丰田卡罗拉电控发动机电子节气门控制原理及检修方法

摘要 (1)

前言 (2)

第一章电子节气门控制原理 (3)

第一节电子节气门国内外的研究现状 (3)

第二节电子节气门发展趋势与应用车型 (3)

1.2.1电子节气门发展趋势 (3)

第三节电子节气门控制系统的基本结构和工作原理 (4)

1.3.1电子节气门控制系统的基本结构主要包括 (4)

1.3.2电子节气门控制系统的工作原理 (4)

第四节电子节气门控制系统分类 (5)

1.4.1电液式节气门 (5)

1.4.2线性电磁铁式节气门 (5)

1.4.3步进电机式节气门 (5)

1.4.4直流伺服电机式节气门 (5)

第五节电子节气门的特点 (6)

1.5.1电子节气门的优点 (6)

1.5.2电子节气门的缺点 (6)

第六节电子节气门与传统节气门的区别 (6)

第七节丰田电控发动机电子节气门故障排除 (6)

结束语 (11)

参考文献 (12)

介绍电子节气门控制系统的结构系统与故障分析和排除，以及电子节气门基本控制结构、工作原理、及其控制策略，并且运用具体实例和多种车型来结合，通过传统的节气门的弊端指出电子节气门的优势和目前的不足之处。而在种种相比之下可以看出电子节气门的普及是势在必然的。

自21世纪以来，大部分汽车都使用电子油门替换了常规的拉线油门。电子油门通过油门踏板深浅来控制电子信号发出指令使得引擎提供与之匹配的动力。电子节气门，亦称为电子驱动节气门。

关键词：电子节气门控制原理典型故障检修方法

电子节气门在操控技术中是相对容易实现产品化同时具备发展前景的。传统发动机节气门操纵机构采用机械连接方式，应用范畴受到限制并且缺乏精确性。电子节气门通过传感器、微处理器和执行器对节气门进行控制，反应更灵敏，控制更精确，结构简单，非常可靠。

电子节气门可以设置各种功能或与其它控制系统ECU通讯来改善驾驶的安全性和舒适性。电子节气门是多种新一代汽车电子控制系统的基础，常见的例如定速巡航控制系统和驱动防滑系统等，并为汽车上的集中控制提供基础。

第一章电子节气门控制原理

第一节电子节气门国内外的研究现状

电子节气门的研究工作起源于20世纪70年代，80年代开始有产品问世，近10年来，国外对电子节气门的研究取得了非常迅速的发展。发展趋势可总结为：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，兼顾提高动力性、经济性、操纵稳定性、排放性和乘坐舒适性。国外多家公司已对电子节气门控制系统作了深入的研发，比如德国、美国、日本、意大利、等已推出系列化产品应用于各种品牌的中高档轿车。

目前，中国第一集团公司开发了电子节气门控制系统，并把该项技术用于红旗HQ3高级轿车上。此外，国内部分高校对电子节气门控制系统开展了研究，并取得了阶段性成果。比如：吉林大学对汽车电子节气门控制器的开发，实现了控制器的动态响应满足设计指标；北京理工大学进行了电子节气门模糊控制器快速控制原型设计等。

第二节电子节气门发展趋势与应用车型

1.2.1电子节气门发展趋势

（1）向集成化和综合控制方向发展。

集成化和综合控制不仅是电子节气门控制系统的发展方向，也是将来汽车电子控制系统的发展方向。它有助于简化电子节气门控制系统，降低制造成本，增强各系统间的信息交流。目前，ETC 已经向集成化和集中控制方向发展，如将怠速控制、巡航控制、减小换档冲击控制、节气门回位控制及车辆稳定性控制等多种功能集成;或者是将制动防抱死控制系统、牵引力控制系统及驱动防滑控制系统综合在一起进行制动控制。

（2）结合多种控制方法进行综合控制。

目前,多模态控制、神经网络控制及滑模变结构控制等方法已被引入到电子节气门控制中。神经网络控制方法与PID 控制相结合，可以提高电子节气门控制系统的自适应能力。但这些理论自身还有待完善和进一步的发展，因此需要更深入的研究才能将这些综合控制策略成熟的应用到电子节气门控制系统中。

（3）车载网络、总线技术在汽车电子节气门控制系统的应用。

现在国际上普遍采用的车载网络技术是CAN 总线控制器局域网，它能够满足汽车上电子系统数据传输安全可靠、数据共享及系统集成等需要，并且大大降低了布线的复杂度，提高了汽车电子系统的运行可靠性。所以，CAN 总线技术在汽车电子节气门控制系统上的应用也将是一个重要趋势。

（4）应用车型

电子油门的应用车型适用的汽车品牌和车型如下：

丰田：新威驰、卡罗拉、锐志、普拉多、霸道、皇冠雅力士、凯美瑞

奥迪 : A3、A4、A5、A6、A8、Q5、Q7、新A4L、A6L、TT、R8

第三节电子节气门控制系统的基本结构和工作原理

1.3.1电子节气门控制系统的基本结构主要包括

（1）加速踏板位置传感器由两无触点线性电位变，电位器阻止也发生线性的变化，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。

（3）节气门控制电机一般选用步进电机或直流电机，经过两级齿轮减速器来调节节气门的开度。

（4）控制单元（ECU）是整个系统的核心，包括两部分：信息处理模块和电机驱动电路模块。

1.3.2电子节气门控制系统的工作原理

电子节气门控制系统的工作原理如下：

驾驶员操作加速踏板，加速踏板位置传感器产生相应电压信号输入节气门控制单元，控制单元首先对输入的信号进行滤波以消除环境噪音的影响，然后根据但前的工作模式、踏板移动量和变化率解析驾驶员的意图，计算出对发动机扭矩的基本需要，得到相应的节气门转角的基本值。然后再经过CAN总线和整车控制单元进行通讯，获取其他工况信息以及各种传感器信号如发动机转速、档位、节气门位置、空调能耗等等，由此计算出整车所需要的全部扭矩，通过对节气门转角期望值进行补偿，得到节气门的最佳开度，并把相应的电压信号发送到驱动电路模块，驱动控制电机是节气门达到最佳的开度位置。

节气门位置传感器则把节气门的开度信号反馈给节气门控制单元，形成闭环的位置控