Электронное управление дроссельной заслонкой

Корпус дроссельной заслонки со встроенным электроприводом

Электронное управление дроссельной заслонкой ( ETC ) — это автомобильная технология, которая использует электронику для замены традиционных механических связей между действиями водителя, такими как ножная педаль автомобиля , и механизмом дроссельной заслонки , который регулирует скорость или ускорение. Эту концепцию часто называют приводом по проводам . и иногда называется ускорением по проводам или дросселем по проводам, .

Операция

Типичная система ETC состоит из трех основных компонентов: (i) модуля педали акселератора (в идеале с двумя или более независимыми датчиками), (ii) дроссельной заслонки , которая может открываться и закрываться электродвигателем (иногда называемым электрическим двигателем). или электронный корпус дроссельной заслонки (ETB)), и (iii) модуль управления трансмиссией или двигателем (PCM или ECM). ECM — это тип электронного блока управления (ECU), который представляет собой встроенную систему , которая использует программное обеспечение для определения требуемого положения дроссельной заслонки путем вычислений на основе данных, измеренных другими датчиками, включая датчики положения педали акселератора, датчик частоты вращения двигателя, датчик скорости автомобиля. и переключатели круиз-контроля. Затем электродвигатель алгоритма управления с используется для открытия дроссельной заслонки на желаемый угол с помощью обратной связью внутри ECM.

Преимущества

Преимущества электронного управления дроссельной заслонкой по большей части незамечены большинством водителей, поскольку цель состоит в том, чтобы обеспечить плавное согласование характеристик трансмиссии автомобиля независимо от преобладающих условий, таких как температура двигателя, высота над уровнем моря и нагрузки на агрегаты. Электронное управление дроссельной заслонкой также работает «за кулисами», чтобы значительно облегчить водителю переключение передач и справиться с резкими изменениями крутящего момента, связанными с быстрым ускорением и замедлением.

Электронное управление дроссельной заслонкой облегчает интеграцию таких функций, как круиз-контроль , контроль тяги , контроль устойчивости , системы предотвращения аварий и другие, требующие управления крутящим моментом, поскольку дроссельную заслонку можно перемещать независимо от положения педали акселератора водителя. ETC обеспечивает некоторые преимущества в таких областях, как контроль соотношения воздух-топливо, снижение выбросов выхлопных газов и снижение расхода топлива, а также работает совместно с другими технологиями, такими как непосредственный впрыск бензина .

Режимы отказа

Между педалью акселератора и дроссельной заслонкой нет механической связи с электронным управлением дроссельной заслонкой. Вместо этого положение дроссельной заслонки (т. е. количество воздуха в двигателе) полностью контролируется программным обеспечением ETC через электродвигатель. Но простое открытие или закрытие дроссельной заслонки путем подачи нового сигнала на электродвигатель является состоянием разомкнутого контура и приводит к неточному управлению. Таким образом, большинство, если не все, современные системы ETC используют системы обратной связи с замкнутым контуром, такие как ПИД-управление , посредством которого ЭБУ сообщает дроссельной заслонке открыть или закрыть определенную величину. Датчик(и) положения дроссельной заслонки постоянно считываются, а затем программное обеспечение вносит соответствующие корректировки для достижения желаемой мощности двигателя.

Существует два основных типа датчика положения дроссельной заслонки (TPS): потенциометр или бесконтактный датчик, датчик Холла (магнитное устройство). Потенциометр . является удовлетворительным решением для некритических приложений, таких как регулировка громкости радиоприемника, трение контакта дворника о резистивный элемент, например грязь, или износ между дворником и резистором могут привести к ошибочным показаниям Более надежным решением является магнитная муфта, которая не имеет физического контакта и поэтому никогда не выйдет из строя из-за износа. Это коварный сбой, поскольку он может не проявлять никаких симптомов до тех пор, пока не произойдет полный отказ. Все автомобили, имеющие TPS, имеют так называемый «режим вялого дома». Когда автомобиль переходит в аварийный режим, это происходит потому, что акселератор, компьютер управления двигателем и дроссельная заслонка не соединяются друг с другом и не могут работать вместе. Компьютер управления двигателем отключает сигнал на двигатель положения дроссельной заслонки, и набор пружин в дроссельной заслонке переводит его на быстрый холостой ход, достаточно быстрый, чтобы включить передачу, но не настолько быстрый, чтобы вождение могло быть опасным.

Некоторые подозревают, что сбои в программном обеспечении или электронных устройствах ETC являются причиной предполагаемых инцидентов непреднамеренного ускорения . Серия расследований, проведенных Национальной администрацией безопасности дорожного движения США (NHTSA), не смогла разобраться во всех зарегистрированных случаях непреднамеренного ускорения в автомобилях Toyota и Lexus 2002 года выпуска и более поздних моделей. В отчете за февраль 2011 года, опубликованном группой НАСА (которая по запросу NHTSA изучала исходный код и электронику модели Camry 2005 года), не исключались сбои в программном обеспечении как потенциальная причина. В октябре 2013 года первое жюри, заслушавшее показания об исходном коде Toyota (от свидетеля-эксперта Майкла Барра (инженера-программиста) ), признало Toyota ответственной за смерть пассажира в результате непреднамеренного столкновения при ускорении в сентябре 2007 года в Оклахоме.