【正文】 characters in Matlab/simulink/stateflow, and the model based embedded software code isgenerated, then test is curried out in the realtime workshop.The whole thesis consists of six sections.Riefly states the ETC technique developinghistory, features, the current application situation and products, and then points out the significance of the thesis and the main content of the research work.Analyzes the dynamics of each part of the throttle body, including pneumatics, spring torque, friction etc, and then deduces mathematical model of ETCS. And system identification is also done using the toolbox of Matlab.In the mechanical and electrical control system, the most universal controller is a PID controller, the parameters of PID controller is easy to set, in the longterm application has accumulated rich experience, is in continuous control system technology is mature, widely used as a controller. PID controller for analog PID controller and digital PID controller, the system uses a single chip control, the system used in the design of digital PID control algorithm.Again on the electronic throttle control system function analysis, the electronic throttle control system hardware circuit prises a control chip module, input module, output module and a munication module in detail, and the design of the magoresistive sensor based on the angular displacement measuring system.Finally on the subject content summary.Key Words: electronic throttle control。再次對電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)的功能分析，對電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)的硬件電路包括控制芯片模塊、輸入模塊、輸出模塊和通信模塊進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，并設(shè)計了基于磁阻傳感器的角位移測量系統(tǒng)。再次在機(jī)電控制系統(tǒng)中，最通用的控制器是 PID 控制器，在長期應(yīng)用中積累了豐富的經(jīng)驗，是連續(xù)控制系統(tǒng)中技術(shù)成熟，應(yīng)用廣泛的一種控制器。其次在研究節(jié)氣門體結(jié)中得到其圖形模型，分析了節(jié)氣門體中各運(yùn)動部分的特性，包括進(jìn)氣流量、傳感器模型、彈簧扭矩模型、摩擦力分析及其模型、齒隙沖擊分析、進(jìn)氣擾動對扭矩的影響，電機(jī)電樞電路模型。本文首先對電子節(jié)氣門系統(tǒng)進(jìn)行了全面的介紹，然后進(jìn)行了電子節(jié)氣門系統(tǒng)的建模、控制器設(shè)計和基于模型的系統(tǒng)實時控制軟件生成，最后進(jìn)行了實時控制試驗。電傳線驅(qū)技術(shù)則是其最主要的方向之一。并與發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)有效的結(jié)合，發(fā)揮電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)在發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)中的作用，從而實現(xiàn)發(fā)動機(jī)性能的優(yōu)化，具有重要意義。