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电子功率控制

发布时间:2012-12-05

电子功率控制EPC(Electronic Power Control)全称发动机电子功率控制系统,很多人也叫它ETC(Electronic Throttle Control)电子节气门。该系统由一些传感器、控制器等元件组成。当某传感器出现故障或感知到不正常的情况时,控制系统就会根据设置好的程序采取相应的措施。
 
电子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安全性、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。
 
电子功率控制

以往驾驶员根据发动机的动力需求来操控加速踏板,加速踏板通过钢丝拉线控制节气门开度。在EPC系统中,取消以前的油门拉线而用踏板装置的传感器来取代,发动机控制单元(ECU)根据踏板装置传感器来反馈的位置数据经过计算得到最佳目标节气门开度并发送一个信号给节气门驱动电机使节气门旋转到这个角度。
 
这种方式优于拉线式加速控制,因为电子油门通过对来自加速踏板位置的输入信号的计算、分析、得知发动机的动力需求并将这些信息通过各个执行器转变成发动机的转矩。由于安全、燃油消耗等原因,发动机的转速需要调整时,发动机控制单元可以不通过加速踏板来调节节气门的位置。这种结构的好处是控制单元能根据各种需求来限定节气门的位置。
 
EPC指示灯在大众车中比较常见。打开钥匙门后,车辆开始自检,EPC指示灯会点亮数秒,随后熄灭。如车辆启动后仍不熄灭,说明车辆机械与电子系统出现故障。一般来说EPC灯亮有两种可能。一是节气门脏了,应进行清洗。另一种情况是刹车灯不亮,需要检查刹车开关以及线路。 还有由于油品问题,EPC故障灯也会点亮。
 
电子功率控制

电子功率控制工作原理
驾驶员操纵加速踏板,加速踏板位置传感器产生相应的电压信号输入节气门控制单元,控制单元首先对输入的信号进行滤波,以消除环境噪声的影响,然后根据当前的工作模式、踏板移动量和变化率解析驾驶员意图,计算出对发动机扭矩的基本需求,得到相应的节气门转角的基本期望值。然后再经过CAN总线和整车控制单元进行通讯,获取其他工况信息以及各种传感器信号如发动机转速、档位、节气门位置、空调能耗等等,由此计算出整车所需求的全部扭矩,通过对节气门转角期望值进行补偿,得到节气门的最佳开度,并把相应的电压信号发送到驱动电路模块,驱动控制电机使节气门达到最佳的开度位置。节气门位置传感器则把节气门的开度信号反馈给节气门控制单元,形成闭环的位置控制。

节气门驱动电机一般为步进电机或直流电机,两者的控制方式也有所不同。驱动步进电机常采用H桥电路结构,控制单元通过发出的脉冲个数、频率和方向控制电平对步进电机进行控制。电平的高低控制步进电机转动的方向,脉冲个数控制电机转动的角度,即发出一个脉冲信号,步进电机就转动一个步进角,脉冲频率控制电机转速,转速与脉冲频率成正比。因此,通过对上述三个参数的调节可以实现电机精确定位与调速。
 
电子功率控制

控制直流电机采用脉冲宽度调制(PWM)技术,其特点是频率高,效率高,功率密度高,可靠性高。控制单元通过调节脉宽调制信号的占空比来控制直流电机转角的大小,电机方向则是由和节气门相连的复位弹簧控制的。电机输出转矩和脉宽调制信号的占空比成正比。当占空比一定,电机输出转矩与回位弹簧阻力矩保持平衡时,节气门开度不变;当占空比增大时,电机驱动力矩克服回位弹簧阻力矩,节气门开度增大;反之,当占空比减小时,电机输出转矩和节气门开度也随之减小。
 
ECU对系统的功能进行监控,如果发现故障,将点亮系统故障指示灯,提示驾驶员系统有故障。同时电磁离合器被分离,节气门不再受电机控制。节气门在回位弹簧的作用下返回到一个小开度的位置,使车辆慢速开到维修地点。
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