电子节气门控制系统设计
大众车电子节气门故障分析
大众车电子节气门诊断分析及实例1．电子节气门系统介绍以前，上海大众生产的桑塔纳车系部分发动机和帕萨特B5部分发动机采用的是拉索式节气门，节气门与加速踏板之间通过一根拉索连接。
驾驶人在踩下加速踏板时，通过拉索使节气门打．开相应的开度，以此来控制发动机的转速。
现在，上海大众生产的所有车型的发动机都带有电子节气门控制系统—EPC，节气门与加速踏板之间取消了拉索连接，节气门的打开是通过内部的一个步进电动机控制的。
驾驶人根据自己的需求踩下加速踏板，加速踏板内部的两个传感器G79，G185记录下加速踏板的位置，并将该位置转换成相应的电信号传送给发动机控制单元J220，发动机控制单元根据输入的信号以及内部设定的程序控制步进电动机的传感器G186使节气门打开相应的开度。
另外，节气门的打开角度不完全取决于加速踏板的位置，发动机控制单元还根据废气排放、燃油消耗及巡航控制等来控制节气门的打开角度。
电子节气门控制系统由带有传感器的加速踏板、发动机控制单元、节气门控制单元、巡航开关、强制降档开关、离合器踏板开关、制动踏板开关、制动灯开关及EPC警告灯组成。
（1）带有传感器的加速踏板加速踏板通过2个传感器G79和G185检测加速踏板的位置，并将位置信号转换成电信号传送给发动机控制单元，发动机控制单元利用该信号控制节气门的开度。
两个传感器为滑动电阻式，它们共同安装在加速踏板内的一个轴上，在G185上安装有串联电阻，因此发动机控制单元检测到G79的信号是G185的两倍。
在读取测量数据块中62显示组的3和4显示区能查看相关的数据。
发动机控制单元向两个传感器提供5V电源，两个传感器分别有独立的电源、接地信号线。
（2）节气门控制单元节气门控制单元根据发动机控制单元发出的指令，使节气门打开相应的开度，并通过两个节气门开度传感器将节气门的位置反馈给发动机控制单元。
节气门控制单元内部由节气门电动机G186、汽修资料与技术qq929517423节气门开度传感器1-G187、节气门开度传感器2-G188组成。
发动机电子节气门的控制原理
发动机电子节气门的控制原理一、前言节气门的作用是控制发动机的进气流量，决定发动机的运行工况。
驾驶员通过操作加速踏板来操纵节气门开度。
加速踏板和节气门的连接方式有两种:刚性连接和柔性连接。
传统油门采用刚性连接,即通过拉杆或拉索传动连接加速踏板和节气门的机械连接方式, 因此节气门开度完全取决于加速踏板的位置，即驾驶员的操作意图，但从动力性和经济性角度来看，发动机并不总是完全处于最佳运行工况，而且驾驶员的误操作也给安全性带来隐患。
在混合动力车中，由于发动机和电池组成多能源动力系统，刚性连接方式不能实现各动力源之间的能量分配管理,因此，它必将被柔性连接方式所取代。
柔性连接方式取消了传统的机械连接，通过电控单元控制节气门快速精确地定位，因此又称为电子节气门。
它的优点在于能根据驾驶员的需求愿望以及整车各种行驶状况确定节气门的最佳开度，保证车辆最佳的动力性和燃油经济性，并具有牵引力控制、巡航控制等控制功能，提高安全性和乘坐舒适性。
本文通过阐述电子节气门系统的基本结构、工作原理、控制策略和发展现状,使读者对电子节气门有深入的理解。
二、电子节气门系统的基本结构和工作原理（一)电子节气门系统的基本结构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加速踏板位置传感器由两个无触点线性电位器传感器组成,在同一基准电压下工作,基准电压由ECＵ提供。
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。
