Elektronické ovládání škrticí klapky - Electronic throttle control

Tělo škrticí klapky s integrovaným pohonem motoru

Elektronické ovládání škrticí klapky ( ETC ) je automobilová technologie, která elektronicky „spojuje“ plynový pedál se škrticí klapkou a nahrazuje mechanické spojení. Typický systém ETC se skládá ze tří hlavních komponent: (i) modul plynového pedálu (ideálně se dvěma nebo více nezávislými senzory), (ii) škrticí ventil, který lze otevírat a zavírat elektromotorem (někdy se označuje jako elektrický nebo elektronická škrticí klapka (ETB)) a iii) hnací ústrojí nebo řídicí modul motoru (PCM nebo ECM). ECM je typ elektronické řídicí jednotky (ECU), což je vestavěný systém, který využívá software k určení požadované polohy škrticí klapky výpočty z údajů naměřených jinými senzory, včetně snímačů polohy plynového pedálu, snímače otáček motoru, snímače rychlosti vozidla , a spínače tempomatu. Elektrický motor je pak použit k otevření škrticí klapky do požadovaného úhlu pomocí uzavřené smyčky algoritmu řízení v ECM.

Výhody elektronického ovládání škrticí klapky si většina řidičů do značné míry nevšimla, protože cílem je zajistit konzistentní charakteristiku hnacího ústrojí vozidla bez ohledu na převládající podmínky, jako je teplota motoru, nadmořská výška a zatížení příslušenství. Elektronické ovládání škrticí klapky také pracuje „v zákulisí“, aby výrazně zlepšilo snadnost, s jakou může řidič provádět změny rychlostních stupňů a vypořádat se s dramatickými změnami točivého momentu spojenými s rychlými akceleracemi a zpomaleními.

Elektronické ovládání otáček usnadňuje integraci funkcí, jako je tempomat , kontrola trakce , kontrola stability , a precrash systémy a další, které vyžadují řízení točivého momentu, protože plyn se může pohybovat nezávisle na poloze řidiče plynového pedálu. ETC poskytuje určité výhody v oblastech, jako je regulace poměru vzduch-palivo, emise výfukových plynů a snížení spotřeby paliva, a také pracuje ve shodě s jinými technologiemi, jako je přímé vstřikování benzínu .

Kritika velmi raných implementací ETC byla, že „přehlasovaly“ rozhodnutí řidičů. V dnešní době naprostá většina řidičů vůbec netuší, jak velký zásah se děje. Velká část inženýrství spojená s technologiemi drive-by-wire včetně ETC se zabývá správou poruch a poruch. Mnoho systémů ETC má redundantní snímače polohy pedálu a škrticí klapky a redundanci řídicí jednotky, dokonce tak složité jako nezávislé mikroprocesory s nezávisle napsaným softwarem v řídicím modulu, jehož výpočty jsou porovnávány s kontrolou možných chyb a poruch.

Režimy selhání

Neexistuje žádné mechanické spojení mezi plynovým pedálem a škrticím ventilem s elektronickým ovládáním plynu. Místo toho je poloha škrticí klapky (tj. Množství vzduchu v motoru) plně řízena softwarem ETC prostřednictvím elektromotoru. Ale pouhé otevření nebo zavření škrticí klapky vysláním nového signálu do elektromotoru je podmínkou otevřené smyčky a vede k nepřesnému ovládání. Většina, ne -li všechny současné systémy ETC, tedy používá systémy zpětné vazby s uzavřenou smyčkou, jako je řízení PID , přičemž ECU říká škrticí klapce, aby otevřela nebo zavřela určité množství. Senzory polohy škrticí klapky se průběžně načítají a poté software provede příslušná nastavení, aby dosáhl požadovaného množství výkonu motoru.

Existují dva základní typy snímačů polohy škrticí klapky (TPS): potenciometr nebo bezkontaktní snímač Hall Effect senzor (magnetické zařízení). Potenciometr je uspokojivý způsob pro non-kritické aplikace, jako je ovládání hlasitosti na rádiu, ale jak se má kontakt stírací třou odporový prvek, nečistoty a opotřebení mezi stěračem a odporu mohou způsobit chybné měření. Spolehlivějším řešením je magnetická spojka, která neprovádí žádný fyzický kontakt, takže nikdy nebude podléhat opotřebení. Toto je zákeřné selhání, protože nemusí poskytovat žádné příznaky, dokud nedojde k úplnému selhání. Všechna auta, která mají TPS, mají to, co je známé jako „limp-home-mode“. Když auto přejde do režimu bez domova, je to proto, že plynový a řídicí počítač motoru a plyn spolu nemluví tak, aby jim rozuměli. Řídicí počítač motoru vypne signál motoru polohy škrticí klapky a sada pružin v škrticí klapce jej nastaví na rychlý volnoběh, dostatečně rychlý na zařazení převodového stupně, ale ne tak rychlý, aby řízení mohlo být nebezpečné.

Někteří měli podezření na selhání softwaru nebo elektroniky v rámci ETC za údajné incidenty nezamýšleného zrychlení . Série vyšetřování amerického Národního úřadu pro bezpečnost silničního provozu (NHTSA) nebyla schopna dostat se na dno všech hlášených incidentů nezamýšleného zrychlení v roce 2002 a později modelových letech vozidel Toyota a Lexus. Zpráva z února 2011 vydaná týmem z NASA (která na žádost NHTSA studovala zdrojový kód a elektroniku pro model Camry 2005) nevyloučila softwarové poruchy jako potenciální příčinu. V říjnu 2013 první porota, která slyšela důkazy o zdrojovém kódu Toyoty (od odborného svědka Michaela Barra (softwarový inženýr) ), shledala Toyotu odpovědnou za smrt pasažéra při nechtěné kolizi zrychlení v září 2007 v Oklahomě.


Reference