电子节气门的控制策略

⑴基于发动机扭矩需求的节气门控制

传统节气门的开度完全取决于驾驶员的操作意图。电子节气门系统的节气门开度并不完全由油门踏板的位置决定,而是由控制单元根据当前行驶工况下整车对发动机的总扭矩需求计算出最佳节气门开度,从而控制电机驱动节气门达到相应的开度。所以实际节气门开度并不完全符合驾驶员的操作意图。

控制单元根据整车的扭矩需求获得所需的理论扭矩,而实际扭矩由发动机转速、点火提前角和发动机负荷信号获得。在发动机扭矩调节过程中,控制单元首先将实际扭矩与理论扭矩进行比较。如果两者有偏差,发动机电控系统会通过适当的调整,使实际扭矩和理论扭矩一致。

⑵传感器冗余设计

电子油门系统采用两个踏板位置传感器和两个油门位置传感器,传感器成对连接,实现电阻的反向变化,即两个传感器的电阻变化之和为零。当两个传感器施加相同的电压时,两个传感器输出的电压信号也是反方向变化,其和始终等于电源电压。

从控制角度来说,使用一个传感器可以使系统正常运行,但冗余设计可以使两个传感器相互检测,当一个传感器出现故障时,可以及时识别,大大增加了系统的可靠性,保证了行车的安全性。

(3)可选工作模式

驾驶员可以根据不同的驾驶模式选择不同的工作模式,一般包括正常模式、动力模式和雪地模式。区别在于油门对油门踏板的响应速度不同。在正常模式下,油门对油门踏板的响应速度适合大部分行驶工况。在动力模式下,油门加快对油门踏板的响应速度,发动机可以提供额外的动力。在附着力较差的工况下(如下雪和雨天),驾驶员可以选择雪地模式驾驶车辆。此时油门对油门踏板的响应减小,发动机的动力输出比正常情况下小,使车轮不易打滑,保持车辆平稳行驶。

(4)高度补偿

在海拔较高的地方,大气压力下降,空气稀薄,含氧量下降,会导致发动机输出功率下降。此时电子节气门系统可以根据大气压力与海拔高度的函数关系对节气门开度进行补偿,保证发动机输出功率与油门踏板位置的关系保持稳定。

⑸控制功能扩展及其原理

早期的电子节气门功能比较单一。在形式上,机械主节气门与电控辅助节气门串联,后者往往只能实现单一功能。现代电子节气门是一个独立的系统,可以实现各种控制功能,既提高了行驶可靠性,又简化了结构,降低了成本。主要有以下控制功能:

答.牵引力控制系统(ASR)

牵引力控制系统也称为驱动加速滑差调节。它的作用是将汽车加速时的滑移率控制在一定范围内,防止驱动轮快速滑移。它的第一个功能是提高牵引力;二是保持汽车平稳运行。它通过减小节气门开度来降低发动机功率,达到控制目的。原理如下:控制单元采集油门踏板位置、车轮转速、方向盘转向角度等信号,通过计算得出滑移率,并产生相应的控制电压信号,通过数据总线传输给控制单元。根据该信号,控制单元将减小节气门开度以调节混合气流量,从而降低发动机功率。此时,控制单元发送给油门的控制信号将不会受到驾驶员驾驶意图的影响,从而可以避免驾驶员的误操作。

乙.巡航控制系统

巡航控制系统又称速度控制系统,是一种减轻驾驶员疲劳的装置。当驾驶员打开系统时,速度将是固定的,驾驶员不必长时间踩油门。原理如下:车速传感器将车速信号输入控制单元,控制单元根据行驶阻力的变化自动调节节气门开度。当车辆阻力增大(上坡)车速降低时,控制节气门开度增大,反之亦然,以保持行驶速度稳定。

丙.怠速控制(ISC)

电子节气门系统取消了怠速调节阀,而是通过控制单元直接调节节气门开度,实现车辆的怠速控制。

d .减少换档冲击的控制

控制单元根据当前车速、节气门开度和发动机转速信号,选择合适的传动比,实现自动换挡。