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。
3．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。
电子节气门控制系统结构特点及其优势
电子节气门控制系统结构特点及其优势2007-12-10 23:49在生产了S-10s汽车已达20年之久的时候，通用汽车公司在2004年的秋季推出了他们的雪佛兰Colorado和GMC Canyon两款中级皮卡。
在这两款车上，所采用的所有新的和改进的标准技术就是“ETC”这3个字母，即“电子节气门控制系统”。
自1988年宝马轿车开始应用电子节气门控制系统以来，该控制系统只是应用在一小部分高级轿车上。
在过去的3年中，电子节气门控制系统在美国已经被应用于更多本国生产的汽车上。
从最新的报道可以看到，在大众化的汽车市场上，电子节气门控制系统已经成为许多售价仅为一万四千美元的汽车的标准配置了。
通用汽车公司并不是唯一一家在汽车上采用电子节气门控制系统的汽车制造商，因为斯巴鲁公司已经宣布，他们将在2005年生产的所有车型上应用电子节气门控制系统。
另外，福特汽车公司的旗舰产品福特F－150也将采用电子节气门控制系统。
电子节气门控制系统的技术已经相当成熟，其价格已经降了下来，性价比也在不断地得到提高。
在汽车上应用电子节气门控制系统已经成为1个发展趋势。
我们一般都是通过控制进入发动机的空气流量来调节发动机的转速。
在传统的发动机设计方案中，节气门的位置主要是通过1个机械连杆机构（鲍顿拉索）来控制的，其中还包括弹簧、皮带轮以及其它的一些零件。
鲍顿拉索总成长时间以来都很好地发挥了它的作用，但是它也表现出了一些不足。
首先，从汽车NVH（噪声、振动和不平顺性）和装配的角度来看，由于安装鲍顿拉索机构需要在驾驶室的前壁上开1个孔，以便将发动机节气门和驾驶室内的加速踏板连接在一起，而这个孔同时也就成为发动机噪声向驾驶室传播的1个通道。
其次，鲍顿拉索机构包含有多根钢丝，钢丝的2个末端分别与加速踏板和节气门阀片相连接。
在这种情况下就必须设法将许多零部件布置在1个非常狭小的空间内。
采用鲍顿拉索机构控制节气门所要面临的第3个问题是：由于整个操作过程都是通过机械连杆机构来完成，因此从驾驶员通过踩下加速踏板发出操作指令到执行机构做出响应就会出现1个时间滞后，这样就会导致驾驶员所期望的最好燃油经济性能和排放性能与发动机实际实现的往往并不一样。
发动机电子节气门控制系统仿真与试验研究
２ ０ １ ３年 ２月
车
用
发
动
机
Ｎｏ ． １ （ Ｓ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ Ｎｏ ． ２ ０ ４ ）
Ｆｅ ｂ ．２ ０１ ３
Ｖ ＥＨ Ｉ ＣＬＥ ＥＮ ＧＩ Ｎ Ｅ
发动机 电子节气 门控 制系统仿真与试验研 究
任 鹏 飞 ，冒晓 建 ，王俊席 ， 唐航 波
（ 上 海 交通 大 学机 械 与 动 力 工 程 学 院 ， 上海 ２ ０ ０ ２ ４ ０ ）
摘 要 ：针 对 电 子 节 气 门的 结构 特 点和 工作 原 理 ， 构 建 了电 子 节 气 门 的 关 键 部 件 如 驱 动 电 机 、 减 速 系统 、 复 位 弹
簧 等物 理 和 数 学模 型 ， 并 以 此 为基 础 在 Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ ／ Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ｉ ｎ ｋ环 境 下 建 立 了 电 子 节 气 门 的仿 真 控 制 系统 ， 系统包括表 示 静 态库 仑摩 擦 及 复位 弹簧 的 非 线性 函数 和 动 态的 线 性 传 递 函 数 。 采 用 积 分 分 离 Ｐ Ｉ Ｄ 的控 制 算 法 对 仿 真 模 型 进 行 模 拟 开度 输 出 ， 并 将 其 应 用 于 实 际 的 电子 节 气 门控 制 中。 实测 结 果 与 模 拟 输 出结 果 较 为 相 符 。
