基于单体电子节气门控制器的设计与实现.pdf

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1、10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.22.017基于单体电子节气门控制器的设计与实现肖寿高（陕西交通职业技术学院汽车工程学院，陕西西安710018）摘要：作者研究分析了单体电子节气门总成的结构及工作原理，实现了单体电子节气门控制器的设计，并对单体电子节气门进行了静态试验测试，试验结果表明控制器硬件和软件匹配良好，系统结构合理，具有一定的理论研究及实际应用价值。关键字：电子节气门；控制器；试验；软件中图分类号：U462.1文献标识码：A文章编号：1671-7988(2017)22-48-04

2、BasedontheDesignandImplementationoftheSingleElectronicThrottleControllerXiaoShougao（DepartmentofAutomobile,ShaanxiCollegeofCommunicationTechnology,ShaanxiXi’an710018)Abstract:Thestructureandworkingprincipleofthesingleelectronicthrottleassemblyhavebeenanalyzed,

3、thedesignofthesingleelectronicthrottlecontrollerhasbeenrealized,andthestatictestwascarriedoutforthesingleelectronicthrottle,Thetestresultsshowthatthecontrollerhardwareandsoftwarematchwell,reasonablestructureforsystem,tthassometheoreticalresearchandpracticalapp

4、licationvalue.Keywords:electronicthrottle;controller;test;softwareCLCNO.:U462.1DocumentCode:AArticleID:1671-7988(2017)22-48-04械式节气门上做适当改进而成的；此外，还有一些高校也在引言进行这方面的研究，如清华大学研究的电子节气门控制器已应用到混合动力车型，北京理工大学进行了快速原型控制的电子节气门(ETC)是汽油发动机实现全电控化的关键部ETC控制器研究。尽管电子节气门的研究在国内处于生机盎件

5、，它是在电驱动理念的发展下产生的，因而在国外已有20然的态势，然而对ETC的核心技术还是没有完全掌握，没有多年的发展历程，一些著名的汽车零部件生产厂商已开始大自己的知识产权，因而制约着电子节气门产品在国内中低端规模的生产电子节气门及与之配套的ETC控制器，如博世公汽车上的推广。本文以德尔福公司生产的电子节气门为原型，司、德尔福公司、西门子公司、电装公司等甚至研发出了第设计了一种ETC控制器，完成对电子节气门的静态试验测试，二代电子节气门控制系统(ETCS)，并且大量配置于中高端汽为发动机台架试验及整车试验标定做铺垫

6、。车上。而在国内，ETC的研究开始于2000年，尚属起步阶段，目前只有少数企业进行了电子节气门方面的研究，如一汽集1电子节气门总成结构及工作原理团公司研发出的ETCS已应用到旗下的高端产品红旗汽车；四川红光机车厂可生产配套的电子节气门，然而只是在原有机选用德尔福电子节气门作为研究对象，其结构由驱动系统、节气门传感系统和阀体、节气门阀片及附件系统三部分作者简介：肖寿高，汽车设计工程师，就职于陕西交通职业技术学组成，其中驱动系统由驱动电机、减速齿轮组和复位弹簧组院，主要从事汽车维修检测教学与实训，汽车电控等相关专业研究

7、。[1]成，见图1为其结构简图。2017年第22期肖寿高：基于单体电子节气门控制器的设计与实现492.1硬件电路设计由图3可知，控制器需要采集油门踏板位置传感器信号（PPS）和节气门位置传感器信号（TPS），其中PPS为给定目标信号，TPS为跟踪信号；然后根据控制算法程序输出PWM信号以驱动电机达到目标开度。考虑到本设计只完成ETC的静态试验，系统程序占用硬件资源并不大，因而采用8位MCU微处理器就足以完成任务，本控制器采用硬件资源较为丰富[4]的Atmega16L单片机，片内含有较大容量的非易失性ROM图1ETC

8、结构简图和RAM，片内集成8路ADC转化器，可以输出4路PWM信号基本工作原理：ETC的驱动电机产生的扭矩通过驱动齿以及支持增强型USART异步串口通信等功能，是一款性价比轮Z1、减速齿轮Z2和Z3带动从动齿轮Z4克服复位弹簧的较高的单片机；采用L298型号的H桥芯片驱动直流电机，可扭转作用力和系统摩擦力而使节气门轴转动，同时安装在从同时驱动两路电机负载，最