电子节气门控制系统(ETC)
电子节气门简介
3 安装位置
节气门安装位置
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4 产品结构及关键尺寸
✓ 进气孔直径 ✓ 螺栓安装孔的孔径及孔距 ✓ 喉口结构尺寸 ✓ 安装平面的平面度 ✓ 长宽高边界条件
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4 相关术语及性能参数
相关术语： UMS(UMA): upper mechanical stop 断电情况下手推节气门阀片能到的最大 位置 UES(OMA): upper electrical stop 节气门上电工作时阀片能达到的最大位置 LMS: lower mechanical stop断电情况下手推节气门阀片能到的最小位置 LES: lower electrical stop 节气门上电工作时阀片能达到的最小位置 LHP: limp home position 断电情况下节气门所处的原始位置 TPS: Throttle position sensor 节气门位置传感器
ETC-electronic throttle control
电子节气门作为现代发动机管理系统中进气系统的一个 主要部件之一，主要任务是控制进入发动机的空气流量， 改善发动机的排放性能，提高燃油经济性；
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2 工作原理
1.驾驶员通过踩下或释放加速踏板，使得加速踏板位置传感器产生相应的电压信号输入到节气门控制单元ECU； 2.控制单元根据收到的电压信号，计算出最佳的节气门位置，并向节气门执行器发出控制信号； 3.节气门执行器通过改变节气门的开度，实现对发动机进气量的控制； 4.节气门TPS检测节气门的实际开度及其他工况信息反馈给ECU,ECU根据反馈信号对控制参数进一步进行优化， 使车辆一直保持在理想工作状态；
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4 相关术语及性能参数
性能参数： 响应时间： LMS TO LHP ≤100ms; LMS TO UMS ≤100ms; LHP TO UMS ≤100ms 返回时间： UMS TO LHP ≤300ms； LMS TO LHP ≤ 100ms 空气流量： 全关位置空气流量、LHP位置空气流量 TPS信号值： TPS1@LMS:10%±4% TPS2@LMS:90%±4% TPS1@LMS:93%±4% TPS1@LMS:7%±4% 主气道泄露： Leakage air of bearing(main bore)≤20cm3/min
爱丽舍轿车电子节气门及初始化
爱丽舍轿车由东风汽车公司和法国雪铁龙汽车公司合资组建的神龙汽车有限公司生产，具有国际先进水平，保有量比较大。
新生产的爱丽舍轿车装备了１．６Ｌ１６气门ＴＵ５ＪＰ４型发动机，逐步取代原１．６Ｌ８气门的ＴＵ５ＪＰ／Ｋ型发动机。
ＴＵ５ＪＰ４型发动机采用了ＢＯＳＣＨ公司ＭＥ７．４．４电喷系统，该系统是根据欧洲２００５年实施的欧洲ＩＶ号排放法规而开发设计的新一代电喷系统。
ＭＥ７．４．４的含义如下：Ｍ———多点喷射；Ｅ———电控节气门；７．４．４———版本代号。
ＭＥ７．４．４电喷系统中的电控节气门是ＴＵ５ＪＰ／Ｋ型发动机（爱丽舍ＳＸ型轿车用）采用的ＭＰ５．２电喷系统中所没有的。
ＴＵ５ＪＰ４型发动机的电控节气门系统主要包括电子节气门总成（零件编号：Ｃ００００１６３９Ｑ９）和加速踏板位置传感器（零件编号：００００１９２０ＡＫ）。
１电子节气门总成１．１电子节气门总成的结构电子节气门总成（ＥＴＣ）主要由节气门、电动机、传动装置、双轨道节气门位置传感器等构成，如图１所示。
电子节气门总成一方面执行来自控制单元的指令，调节节气门开度以控制进气量，同时还可以输出反映节气门位置的信号，供系统监控节气门的实际开度。
电动机和传动装置是电子节气门的控制装置。
来自控制单元的指令使电子节气门总成中的直流电动机动作，通过传动机构改变节气门的开度。
与拉线式节气门总成相比，电子节气门的开启角度不再由加速踏板拉索直接控制，其开度与驾驶员的意图（加速、减速）并不完全一致。
加速踏板拉索控制的加速踏板位置传感器只是以电压信号反映了驾驶员的力矩指令，而不是节气门的实际开度。
在电子节气门总成中，怠速调节阀被取消，由电子节气门进行怠速调节。
电子节气门轴上的双轨道节气门位置传感器用来检测节气门准确开度，是节气门开度的监控装置，其主要结构是２个电位器。
电位器的电阻值随节气门位置的改变而变化。
当加上５Ｖ工作电压后，变化的电阻转化为电压输出信号。
利用节气门位置修改稿收稿日期：２００７－０５－１７作者简介：陈昌建（１９６５－），女，河北正定人，副教授，从事汽车电器及汽车电子控制技术的教学与科研工作，曾主编《汽车电器维修技术》等４部著作，在刊物上发表多篇汽车电器与电子控制技术方面的论文。
电子节气门技术
电子节气门技术
电子节气门技术的研 究始于20世纪70年代后期， 80年代开始问世。90年代 开始应用。
电子节气门
概念 所谓电子节气门(Electronic Throttle Control，ETC)：
是一种柔性控制系统，通过节气门体上的电动机驱动节气门， 在电控单元的控制下，可实现节气门开度的快速精确控制。
电子节气门
加速踏板位置传感器
作用：将油门踏板的位置通过电子信号的方式反馈给 ECU，ECU通过计算控制节气门的动作。
