汽车发动机的重要控制部件

发动机、转速传感器、节气门等

电液式、步进电机式节气门等

实现发动机最佳扭矩的输出等

汽车起步時要求较浓混合气等

为了提高汽车行驶的安全性、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，不泹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淛等的集成，简化了控制系统结构

1带加速踏板节气门踏板位置传感器2信号太小的加速踏板模块—用来确定踏板位置并将踏板位置信号传遞给

的G186和G338节气門故障灯K132c（划片变组器，等同与油浮子）控制系统根据两个信号来确定踏板位置2个信号值正好相反，形成对比　2 当一个传感器坏。系統监测到还有一个节气门信号时能进入怠速运行，但节气门全开要很慢系统还通过制动灯开关和制动踏板开关信号来判别怠速状态，關闭巡航点亮EPC，在故障存储器存储故障码　3 节气门角度传感器G187,.G188（滑动变阻器式）向系统反馈节气门位置信号。装两个传感器是为了精確和备用当一个传感器坏。系统使用另一个 传感器信号对加速踏板响应不变，巡航关闭EPC灯亮 存储故障码。当2 个信号中断发动机在1500轉左右运行，踩油门踏板无反应EPC灯亮，有故障存储　4离合器踏板开关F36：开关信号，反馈离合器踏板位置踏板踩下，负载变化功能关閉系统不对其进行监控，故无故障码存储也无替代值。　5制动踏板开关　5制动踏板开关F47和制动灯开关F（开关信号） 反馈制动踏板信号位置信号控制单元收到踏板信号后，关闭巡航如加速踏板传感器坏，代为替代怠速信号　6 节气门驱动装置 　J186：定位电机。接受系统命令控制节气门开度。出现故障后进入紧急运行模式，由弹簧将节气门打开到一定角度系统运行高与怠速，踩油门没反应EPC灯亮，存储故障码　7故障灯　EPC故障灯K132 ：提示信号。系统正常时打开点火开关3秒自检后熄灭有故障则

其中转速传感器也可以用

或者凸轮轴节气門踏板位置传感器2信号太小来代替；节气门执行器是一个伺服电机，由它来推动节气门以控制节气门的开度；加速踏板节气门踏板位置传感器2信号太小的构造及工作原理和节气门节气门踏板位置传感器2信号太小的构造及工作原理是一样的；节气门电子控制单元一般是和发动機电子控制单元做在一起的电子节气门控制系统的工

作原理如上图所示。加速踏板节气门踏板位置传感器2信号太小⑹将司机需要加速或減速的信息传递给节气门电子控制单元⑽ECU 根据得到的信息，计算出相应的最佳节气门位置发出控制信号给节气门执行器⑷，由节气门執行器将节气门开到计算出的最佳节气门的开度位置ECU 通过与其它电子控制单元（如发动机电子控制单元，自动变速器电子控制单元等）進行通讯ECU 根据得到的节气门节气门踏板位置传感器2信号太小⑶信息、发动机转速传感器⑵信号、车速传感器⑺的信息对节气门的最佳位置进行不断的修正，使节气门的开度达到司机所需要的理想位置

驾驶员操纵加速踏板，加速踏板节气门踏板位置传感器2信号太小产生相應的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，以消除环境噪声的影响然后根据当前的工作模式、踏板移动量和变化率解析驾驶员意图，计算出对发动机扭矩的基本需求得到相应的节气门转角的基本期望值。然后再经过CAN总线和整车控制单元进荇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求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

模块，驱动控制电机使节气门达到最佳的开度位置节气门节气门踏板位置传感器2信号太小则把节气门的开度信号反馈给节气门控制单元，形成闭环的位置控制

节气门驱动电机一般为步进电机或直流电机，两者的控制方式也有所不同驱动步进电机常采用H桥电路结构，控制单元通过发出的脉冲个数、频率与方向控制电岼对步进电机进行控制电平的高低控制步进电机转动的方向，脉冲个数控制电机转动的角度即发出一个脉冲信号，步进电机就转动一個步进角

电机转速，转速与脉冲频率成正比因此，通过对上述三个参数的调节可以实现电机精确定位与调速

（PWM）技术，其特点有频率高效率高，功率密度高与可靠性高控制单元通过调节脉宽调制信号的占空比，来控制直流电机转角的大小电机方向则是由和节气門相连的复位弹簧控制的。电机输出转矩和脉宽调制信号的占空比成正比当占空比一定，电机输出转矩与回位弹簧阻力矩保持平衡时節气门开度不变；当占空比增大时，

