电子节气门控制系统课件.ppt
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1、学习内容学习内容电子节气门元件作用电子节气门工作原理电子节气门与机械节气门比较电子节气门元件的检测电子节气门故障应急管理电子节气门的自学习程序故障检测流程培训测试普通节气门与电子节气门有什么区别呢?电子节气门控制系统电子节气门控制系统(ETC)(EPC):取消了传统的用拉索控制节气门开度,取而代:取消了传统的用拉索控制节气门开度,取而代之的是应用电机根据之的是应用电机根据ECU的指令对节气门开度的指令对节气门开度进行控制。进行控制。使用的主要车型有以下几种 帕萨特 奥迪 大众波罗 长城酷熊 马自达3 奇瑞A5 07款STN 奇瑞QQ为什么这些车型都使用电子节气门呢?为什么这些车型都使用电子节气
2、门呢?使用拉线油门只能靠脚踩油门踏板的深浅来控制节气门的开度,很难将节气门的开口角度调到能达到理论空燃比状态,而电子油门能通过ECU将传感器采集的各种数据进行分析、比对,并发出指令让节气门执行机构动作,将节气门调到最佳位置,以实现不同负荷和工况下都能接近于14.7:1的理论空燃比状态,使燃料能充分燃烧。电子节气门是通过线束来控制节气门开度,从表面上取代了传统的油门拉线,实际上不仅仅改变了连接方式,而是对整个动力输出实现了自动控制功能。相对于过去的机械油门,电子油门具有相应速度快,控制更精确相对于过去的机械油门,电子油门具有相应速度快,控制更精确,整车的安装布置更灵活,更好的配合发动机的燃烧和排
3、放,整车的安装布置更灵活,更好的配合发动机的燃烧和排放,使发动机的性能得到一定的改善。,使发动机的性能得到一定的改善。同时还可以将多种功能集于一身,实现牵引力、巡航、怠速、动实现牵引力、巡航、怠速、动力、环保力、环保等多方面的控制。2、特点:电子节气门控制系统使加速踏板与节、特点:电子节气门控制系统使加速踏板与节气门之间无机械连接,气门之间无机械连接,而是通过传感器、电而是通过传感器、电子控制器及节气门驱动装置实现电子控制方式子控制器及节气门驱动装置实现电子控制方式的连接,的连接,可使发动机节气门的开度不完全取可使发动机节气门的开度不完全取决于驾驶员对加速踏板的操纵,决于驾驶员对加速踏板的操纵
4、,控制系统可控制系统可根据发动机的工况、汽车的行驶状态等对节气根据发动机的工况、汽车的行驶状态等对节气门的开度作出实时的调节,门的开度作出实时的调节,使发动机在最适使发动机在最适当的状态下工作,当的状态下工作,从而提高了汽车的动力性从而提高了汽车的动力性、安全性及舒适性。、安全性及舒适性。A、电子节气门系统去掉油门拉线,驾驶员不再直接、电子节气门系统去掉油门拉线,驾驶员不再直接控制节气门的开度,控制节气门的开度,“踩油门踩油门”的意图通过电子油的意图通过电子油门踏板转化成扭矩需求输入;门踏板转化成扭矩需求输入;B、取消了怠速执行器,通过对节气门、取消了怠速执行器,通过对节气门开度的精确控制来实
5、现怠速稳定控制;开度的精确控制来实现怠速稳定控制;C、易于扩展,如巡航控制等可以轻松实现。、易于扩展,如巡航控制等可以轻松实现。电子节气门系统特点电子节气门系统特点3、组成、组成电子节气门控制系统主要由节气门总成、加速踏板电子节气门控制系统主要由节气门总成、加速踏板位置传感器和电子控制器等组成。位置传感器和电子控制器等组成。节气门总成包括节气门体、节气节气门总成包括节气门体、节气门、节气门位置传感器、节气门门、节气门位置传感器、节气门驱动装置。驱动装置。电子控制器根据加速踏板位置传感器及其它相电子控制器根据加速踏板位置传感器及其它相关传感器的信号进行最佳节气门开度判断,关传感器的信号进行最佳节
6、气门开度判断,并输出控制信号,并输出控制信号,控制节气门驱动装置,控制节气门驱动装置,将将节气门调整到适当开度。电子节气门控制器通节气门调整到适当开度。电子节气门控制器通常是发动机电子控制器中的一个控制模块,常是发动机电子控制器中的一个控制模块,由相应的控制程序和驱动电路组成。由相应的控制程序和驱动电路组成。这么好的功能是由哪些部件实现的呢?这么好的功能是由哪些部件实现的呢?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安装在原来的油门踏板处,不同的是它不在有油门拉线,而是通过电线向发动机ECU提供踏板位置和加速率。传感器电路加速踏板位置传感器由两个滑动触点线性电位器传感器G79和G1
7、85共同组成,ECU分别提供5V(红)工作电压和搭铁(棕)。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(绿)输入ECU。传感器的阻值特性由于在G185的电路中串联了一个电阻,所以两个传感器的阻值和电压特性也不一样。在相应的数据块中读出的信号以百分比的形式显示。因此5V等于100%一个传感器出现故障时:存储故障代码,并点亮存储故障代码,并点亮EPC指示灯指示灯关闭舒适功能,如巡航或发动机制动辅助控制功能等都被关闭。如果另一个传感器处于怠速位置,则发动机进入怠速工况;如果是负荷工况,则发动机转速上升缓慢。另外还可以通过制动灯开关F或制动踏