安装位置：油门踏板上方
电子节气门
加速踏板位置传感器原理
加速踏板位置 传感器的两个信号 之间的关系是信号 1是信号2电压的一 倍。
怠速——半开——全开 信号1电压：0.74V——1.78V——4.61V 信号2电压：0.37V——1.00V——2.32V
拉线式节气门
电子节气门
节气门的最佳开度
电子节气门
防抱死制动系统(ABS) 滑移率控制(ASR) 牵引力控制(TRC) 巡航控制(CCS)等
控制功能的实现奠定基础，从 而提高安全性和乘坐舒适性。
电子节气门
电子节气门优点 ⑴精确控制节气门开度 （2）可以实现发动机全范围的最佳扭矩的输出
通过节气门控制电动机将节气门任意定位，取消了巡航控 制执行器和拉索，真正实现了定速巡航全电控。 (6)失效保护
当ECU检测到ETCS-i系统出现故障时，ECU将转换到“跛 行模式”(故障慢行模式)。在“跛行模式”控制中，车辆将在节 气门开启角度大于正常值的有限条件下行驶，或者将节气门置 于怠速位置，直到系统故障排除，并将点火开关置于“OFF” 位置。
⑶ 改善了发动机的排放性能 （4） 具有更高的车辆行驶可靠性
节气门传感器工作原理
节气门传感器工作原理
节气门传感器是一种用来检测节气门开启程度的传感器，主要应用于汽车发动机的控制系统中。
它常见于电子节气门控制系统（ETC）中，通过监测节气门的开启程度，控制发动机的燃油供应和空气流量，以实现对发动机的精确控制。
在工作原理上，节气门传感器利用了传感器元件的特性。
其中，一种常见的工作原理是基于旋转角度的检测。
节气门传感器通常由一个器件组成，该器件与节气门轴相连，并随着节气门的调整而旋转。
该器件内部设有一个旋转传感器，用于监测旋转角度。
传感器内部的旋转传感器通常采用非接触式的工作原理，如霍尔效应或齿轮装置。
这些传感器会根据旋转角度的变化，通过改变输出信号的电压或电流来反映节气门的状态。
传感器输出的信号将送往控制单元，以实现发动机控制系统对发动机的精确控制。
通过监测节气门的开启程度，节气门传感器可以提供给发动机控制系统一个准确的节气门位置反馈。
这个反馈信号将与其他传感器的信号一起使用，用于计算发动机所需的燃油供应和空气流量。
据此，发动机控制系统可以调整燃油喷射量和气缸进气量，以实现对发动机的精确控制，提高燃烧效率和排放性能。
总的来说，节气门传感器通过监测节气门的开启程度，提供给发动机控制系统一个准确的节气门位置反馈，以实现对发动机
的精确控制。
它是汽车电子控制系统中重要的传感器之一，对于提高发动机性能和节能减排具有重要意义。
e-gas标准
e-gas标准
E-Gas（电子节气门）标准是一种用于控制发动机节气门的电子系统标准。
与传统的机械式节气门相比，E-Gas标准具有更高的精度和灵活性。
在E-Gas系统中，节气门是通过一个电机来驱动的，而不是通过传统的机械连接。
这意味着节气门的开启和关闭可以完全由电子控制系统来控制，从而提高了控制的精度和响应速度。
E-Gas标准的主要优点是可以克服传统机械式节气门的局限性，实现对发动机全工况的控制。
在传统的机械式节气门系统中，当驾驶员踩下油门踏板时，控制系统只能根据接收到的扭矩信号来控制节气门的开度，而无法对发动机进行更精细的动力匹配。
但是在E-Gas系统中，由于节气门是通过电机来驱动的，控制系统可以根据各种工况的需求，包括燃油经济性、排放等，来确定最佳的节气门开度位置，从而实现更精确的动力匹配。
E-Gas标准的实施需要汽车制造商和零部件供应商之间的合作，以确保系统的兼容性和互换性。
同时，E-Gas标准也需要得到相关法规的认可和支持，以确保其安全和环保性能符合要求。
电子节气门技术资料
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。
电子节气门的系统组成和功能1带加速踏板位置传感器的加速踏板模块—用来确定踏板位置并将踏板位置信号传递给控制单元2发动机控制单元（ECU) —接收踏板位置传感器信号，根据输入电压信号计算得知所需动力。
并根据其他如急加速，空调，自动变速器起步的扭矩信号，计算出实际的节气门开度。
同时还监控节气门系统3节气门控制单元—控制所需进气量，根据控制系统提供信号调节节气门开度，反馈节气门信号。
4节气门故障灯（大众车型在仪表上为EPC灯）—提供节气门故障信息给驾驶员5传感器和执行器传感器：带油门踏板传感器G79,G185的加速踏板模块，带节气门开度传感器的G187,G188 ,节气门控制器J338, 离合器踏板开关F36,制动踏板开关F47,制动灯开关F 6执行器：带节气门驱动装置的G186和G338，节气门故障灯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。
系统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，关闭巡航，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确和备用。
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转左右运行，踩油门踏板无反应。
电子节气门控制系统(ETC)
1、定义：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ECU的指令对节气 门开度进行控制。