１ ． １ 执 行 器
图 １ 电子 节 气 门体 执 行 器 原 理
１ ． ２ 节气 门位置传 感器
节气 门位 置 传 感 器 （ ＴＰ Ｓ ） 实 质 是 供 电 电 源 为
５ Ｖ的 电位 计 。当直 流 电机 驱 动 电子 节气 门开 度 变 化时， 会 在 ＴＰ Ｓ １ ， Ｔ Ｐ Ｓ ２两 端 产 生 不 同 的 电压 。这
宝马VANOS发动机技术 电子气门控制系统的工作原理
宝马VANOS发动机技术电子气门控制系统的工作原理电子气门控制系统的工作原理电子气门控制系统的工作原理与人类在身体紧张时的状态类似。
假设您去跑步。
您身体所吸进的空气质量将由肺来调节。
您会不由自主地深吸气并由此为肺提供较多的空气，以便在身体中进行能量转换。
如果您现在由跑步换成一种较慢的步法，例如散步，则身体需要的能量和空气相对减少。
您的肺将以平缓呼吸的方式对此进行自动调节。
在这种情况下，如果您在嘴上堵上一块手帕呼，吸将非常费力。
在电子气门控制系统的新鲜空气进气装置中“取消了”节气门（与手帕类似）。
气门升程肺根据空气需要量进行调节。
发动机可以自由呼吸。
在发动机电子气门控制系统进气过程中，节气门几乎一直打开一个合适的角度，以保证出现一个50 mbar 的近似真空。
负荷控制通过气门的关闭时刻实现。
与通过节气门实现负荷控制的普通发动机相比，在进气系统中只产生一个较小的真空，也就是说省去了产生真空的能耗，通过进气过程中较小的功率损失获得较高的效率。
与柴油发动机不同在常规汽油发动机中，进气量通过加速踏板和节气门进行调节并按化学计算比例ë =1 喷射所需要的燃油量。
在带电子气门控制系统的发动机上所吸进的空气量由气门的开启升程和开启持续时间决定。
通过精确控制供油量这里也能实现按ë =1 运行。
与此相反，带汽油直接喷射和浓度分区功能的发动机，在较宽的负荷范围内以低燃油空气混合比工作。
昂贵且易受硫腐蚀的废气后处理装置，例如直喷式汽油发动机上使用的在带有电子气门控制系统的发动机上因此就不需要了。
宝马VANOS发动机技术图中每个进气门分别有两组凸轮控制，一组是高速凸轮，一组是低速凸轮。
红色圆框内就是可变气门行程的控制机构。
当发动机在低转速范围时，红色的控制活塞是落在气门座内的。
这样高速凸轮只能驱动气门座向下行程而不能带动整个气门动作，整个气门由低速凸轮驱动气门顶向下行程，这样获得的气门开度就较小。
当发动机在高转速范围时，红色的控制活塞在液压的驱动下从气门座推入到气门顶中，等于是把气门座和气门刚性的连接在一起，当高速凸轮驱动气门座时就能带动气门向下行程获得较大的气门开度。
电子节气门控制系统的工作原理
上海大众斯柯达明锐轿车的电子节气门的故障检修目录摘要 (2)前言 (2)1 电子节气门概述 (2)2 电子节气门控制系统的工作原理 (4)2．1 加速踏板模块 (4)2．2 节气门控制模块 (6)2．3 发动机ECU (9)2．2 电子节气门控制系统的控制过程 (11)4 电子节气门的检修 (13)4．1 节气门控制部件供电和导线的检查 (13)4．2 加速踏板位置传感器的检查 (13)5 故障案例分析 (14)5．1故障现象 (14)5．2故障诊断 (15)5．3 故障排除 (15)结束语 (16)参考文献 (16)摘要：当前大众车基本上配置有电子节气门控制(EPC)系统，其主要优点能根据驾驶人的需求及整车的行驶状况确定节气门的最佳开度，充分发挥了车辆最佳的动力性和燃油经济性，同时并具有巡行控制和牵引力控制等系列功能，提高安全性和乘坐舒。
