汽車智能電子控制系統(tǒng)淺論

1、汽車智能電子控制系統(tǒng)淺論 一、電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)的重要組成部件 電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)的組成：節(jié)氣門體位置傳感器（tp），油門踏板行程位置傳感器（app），節(jié)氣門作動器，節(jié)氣門控制模塊，發(fā)動機(jī)控制電腦板ecu。節(jié)氣門體位置傳感器（tp）：一般情況下，節(jié)氣門體內(nèi)裝有兩對電位計(jì)，節(jié)氣門體內(nèi)的兩對電刷根據(jù)節(jié)氣門的移動量來接觸可變電阻器，觸點(diǎn)上的變化的電壓信號被發(fā)送到ecu。也就是說節(jié)氣門體總成設(shè)有2個節(jié)氣門位置傳感器。一個傳感器用于向ecu發(fā)送信號，使ecu確定實(shí)際的節(jié)氣門開度，而另一個則用于檢測控制傳感器的異常，以確保傳感器的可靠性。通過節(jié)氣門的開啟和關(guān)閉，可以對發(fā)動機(jī)進(jìn)氣量進(jìn)行控制。油門踏板行程位置

2、傳感器（app）：當(dāng)油門踏板被駕駛員踩下時，電阻發(fā)生改變，從而導(dǎo)致信號電壓發(fā)生變化，用于監(jiān)控加速踏板的開度。此傳感器將改變的電壓值發(fā)送到ecu，一個電位計(jì)用于向ecu發(fā)送駕駛員所操縱的加速踏板行程，而另外一個則用于監(jiān)視傳感器值是否正常，以確保傳感器的可靠性。兩個傳感器具有不同的可變電阻范圍，傳感器支架上還設(shè)置有限位器，其設(shè)置有限位器，其設(shè)計(jì)意圖是如果連桿轉(zhuǎn)動超過一定量時，則油門踏板拉線連桿將撞擊到限位器上。節(jié)氣門控制模塊與作動器：節(jié)氣門控制模塊是受到ecu控制，然后節(jié)氣門控制模塊控制作動器。在節(jié)氣門控制單元不向電機(jī)提供電源時，節(jié)氣門在節(jié)氣門體內(nèi)的缺省彈簧力的作用下，從其全閉位置稍微開啟一點(diǎn)；當(dāng)

3、向電機(jī)供電時，電機(jī)將通過中間齒輪，實(shí)現(xiàn)節(jié)氣門的開啟和關(guān)閉；開啟和關(guān)閉節(jié)氣門的力矩采用負(fù)荷控制；當(dāng)斷定駕駛員要求快速加速時，施加到電機(jī)的電流量將增大，從而加大轉(zhuǎn)動力矩，以迅速作出反應(yīng)；當(dāng)力矩水平達(dá)到能夠滿足目標(biāo)節(jié)氣門開度的水平時，負(fù)荷率即受到控制，以保持節(jié)氣門的位置；在關(guān)閉方向上，當(dāng)使負(fù)荷系數(shù)小于被保持的恒定值時，節(jié)氣門即在節(jié)氣門回位彈簧力的作用下回位；當(dāng)需要快速減速時，如駕駛員突然松開加速踏板時，電機(jī)的極性將被反轉(zhuǎn)，以完全關(guān)閉節(jié)氣門。發(fā)動機(jī)控制單元（ecu)：接收踏板位置傳感器信號，根據(jù)輸入電壓信號計(jì)算得知所需動力。并根據(jù)其他如急加速，空調(diào)，自動變速器起步的扭矩信號，計(jì)算出實(shí)際的節(jié)氣門開度。同

4、時還監(jiān)控節(jié)氣門系統(tǒng)。 二、電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)的控制策略 發(fā)動機(jī)實(shí)際扭矩是通過發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、點(diǎn)火提前角和發(fā)動機(jī)負(fù)荷信號等求得。ecu將實(shí)際扭矩與理論扭矩進(jìn)行對比，電子節(jié)氣門系統(tǒng)（etcs）的節(jié)氣門開啟角度并不完全由油門踏板位置決定，而是ecu根據(jù)當(dāng)前行駛狀況下整車對發(fā)動機(jī)的全部扭矩需求，計(jì)算出節(jié)氣門的最佳開度，從而控制節(jié)氣門控制模塊驅(qū)動節(jié)氣門電機(jī)使節(jié)氣門到達(dá)相應(yīng)的開度，發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)將通過對節(jié)氣門適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)使實(shí)際扭矩值和理論扭矩值一致。傳統(tǒng)油門的節(jié)氣門開度完全取決于駕駛員腳的操作動作。 三、電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn) 1.電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)是使實(shí)際扭矩與理論扭矩實(shí)現(xiàn)最大重疊，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)