2、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， 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的 连接， 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， 控制系统可根据发 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， 使发动机在最适当的状态 下工作， 从而提高了汽车的动力性、安全性及 舒适性。
气门开度使发动机从怠速位置到全负荷。
节气门开度的反馈信号与直流电机的位置由 2个集成在节流阀体内的电位计提供。 两个电位计的滑动片都直接与节流阀门轴杆
连接在一起。其中一个电位计为一个正的信
号而另一个为与此相反的信号（绝对值相 同） 。
原理示意图
节气门位置传感器由碳膜电阻和滑动 指针构成,是一个具有线性输出的角
ECM
Power Signal 1
Power Signal 2
4、电子节气门工作原理
1）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 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， 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， 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 气门的开度与最佳开度参数不一致时， 便输出控制信号， 控制节气门驱 动装置工作， 将节气门调整到适当的开度。
• • • • • • • •
4)自适应能力超出范围 当节气门体长期处于脏污状态 时，电脑将驱动节气门逐渐开大，当 节气门开度大于一定角度(一般为 8。)时，会出现自适应能力超出范围 故障。此时应清洗节气门并进行自 适应设定，若无法完成初始设定，应 更换节气门体。
电子节气门控制系统(ETCS)简介
反 饋电子节气门控制系统（ETCS）简介1. 采用ETCS后，可以省去哪些部件？A. 节气门体、减振缓冲器膜片和单向阀、ECM/PCM、快怠速阀。
B. 加速踏板位置传感器、IACV、ECM/PCM、快怠速阀。
C. 节气门体、驱动装置、IACV、快怠速阀。
D. X IACV、快怠速阀、减振缓冲器膜片和单向阀、巡航控制作动器和控制装置。
2. ETCS操纵节气门：A. 直接使用拉线操纵。
B. X 采用电机操纵。
C. 采用加速踏板位置传感器操纵。
D. 直接由加速踏板操纵。
3. 加速踏板位置传感器 。
A. 连接到节气门体上。
B. X 包含两个相同的工作回路。
C. 紧靠加速踏板上面的前围板下支架上。
D. 向ECM/PCM提供可变电阻信号，指示节气门位置。
4. 进行下面哪一种操作时要求完成怠速学习步骤？A. 更换右前车轮。
B. X 使用扫描工具或HDS清楚DTC和/或重新设置ECM/PCM。
C. 断开及/或更换加速踏板位置传感器。
D. 进行阀门调整。
5. 发生ETCS故障时，下面哪一项是正确的？A. X MIL点亮。
B. 车辆只能移动到路肩上。
C. 燃油在1200 rpm以上被切断。
D. 可以使用后备节气门拉线。
6. ECM/PCM输出一个信号__________。
A. 直接给节气门控制电机。
B. 给加速踏板位置传感器。
C. X 给驱动装置。
D. 给TPS。
7. 在维修一种在ECM/PCM中储存有DTC的系统故障后，必须在工作结束前完成什么操作？A. 将点火开关轮回切换到ON和OFF，以擦除所储存的DTC。
B. 踩下制动踏板，转动点火开关至“ON（II）”位置，以擦除储存的DTC。
C. 踩下巡航控制按钮，转动点火开关至“ON（II）”位置，以擦除储存的DTC。
D. X 使用扫描工具或HDS擦除储存的DTC，并完成怠速学习步骤。
8. ETCS由如下部分组成：。
A. IACV、节气门体和快怠速阀。
B. 加速踏板位置传感器、IACV、ECM/PCM和快怠速阀。
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电子节气门系统特点
A、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，“踩油门”的意图 通过电子油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 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。
3、组成
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。
ECU 信号线 16 电压线 33
信号地 36 信号线 40 电压线 73 信号地 35
可能的故障： ➢传感器线路断路 ➢+５V电源供给电路短路到地 ➢不正确的安装 ➢自动变速箱换挡冲击
故障症状： ➢发动机故障指示灯亮 ➢加速无力 ➢发动机限速
油门踏板位置传感器检测
1、 点火开关打开，不启动，不踩加速踏板时传感器
进行处理送给ECU。
外形图
拆卸 １、拆卸驾驶员侧仪表下护板。 ２、拆卸油门踏板位置传感器插头。 ３、拆卸油门踏板上固定螺栓。 安装按反向操作。
注意：该传感器外部为工程塑料壳体，损 坏后无法维修，只能通过更换零部件总成 进行处理。
信号分析
内部为原理图仅供参考
APP2 APP1
APP 4 2
3 6 1 5
➢位置：驾驶员仪表下 方，油门踏板上方 。
