2022年第章智能电子节气门控制系统 .pdf

第三章智能电子节气门控制系统第一节概述丰田智能电子节气门控制系统（ETCS-i）首先应用在98 款凌志 LS400 上，它可在发动机所有工作范围实现理想的节气门控制，其系统构成如图3-1 所示。图 3-1 智能电子节气门控制系统ETCS-i 具有如下特点：（1） 在普通节气门体上，节气门的开度由油门踏板的踏下量来控制。与此相反， ETCS-i利用发动机ECU，对应于驾驶状况来计算出最佳的节气门开度，并利用节气门控制电机来控制节气门的开度。（2）ETCS-i 同时控制ISC 系统，巡航控制系统和VSC 系统，原有的这三个系统也可取消，使车辆结构大大简化。（3）为确保车辆行驶的可靠性，提供了一个双重操作系统。当ETCS-i 出现异常时，此系统可被切断，由油门踏板以缓慢模式操纵汽车的行驶。第二节ETCS-i 的结构和工作原理一、 ETCS-i 的结构智能电子节气门的结构如图3-2 所示。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 5 页 - - - - - - - - - 图 3-2 智能电子节气门的结构1、油门踏板位置传感器安装在节气门体上的油门踏板位置传感器和由油门踏板伸出的拉索连接的节气门拉杆结合在一起。 如图 3-3 所示， 油门踏板位置传感器将油门踏板移动量转换成带有不同输出特性的两类电子信号。然后信号被输入发动机ECU。图 3-3 油门踏板位置传感器及输出特性2、节气门位置传感器节气门位置传感器将节气门阀开度转换为一个电子信号后输入发动机的ECU，输出特性与油门踏板位置传感器的一样。3、节气门控制电机一个具有灵敏反应和低能耗的直流电机被用作节气门控制电机。发动机ECU 通过对流往节气门控制电机的电流方向和电流强度进行占空比控制来调节气门阀的开度。4、电磁离合器在正常情况下， 电磁离合器接合使节气门控制电机能够打开或关闭节气门阀。当系统出现故障时，电磁离合器被分开，以防止节气门控制电机打开和关闭节气门阀。二、 ETCS-i 的运作发动机 ECU 对应于各种工作条件，决定目标节气门阀开度以驱动节气门控制电机，实名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 5 页 - - - - - - - - - 现如下控制：1）非线性控制；2）怠速控制；3）减少换档冲击控制；4）TRC 节气门控制；5）VSC 协调控制；6）巡航控制。1、非线性控制（1）控制节气门在一个最佳的开度，使其与油门踏板移动量和发动机转速等行驶条件匹配，以实现在全部工作范围内，对节气门有良好的控制和适应性。图 3-4 是加速和减速时的节气门开度控制。图 3-4 加速和减速时的节气门开度控制（2）在预先知道的低摩擦系数路面条件的情况下，例如当在雪地上行驶时，可控制节气门阀来增强汽车驶过易滑地面时的稳定性。这是通过将SNOW 开关打到ON 来完成的。它相当于施加的加速踏板的移动量，发动机输出的功率比正常行驶的水平减少。图 3-5 是在坚实雪地上以1 挡起步加速时的控制例子（TRC 关闭）。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 5 页 - - - - - - - - - 图 3-5 在坚实雪地上用1 挡起步加速时的正常模式和雪地模式2、怠速控制以前是使用步进电机型的ISC 来完成，例如冷车快怠速和怠速提升的怠速控制。与采用 ETCS-i 相适应，现在怠速控制是由节气门控制电机控制节气门阀开度来完成的。3、减少换挡冲击控制在变速器换挡期间，节气门控制与ECT（电控变速器）控制同步以减少换挡冲击。4、TRC 节气门控制作为TRC系统的一部分，如果一个驱动轮上产生过大的打滑量，节气门阀就由ABS&TRC&VSC ECU发出的指令信号关闭，以利于保证汽车的稳定性和驱动力。5、VSC 协调控制为使 VSC 系统的效用达到最佳状态，由ABS&TRC&VSC ECU施加协调控制来控制节气门阀的开度。6、巡航控制以前，车速是由巡航控制执行器打开和关闭节气门阀来控制的。采用ETCS-i 后，车速是由节气门控制电机控制节气门阀来控制的。三、 ETCS-i 的失效保护如果 ETCS-i 出现异常情况， “CHECK ENG ”将会在多信息显示屏上显示，以提醒驾驶员。同时，去节气门控制电机和电磁离合器的电流被切断，停止操作ETCS-i 。这使回位弹簧关闭节气门阀，即使在这种情形下，油门踏板可用于操纵慢驶模式拉杆来操作节气门阀，驾驶员可继续在慢驶模式下驾驶汽车，如图3-6 所示。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 5 页 - - - - - - - - - 图 3-6 电子节气门结构示意图四、 ETCS-i 的故障诊断如果故障码89 被输出至多信息显示屏上，它表示发动机ECU 检测到 ETCS-i 的故障并将 ETCS-i 的故障代码输出至“SNOW ”指示灯 *。另外，故障码可通过接头3 输出到手持测试仪。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 5 页 - - - - - - - - -