本文以上海大众斯柯达明锐轿车电子节气门为例，阐述其车型的电子节气门组成及控制原理；同时阐明了斯柯达明锐轿车电子节气门的检修方法；结合实际维修案例加以分析。
关键词：大众斯柯达明锐轿车电子节气门故障检修前言目前大众斯柯达明锐轿车采用电子节气门，它具有优点体现在能克服了机械油门对怠速和定速巡航进行控制的局限性，通过电控单元可对发动机全工况进行控制。
而电子控制单元ECU精确控制电子节气门的开启度以满足空调、自动变速箱、平稳性动态控制、车速调节、发动机冷却等功能的需要。
它是一种新的发动机负荷管理系统，可以较好地管理发动机的力矩。
节气门位置根据发动机各项功能的需求来确定，当各项功能需求同时出现时，ECU按照内部的优先级别将节气门打开到某一开度，以满足优先级别最高的这项功能的需求。
因此，现在越来越多的汽车采用电子油门。
目前，大众车系绝大部分车型均采用了电子节气门，本文针对上海大众斯柯达明锐轿车1.4和1.6L发动机的电子节门维修进行探讨。
1 电子节气门概述明锐轿车发动机电子节气门系统主要由节气门位置传感器、加速踏板位置传感器、ECU、数据总线、EPC指示灯和节气门执行器等组成(见图1)，控制电路如图1所示。
电子节气门控制系统硬件电路的设计
（ ａ ） 电控 单 元 稳 压 电 路
图３ Ａ ／ Ｄ 转 换 电 路
瑚 …… … … … … 一 ‘
Ｕ
图４ Ｐ Ｗ Ｍ 调 速 控制 原理 和 电 源波 形 图
（ ｂ ） 传 感 器 稳 压 电 路 图 １ 源 稳 压 电 路 图
二 、 电源 模 块 电 路 设 计 电 源 模 块 主 要 为 电 控 单 元 、 传 感 器 和 直 流 电 动 机 提 供 电 源 。其 中 由于 传 感 器 电路
图２ 油 门 踏 板 与 节 气 门 位 置 信 号 调 理 电路
四 、． ， ｋ ／ Ｄ 转换 电路的设计 本设 计采用 一片Ａ Ｄ ７ ８ ０ 转 换 器 ，通 过 三
线 制与 单片机 连接 ，同时 为 了保证Ａ ／ Ｄ 转 换 器 正常 工作和 复位 ，将Ａ ／ Ｄ 转 换 器 的 复 位 端 子 和 片 选 信 号 端 子 也 接 到 单 片 机 。在 三 线 制 连 接 方 式 时 ，通 过 采 用 硬 件 监 控 Ｄ Ｒ Ｄ Ｙ 端 子 的 状 态 来 判 断 寄 存 器 是 否 被 更 新 ，Ｄ ￣ ［ Ｊ Ｙ 端 子 的 输 出与通信 寄存器 的Ｄ Ｒ Ｄ Ｙ 位同步 ，Ｄ Ｒ Ｄ Ｙ 端 子 一 旦 变 成 低 电平 ， 表 明数 据 寄 存 器 的 数 据 已经 更 新 ，可 以读 取 。通 过 将 Ｄ Ｒ Ｄ Ｙ 输 出 端 子 接 至单片机 的外部中断端 子Ｉ Ｎ Ｔ Ｉ 就 可 以通 过 硬 件 监 控 数 据 寄 存 器 的 更 新 ， 通 过 中 断 服 务 函 数 就 可 以读 取 寄 存 器 的 数 值 ， 也 可 以通 过 软 件查询的方 式来读取数 据。若Ｄ Ｒ Ｄ Ｙ 端子为 高 电 平 ，则 不 能 读 取 数 据 ， 以 免 读 到 不 可 靠 的数 据 。Ａ ／ Ｄ 转 换 电路 的 电 路 图 如 图 ３ 所示。
电子节气门PID控制
基于DSP的电子节气门PID控制一、引言随着现代电子技术的飞速发展，特别是微机技术在汽车上的广泛应用，使得汽车的内涵和功能不断拓展和延伸，汽车电子化正逐渐成为现代汽车的基本特征。
节气门是汽车发动机的重要控制部件。
为了提高汽车行驶的动力性、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，不但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制等的集成，简化了控制系统结构。
