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电子节气门的基本内容

发布时间:2014-12-14

电子节气门相信大家听到很多,但相信大家对于“电子节气门的基本内容”还是很陌生的,那究竟什么是电子节气门的基本内容呢?以下从几个方面了解一下,希望对大家有帮助!

研究现状


电子节气门的研究工作起源于20世纪70年代,80年代开始有产品问世,这些年来,国外对电子节气门的研究取得了非常迅速的发展。发展趋势可总结为:在控制策略上由线性控制发展为非线性控制,由辅助电子节气门发展为独立的电子节气门系统,从单一的控制功能发展到集成多种控制功能,兼顾提高动力性、经济性、操纵稳定性、排放性和乘坐舒适性。

国外多家公司已对电子节气门系统作了深入的研发,比如德国Bosch,Pierburg,美国Delphi,Visteon,日本Toyota,Hitachi,Denso,意大利Marelli等已推出系列化产品应用于各种品牌的中高档轿车。虽然国内某些轿车,如POLO,也配备了电子节气门系统,但当前对ETC还没有系统深入的研究,也没有成熟的产品。

当前,虽然国内部分高级轿车,如宝来、奥迪、帕萨特、POLO、红旗等已经配备了电子节气门控制系统,但都属于国外引进的技术,对其核心技术了解得很少。可喜的是,这些年来,中国第一汽车集团公司开发了电子节气门控制系统,并把该项技术用于红旗HQ3高级轿车上。此外,国内部分高校对电子节气门控制系统开展了研究,并取得了阶段性成果。比如:吉林大学对汽车电子节气门控制器的开发,实现了控制器的动态响应满足设计指标;湖南大学进行了基于OSEK/VDX的电子节气门控制器的研究与开发,构建了基于POW-EROSEK嵌入式操作系统的电子节气门软硬件架构;北京理工大学进行了电子节气门模糊控制器快速控制原型设计。

发展趋势

⑴ 向集成化和综合控制方向发展。

集成化和综合控制不仅是电子节气门控制系统的发展方向,也是将来汽车电子控制系统的发展方向。它有助于简化电子节气门控制系统,降低制造成本,增强各系统间的信息交流。当前,ETC 已经向集成化和集中控制方向发展,如将怠速控制、巡航控制、减小换档冲击控制、节气门回位控制及车辆稳定性控制等多种功能集成;或者是将制动防抱死控制系统、牵引力控制系统及驱动防滑控制系统综合在一起进行制动控制。

⑵ 结合多种控制方法进行综合控制。

采取多种控制策略相结合,可以提高ETC 的控制精度及反应速度。当前的发展方向是从线性控制发展到非线性控制,从单一模式控制发展到多模式控制以及从传统的PID控制发展到采用PID 与现代控制理论相结合的控制。由于传统PID 控制受到参数整定方法繁杂的困扰,参数往往整定不良、性能欠佳,对运行工况的适应性很差。因此,多模态控制、神经网络控制及滑模变结构控制等方法被引入到电子节气门控制中。滑模变结构控制有良好的鲁棒性和很强的非线性,该方法与系统的参数和扰动无关,也体现了今后电子节气门控制方式的发展方向。神经网络控制方法与PID 控制相结合,可以提高电子节气门控制系统的自适应能力。但这些理论自身还有待完善和进一步的发展,因此需要更深入的研究才能将这些综合控制策略成熟的应用到电子节气门控制系统中。
电子节气门

⑶ 车载网络、总线技术在汽车电子节气门控制系统的应用。

随着ETC 等电控系统在汽车上越来越多的应用,各种传感器和电子控制单元急剧增多,造成了整车控制电路复杂、车辆上导线的数量增加。此外,各个系统的信息资源要能够共享。这些都对汽车的综合布线和信息共享提出了更高要求。当前国际上普遍采用的。

车载网络技术是CAN 总线控制器局域网,它能够满足汽车上电子系统数据传输安全可靠、数据共享及系统集成等需要,并且大大降低了布线的复杂度,提高了汽车电子系统的运行可靠性。所以,CAN 总线技术在汽车电子节气门控制系统上的应用也将是一个重要趋势。

优缺点

优点


⑴ 电子节气门控制系统的最大优点是可以实现发动机全范围的最佳扭矩的输出。

⑵ 精确控制节气门开度。首先由ECU 对各种工况信息和传感器信号做出判断并处理,接着计算出最佳的节气门开度,再由驱动电机控制节气门达到相应的油门开启角度。

⑶ 改善了发动机的排放性能。

ETC 系统在各种情况下对空燃比进行精确控制,使燃烧更加充分,同时也降低了废气的产生;在怠速状态下,节气门保持在一个极小开启角度来稳定燃烧,提高了燃油经济性,排放也得到进一步控制。

⑷ 具有更高的车辆行驶可靠性。

电子节气门控制系统采用传感器冗余设计,从控制角度讲,使用一个传感器就可使系统正常运转,但冗余设计可使两个传感器相互检测,当一个传感器发生故障时能及时被识别,在很大程度上增加了系统的可靠性,保证行车的安全性。

⑸ 可选择不同的工作模式。

驾驶员可以根据不同的行车需要通过模式开关选择不同的工作模式,通常有正常模式、动力模式和雪地模式三种,区别在于节气门对加速踏板的响应速度不同。

⑹ 可获得海拔高度补偿。

在海拔较高的地区,大气压下降,空气稀薄,氧气含量下降,导致发动机输出动力下降。此时,电子节气门控制系统可按照大气压强和海拔高度的函数关系对节气门开度进行补偿,保证发动机输出动力和油门踏板位置的关系保持稳定。

缺点


⑴ 汽车在起步时会产生油门迟滞。

汽车起步时需要提供浓混合气,而ECU 会根据当前的车速、节气门开度等进行分析,从燃油经济性和排放合理的角度考虑,会限制节气门的打开幅度,同时限制喷油系统进行浓混合气供油,其实就是ECU 通过限制发动机瞬时输出功率,这就限制了汽车起步时要求较浓混合气
当前,大部分厂家通过电子油门加速器来缓解油门迟滞,但这种装置并不能提高发动机性能,改变动力输出及扭矩等,仅是一个信号的放大器,并且油耗也会随着加速器的加速而增加。

⑵ 非线性影响

ETC 控制系统存在各种非线性影响,除了弹簧非线性、粘滑摩擦及齿隙非线性等影响外,同时受到进气流产生的非线性阻尼力以及进气气流的不稳定扰流阻矩的影响,导致常规PID 控制不能精确地设定反馈的增益,影响控制的精确性。

⑶ 成本高。

ETC 系统采用了智能型传感器、快速响应的执行器、高性能控制单元及冗余设计,使成本大幅度上升,当前ETC 系统只装配在高档轿车上。

综上所述,本文已为讲解电子节气门的基本内容,相信大家对电子节气门的基本内容的认识越来越深入,希望本文能对各位读者有比较大的参考价值。

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