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    节气门的工作原理

    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、频率与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。

    控制直流电机采用脉冲宽度调制(PWM)技术,其特点有频率高,效率高,功率密度高与可靠性高。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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