现在，电子节气门控制系统已成为发动机完全电控管理系统的一个重要模块。
由于ETCS的优越性，目前，世界上越来越多的大型汽车制造公司开始采用ETCS，传统机械式节气门面临着被电子节气门所取代的趋势。
在电子节气门这种柔性连接方式中，油门踏板与节气门之间不再有机械连接。
节气门的实际开度由车载电控系统根据当时的汽车行驶状况并考虑发动机特性确定，从而保证发动机运行于最佳工况。
本设计进行了电子节气门控制系统的电控单元开发、传感器信号处理电路及执行器功率驱动电路的硬件电路设计，并进行了PID控制试验。
二、系统组成电子节气门控制系统如图1所示，包括：节气门体、加速踏板位置传感器、DSP（Dig ital Signal Processor）开发板、信号处理电路、功率驱动电路及微机监控系统几个部分。
节气门体包括：直流电机、节气门开度传感器及机械装置，它们被封装为一体。
通过ECU 驱动直流电机，完成节气门开度调整；节气门开度信号通过节气门体内部的一对高精度节气门开度传感器获取当前开度下相应的电压反馈值，该反馈值与节气门打开角度成线性变化。
利用这两路反馈信号，构建闭环控制系统。
加速踏板带动一个位置传感器，将加速踏板位置信号转变为电压信号传到ECU，其作用相当于一个反映驾驶员操纵意图的传感器，提供节气门开度的参考信号。
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电子节气门控制系统设计
电子节气门控制系统是一种在现代汽车上广泛采用的重要技术，它可以根据发动机运行的情况实时调整汽车的控制参数，从而提高汽车的经济性、动力性和环保性能。
本文将对电子节气门控制系统的设计原理、工作过程、功能特点等进行详细介绍。
一、设计原理
电子节气门控制系统的设计原理是通过电子信号控制节气门的开度来控制发动机的进气量，从而实现发动机的动力调节和油耗节约。
系统中采用的核心元件是电子节气门执行器，它能够实现快速开合节气门，并通过控制芯片进行精密的开度调节。
系统还包括传感器、控制芯片、电源等多个组成部分，其中传感器可以感知发动机的气体流量、压力、温度等关键参数，控制芯片则能够根据这些参数实时调整节气门的开度和相关控制策略。
二、工作过程
电子节气门控制系统的工作过程主要分为4个步骤：传感器信号采集、控制芯片处理、执行器控制和反馈调整。
系统中的传感器可以感知发动机进气量、转速、油门位置等关键信息，通过控制芯片进行数字信号处理，最终输出控制信号给执行器，实现节气门的开合控制。
在工作过程中，系统会根据传感器采集到的信息，对节气门进行开度调节，从而实现发动机的动力调节和优化燃油经济性。
同时，系统还会根据实际工作情况进行反馈调整，以保证系统的稳定性和精度。
三、功能特点
1.精准控制：电子节气门控制系统采用高精度控制芯片和执行器，能够快速、准确地控制节气门的开度，实现精细化调节。
2.动力调节：系统能够根据不同的工况场景，实时调整发动机的进气量和输出功率，从而实现动力调节和提高车辆加速性能。
3.环保节能：电子节气门控制系统能够智能调节发动机的燃油供给，实现燃油经济性的优化和环境保护的效果。
4.检测和反馈：系统还能对发动机工作状态进行检测和反馈，及时调整节气门的开度和关键控制参数，保证系统的稳定性和精度。
五、市场前景
随着汽车制造业的不断发展和技术的迭代，电子节气门控制系统已经成为汽车生产中必不可少的关键技术之一。
未来，随着新技术、新材料和产业环境的变化，电子节气门控制系统将会更加智能化、高效化，逐步实现全面智能化控制，从而进一步推动汽车产业的转型升级。