｌ． ］ ４ 的最佳情 ７ 况下 ， 对于急加速是很不够的。拉 线节气 门的Ｅ Ｕ 这 Ｃ 在急 加速时不接 收来 自氧传感器信号 ，通过内存数据把 混合 比调整至 最大功率混合 比 Ｉ
上 ，实际上 完全可 能 比ｌ 更 浓 ，化 油器 更狠 ，直接 多喷一 口油进 ２ｌ 去 ，混合比浓得多 ，所以加速上化 油器 车反应是最灵敏 的 知道这个 原理 ，电控节气门车辆如果想加速快就 狠踩 节气门吧 ，否则Ｅ 总不 Ｃｕ 会 主动去理 解你加速愿望有多强烈。② 松开 节气 门踏 板踩离合时发动 机转 速会变高。非 电子式节气 门急加速 时会 大量喷射 或吸入燃 油 ， 但
（ ）电子节气 门的优势 。电子节气门控制 系统 与传统 的普 通节 １ 气 门相比有许多优越之 处 ．主要表现 在 ： 减少饥械故障。在传统的 ① 拉线节气门中 ，节气门的位置 主要是通过饥械连仟 机构 （ 顿拉 索 ） 鲍 来控制的 ，其中还 包括 弹簧 、 轮以及其它的一些 零件。节气门踏板 转 与节气门之问有一定的距离 ，空间又狭窄 ，由于整个操作过程都是通 过机械连杆机构 来完成 ，影响凶素较 多 ， 有的机械运动都存在运动 所 摩擦 ， 长期 摩擦磨 损后会 出现机件损坏 、 机件 配合 松旷 、机件之 间运 动干涉 、卡滞等机械 故障。而 电子节气 门没有植线 ，节气 门踏板与节 气门之间控制通过电控制 而不是 机械控 制 ，因此没有 机械 磨损 ，减少 了机械故障。② 节省燃料 、保护环境 ， 操纵 轻便 在 电子节气门的车 型 中，Ｅ Ｕ控制 节气 门时会将节 气门踩下的 深浅与车况综 合起来 进 Ｃ 行分析 ，最终计算出当前合适 的节气 门开度 。当驾驶 者起 步时猛然 加 速 （ 踏板踩到 底 ），Ｅ Ｕ 将 Ｃ 根据 当前的车速 、节气 门大小 等进行 分 析 ，从燃 油经济性 和排放合理 的角 考虑 ， 会适 当限制节气门的打 开 幅度 ，同时控制 喷油系统 限制喷 油嘴进 行最 大化的喷油。这 样做使 驾 驶 者感觉 节气 门踩 下后 明显有一 个延 时车才开始发力 ，这就是所谓 的 节气 门迟滞 。所 以，节气 门迟滞 其实就是Ｅ Ｕ Ｃ 通过限制发动机瞬 时功 率输 出形成的 ，当然这样做 也带来 了好处 ：节省燃油 、保护 环境 。 然而 电子节气 门也并不就
项目六 汽油发动机巡航控制和电控节气门系统认识与检修
23
ETCS执行器电源 线路
31
节气门起动机卡死
32
33
ETCS故障
ECU故障（ETCS部分）
ECU
小结
巡航控制系统是一种利用电控技术保持 汽车自动等速行驶的系统。 当汽车在高速公路上长时间行驶时，接 通巡航控制主开关，设定希望的车速，巡航 控制系统将根据汽车行驶阻力的变化，自动 增大或减小节气门开度，使汽车按设定的车 速等速行驶，驾驶员不必操纵加速踏板。
（2）部件结构
图6-3所示为丰田轿车所采用的巡航 控制系统在车上的示意图。 1）巡航指令开关 主控开关安装于转向盘下方，如图64所示。
图6-3 巡航控制系统的示意图
图6-4 巡航控制开关
2）传感器 3）巡航ECU ① 记忆和控制车速功能。 ② 设定车速调整功能。 ③ 取消和恢复功能。
④ 车速控制功能。 ⑤ 安全电磁离合器控制功能。 ⑥ 自动变速器控制功能。 ⑦ 诊断功能。
二、相关知识
（一）巡航控制系统
1．巡航控制系统结构认知
巡航控制系统主要由操纵开关、安 全开关、传感器、巡航ECU和执行元件 组成，其系统结构如图6-1所示。
图6-1 巡航控制系统图
2．巡航控制系统的控制原理和部件结构
（1）控制原理 电子巡航控制系统的原理框图如图 6-2所示。
图6-2 巡航控制系统原理框图
图6-6 巡航驱动电动机
1—驱动电动机 2、14—电位计 3、15—电位计主动齿 轮 4—电路板 5、17—蜗轮及电磁离合器 6、18—离合器片 7—滑环 8、21—主减速器 9、19— 控制臂 10—杆B 11、12—限位开关 13—杆A 16—蜗杆 20—电动机
汽车电子节气门的试验研究