另一方面，通過它對汽車動力系統(tǒng)的功率控制來提升駕駛性能，比如安全、平順性等。節(jié)氣門控制單兀沒有與發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合起來，節(jié)氣門的目標(biāo)位置由測試系統(tǒng)給定，只能用于試驗研究，與國外控制系統(tǒng)相比顯然有明顯的差距。在該控制系統(tǒng)硬件電路中，需要單片機(jī)產(chǎn)生兩路 PWM 分別控制 MC33186 的 IN1 和 IN2，以分別控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。控制制器以摩托羅拉的單片機(jī)MC68HC912DG 128A 為核心，用 MC33186 作 H 橋驅(qū)動芯片。目前清華大學(xué)、北京理工大學(xué)等幾家單位進(jìn)行過控制系統(tǒng)設(shè)計方面的研究。但對十引進(jìn)的電子節(jié)氣門只是處十使用階段，對其核心技術(shù)知之甚少。英飛凌(Infineon)開發(fā)出了一種電子節(jié)氣門，采用非接觸型節(jié)氣門位置傳感器，并進(jìn)一步將節(jié)氣門驅(qū)動芯片華成干節(jié)氣門體內(nèi)。系統(tǒng)中有專用的檢測模塊對電子節(jié)氣門進(jìn)行檢測和 I 故障診斷，提高了安全性和可靠性。Bosch 推出了新的發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了基十轉(zhuǎn)矩控制的控制策略。對海拔高度地補(bǔ)償。第二代電子節(jié)氣門集成了幾項獨(dú)特的駕駛性能，如改變車輛對加速踏板響應(yīng)的靈敏度。Delphi 開發(fā)出第二代 ETC 控制系統(tǒng)，主要用十大排量汽車上。從先前為單一提高駕駛性能到現(xiàn)在為提高發(fā)動機(jī)的經(jīng)濟(jì)性、排放性及乘駕舒適性等多項綜合性能，集成了多種控制功能。電子節(jié)氣門在控制策略上由先前的線性控制到現(xiàn)在的非線性控制。1. 國外汽車發(fā)動機(jī)電子節(jié)氣門的研究現(xiàn)狀 電子節(jié)氣門在國外發(fā)展較早，已有 20 多年的歷史，產(chǎn)品已大規(guī)模投入市場。采用傳統(tǒng)的 PID 控制方法,需要加入復(fù)雜的變參數(shù)算法以及補(bǔ)償算法,而且?guī)砹舜罅康膮?shù)標(biāo)定工作。采用電子節(jié)氣門能有效提高發(fā)動機(jī)的動力性和經(jīng)濟(jì)性。與傳統(tǒng)的機(jī)械式節(jié)氣門相比,電子節(jié)氣門取消了與油門踏板的剛性連接。由于 ETCS 的優(yōu)越性, 世界上越來越多的大型汽車制造公司開始采用 ETCS。中 國 地 質(zhì) 大 學(xué)汽車發(fā)動機(jī)電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)研究 汽車發(fā)動機(jī)電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)設(shè)計研究前言節(jié)氣門是汽車發(fā)動機(jī)的重要控制部件。為了提高汽車行駛的動力性、平穩(wěn)性、經(jīng)濟(jì)性并減少排 放污染,推出了各種控制良好的電子節(jié)氣門及其相應(yīng)電子控制系統(tǒng),組成電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)(ETCS)。傳統(tǒng)機(jī)械式節(jié)氣門面臨著被電子節(jié)氣門所取代的趨勢。它能夠結(jié)合駕駛員意圖和發(fā)動機(jī)當(dāng)前運(yùn)行工況, 計算出最合適的節(jié)氣門開度,通過驅(qū)動無刷直流電機(jī),帶動節(jié)氣門盤片到達(dá)目標(biāo)開度。節(jié)氣門中存在復(fù)位彈簧扭矩, 摩擦力矩等非線性因素,并且長期使用后節(jié)氣門參數(shù)會發(fā)生變化, 所以節(jié)氣門是一個變參數(shù)的非線性系統(tǒng)。因此, 尋找一種簡潔高效的控制算法是開發(fā)電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)的一個關(guān)鍵。電子節(jié)氣門作為發(fā)動機(jī)進(jìn)氣控制系統(tǒng)的下一代產(chǎn)品，國外的研究試驗得到大力發(fā)展，并口趨成熟。驅(qū)動由步進(jìn)電機(jī)到直流電機(jī)。采用冗余設(shè)計(配備功能相同的兀件并相互檢測，防止信號及功能失誤產(chǎn)生故障)和系統(tǒng)故障檢測與失效保護(hù)等。