Принцип работы электронной дроссельной заслонки: Электронная дроссельная заслонка — датчик, работа, электронный блок

Содержание

Электронная дроссельная заслонка — датчик, работа, электронный блок

Узел электронно-управляемой дроссельной заслонки содержит привод со встроенным элементом управления. Это означает, что блок управления двигателем подает на модуль электронного управления дроссельной заслонкой сигнал для открытия дроссельной заслонки и обеспечивает достижение фактического значения количества воздуха, поступающего в двигатель для образования топливно-воздушной смеси. 


Узел электронно-управляемой дроссельной заслонки состоит из следующих элементов:

  • 1 привод: регулировка положения дроссельной заслонки
  • 2 датчики: датчики положения дроссельной заслонки
  • модуль электронного управления
Блок управления двигателем подает сигнал на модуль управления дроссельной заслонки. Сигнал от блока управления двигателем определяет угол открытия дроссельной заслонки.

Преимущество модуля электронно-управляемой дроссельной заслонки состоит в том, что модуль управления может определять оптимальное положение дроссельной заслонки согласно заданным параметрам. Также осуществляется управление холостым ходом и осуществляется круиз-контроль.

Узел дроссельной заслонки установлен во впускном тракте между датчиком массового расхода воздуха и впускным коллектором, подающим воздух к впускным клапанам.

Расположение

Узел электронно-управляемой дроссельной заслонки расположен между воздушным фильтром и впускным коллектором. При наличии массового расходомера воздуха, воздух сначала проходит через него, а затем через корпус дроссельной заслонки.

Параметры: модуль электронного управления активирует привод дроссельной заслонки. В зависимости от условий эксплуатации и сигналов датчиков блок управления двигателем определяет оптимальное положение дроссельной заслонки согласно заданным параметрам. 

Таким образом, можно также легко обеспечить управление круиз-контролем блоком управления двигателем.

Компоненты 


Система электронного управления дроссельной заслонкой включает в себя:

  • непосредственно дроссельную заслонку,
  • ось дроссельной заслонки,
  • катушку, 
  • постоянный магнит.
Катушка активируется блоком управления дроссельной заслонки. С другой стороны корпуса заслонки есть пружина, которая нужна для возвращения заслонки в исходное положение. Когда катушка обесточена, заслонка открыта на 20°.

Если в электрической цепи есть дефект и модуль управления дроссельной заслонкой нельзя активировать, двигатель может работать с дроссельной заслонкой в указанном положении.

Из начального положения дроссельную заслонку можно либо открыть больше, либо закрыть. 

Блок управления двигателем отправляет данные о требуемом угле дроссельной заслонки в модуль управления дроссельной заслонки, который преобразует его в электрический сигнал, посылаемый на привод заслонки. Для передачи данных используется ШИМ-сигнал. Сигнал блока управления двигателем принимается на клемме C узла электронного управления дроссельной заслонки.

Сигнал ШИМ варьируется от 10% до 90% при частоте 100-300 Гц. Если сигнал находится за пределами указанных значений, дроссельная заслонка возвращается в исходное положение (угол 20º). Реверсивный ток Чтобы перевести дроссельную заслонку из исходного положения в открытое или закрытое положение, ток в катушке должен изменить свое направление (реверсирован). Для этого катушку нужно переключить обратной полярностью тока.

Изменение направления тока осуществляется путем активации выходных каскадов. Эта мостовая схема находится в блоке управления корпуса дроссельной заслонки и им же активируется.

Угол открытия дроссельной заслонки зависит от силы тока, проходящего через катушку. 

Регулирование тока

Чтобы установить дроссельную заслонку в любое требуемое положение, необходимо управлять силой тока.

Блок управления может регулировать ток, проходящий через катушку, изменяя проводимость выходного каскада. Недостаток этого метода заключается в том, что выходной каскад нагревается.

Выходной каскад нельзя открыть наполовину, поэтому сила тока регулируется с коэффициентом заполнения рабочего цикла. л

Среднее значение тока достигается быстрым включением и выключением тока, что позволяет избежать перегрева выходного каскада.


Уровень тока теперь зависит от коэффициента заполнения (рабочего цикла).

Если время включения тока равняется времени выключения, то средний ток составляет 50%. В таком случае говорят, что рабочий цикл равен 50%. При рабочем цикле 100% ток включен непрерывно.

Катушка заземлена. Когда падение напряжения на выходном каскаде 4 равно 0 вольт, через катушку проходит ток.

Датчики положения дроссельной заслонки Положение дроссельной заслонки измеряется датчиками положения дроссельной заслонки. Они расположены по боковым сторонам корпуса дроссельной заслонки. 

Согласно условиям безопасности должно быть установлено два датчика положения дроссельной заслонки, каждый со своим собственным сигналом.

Модуль управления электронно-управляемой дроссельной заслонки непрерывно сравнивает оба сигнала, чтобы точно определять фактическое положение заслонки.

Если сигналы от двух датчиков сообщают разную информацию, модуль управления узлом дроссельной заслонки останавливает управление заслонкой и передает код ошибки в блок управления двигателем.

Управление увеличением подачи воздуха прекращается, но, благодаря исходному положению заслонки под углом 20°, двигатель работает с увеличенной скоростью холостого хода, и водитель получает возможность осторожно доехать до мастерской.

Датчик положения дроссельной заслонки состоит из резистивной дорожки и ползунка.

