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千分之一秒的优势,来自于电子节气门的精准触发

每当我们开着日系车,特别是那些马力不太大的日系车的时候,总觉得这些车低速响应都特别的灵敏,仿佛马力巨大似的。

有的大马力性能车的低速阶段,却让人感觉这个车的马力没那么大,但是当我们一脚到底的时候,才发现人已经走了,魂还被留在原地。

还有些时候,我们曾经被人“告知”,装一个“油门加速器”,省油马力大。

也有的时候,我们会听到有人说“拉线节气门”是多么的直接多么的牛掰。

其实以上的这一些,和某些时候的人生一样,都是幻觉——那些真正有实力的大马力,不论何时都是底气十足,也不需要在低速阶段吵吵闹闹来证明自己可以;心虚的小马力靠着一些技巧和表演让人觉得马力很大——当然,有的是因为暂时的无奈(比如丰田的某些车油门响应的调教),有些就只是为了欺骗(比如某些号称提升马力的东西……)

这其中很多感觉,都和ECU(更直接的是节气门)有很大的关系。

我们今天就说说,关于节气门的这些故事。

硬核:千分之一秒的优势,来自于电子节气门的精准触发

Author / 蟹爪朝天

# TECHNOLOGY #

上一季的《引擎管理》中我们简单介绍了一些ECU的控制逻辑和调校思路。

旨在让大家了解ECU程序是如何控制引擎工作的,以及在改变了引擎的硬件后应该对ECU程序进行什么样的修改。

在这一季中,我们会更详细的把这些话题深入下去,内容很精彩。

为了方便大家查询资料,我们特意标注了一些英文关键词。

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硬核:千分之一秒的优势,来自于电子节气门的精准触发

ECU会根据进气量、充气效率数据、容积效率数据和爆震控制等因素控制喷油量。

而且扭矩在很大程度上也取决于进气量。

所以,对于任何进气形式的引擎来说,进气量的控制及测量都是至关重要的。

电子节气门

Electronic Throttle Control

从原理上说,电子节气门是ECU主动控制的,而非被动接收的,其控制精度和反馈循环速度都要优于拉线节气门。

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不考虑燃烧问题,仅从节气门来说,如果说一台车在更换了拉线节气门后反应更快了,那很有可能是原厂电子节气门的标定比较柔和

是程序的差异,而非节气门本身的差异。

硬核:千分之一秒的优势,来自于电子节气门的精准触发

原厂车的油门踏板响应除了常见的响应比例曲线(踏板深度vs扭矩需求/节气门开度)外,还有时间延迟曲线(给普通驾驶者一些反应时间)和敏感度曲线(过滤掉踏板位置的一些微小变化)等控制项。

硬核:千分之一秒的优势,来自于电子节气门的精准触发

对于电子节气门来说:ECU从油门踏板位置传感器上获得位置(踏板深度)信号后,加入时间因素,就得到了油门踏板的位置和变化速度。

ECU会以此为基础,根据档位、转速、车速、负载等数据猜测出车手的扭矩需求(Torque Request)。

然后ECU再开始给电子节气门和喷油、点火等动作器发出指令值。

硬核:千分之一秒的优势,来自于电子节气门的精准触发

理论上来说,进气、喷油和点火系统几乎是同时得到指令值的。

对于拉线节气门来说:油门踏板先拉动节气门。

节气门位置传感器再感知到节气门开度的变化,并将这个变化值发至ECU。

此时,ECU会根据节气门开度数据控制喷油、点火等动作器的指令值。

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于是,喷油和点火系统的指令值是落后于进气系统执行值的。

虽然延迟并太不大,但在油门踏板位置变化的过程中,可能会出现喷油、点火和进气不匹配的问题。

油门踏板位置传感器

Pedal Travel Sensor

硬核:千分之一秒的优势,来自于电子节气门的精准触发

硬核:千分之一秒的优势,来自于电子节气门的精准触发

电子式油门踏板的结构如图,其核心组件是踏板位置传感器。

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油门踏板向ECU发送的是持续的电压信号。

由电压值大小表示油门踏板的位置。踏板位置在ECU软件中一般用百分比(%)或行程(mm)或角度(°)表示。

在软件中,调整每个电压值所代表的踏板位置,就可以调整踏板的响应曲线。

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让你觉得你的车更有力,市售连接在踏板插头上的“油门加速器”就是这个原理。

将原厂曲线2更改为曲线1之后,再发送给ECU。

这样做的好处是没有改变ECU中的任何数据,并不影响ECU中的任何控制和保护逻辑,也就不会有一些奇怪的数据溢出和故障码。

但这样的调整仅仅是能让你少(或多)踩下一些踏板深度,并不能提高(或改变)引擎的动力性能。

过于激进的响应曲线,会让踏板浪费一些行程,不利于精细控制。

同理,过于柔和的响应曲线,会让引擎浪费一些动力性能。

硬核:千分之一秒的优势,来自于电子节气门的精准触发

如图,常见的霍尔式踏板位置传感器是通过永磁铁转动时磁场的变化来确定磁铁(踏板)角度变化的。

当磁铁和感应器之间出现相对转动时,感应端4个测量点的数据就会出现变化。

软件再根据测量点的变化情况计算出相对转动的角度是多少。

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因此,这种传感器的输出数据容易受到外部磁场的影响和自身磁力线公差的影响。

温度、震动和使用时间也会影响其磁场,导致测出的踏板位置数据出现偏差。

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