1.电控节气门控制系统的功能
节气门一般由驾驶人直接控制,节气门的开度随加速踏板的位置改变而改变,在驾驶人人工操纵条件下,节气门开度的变化规律难以满足时间要求。电控节气门系统主要是根据加速踏板位置传感器、节气门位置传感器信号、车速传感器信号、驾驶模式信号和档位信号等,通过驱动节气门的电动机精确控制节气门的开度变化,从而实现节气门开度的优化控制。其具有以下控制功能:
(1)非线性控制 驾驶人通过加速踏板直接控制节气门开度时,由于驾驶人的反应速度和机械操纵装置的误差等因素,很难保证发动机转速或功率的变化满足汽车的驾驶性能和乘坐舒适性等要求。而电控节气门系统可实现所有工况下节气门开度的优化控制,如加、减速等工况下,使节气门开度更精确,节气门开度变化更圆滑,从而改善汽车驾驶性能和乘坐舒适性。
(2)怠速控制 装用电控节气门系统的发动机,无须装用怠速控制阀,由节气门控制电动机即可完成怠速控制阀的功能。
(3)减小换档冲击控制 节气门电控系统与自动变速器电控系统工作同步,降低自动变速器换档时产生的冲击。
(4)驱动力控制(TRC) 节气门控制作为TRC系统的一部分,电控节气门系统根据ABS(防抱死制动系统)、TRC(驱动力控制)系统ECU的输出指令信号调节节气门开度,改变发动机的输出动力,以满足车辆行驶的驱动力要求。
(5)稳定性控制(VSC) 电控节气门系统接收VSC(稳定性控制)系统ECU的输出指令信号调节节气门开度,以满足稳定性控制的需要。
(6)巡航控制 装用电控节气门系统后,巡航控制系统的执行元件可由节气门控制电动机代替完成巡航控制功能。
2.电控节气门系统的结构与工作原理
各种汽车装用的电控节气门系统结构基本相同。图5-27所示为丰田雷克萨斯LS400轿车电控节气门系统,其加速踏板位置传感器和节气门位置传感器均采用电位计式,分别安装在节气门体上的节气门轴两端。
图5-27 丰田雷克萨斯LS400轿车电控节气门系统
1—电磁离合器 2—加速踏板位置传感器 3—节气门控制杆 4—节气门 5—节气门位置传感器 6—节气门控制电动机(www.xing528.com)
加速踏板位置传感器检测加速踏板的开度大小及开度变化速率,并转换成电信号输送给ECU;节气门位置传感器则检测节气门的开度大小及开度变化速率,并转换成电信号输送给ECU。两传感器的输出特性相同,电路及其检测方案见图5-28和表5-1所示。
图5-28 加速踏板的电路
表5-1 检测及其规定值(尼桑)
节气门控制电动机为具有良好响应和低能耗的直流步进电动机,发动机ECU控制其转动方向和步骤。为了实现对节气门开度的控制,电磁离合器通常处于接合状态,使节气门控制电动机能够打开或关闭节气门,如果节气门电控系统出现故障,则该离合器自动分离,以免控制电动机错误地打开或关闭节气门。
加速踏板通过节气门拉索与节气门轴上的节气门控制杆连接。打开节气门系统发生故障时,电磁离合器切断控制电动机与节气门之间的动力传递,节气门在回位弹簧作用下关闭,此时加速踏板通过节气门拉索带动节气门控制杆将节气门打开并限制其开度,即使加速踏板踩到底,节气门开度也不能增大。
电控节气门系统的工作原理如图5-29所示。发动机ECU根据各传感器输入信号确定最佳的节气门开度,并通过对控制电动机和电磁离合器的控制改变节气门开度。
3.电控节气门系统的检修
电控节气门系统发生故障时,系统会自动停止工作,并使“CHECKENGING”(检查发动机)指示灯发亮,以警告驾驶员人。应按规定程序调取故障码,并按故障码的提示诊断和排除故障。
图5-29 电控节气门系统的工作原理
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