5、動機(jī)全范圍的最佳扭矩的輸出。2.etcs系統(tǒng)在各種情況下對空燃比進(jìn)行精確控制，使燃燒更加充分，同時也降低了廢氣的產(chǎn)生,改善了車輛的排放性能，3.節(jié)氣門位置傳感器與油門踏板位置傳感器采用了冗余設(shè)計(jì)，可使兩個傳感器相互檢測，當(dāng)一個傳感器發(fā)生故障時能及時被識別，在很大程度上增加了系統(tǒng)的可靠性，保證行車的安全性，具有更高的車輛行駛可靠性。4.駕駛員可根據(jù)不同的行車需要通過模式開關(guān)選擇不同的工作模式，通常有正常模式、動力模式和雪地模式三種，區(qū)別在于節(jié)氣門對加速踏板的響應(yīng)速度不同。5.電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)可按照大氣壓強(qiáng)和海拔高度的函數(shù)關(guān)系對節(jié)氣門開度進(jìn)行補(bǔ)償，保證發(fā)動機(jī)輸出動力和油門踏板位置的關(guān)系保持穩(wěn)定。

6、6.精確控制節(jié)氣門開度。首先由ecu對各種工況信息和傳感器信號做出判斷并處理，接著計(jì)算出最佳的節(jié)氣門開度，再由驅(qū)動電機(jī)控制節(jié)氣門達(dá)到相應(yīng)的油門開啟角度。除了以上這些優(yōu)點(diǎn)外，電子控制節(jié)氣門系統(tǒng)還存在一些缺點(diǎn)：1.成本高；2.汽車在起步時會產(chǎn)生油門遲滯；3.非線性影響。 四、電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)的故障案例分析 故障一：故障現(xiàn)象：一輛廣本自動擋車輛，已行駛里程113000km，曾出過事故，現(xiàn)在出現(xiàn)行駛時升檔很晚（換擋遲滯）的故障，在其他修理廠已經(jīng)修過自動變速箱，清洗過油路，檢測過變速箱各個傳感器與控制單元工況，完全正常，但故障仍然存在。分析：自動變速箱換擋除了變速箱自身原因，主要和車速、節(jié)氣門位置傳感

7、器、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號等有關(guān)。通過檢測發(fā)現(xiàn)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速與車速信號完全正常。最后檢查節(jié)氣門位置傳感器，發(fā)現(xiàn)節(jié)氣門位置傳感器插座外殼斷裂，可能是由于事故造成的，更換節(jié)氣門總成，故障排除。結(jié)論：節(jié)氣門位置傳感器外殼斷裂，引起電路接觸不良，傳給ecu的位置信號不是很準(zhǔn)確，造成換擋點(diǎn)不準(zhǔn)確，加速緩慢或換擋不暢。故障二：故障現(xiàn)象：一輛廣本自動擋車輛，按照正常操作，起動發(fā)動機(jī)，踩剎車，手撥換擋桿，不能從p檔移出換擋桿。分析：換擋聯(lián)鎖電路故障，節(jié)氣門位置傳感器故障。按照維修手冊檢查，換擋聯(lián)鎖電路正常，怠速時檢查節(jié)氣門位置傳感器信號tps數(shù)值大于0.5v，更換節(jié)氣門體，故障排除。結(jié)論：車輛怠速時，如果tps數(shù)值大于0.5v，ecu就會認(rèn)為此時發(fā)動機(jī)不是處于怠速狀態(tài)，此時掛檔會有危險，而且對發(fā)動機(jī)和變速箱壽命不利，所以ecu不給換擋鎖電磁閥信號，使其不工作，換擋桿不能移出p當(dāng)。 目前，etcs已經(jīng)向集成化和集中控制方向發(fā)展，如將怠速控制、巡航控制、減小換檔沖擊控制、節(jié)氣門回位控制及車輛穩(wěn)定性控制等多種功能集成；或者是將制動防抱死控制系統(tǒng)、牽引力控制系統(tǒng)及驅(qū)動防滑控制系統(tǒng)綜合在一起進(jìn)行制動控制。隨著etc等電控系統(tǒng)在汽車上越來越多的應(yīng)用，各種傳感器和電子控制單元急劇增多，造成了整車控制電路復(fù)雜、車輛上導(dǎo)線的數(shù)