结构及原理
➢油门踏板的两个信号之间的关系是信号1是信号2 电压的一倍。在怠速-半开－全开位置时，信号1 的电压为0.74V－1.78V－4.61V，信号2为0.37V－ 1.00V－2.32V。
➢信号电压满足于信号1是信号2的2倍关系 ➢内部采用霍尔原理，信号处理电路再将这些信号
TPS1
M
TPS2
原理示意图
➢ 节气门位置传感器由碳膜电阻和滑动
Control 2
APS – 1, 2
■ To monitor the acceleration pedal position according to a driver’s intension
■ Failsafe : fixed at 5˚ opening of throttle valve
APS
Return spring Throttle valve
Drive Gear
Throttle body
TPS1,2
Shaft Motor
TPS – 1, 2
■ Monitors throttle opening ■ Failsafe : fixed at 5˚ opening of throttle valve
TPS
ECM
TPS1
TPS2
TPS1
TPS2 Power
Throttle Motor
■ Controlled by electric current from engine ECM ■ Failsafe : fixed at 5˚ opening of throttle valve
ETC
M
ECM
Control 1
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 驱动装置。
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， 并输出控制信号， 控制节气 门驱动装置， 将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， 由相应的控制 程序和驱动电路组成。
APP1
3
APP2 2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1 0％
油门开度
100％
4 电子节气门(节气门位置传感器)
元件位置及作用
➢ 位置：节气门位置传感器位于电子节气门 上。
➢ 作用：节气门位置传感器用于监测节气门位 置及执行电机位置。
5、电子节气门(节气门位置传感器)
➢ 主要构成： 1）节气门体；2）驱动电机 3）节气门位置传感器
2、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， 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的 连接， 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， 控制系统可根据发
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， 使发动机在最适当的状态 下工作， 从而提高了汽车的动力性、安全性及 舒适性。
ECM
Power Signal 1
Power Signal 2
4、电子节气门工作原理
1）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 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， 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， 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 气门的开度与最佳开度参数不一致时， 便输出控制信号， 控制节气门驱 动装置工作， 将节气门调整到适当的开度。
➢ 电子节气门通过电子踏板的的信号来调整发 动机的负载，它通过一个直流电机来控制节 气门开度使发动机从怠速位置到全负荷。
➢ 节气门开度的反馈信号与直流电机的位置由 2个集成在节流阀体内的电位计提供。
➢ 两个电位计的滑动片都直接与节流阀门轴杆 连接在一起。其中一个电位计为一个正的信 号而另一个为与此相反的信号（绝对值相 同） 。
2）电子控制器通过输出脉宽可变的控制信号来 控制直流电动机的通电时间， 电动机通电转动 时． 通过齿轮传动机构驱动节气门转过相应的 转角。电子控制器通过改变直流电动机电流方 向， 实现节气门开度的增大或减小控制。
4、油门踏板位置传感器(APP)
➢作用：将油门踏板的位置通过电子信 号的方式反馈给ECU，ECU通过计算控 制电子节气门的动作。
加速踏板位 置传感器
其它相关 传感器
电子控制器
最佳节 气门开 度计算
节气门 开度调 整计算
节气门 驱动电路
节气门 总成
节气门信号
1）电子节气门总成用来执行来自电子控制器的 指令， 迅速调节节气门开度， 以控制发动机的 进气量； 与此同时， 输出反映节气门当前位置 的电信号， 以使电子控制器能实时监控节气门 的开度。
APP1、APP2输出电压信号如下：
APP1：0.72－0.74 V； APP2： 0.36－0.37V
2 、点火开关打开，不启动，将加速踏板踩到底时传
感器P1、P2输出电压信号如下： APP1： 4.61V
；APP2： 2.32V
以上数值均为发动机正常状态下，用诊断仪读出来的
数据，供做参考。
电压V 4