Elektroniczna kontrola przepustnicy - Electronic throttle control

Korpus przepustnicy ze zintegrowanym siłownikiem silnika

Elektroniczne sterowanie przepustnicą ( ETC ) to technologia samochodowa , która elektronicznie „łączy” pedał przyspieszenia z przepustnicą , zastępując łącznik mechaniczny. Typowy system ETC składa się z trzech głównych elementów: (i) modułu pedału przyspieszenia (najlepiej z dwoma lub więcej niezależnymi czujnikami), (ii) przepustnicy , którą można otwierać i zamykać za pomocą silnika elektrycznego (czasami określanego jako elektryczny lub elektroniczna przepustnica (ETB)) oraz (iii) zespół napędowy lub moduł sterujący silnika (PCM lub ECM). ECM to rodzaj elektronicznej jednostki sterującej (ECU), która jest wbudowanym systemem, który wykorzystuje oprogramowanie do określania wymaganej pozycji przepustnicy poprzez obliczenia na podstawie danych zmierzonych przez inne czujniki, w tym czujniki położenia pedału przyspieszenia, czujnik prędkości silnika, czujnik prędkości pojazdu i przełączniki tempomatu. Silnik elektryczny jest następnie używany do otwarcia przepustnicy pod żądanym kątem za pomocą algorytmu sterowania w pętli zamkniętej w ECM.

Korzyści płynące z elektronicznej kontroli przepustnicy są w dużej mierze niezauważane przez większość kierowców, ponieważ celem jest zapewnienie bezproblemowej spójności charakterystyki układu napędowego pojazdu, niezależnie od panujących warunków, takich jak temperatura silnika, wysokość nad poziomem morza i obciążenie akcesoriów. Elektroniczna kontrola przepustnicy działa również „za kulisami”, aby radykalnie poprawić łatwość, z jaką kierowca może dokonywać zmian biegów i radzić sobie z dramatycznymi zmianami momentu obrotowego związanymi z gwałtownymi przyspieszaniami i zwalnianiem.

Elektroniczne sterowanie przepustnicą ułatwia integrację funkcji, takich jak tempomat , kontrola trakcji , kontrola stabilności i precrash systemów i innych, które wymagają zarządzania momentu obrotowego, ponieważ przepustnica może być przeniesiony, niezależnie od położenia pedału przyspieszenia kierowcy. ETC zapewnia pewne korzyści w takich obszarach, jak kontrola stosunku powietrza do paliwa, emisja spalin i redukcja zużycia paliwa, a także współpracuje z innymi technologiami, takimi jak bezpośredni wtrysk benzyny .

Krytyka bardzo wczesnych wdrożeń ETC polegała na tym, że „unieważniały” decyzje kierowców. W dzisiejszych czasach zdecydowana większość kierowców nie ma pojęcia, na ile ma miejsce interwencja. Wiele prac inżynieryjnych związanych z technologiami drive-by-wire , w tym ETC, zajmuje się zarządzaniem awariami i usterkami. Wiele systemów ETC ma nadmiarowe czujniki położenia pedału i przepustnicy oraz nadmiarowość sterownika, nawet tak złożone, jak niezależne mikroprocesory z niezależnie napisanym oprogramowaniem w module sterowania, którego obliczenia są porównywane w celu sprawdzenia ewentualnych błędów i usterek.

Tryby awaryjne

Nie ma mechanicznego połączenia między pedałem przyspieszenia a przepustnicą z elektroniczną kontrolą przepustnicy. Zamiast tego pozycja przepustnicy (tj. ilość powietrza w silniku) jest w pełni kontrolowana przez oprogramowanie ETC za pośrednictwem silnika elektrycznego. Ale samo otwarcie lub zamknięcie przepustnicy poprzez wysłanie nowego sygnału do silnika elektrycznego jest stanem otwartej pętli i prowadzi do niedokładnego sterowania. Tak więc większość, jeśli nie wszystkie obecne systemy ETC, wykorzystują systemy sprzężenia zwrotnego w pętli zamkniętej, takie jak sterowanie PID , w którym ECU nakazuje przepustnicy otworzyć lub zamknąć określoną wartość. Czujnik(i) położenia przepustnicy są stale odczytywane, a następnie oprogramowanie dokonuje odpowiednich regulacji, aby osiągnąć pożądaną moc silnika.

Istnieją dwa podstawowe typy czujników położenia przepustnicy (TPS): potencjometr lub czujnik bezdotykowy czujnik Halla (urządzenie magnetyczne). Potencjometr jest zadowalający sposób non-krytycznych aplikacji, takich jak regulacja głośności na radiu, ale ponieważ ma kontakt wycieraczki ocierają element oporu, brudem i zużyciem pomiędzy wycieraczką i rezystor może powodować błędne odczyty. Bardziej niezawodnym rozwiązaniem jest sprzęgło magnetyczne, które nie ma kontaktu fizycznego, dzięki czemu nigdy nie ulegnie uszkodzeniu w wyniku zużycia. Jest to podstępna porażka, ponieważ może nie dawać żadnych objawów, dopóki nie nastąpi całkowita porażka. Wszystkie samochody wyposażone w TPS mają tak zwany „tryb awaryjny”. Kiedy samochód przechodzi w tryb awaryjny, dzieje się tak dlatego, że komputer sterujący silnikiem i akceleratorem oraz przepustnica nie rozmawiają ze sobą w sposób, który mogą zrozumieć. Komputer sterujący silnikiem wyłącza sygnał do silnika położenia przepustnicy, a zestaw sprężyn w przepustnicy ustawia go na szybkie obroty biegu jałowego, wystarczająco szybkie, aby skrzynia biegów na biegu, ale nie tak szybko, że jazda może być niebezpieczna.

Oprogramowanie lub awarii elektronicznego w ETC zostały podejrzewany przez niektórych być odpowiedzialny za rzekome przypadki niezamierzonego przyspieszania . Seria dochodzeń prowadzonych przez amerykańską Narodową Agencję Bezpieczeństwa Ruchu Drogowego (NHTSA) nie była w stanie dotrzeć do sedna wszystkich zgłoszonych przypadków niezamierzonego przyspieszenia w pojazdach Toyoty i Lexusa z 2002 roku i późniejszych modeli. Raport z lutego 2011 r. wydany przez zespół z NASA (który badał kod źródłowy i elektronikę modelu Camry z 2005 r. na prośbę NHTSA) nie wykluczał awarii oprogramowania jako potencjalnej przyczyny. W październiku 2013 r. pierwsza ława przysięgłych, która wysłuchała dowodów dotyczących kodu źródłowego Toyoty (od biegłego sądowego Michaela Barra (inżyniera oprogramowania) ) uznała Toyotę za odpowiedzialną za śmierć pasażera w niezamierzonej kolizji z przyspieszeniem we wrześniu 2007 r. w Oklahomie.


Bibliografia