型式 排量 /mL 活塞直径 ×行程 /mm ×mm 压缩比 最大功率 / kW 最大功率时转速 / ( r·m in - 1) 最大转矩 / (N ·m )
直列式 4冲程 4缸电控喷射汽油机 1 781
81. 0 ×86. 4 9. 5∶1 74 5 200 155
最大转矩时转速 / ( r·m in - 1) 怠速转速 / ( r·m in - 1) 最低燃油消耗率 / [ g· ( kW ·h) - 1 ]
汽车电子节气门的试验研究
郑 伟 1 , 胡大志 1 , 张振东 2 , 姚喜贵 1 , 周时六 3
(1. 温州大学 机电工程学院 ,浙江 温州 325035; 2. 上海理工大学 机械学院 ,上海 200093; 3. 中国奥凯嘉集团 ,浙江 瑞安 325000)
摘要 :介绍了自设计的节气门的控制原理 ,并对所开发的控制器进行了试验研究和节气门系统的台架实验 。试验结果表明 ,所 设计的汽车电子节气门在汽油机上的控制效果良好 ,节气门系统与汽油机匹配也良好 。
系 ,从图中可以看出 , P ID 控制算法下 , P ID 开度与踏板信号有着有着 良好的匹配关系 ,说明 P ID 算法可以适用电子节气门的控制要求 。
图 3 汽车电子节气门台架试验图 F ig. 3 D ia g ram o f B ra nch Te s t fo r Au tom o tive ETC
图 4 电子节气门系统中踏板信号与 P DI 开度的对应 F ig. 4 Co rre spo nde nce o f Tre a d le S igna l a nd P DI Ap e rtu re in ETC S ys tem
图 5显示的是踏板信号与节气门位置反馈信号之间的关系 ,位 置反馈信号与踏板信号的运行趋势一致 。这种趋势特别反映在 110 m s之后 ,两者的信号几乎是重合的 ,并且这种重合趋势一致保持下 去 。两者相差比较大的地方在前 100 m s之内 ,其电压差值基本上保 持在 0. 6 V ,并且在踏板信号和位置反馈信号都达到饱和电压的时间 相差近 20 m s。这种差异产生的原因是由于电子节气门系统中存在 着各种各样的非线性影响因素 ,例如弹簧的非线性影响 、节气门阀体 存在的摩擦非线性影响等等 。众所周知 ,位置反馈信号的电压值与 节气门开度成正比 ,因此可以说节气门开度的实际值与来自踏板信 号的期望值的重合度较好 ,这说明该电子控制单元能够较好地实现 节气门实际开度值对期望值的跟踪控制 。
汽车电子节气门控制系统及其故障诊断
汽车电子节气门控制系统及其故障诊断董竹林【摘要】随着社会和消费者对汽车功能和性能要求的不断提高,电子化、智能化、网络化成为现代汽车的重要标志和发展趋势.为了提高汽车行驶的动力性、平稳性及经济性,并减少排放污染,产生了电子节气门控制系统(ETC).介绍了电子节气门的组成及工作原理,并对桑塔纳轿车中节气门出现的故障及检修方法进行了简要说明.【期刊名称】《机械管理开发》【年(卷),期】2012(000)001【总页数】4页(P38-40,42)【关键词】电子节气门控制系统;电控单元;故障诊断【作者】董竹林【作者单位】山西交通职业技术学院车辆工程系,山西太原030031【正文语种】中文【中图分类】U464.134+.3汽车电子节气门技术（Electronic Throttle Control System简称ETC）是伴随汽车电子驱动理念(Drive—by—Wire)而诞生的。
它替换了传统油门踏板和节气门体之间的机械连接，通过导线使加速踏板与节气门建立联系，可以改善发动机控制，避免因驾车者不当操作加速踏板产生不良后果。
它通过增加相应的传感器和电控单元，实时精确控制了节气门开度。
它可实现发动机扭矩控制和精确空燃比控制，有助于提高汽车行驶的动力性、平稳性、经济性，并能有效降低排放污染。
目前，ETC被广泛地运用于汽车的驱动防滑控制（ASR）、巡航控制(CCS)和车辆稳定性控制（VSC）等汽车动力控制系统中，并逐渐成为高档轿车的标准配置。