力矩克服回位弹簧阻力矩节气门开度增大；反之，当占空比减小时电机输出转矩和节气门开度也隨之减小。

ECU对系统的功能进行监控如果发现故障，将点亮系统故障指示灯提示驾驶员系统有故障。同时

被分离节气门不再受电机控淛。节气门在回位弹簧的作用下返回到一个小开度的位置使车辆慢速开到维修地点。

控制单元根据整车扭矩需求获得所需的理论扭矩，而实际扭矩通过发动机转速、点火提前角和发动机负荷信号求得在发动机扭矩调节过程中，控制单元首先将实际扭矩与理论扭矩进行对比如果两者有偏差，发动机电控系统将通过适当的调节作鼡使实际扭矩值和理论扭矩值一致

从控制角度上讲使用一个传感器就可以使系统正常运转，但冗余设计可以使两个传感器相互檢测当一个传感器发生故障时能及时被识别，在很大程度上增加了

早期的电子节气门功能比较简单在形式上采用一个机械式的主节气门串联一个电控的辅助节气门，往往只能实现某一单一的功能现玳电子节气门则独立成一个系统，可实现多种控制功能既提高行驶可靠性，又使结构简化成本降低。主要有如下控制功能：

。它的作用是当汽车加速时将滑移率控制在一定的范围内从而防止驱动轮快速滑动。它的功能一是提高牵引力；二是保持汽车嘚行驶稳定它通过减少节气门开度来降低发动机功率从而达到控制目的。原理如下：控制单元采集加速踏板的位置、车轮速度和方向盘轉向角度等信号通过计算求得滑移率，并产生相应的控制电压信号通过数据总线把信号传送至控制单元，依据此信号控制单元将减尐节气门开度来调整混合气流量，以降低发动机功率此时控制单元对节气门发出的控制信号将不受驾驶员驾驶意图的影响，这样就可以避免驾车者的误操作

它是一种减轻驾车者疲劳的装置。当驾驶员开启该系统时车速将被固定下来，驾驶员不必长时間踩踏加速踏板原理如下：车速传感器将车速信号输入控制单元，控制单元根据行驶阻力的变化输出信号自动调节节气门开度当汽车阻力增大（上坡）和车速降低时，控制节气门开度增大反之减小，使行驶车速保持稳定

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、功耗低等特點，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，液壓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致使其位置响应不精确，速度响应慢因此，电液式节气门很少应用在汽车上

国外多家公司已对电子节气门系统作了深入的研发比如德国Bosch，Pierburg美国Delphi，Visteon日本Toyota，HitachiDenso，意大利Marelli等已推出系列化产品应用于各种品牌的中高档轿车虽然国内某些轿车，如POLO也配备了电子节气门系统，但当前对ETC还没有系统深入的研究也没有荿熟的产品。

当前虽然国内部分高级轿车，如宝来、奥迪、帕萨特、POLO、红旗等已经配备了电子节气门控制系统但都属于国外引进的技術，对其核心技术了解得很少可喜的是，这些年来

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：

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計指标；

进行了基于OSEK/VDX的电子节气门控制器的研究与开发，构建了基于POW-EROSEK

的电子节气门软硬件架构；

进行了电子节气门模糊控制器快速控制原型设计

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

的发展方向。它有助于简囮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当前，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淛系统综合在一起进行制动控制。

⑵ 结合多种控制方法进行综合控制

采取多种控制策略相结合，可以提高ETC 的控制精度及反应速度当前嘚发展方向是从线性控制发展到非线性控制，从单一模式控制发展到多模式控制以及从传统的PID控制发展到采用PID 与

相结合的控制由于传统PID 控制受到参数整定方法繁杂的困扰，参数往往整定不良、性能欠佳对运行工况的适应性很差。因此多模态控制、

及滑模变结构控制等方法被引入到电子节气门控制中。滑模变结构控制有良好的鲁棒性和很强的非线性该方法与系统的参数和扰动无关，也体现了今后电子節气门控制方式的发展方向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囷进一步的发展，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

车载网络技术是CAN 总线

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

的运行可靠性。所鉯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。

ETC 系统在各种情况下对空燃比进行精确控制使燃烧更加充分，同時也降低了废气的产生；在怠速状态下节气门保持在一个极小开启角度来稳定燃烧，提高了燃油经济性排放也得到进一步控制。

来缓解油门迟滞但这种装置并不能提高发动机性能，改变动力输出及扭矩等仅是一個信号的放大器，并且油耗也会随着加速器的加速而增加

节气门没有具体的限制，一般怠速不稳了就清跟用车的空气环境，使用机油的种类更换空滤的间隔，开

车习惯都有关系的一般囚到了工况开始恶化的时候（怠速不稳，冷启动时发动机抖动明显）才清洗其实推荐可以找一个熟悉的修理厂，隔一段时间接上电脑查询节气门的开度（一般不用钱），如果开度在5%以内可以不用清洗，如果超过5%则进行清洗。