與第一代系統(tǒng)不同，第二代 ETC 的處理器集成十發(fā)動機(jī) ECU 中，并采用一個單獨(dú)的微處理器監(jiān)測 ETC 主要輸入信號及主 ECU 是否正常工作。駕駛模式選擇(正常模式，動力模式，雪地模式)。發(fā)動機(jī)最高轉(zhuǎn)速及車速控制等。該系統(tǒng)集成了電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)，發(fā)動機(jī) ECU 接收各個傳感器采集到的信號，同時接收加速踏板模塊的輸入信號，經(jīng)過微處理計算后輸出控制信號驅(qū)動電子節(jié)氣門。電子節(jié)氣門位置傳感器電位計隨著節(jié)氣門閥頻繁運(yùn)動，處在高溫振動的工作環(huán)境中，其精度可能會因為機(jī)械磨損下降。2. 國內(nèi)汽車發(fā)動機(jī)電子節(jié)氣門的研究現(xiàn)狀國內(nèi)近年來在捷達(dá)、寶來、波羅等轎車上廣泛采用了引進(jìn)的電子節(jié)氣門。國內(nèi)的電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)的研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后十國外，只有關(guān)十電子節(jié)氣門結(jié)構(gòu)探討、實現(xiàn)功能等綜述性報道。清華大學(xué)李雅博等人設(shè)計出了一種電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)。測試系統(tǒng)向節(jié)氣門控制器發(fā)送目標(biāo)開度值，控制節(jié)氣門完成動作，同時記錄并分析實際控制效果。因此，系統(tǒng)需要復(fù)雜的控制算法保證兩路 PWM 信號的配合，以避免電機(jī)與電源短路，控制的靈活性降低，控制難度加大。電子節(jié)氣門控制運(yùn)用電驅(qū)理念，一方面它精確控制進(jìn)氣量，可以提高發(fā)動機(jī)動力性、經(jīng)濟(jì)性，減輕排放。因此，電子節(jié)氣門己成為汽車發(fā)動機(jī)完全電控的一個非常重要的功能模塊。：[1] Mike Dale , 韓建保 , 楊訓(xùn)敏. 電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點及其優(yōu)勢[J]. 汽車維修與保養(yǎng), 2022,(04) [2] 杜開明 , 秦大同, 劉振軍, 姜鳳翔, 丁銳. 電子節(jié)氣門仿真控制[J]. 重慶大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版) , 2022,(04) [3] 陳華, 王耀南, 孫煒, 楊輝前. 基于模糊高斯基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電子節(jié)氣門控制 [J]. 計算技術(shù)與自動化, 2022,(02) [4] 王仁義. 奔馳 S500 冷車自動加速 [J]. 汽車維修技師, 2022,(04) [5] 張漢斌 , 張榮兵. 奔馳 S600 電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)故障排除[J]. 汽車與配件, 1999,(45) [6] 陳華, 王耀南, 夏陽, 楊輝前. 基于自整定模糊 PID 的電子節(jié)氣門控制[J]. 儀器儀表用戶, 2022,(01) [7] 李雪飛, 凌永成. 基于 80C196KB 單片機(jī)汽車智能電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)的設(shè)計[J]. 微計算機(jī)應(yīng)用, 2022,(01) [8] 陶國良, 郭連. 電子節(jié)氣門技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J]. 車用發(fā)動機(jī), 2022,(04) [9] 陶國良, 郭連, 劉昊, 萬里軍. 電子節(jié)氣門變結(jié)構(gòu)滑?？刂萍胺抡媾c試驗 [J]. 內(nèi)燃機(jī)工程, 2022,(03) [10] 尹葉丹, 程昌銀, 全書海. 基于 DSP 的電子節(jié)氣門控制器的研制[J]. 武漢理工大學(xué)學(xué)報(信息與管理工程版), 2022,(05)摘 要社會需求、法規(guī)推動和電子技術(shù)的進(jìn)步，推動了現(xiàn)代汽車電子技術(shù)的飛速發(fā)展。電子節(jié)氣門控制是汽車動力控制系統(tǒng)中的一部分，它對于汽車的功率和駕駛控制有著非常重要的作用。