汽车电子节气门控制系统ECU设计及其在ASR控制中的应用

电机输出力矩与驱动信号占空比成正比。占空比增大时，电机驱动力矩大于复位弹簧阻力矩，节气门开度增加；当占空比减小时，电机驱动力矩小于复位弹簧阻力矩，节气门开度减小。本文采用单片机输出的频率为10 kHz、占空比可调的PWM信号，经过功率放大后对直流电机进行驱动。通过标定试验，节气门开度和PWM信号占空比关系如图8所示。由于回位弹簧滞后等非线性因素影响，节气门开度和PWM控制信号占空比成近似的线性关系。

4 ETC应用于ASR控制的硬件在环测试
在开发的ASR系统进行差模电感控制时，控制发动机转矩通过调节节气门开度实现。ASR控制器需要将其节气门开度需求发送给E扁平型电感TC控制器，通过ETC系统进行节气门开度调节。将开发的电子节气门系统用于ASR控制，搭建了以先进的实时仿真系统dSPACE为核心的硬件在环测试平台，总体结构如图9所示。

其中，液压控制单元为ASR控制器的执行机构；车辆系统包括运行于dSPACE系统的车辆模型和油门踏板及其位置传感器、制动踏板等实际部件。ETC控制器和ASR控制器的节气门开度通过通信接口(CAN或SCI)进行数据交换。
利用此试验台即可进行基于通过调节节气门开度来调节发动机输出转矩达到ASR控制目的的硬件在环测试。测试ASR控制的一种典型工况为低附着路面起步，控制结果如图10和图11所示。进行硬件在环测试时，假定初始节气门开度为100％，两个前轮为驱动轮。

A环型电感器SR控制的目的是抑制驱动车轮过度滑转，使车轮滑动率保持和合理的范围内。从图11可以看出，ETC系统根据ASR控制需求，迅速将节气门开度由初始的100％降低，直到驱动车轮不再过度滑转，然后在适当调节节气门开度是车轮滑转率趋向合理。开发的ETC系统很好地响应了ASR的控制需求。从图10可以看出，ASR取得了良好的控制效果。

5 结 语
(1)测试结果表明：本文研究的ETC系统ECU能够完成设计要求的信号采集与处理、数据通信和驱动直流电机调节节气门开度等功能。
(2)将开发的节气门控制系统应用于ASR控制，实现了ASR要求的开度调节，达到了ASR的控制目的。
(3)基于dSPACE的硬件在环测试方法可以在更为接近实际工况的情况下在台架上测试开发的ECU，而且能够在实验室里贴片电感器快速、方便地设定各种试验工况。

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