8、板开关F47来识别怠速。两个传感器出现故障时:存储故障代码,并点亮EPC故障指示灯。发动机保持高怠速(最高1500rmin)下运行,并不在对加速踏板的动作做出响应。也就是加不上油门。电子节气门系统的基本结构主要包括:2节气门位置传感器节气门位置传感器 和踏板位置传感器类似,节气门位置传感器也是由两个滑动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。节气门电路节气门共有6线两个传感器公用电源(红)和搭铁(棕)以及两个传感器各自的信号线(绿)。驱动电机G186的两
9、根控制线(蓝)注意!这两个传感器的信号曲线是相反的,踏下油门踏这两个传感器的信号曲线是相反的,踏下油门踏板时,一个电压由低向高的变化,另一个则由板时,一个电压由低向高的变化,另一个则由高向低变化高向低变化。这可以使电脑能区分出两个电位计并执行测试功能。节气门的角度在测量数据块中以百分比的形式表现出来,即一个传感器(G187)的开度是0时另一个(G188)为100,踩到底后变化为G187的开度是100,而G188则变为0,传感器出现故障时:一个传感器出现故障时存储故障代码,并点亮一个传感器出现故障时存储故障代码,并点亮EPC指示灯。指示灯。关闭舒适功能,如巡航等都被关闭。利用正常的一个传感器来对
10、系统进行控制,此时发动机是正常的。两个传感器出现故障时除了存储故障代码,并点亮EPC指示灯,关闭舒适功能外,节气门的开度将节气门的开度将保持在保持在 1500rmin。并不再对加速踏板做出响。并不再对加速踏板做出响应。应。电子节气门系统的基本结构主要包括:3节气门控制电机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。电子节气门系统的基本结构主要包括:4控制单
11、元(ECU)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。信息处理模块接受来自加速踏板位置传感器的电 信号,经过处理后得到节气门的最佳开度,并把相应的电压信号发送到电机驱动电路模块。电机驱动电路模块接受来自信息处理模块的信号,控制电机转动相应的角度,使节气门达到或保持相应的开度。电子节气门系统的基本结构主要包括:5.故障指示灯打开KEY后此灯点亮3S,ECU对系统的功能进行监控,如果没有发现故障,指示灯熄灭,如有故障将点亮指示灯,提示驾驶员系统有故障。如果行车过程中出现了严重的故障不但此灯点亮,存储故障代码,同时节气门固定在一个小开度的位置,使转速保持在150
12、0rmin使车辆慢速开到维修地点。电子节气门系统的基本结构主要包括此处是电子油门的指示灯 指示灯电路指示灯由发动机ECU控制搭铁。指示灯及其电路发生故障时对节气门的功能没有影响,但会在电脑中存储故障代码。此指示灯没有闪码功能。发动机电脑EPC指示灯电子节气门系统的工作原理 电子节气门系统的工作原理如下:驾驶员操纵加速踏电子节气门系统的工作原理如下:驾驶员操纵加速踏板,加速踏板位置传感器产生相应的电压信号输板,加速踏板位置传感器产生相应的电压信号输入控制单元,控制单元根据当前的工作模式、踏入控制单元,控制单元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,计算出对发板移动量和变化率解析驾驶
13、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。然后再经过基本期望值。然后再经过CAN总线和整车控制单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最佳开度,并把相应的电压信号发送到驱动
14、电路模块,驱动控制电机使节气门达到最佳的开度位模块,驱动控制电机使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,形成闭环的位置控制。馈给节气门控制单元,形成闭环的位置控制。电子节气门系统的工作原理电子节气门系统的工作原理注意事项!当发动机不转且点火开关打开时,发动机控制单元根据油当发动机不转且点火开关打开时,发动机控制单元根据油门踏板位置传感器的信息来控制节气门控制器,也就门踏板位置传感器的信息来控制节气门控制器,也就是说:当油门踏板踏下一半时,节气门也打开一半。是说:当油门踏板踏下一半时,节气门也打开一半。当发动
15、机运转时(有负荷),那么发动机控制单元可不依当发动机运转时(有负荷),那么发动机控制单元可不依靠油门踏板位置传感器来打开或关闭节气门。靠油门踏板位置传感器来打开或关闭节气门。也就是也就是说:尽管油门踏板只踏下一半,但节气门可能已完全说:尽管油门踏板只踏下一半,但节气门可能已完全打开了。这样就有一个优点:可避免截流损失打开了。这样就有一个优点:可避免截流损失另外还能在一定负荷状态下减少有害物质排放并降低油耗另外还能在一定负荷状态下减少有害物质排放并降低油耗。发动机所需扭矩由控制单元通过节气门开度及进气。发动机所需扭矩由控制单元通过节气门开度及进气量、发动机转速等来确定。量、发动机转速等来确定。其