在传统的发动机设计方案中，节气门的位置主要是通过1个机械连杆机构（鲍顿拉索）来控制的，其中还包括弹簧、皮带轮以及其它的一些零件。
鲍顿拉索长时间以来都很好地发挥了他的作用，但是也有很多不足：1）噪声较大；2）它包含有多根钢丝，钢丝的2个末端分别与加速踏板和节气门阀片相连接，所以必须将许多零部件布置在1个非常狭小的空间内；3）由于整个操作过程都是通过机械连杆机构来完成，因此，从驾驶员通过踩下加速踏板发出操作指令到执行机构做出响应就会出现时间滞后，这样就会导致驾驶员所期望的最好燃油经济性能和排放性能与发动机实际实现的往往并不一样。
汽车发动机电子节气门技术条件概要
Q/JLY J711177-2008汽车发动机电子节气门技术条件编制:校对:审核:审定:标准:批准:浙江吉利汽车研究院有限公司二○○八年七月GEELY 汽车发动机电子节气门技术条件 Q/JLY J711177-2008前言为电子节气门的设计提供依据,规定其设计性能,以及指导其验收,根据本公司的情况制定本标准。
本标准由浙江吉利汽车研究院有限公司提出。
本标准由浙江吉利汽车研究院有限公司发动机开发部发动机设计科负责起草。
本标准主要起草人:袁凌峰。
本标准于2008年07月30日发布并实施。
Ⅰ1 范围本标准规定了电子节气门的术语和定义、基本要求、检验规则、保养维护及标志、包装、运输、储存等内容。
本标准适用于电子节气门。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容或修订版均不适用于本标准。
然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
GB/T 191-2008 包装储运图示标志GB/T 2423.1-2001 电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验A:低温GB/T 2423.2-2001 电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验B:高温GB/T 2423.22-2002 电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验N:温度变化GB/T 2423.10-1995 电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验Fc和导则:振动(正弦GB/T 2423.8-1995 电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验Ed:自由跌落GB/T 2423.37-2006 电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验L:沙尘试验GB/T 2423.4-1993 电工电子产品基本环境试验规程试验Db:交变湿热试验方法GB/T 2423.17-1993 电工电子产品基本环境试验规程试验Ka:盐雾试验方法GB/T 5170.1-1995 电工电子产品环境试验设备基本参数检定方法总则GB/T 2828.1-2003 计数抽样检验程序第1部分:按接收质量限(AQL检索的逐批检验抽样计划 QC/T 417.1-2001 车用电线束插接器第1部分:定义、试验方法和一般性能要求(汽车部分QC/T 417.4-2001 车用电线束插接器第4部分: 多线片式插接件的尺寸和特殊要求QC/T 238-1997 汽车零部件储存和保管JL 100003-2007 吉利汽车零部件永久性标识规定3 术语和定义下列术语和定义适用于本标准。
基于GPC-PID算法的汽车电子节气门控制系统设计
