Электронное управление дроссельной заслонкой ( ETC ) — это автомобильная технология, которая использует электронику для замены традиционных механических связей между водителем, например, педалью, и механизмом дроссельной заслонки автомобиля, который регулирует скорость или ускорение. Эту концепцию часто называют drive by wire , [1] [2] и иногда называют acceleration-by-wire или throttle-by-wire. [3]
Типичная система ETC состоит из трех основных компонентов: (i) модуль педали акселератора (в идеале с двумя или более независимыми датчиками), (ii) дроссельная заслонка , которая может открываться и закрываться электродвигателем (иногда называемым электрическим или электронным корпусом дроссельной заслонки (ETB)), и (iii) модуль управления трансмиссией или двигателем (PCM или ECM). [4] ECM — это тип электронного блока управления (ECU), который представляет собой встроенную систему , использующую программное обеспечение для определения требуемого положения дроссельной заслонки путем вычислений на основе данных, измеренных другими датчиками, включая датчики положения педали акселератора, датчик скорости двигателя, датчик скорости транспортного средства и переключатели круиз-контроля. Затем электродвигатель используется для открытия дроссельной заслонки на нужный угол с помощью алгоритма управления с замкнутым контуром в ECM.
Преимущества электронного управления дроссельной заслонкой в значительной степени остаются незамеченными большинством водителей, поскольку цель состоит в том, чтобы сделать характеристики силовой передачи автомобиля плавно согласованными независимо от преобладающих условий, таких как температура двигателя, высота и вспомогательные нагрузки. Электронное управление дроссельной заслонкой также работает «за кулисами», чтобы значительно улучшить легкость, с которой водитель может переключать передачи и справляться с резкими изменениями крутящего момента, связанными с быстрыми ускорениями и замедлениями.
Электронное управление дроссельной заслонкой облегчает интеграцию таких функций, как круиз-контроль , контроль тяги , контроль устойчивости и предаварийные системы , а также других, требующих управления крутящим моментом, поскольку дроссельную заслонку можно перемещать независимо от положения педали акселератора водителя. ETC обеспечивает некоторые преимущества в таких областях, как управление соотношением воздух-топливо, выбросы выхлопных газов и снижение расхода топлива, а также работает совместно с другими технологиями, такими как непосредственный впрыск бензина .
Между педалью акселератора и дроссельной заслонкой с электронным управлением дроссельной заслонкой нет механической связи. 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 отправки нового сигнала на электродвигатель является состоянием разомкнутого контура и приводит к неточному управлению. Таким образом, большинство, если не все, современные системы ETC используют замкнутые системы обратной связи, такие как ПИД-регулирование , при котором 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 Холла (магнитное устройство). Потенциометр является удовлетворительным способом для некритических приложений, таких как регулировка громкости на радио, контакт дворника, трение о элемент сопротивления, такой как грязь или износ между дворником и резистором, может привести к нестабильным показаниям. Более надежным решением является магнитная муфта, которая не имеет физического контакта, поэтому никогда не будет подвержена отказу из-за износа. Это коварная неисправность, поскольку она может не проявлять никаких симптомов до тех пор, пока не произойдет полный отказ. Все автомобили с TPS имеют то, что известно как «limp-home-mode». Когда автомобиль переходит в limp-home-mode, это происходит потому, что акселератор, компьютер управления двигателем и дроссельная заслонка не соединены друг с другом, в котором они могли бы работать вместе. Компьютер управления двигателем отключает сигнал на электродвигатель положения дроссельной заслонки, а набор пружин в дроссельной заслонке устанавливает ее на высокие обороты холостого хода — достаточно высокие, чтобы включить передачу, но не настолько высокие, чтобы вождение могло быть опасным.
Некоторые подозревают, что сбои программного обеспечения или электроники в ETC являются причиной предполагаемых инцидентов непреднамеренного ускорения . Серия расследований, проведенных Национальной администрацией безопасности дорожного движения США (NHTSA), не смогла докопаться до сути всех зарегистрированных инцидентов непреднамеренного ускорения в автомобилях Toyota и Lexus 2002 года и более поздних модельных годов. Отчет от февраля 2011 года, выпущенный группой из NASA (которая изучала исходный код и электронику для модели Camry 2005 года по запросу NHTSA), не исключал сбои программного обеспечения как потенциальную причину. [5] В октябре 2013 года первое жюри, заслушавшее доказательства об исходном коде Toyota (от эксперта-свидетеля Майкла Барра (инженера-программиста) ), признало Toyota ответственной за смерть пассажира в столкновении из-за непреднамеренного ускорения в сентябре 2007 года в Оклахоме. [6]