16、他的辅助信号制动灯开关制动灯开关F和制动踏板开关和制动踏板开关F47 这两个开关都集中在制动灯开关内这两个开关都集中在制动灯开关内,主要以下作用:,主要以下作用:1.收到这个信号后关闭巡航系统。收到这个信号后关闭巡航系统。2.收到此信号后进入怠速控制收到此信号后进入怠速控制3.制动踏板开关制动踏板开关F47作为发动机控作为发动机控制单元的后备信息传感器。制单元的后备信息传感器。出现故障将关闭舒适系统如巡航出现故障将关闭舒适系统如巡航,如果另一个加速踏板传感器也,如果另一个加速踏板传感器也出现故障将保持高怠速出现故障将保持高怠速1500rmin再好的车也会出现故障的!有三个故障呢!故障诊断对电子
17、节气门的车辆出现故障后可以使用VAS5051或其他品牌的诊断仪进行查询、清楚故障代码,基本设定及读取数据块等更换发动机ECU或节气门体之后的设定方法:发动机 基本设定04组显示组060060 节气门角度电位计G187 节气门角度电位计G188学习步骤 计时器匹配条件0 100 100 009ADP运行中ADP正常ADP错误可以通过061观察到节气门的开度:发动机 基本设定04显示组061 第三显示区表示可能为0即不工作,也可能为1即工作061发动机转速 电压 节气门状态工作状态rmin V%0 压缩机接通选择的驱动位置空调准备后风窗加热接通总是0通过062可以显示出节气门和加速踏板四个传感器的
18、数值:062 节气门角度电位计G187 节气门角度电位计G188加速踏板传感器G79加速踏板传感器G790 100100 00 980 49通过063可以查看:发动机 04基本设定显示组063063 节气门角度电位计G187 节气门角度电位计G188 加速踏板 位置0 100100 0kick down踩到底的意思Error press错误ADP运行 ADP正常在显示组066中海可以找到巡航系统的相关信息,可以做到有针对性的去维修。结束语 电子节气门系统的研发已有了很大的进步,在技术电子节气门系统的研发已有了很大的进步,在技术上已经逐步成熟,因此应用也开始广泛,由于电上已经逐步成熟,因此应用也
19、开始广泛,由于电子节气门系统对提高车辆动力性、经济性、安全子节气门系统对提高车辆动力性、经济性、安全性、乘坐舒适性,降低排放有重大意义。在性、乘坐舒适性,降低排放有重大意义。在21世世纪新能源开发和电控技术飞速发展的形势下,随纪新能源开发和电控技术飞速发展的形势下,随着生产成本下降以及排放要求不断提高,电子节着生产成本下降以及排放要求不断提高,电子节气门系统的普及使用已经成为必然。希望这节课气门系统的普及使用已经成为必然。希望这节课能对大家起到一定的帮助。能对大家起到一定的帮助。Throttle bodyDrive GearMotorTPS1,2Return springShaftThrott
20、le valveTPS2TPS1 Monitors throttle opening ECM TPSTPS1TPS2Power Failsafe:fixed at 5 opening of throttle valveTPS 1,2 Controlled by electric current from engine ECM Failsafe:fixed at 5 opening of throttle valve ECM ETCMControl 1Control 2Throttle Motor To monitor the acceleration pedal position accord
21、ing to a drivers intension ECM APSPowerSignal 1Signal 2Power Failsafe:fixed at 5 opening of throttle valveAPS 1,24、电子节气门工作原理、电子节气门工作原理1)发动机工作时,)发动机工作时,加速踏板位置传感器将反映加速踏板位置的电信号加速踏板位置传感器将反映加速踏板位置的电信号输送给电子控制器,输送给电子控制器,电子控制器根据此位置信号判断驾驶员的驾车意图,电子控制器根据此位置信号判断驾驶员的驾车意图,并参考发动机转速传感器、进气压力传感器及其它相关传感器的电信号,并参考发动机转速传
22、感器、进气压力传感器及其它相关传感器的电信号,得到最佳的节气门开度参数,得到最佳的节气门开度参数,然后与当前的节气门位置进行比较。当节然后与当前的节气门位置进行比较。当节气门的开度与最佳开度参数不一致时,气门的开度与最佳开度参数不一致时,便输出控制信号,便输出控制信号,控制节气门驱控制节气门驱动装置工作,动装置工作,将节气门调整到适当的开度。将节气门调整到适当的开度。加速踏板位加速踏板位置传感器置传感器其它相关其它相关传感器传感器最佳节最佳节气门开气门开度计算度计算节气门节气门开度调开度调整计算整计算节气门节气门驱动电路驱动电路节气门节气门总成总成电子控制器电子控制器节气门信号节气门信号1)电
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