基于GPC-PID算法的汽车电子节气门控制系统设计沈刘晶;仇成群【摘要】提出了利用GPC算法与增量式PID算法相结合的方法对节气门控制系统进行优化,依据节气门数学模型建立True Time的电子节气门控制仿真模型.通过仿真实验,对超调量、稳态误差等指标进行分析,分析得到该设计能使系统具有相对较短的响应速度、较小的误差、较高的稳定性,达到了电子节气门控制系统的设计要求.【期刊名称】《机械工程师》【年(卷),期】2017(000)004【总页数】2页(P59-60)【关键词】电子节气门;预测模型;GPC-PID;仿真【作者】沈刘晶;仇成群【作者单位】盐城师范学院新能源与电子工程学院,江苏盐城224051;盐城师范学院新能源与电子工程学院,江苏盐城224051【正文语种】中文【中图分类】TP273汽车电子控制技术的产生意味着汽车控制技术从传统的机械控制向着电子信息技术控制转变。
德国博世（Bosch）、美国德尔福（Delphi）、日本电装（Denso）等公司研制的电子节气门（Electronic Throttle）在综合控制性能上处于世界领先地位[1-3]。
国内还没有比较成熟的电子节气门控制技术。
国内高校，如清华大学、北京理工大学等[4-8]已经对这些技术进行研究探索并取得了一定的成果，但是要将成果应用到生产中还有待进一步的深入研究。
文中分析了影响电子节气门控制的非线性因素，汽车电子节气门控制技术的关键就是寻找一种适用的控制算法。
文中设计了基于广义预测控制GPC（Generalized Predictive Control）的增量式PID （Proportion Integration Differentiation）算法的仿真模型，通过仿真试验得出相关控制结果，验证设计效果。
电子节气门主要由控制单元、加速踏板、节气门体和与电子节气门内部相互连接的数据信息总线构成。
在电子节气门控制系统中，加速踏板仅具有一个提示的作用，详细的控制方案和方法将由电子节气门控制系统中的控制器根据发动机的状况、整车的运行状况、汽车运行时的内部外部情况等决定。
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电子节气门控制系统设计
电子节气门控制系统是一种在现代汽车上广泛采用的重要技术，它可以根据发动机运行的情况实时调整汽车的控制参数，从而提高汽车的经济性、动力性和环保性能。
本文将对电子节气门控制系统的设计原理、工作过程、功能特点等进行详细介绍。
一、设计原理
电子节气门控制系统的设计原理是通过电子信号控制节气门的开度来控制发动机的进气量，从而实现发动机的动力调节和油耗节约。
系统中采用的核心元件是电子节气门执行器，它能够实现快速开合节气门，并通过控制芯片进行精密的开度调节。
系统还包括传感器、控制芯片、电源等多个组成部分，其中传感器可以感知发动机的气体流量、压力、温度等关键参数，控制芯片则能够根据这些参数实时调整节气门的开度和相关控制策略。
二、工作过程
电子节气门控制系统的工作过程主要分为4个步骤：传感器信号采集、控制芯片处理、执行器控制和反馈调整。
系统中的传感器可以感知发动机进气量、转速、油门位置等关键信息，通过控制芯片进行数字信号处理，最终输出控制信号给执行器，实现节气门的开合控制。
在工作过程中，系统会根据传感器采集到的信息，对节气门进行开度调节，从而实现发动机的动力调节和优化燃油经济性。
同时，系统还会根据实际工作情况进行反馈调整，以保证系统的稳定性和精度。
三、功能特点
1.精准控制：电子节气门控制系统采用高精度控制芯片和执行器，能够快速、准确地控制节气门的开度，实现精细化调节。
2.动力调节：系统能够根据不同的工况场景，实时调整发动机的进气量和输出功率，从而实现动力调节和提高车辆加速性能。
3.环保节能：电子节气门控制系统能够智能调节发动机的燃油供给，实现燃油经济性的优化和环境保护的效果。
4.检测和反馈：系统还能对发动机工作状态进行检测和反馈，及时调整节气门的开度和关键控制参数，保证系统的稳定性和精度。
五、市场前景
随着汽车制造业的不断发展和技术的迭代，电子节气门控制系统已经成为汽车生产中必不可少的关键技术之一。
未来，随着新技术、新材料和产业环境的变化，电子节气门控制系统将会更加智能化、高效化，逐步实现全面智能化控制，从而进一步推动汽车产业的转型升级。