全文共分五部分:首先要回顧了汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展歷程，然后從發(fā)動機(jī)電噴系統(tǒng)中引出了電子節(jié)氣門的由來、發(fā)展及目前的產(chǎn)品，最后敘及了本課題的提出及主要內(nèi)容。并由此建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,最后進(jìn)行了系統(tǒng)辨識，得出了系統(tǒng)部分參數(shù)。PID 控制器分為模擬 PID控制器和數(shù)字 PID 控制器，由于系統(tǒng)采用單片機(jī)進(jìn)行控制，本文在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計時采用數(shù)字 PID 控制算法。最后是對課題內(nèi)容的總結(jié)。 ECU。 Control Strategy。汽車排放的大量尾氣造成環(huán)境污染問題等問題。由于機(jī)械控制系統(tǒng)特性限制，使用傳統(tǒng)辦法已經(jīng)不能使汽車性能得到明顯的改善和提高。將電子控制和傳統(tǒng)的機(jī)械技術(shù)相結(jié)合，使得各方面問題均能得到很好解決。其系統(tǒng)構(gòu)成如圖 11 所示怠速電機(jī)空 氣 流 量 計發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器霍爾式凸輪位置傳感器節(jié)氣門位置傳感器水 溫 傳 感 器怠速節(jié)氣門電位計怠 速 開 關(guān)進(jìn)氣溫度傳感器氧化器應(yīng)加熱器活性碳繼電磁閥點火線及電子點火器噴 灑 器汽油泵汽油泵繼電器爆 震 傳 感 器氧 傳 感 器ECU傳感器 控制單元 執(zhí)行元件圖 1 一 1 發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)構(gòu)成框圖影響汽車發(fā)動機(jī)性能兩個主要因素是:燃燒前點火時刻和可燃混合氣的空燃比。電控燃油噴射系統(tǒng)(EFI)以其精確空燃比控制逐漸取代化油器，電控燃油噴射系統(tǒng)相對于化油器優(yōu)點如下：(1)易于起動發(fā)動機(jī)且起動時間短。(2)動力性強(qiáng)。熱效率和充氣系數(shù)提高，使發(fā)動機(jī)輸出功率提高。由于汽油是直接噴射到發(fā)動機(jī)進(jìn)氣閥處，混合氣經(jīng)過的路程短，因此反應(yīng)靈敏，減少了滯后現(xiàn)象，從而加速性能得到改善。EFI 系統(tǒng)能實現(xiàn)空燃比高精度控制。下坡時可以完全不噴油，發(fā)動機(jī)對空氣壓縮，所以降低燃油消耗量了。EFI 系統(tǒng)分別控制汽油量與空氣量，精度很高，能保持所需最佳空燃比?？傻米畲蠊β屎蛢艋艢馇夜?jié)約能源、降低排污。常見為蝶形閥門，又稱節(jié)氣門。隨著節(jié)氣門逐漸開大，進(jìn)氣通道面積增大，空氣進(jìn)入氣缸的進(jìn)氣量逐漸增大。可見，發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣量，隨著節(jié)氣門開度的變化而得到調(diào)節(jié)，對汽油機(jī)而言，就調(diào)節(jié)了汽油機(jī)的輸出功率(汽油機(jī)的進(jìn)氣量也與其轉(zhuǎn)速有關(guān)，轉(zhuǎn)速越高進(jìn)氣量越大)。f通道斷面θ圖 13 節(jié)氣門流量特性如果對節(jié)氣門開啟角采用線性控制，當(dāng)節(jié)氣門開啟角度到一定大進(jìn)氣量時，再增大節(jié)氣門開啟角度，汽油機(jī)發(fā)出功率將不再明顯增大，只有混合氣被加濃時，汽油機(jī)功率才增大，如此損失了燃油經(jīng)濟(jì)性。試驗證明，在節(jié)氣門接近全開時，混合氣流量越大，吸入空氣流脈動振動振幅及氣流反噴現(xiàn)象也越是增大，因而引起空氣流量減少，使用化油器發(fā)動機(jī)混合氣變濃。 電子節(jié)氣門的優(yōu)點電子節(jié)氣門控制的優(yōu)點可以概括為：(1)節(jié)氣門開度的精確控制。而ETCS 根據(jù)發(fā)動機(jī) ECU 對應(yīng)于駕駛狀況來計算出最佳的節(jié)氣門開度，并利用氣門控制電機(jī)來控制節(jié)氣門的開度。ETCS 可同時控制怠速控制系統(tǒng)、巡航控制系統(tǒng)和車輛穩(wěn)定控制系統(tǒng)，使車輛結(jié)構(gòu)大大簡化。ETCS 為確保車輛行駛的可靠性，節(jié)氣門平衡位置處于一個微小開度，當(dāng)ETCS 出現(xiàn)異?；虿荒芄ぷ鲿r，發(fā)動機(jī)仍可運(yùn)行。 課題的提出及主要內(nèi)容汽車工業(yè)作為我國重點發(fā)展支柱產(chǎn)業(yè)之一，掌握先進(jìn)汽車電子控制技術(shù)，提高汽車性能勢在必行。所謂電傳線驅(qū)，是把鋼纜、杠桿等機(jī)構(gòu)機(jī)械動作改為通過電線(Elect