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节气门位置传感器

  之前出现过一个车辆怠速过高,达到了1500以上,而且拉线控制时,反应迟缓,之后在查找中发现,节气门位置传感器松脱,插接牢靠后,恢复正常。下面介绍下节气门位置传感器。

  

 

  节气门传感器分为机械式和电子式,目前电喷车辆多数采用了电子式的,但是一些老车或柴油车,节气门依然采用的是机械拉线式的。目前环卫系列车型的上装发动机采用的均是机械式的节气门传感器,主要是操作简单,无需控制逻辑。

  节气门位置传感器又称为节气门开度传感器或节气门开关。其主要功用是检测出发动机是处于怠速工况还是负荷工况,是加速工况还是减速工况。它实质上是一只可变电阻器。

  电阻器的转轴与节气门联动,它有两个触点:全开触点和怠速触点。当节气门处于怠速位置时,怠速触点闭合,向计算机输出怠速工况信号;当节气门处于其它位置时,怠速触点张开,输出相对于节气门不同转角的电压信号,计算机便根据信号电压值识别发动机的负荷;根据信号电压在一定时间内的变化增减率识别是加速工况还是减速工况。计算机根据这些工况信息来修正喷油量,或者进行断油控制。

  开关量输出型节气门位置传感器又称为节气门开关。它有两副触点,分别为怠速触点(IDL)和全负荷触点(PSW)。由一个和节气门同轴的凸轮控制两开关触点的开启和闭合。当节气门处于全关闭的位置时,怠速触点IDL闭合,ECU根据怠速开关的闭合信号判定发动机处于怠速工况,从而按怠速工况的要求控制喷油量;当节气门打开时,怠速触点打开,ECU根据这一信号进行从怠速到小负荷的过渡工况的喷油控制;全负荷触点在节气门由全闭位置到中小开度范围内一直处于开启状态,当节气门打开至一定角度的位置时,全负荷触点开始闭合,向ECU送出发动机处于全负荷运转工况的信号,ECU根据此信号进行全负荷加浓控制。

  

 

  工作原理

  汽车发动机节气门由驾驶员通过加速踏板来操纵,以改变发动机的进气量,从而控制发动机的运转。不同的节气门开度标志着发动机的不同运转工况。

  为了使喷油量满足不同工况的要求,电子控制汽油喷射系统在节气门体上装有节气门位置传感器。它可以将节气门的开度转换成电信号输送给ECU,作为ECU判定发动机运转工况的依据。节气门位置传感器有开关量输出型和线性可变电阻输出型两种。

  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。

  如果车辆出现油门控制失效,或者怠速较高,可以尝试查看节气门位置传感器是否正常工作。

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