Электронное управление дроссельной заслонкой - Electronic throttle control

Корпус дроссельной заслонки со встроенным моторным приводом

Электронное управление дроссельной заслонкой ( ETC ) - это автомобильная технология, которая электронным образом «соединяет» педаль акселератора с дроссельной заслонкой , заменяя механическую связь. Типичная система ETC состоит из трех основных компонентов: (i) модуля педали акселератора (в идеале с двумя или более независимыми датчиками), (ii) дроссельной заслонки, которую можно открывать и закрывать с помощью электродвигателя (иногда называемого электрическим двигателем). или электронный корпус дроссельной заслонки (ETB)), и (iii) силовой агрегат или модуль управления двигателем (PCM или ECM). ECM - это тип электронного блока управления (ECU), который представляет собой встроенную систему, которая использует программное обеспечение для определения необходимого положения дроссельной заслонки путем расчетов на основе данных, измеренных другими датчиками, включая датчики положения педали акселератора, датчик скорости двигателя, датчик скорости автомобиля. , и переключатели круиз-контроля. Затем электродвигатель используется для открытия дроссельной заслонки на желаемый угол с помощью алгоритма управления с обратной связью в контроллере ЭСУД.

Преимущества электронного управления дроссельной заслонкой в ​​значительной степени не замечаются большинством водителей, поскольку цель состоит в том, чтобы обеспечить согласованность характеристик силовой передачи транспортного средства независимо от преобладающих условий, таких как температура двигателя, высота над уровнем моря и нагрузка на аксессуары. Электронное управление дроссельной заслонкой также работает «за кулисами», чтобы значительно повысить легкость, с которой водитель может переключать передачи, и справляться с резкими изменениями крутящего момента, связанными с быстрыми ускорениями и замедлениями.

Электронный дроссель управление облегчает интеграцию функций , такие как круиз - контроль , контроль тяги , контроль устойчивости и precrash систем и другие, требующие крутящий момент управления, так как дроссельная заслонка может перемещаться независимо от положения педали акселератора водителя. ETC обеспечивает некоторые преимущества в таких областях, как регулирование соотношения воздух-топливо, выбросы выхлопных газов и снижение расхода топлива, а также работает совместно с другими технологиями, такими как непосредственный впрыск бензина .

Критика самых ранних реализаций ETC заключалась в том, что они «отменяли» решения драйверов. В настоящее время подавляющее большинство водителей даже не подозревают о масштабах вмешательства. Большая часть инженерных работ, связанных с технологиями электропроводки, включая ETC, связана с устранением отказов и отказов. Многие системы ETC имеют резервные датчики положения педали и дроссельной заслонки, а также резервирование контроллера, даже такое сложное, как независимые микропроцессоры с независимо написанным программным обеспечением в модуле управления, вычисления которого сравниваются с проверкой возможных ошибок и неисправностей.

Режимы отказа

Механической связи между педалью акселератора и дроссельной заслонкой с электронным управлением дроссельной заслонкой нет. Вместо этого положение дроссельной заслонки (то есть количество воздуха в двигателе) полностью контролируется программным обеспечением ETC через электродвигатель. Но простое открытие или закрытие дроссельной заслонки путем отправки нового сигнала на электродвигатель является условием разомкнутого контура и приводит к неточному управлению. Таким образом, большинство, если не все текущие системы ETC используют системы обратной связи с обратной связью, такие как ПИД-регулирование , посредством чего ЭБУ сообщает дроссельной заслонке открыть или закрыть определенную величину. Датчики положения дроссельной заслонки постоянно считываются, а затем программное обеспечение вносит соответствующие корректировки для достижения желаемой мощности двигателя.

Существует два основных типа датчиков положения дроссельной заслонки (TPS): потенциометр или бесконтактный датчик Холла (магнитное устройство). Потенциометр является удовлетворительным способом для некритичных приложений , таких как регулировка громкости на радио, но так как он имеет контакт стеклоочистителя трется элементом сопротивления, грязь и износа между стеклоочистителем и резистором может вызвать ошибочные показания. Более надежным решением является магнитная муфта, которая не имеет физического контакта, поэтому никогда не будет выходить из строя из-за износа. Это коварный сбой, поскольку он может не проявлять никаких симптомов, пока не произойдет полный сбой. У всех автомобилей с TPS есть так называемый «безвыходный режим». Когда автомобиль переходит в безвыходный режим, это происходит потому, что ускоритель, управляющий компьютер двигателя и дроссельная заслонка не разговаривают друг с другом понятным для них способом. Компьютер управления двигателем отключает сигнал на двигатель положения дроссельной заслонки, и набор пружин в дроссельной заслонке устанавливает его на быстрый холостой ход, достаточно быстрый, чтобы включить передачу, но не настолько быстро, чтобы движение было опасным.

Некоторые подозревали, что программные или электронные сбои в ETC ответственны за предполагаемые инциденты непреднамеренного ускорения . Серия расследований, проведенных Национальным управлением безопасности дорожного движения США (NHTSA), не смогла раскрыть все зарегистрированные инциденты непреднамеренного ускорения в автомобилях Toyota и Lexus 2002 года и более поздних моделей. В отчете от февраля 2011 года, выпущенном группой из НАСА (которая изучила исходный код и электронику модели Camry 2005 года по запросу NHTSA), не исключены программные сбои в качестве потенциальной причины. В октябре 2013 года первое жюри, которое заслушало доказательства исходного кода Toyota (от свидетеля-эксперта Майкла Барра (инженер-программист) ), признало Toyota виновной в гибели пассажира в результате непреднамеренного столкновения с ускорением в сентябре 2007 года в Оклахоме.


использованная литература