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2011年盘点:电子油门转速问题原因分析

发布时间:2012年04月20日 19:12 | 进入汽车论坛 | 来源:中国汽车质量网 | 手机看视频


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电子油门,已经脱离了单单是人工对节气门开度的操作。在日渐严格的排放标准下,已经发展成为车辆控制单元对车辆状态自诊断,对车辆在使用中保证良好燃油经济性的重要部件。

在中国汽车质量网投诉的问题中,反映电子油门故障的投诉与日俱增,其中所涉及的车型也越来越多。主要问题都是反映起步加油不走车、熄火,换挡时踩下离合器转速不降反升,空挡滑行时怠速有规律的忽高忽低,转速不稳。

在2011年中,中国汽车质量网接到电子油门的投诉问题有451宗,其中涉及6个车型(和悦、同悦、爱唯欧1.4L、东风景逸、东风标致408、东风标致307)。占2011年总投诉量的6.3%。随着2012年的到来,电子油门问题有增无减。

针对电子油门问题,中国汽车质量网记者查阅相关资料后,对其出现的故障现象从结构原理上进行了解析。

电子油门专业称之为电子节气门总成,由油门踏板位置传感器、节气门位置传感器、翻板、节气门机体、怠速马达、电机、减速齿轮组及回位弹簧组成。电子节气门电脑控制系统是闭环控制,油门踏板传感器得到信号,由电脑控制电机旋转,经减速齿轮组传动,使节气门翻板旋转一定角度,且由节气门位置传感器来判断,将信号进行修正。当车辆其它传感器数值有变化,电脑将自动修正节气门位置。

电子节气门硬件

电子节气门电机目前有两种形式:一种是步进式电机,另一种是直流电机。

步进电机是将脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数。当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度,称为“步距角”,它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。主要优点是稳定性好,不用闭环控制;缺点就是响应时间比较慢。目前,使用步进电机的车型已经很少了,还有一些国产品牌车辆依然应用。

直流电机则是由PWM即占空比,与脉宽来控制转动角度的大小的,一般情况下直流电机响应速度快,但对于节气门位置的控制不如步进电机。一般情况下,直流电机主要是通过回位弹簧来改变节气门旋转的方向。当占空比一定时,电机的转矩与回位弹簧的弹力保持一致,节气门翻板位置保持不变,当力矩小于回位弹簧的力时,翻板将向反方向旋转。

由于弹簧为弹性形变,如此一来,势必会产生一定误差。在实验中,得出的跟踪曲线就能很明显的看出踏入油门及回收油门时,油门踏板及节气门位置的误差。

在踏入油门开度小时,节气门开度将滞后于油门踏板,这也就可以说明为什么在起步时会感觉油门响应慢,感觉加油不走车的原因了。而滞后时间完全取决于误差区间段,如果误差区间段越小,则延迟时间越短,反之则越长。这主要取决于占空比数值与回位弹簧力度的调教上。

在回收油门踏板时,节气门开度将滞后于油门踏板,这也就可以说明为什么在需要换挡时会感觉转速不降反升了。而转速反升的高低与时间完全取决于节气门惯性区间段,也就是节气门保持开度时间的长短。如果区间段越小,则转速反升的时间越短,转速越低,反之则越长。这主要在占空比数值与回位弹簧力度的调教上。

对于起步加油不走车、熄火,换挡时转速飙升问题,主要原因还是在于电子节气门延迟造成。由于电子节气门响应有一定延迟,当离合器结合时踩下油门踏板,而油门未及时响应,再加之使用中导致节气门脏,导致发动机熄火。对于这种问题,首先应使凉车高怠速稳定,其次在节气门延迟问题上应改进提高,减小延迟区间,提高响应速度。在换挡松油门时,节气门会有一段时间的惯性维持开度,当瞬间踩下离合器后由于负荷切断,转速是会有一定上升的。如果是拉线式油门,保持油门位置,突然切断离合器也会上升。由于电子节气门有一个油门缓降程序,且本身有一个延迟,所以这个问题更加明显。对于这种问题,厂家可以对节气门本身结构进行优化,加快反映速度,增大电机回转力度,减小节气门惯性开度,迅速改变占空比。对于发动机电脑程序进行相应的修改升级,并可以采用离合器踏板安装位置开关传感器的方法,使车辆发动机电脑得知离合器踏板位置,以便对电子节气门信号加以闭环控制,过滤掉油门缓降程序,提高油门响应速度。可以对此问题有一定抑制作用。

一些技术更为先进的电子节气门直流电机,是利用调整线圈的低电平、高电平不同分布,来使电机进行正、反转的切换。这样将提高响应速度,减小误差值,可以有效降低延迟问题。但这样相应的成本也会随之增加。

电子节气门软件

针对于出现问题的车辆品牌所使用的德尔福控制程序系统,中国汽车质量网进行了以下分析。怠速控制系统功能是指在节气门关闭状态下系统对发动机转速的控制。系统对怠速的控制是通过对怠速空气量控制、燃油喷射量的控制及点火正时的控制参数的调整使实际转速与目标怠速相吻合。

目标怠速是根据诸多输入信号决定的:当发动机水温较低时,系统给出较高的目标怠速以加速暖车;外加负载(如空调、动力转向及各种用电器负载等)发生变化时,系统将提高怠速,以补偿增加的负荷,保持怠速的稳定。

当驾驶员松开油门踏板,车辆进入滑行并反拖发动机,此时汽车不需要发动机提供动力。而由于节气门完全关闭后,进气量很小,发动机会因燃烧不良而造成有害排放物增加,因此,系统在此时将切断供油,这样可以大大降低发动机有害排放物的生成,同时也能改善燃油经济性。当发动机转速降到低点设定值时,喷油恢复正常。如果是在正常的行驶情况(减挡减速)下,从“减速断油”到“正常喷油”的过程是有一段时间的,这段时间实际上是比较省油的。但是如果突然在高速时挂到空挡,此时发动机转速会立即跌到怠速状态,行车电脑会控制喷油嘴开始喷油,这样就缩短了上述过程,油耗实际上是在增加。而且这也就能解释当空挡滑行时,为什么转速会忽高忽低有规律的摆动了。当空挡滑行时,转速骤降,起初发动机会进行断油,但短时间内发动机降到怠速,开始进行喷油,当喷油量增加,发动机电脑会按照经济空燃比控制,从而打开节气门,转速相应的会有一定上升,周而复始。

在中国汽车质量网投诉中,由于有些厂家车型曾出现过行驶过程中熄火问题,主要原因是由于节气门容易脏,当发动机断油后,摘空挡再供油时,由于进气量不足会引起车辆发动机熄火。厂家可能会将升级后的电脑程序用于新一代产品上,从而又引发新的问题,导致空挡滑行时油门总自行补偿。对于这种问题,可以修正程序。

总之,电子油门问题还是发动机电脑程序设定以及节气门延迟问题所致。厂家应对车主的实际需求及在使用过程中出现的问题,应及时解释说明并改进解决。不过换个角度说,也希望车主有一个良好的驾驶及养护习惯,及时检查清洗节气门,对车辆进行养护。而且也不建议您在行驶中空挡滑行,现在的车辆都是由电脑程序控制,并非化油器车,空挡滑行并非省油,而且一旦熄火,还会增加一定安全隐患。

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