在电子节气门系统中,节气门不是通过加速踏板的拉索来控制的。节气门与加速踏板之间无机械式连接装置。加速踏板位置由两个加速踏板位置传感器传递给发动机控制单元。这两个传感器与加速踏板一体,是可变电阻,且包在一个壳体内。加速踏板位置(驾驶人意愿)是发动机控制单元的一个主要输入参数。节气门是由节气门控制单元内的一个电动机(即节气门控制器)来控制的,在整个转速及负荷范围均有效。节气门由节气门控制单元根据发动机控制单元指令来控制。当发动机不运转且点火开关打开时,发动机控制单元根据加速踏板位置传感器的信息来控制节气门开度,即当加速踏板踏下一半时,节气门也打开一半。当发动机运转(有负荷)时,发动机控制单元可能不依靠加速踏板位置传感器来打开或关闭节气门,即尽管节气门踏板踏下一半,但节气门已完全打开。这样可以避免节流损失,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。发动机所需转矩由发动机控制单元通过节气门开度及进气压力确定。如果认为电子节气门(E-Gas)仅是由一个或两个部件组成的,那是完全错误的。它包括用于确定、调整及监控节气门位置的所有部件,如节气门控制单元,加速踏板位置传感器,EPC警报灯、发动机控制单元等。
电子节气门体安装在空气流量计和发动机之间的进气管上,用来改变进气通道面积,从而控制进气量和发动机运行工况。新丰田凯美瑞、国产大众发动机都采用了电子控制节气门系统(以下简称电控节气门系统),该控制系统及结构如图4-43所示。驾驶人踩下加速踏板,加速踏板传感器将加速踏板的位置转换为电信号,并传递给发动机ECU,ECU实时将驾驶人输入的信号传递给节气门执行器(电动机),执行器将节气门转动到相应的角度。ECU可以独立于加速踏板的位置,调整节气门的位置。其优点是发动机可以根据各种不同的需求(如驾驶人的输入信号、废气的排放、燃油消耗以及安全性等)确定节气门的位置。
图4-43 电子节气门控制系统及结构
1.优点
浮动传感器无摩擦,寿命长,整体式传感器不需要进行强制低速档基本设定。当未进行加速时,薄金属盘位于传感器的最初位置,此时传感器内相对运动,传感器信号电压最低。当踩下加速踏板时,在踏板机构元件的作用下,薄金属盘发生移动,切割磁场,传感器产生较大电压,移动位置越大,感应出的电压越高。其电压变化及结构如图4-44所示。
2.失效影响(www.xing528.com)
1)一个或两个传感器都失效后,系统会有故障记忆,同时仪表上的EPC故障警告灯也会亮起。车辆的一些便捷功能,如定速巡航或发动机制动辅助控制功能也将会失效。
2)如果一个传感器信号失真或中断,而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。
3)若两个传感器同时出现故障,则发动机高怠速(1500r/min)/怠速运转。
电控节气门系统的最大优点可以实现发动机全范围的最佳转矩输出,实现牵引力控制、巡航控制等多种功能,兼顾提高动力性、经济性、操纵稳定性、排放控制和乘坐舒适性,保证车辆的最佳动力性和燃油经济性。
图4-44 大众新型电子节气门踏板结构及电压变化
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