Ось дроссельной заслонки приводит ползунок в движение.

Резистивная дорожка получает напряжение постоянного тока. Часть этого напряжения передается на ползунок.

Величина напряжения на ползунке зависит от точки, в которой он соприкасается с резистивной дорожкой.


Напряжение на ползунке (измерительном стержне) зависит от положения, при котором он касается резистивной дорожки. Когда заслонка открывается, измерительный стержень перемещается по резистивной дорожке.

Поскольку принцип работы обоих датчиков одинаковый, в этом уроке мы рассмотрим только один датчик, а именно датчик на стороне привода дроссельной заслонки.

Когда угол открытия дроссельной заслонки составляет 0º, измерительный стержень находится рядом с отрицательной клеммой резистивной дорожки. Напряжение составляет примерно 0,5 вольт.

Когда угол открытия дроссельной заслонки увеличивается, напряжение на измерительном стержне (ползунке) также увеличивается. Когда заслонка полностью открыта, напряжение составляет примерно 4,5 вольт.

Управление

После изучения работы отдельных компонентов узла электронно-управляемой дроссельной заслонки, можно переходить к элементам управления.

Блок управления двигателем отправляет сигнал ШИМ о требуемом положении дроссельной заслонки на модуль управления дроссельной заслонкой.

Модуль управления дроссельной заслонкой преобразует полученную информацию в сигналы активации схемы выходных каскадов. Выходные каскады переключают ток, протекающий через катушку, и тем самым регулируется положение дроссельной заслонки.

Датчики положения дроссельной заслонки передают информацию о текущем положении заслонки на блок управления дроссельной заслонкой. Разница между фактическим и заданным значением угла открытия дроссельной заслонки определяет необходимость активации привода управления дроссельной заслонки.

Приобретайте лизензии и модули к электронному обучающему продукту «Автомобильные основы». Получайте доступ к модулям, тестам и симулятору в LMS ELECTUDE. Изучите работу всех систем механизмов, процессы эксплуатации и обслуживания современных транспортных средств. С платформой ELECTUDЕ это по силам в удобной дистанционной форме.

Дроссельная заслонка

На современных авто питание силовой установки осуществляется двумя системами – впрыска и впуска. Первая из них отвечает за подачу топлива, в задачу второй входит обеспечение поступления воздуха в цилиндры.

Назначение, основные конструктивные элементы

Несмотря на то, что подачей воздуха «заведует» целая система, конструктивно она очень проста и основным ее элементом выступает дроссельный узел (многие по старинке называют его дроссельной заслонкой). И даже этот элемент имеет несложную конструкцию.

Принцип работы дроссельной заслонки остался идентичным еще со времен карбюраторных двигателей. Она перекрывает основной воздушный канал, благодаря чему и регулируется количество подаваемого в цилиндры воздуха. Но если эта заслонка раннее входила в конструкцию карбюратора, то в инжекторных двигателях она является полностью отдельным узлом.

Инжекторная система ДВС

Помимо основной задачи – дозировки воздуха для нормального функционирования силового агрегата на любом режиме, эта заслонка также отвечает за поддержание требуемых оборотов коленвала на холостом ходу (ХХ), причем с разной нагрузкой на мотор. Участвует она и в функционировании усилителя тормозной системы.

Устройство дроссельной заслонки – очень простое. Основными ее конструктивными составляющими являются:

  1. Корпус
  2. Заслонка с осью
  3. Механизм привода

Механический дроссельный узел

Дроссели разных типов также могут включать ряд дополнительных элементов – датчики, байпасные каналы, каналы подогрева и т. д. Более подробно конструктивные особенности дроссельных заслонок, применяемых на авто, рассмотрим ниже.

Устанавливается дроссельная заслонка в воздуховоде между фильтрующим элементом и коллектором двигателя. Доступ к этому узлу ничем не затруднен, поэтому при проведении обслуживающих работ или замене добраться до него и демонтировать с авто несложно.

Типы узлов

Как уже отмечено, существуют разные виды дроссельной заслонки. Всего их три:

  1. С механическим приводом
  2. Электромеханический
  3. Электронный

Именно в таком порядке и развивалась конструкция этого элемента системы впуска. Каждый из существующих видов имеет свои конструктивные особенности. Примечательно, что с развитием технологий устройство узла не осложнялось, а наоборот – становилось проще, но с некоторыми нюансами.

Заслонка с механическим приводом. Конструкция, особенности

Начнем с заслонки с механическим приводом. Этот тип детали появился с началом установки инжекторной системы питания на автомобили. Основная его особенность заключается в том, что заслонкой водитель управляет самостоятельно при помощи тросового привода, соединяющего педаль акселератора с сектором газа, соединенного с осью заслонки.

Конструкция такого узла полностью позаимствована с карбюраторной системы, разница лишь в том, что заслонка – отдельный элемент.

В конструкцию этого узла дополнительно входят датчик положения (угла открытия заслонки), регулятор холостого хода (ХХ), байпасные каналы, система подогрева.

Дроссельный узел с механическим приводом

В целом, датчик положения дросселя присутствует во всех типах узлов. В его задачу входит определение угла открытия, что дает возможность электронному блоку управления инжектором определить количество подаваемого в камеры сгорания воздуха и на основе этого откорректировать подачу топлива.

Ранее использовался датчик потенциометрического типа, в котором определение угла открытия осуществлялось за счет изменения сопротивления. Сейчас обычно применяются магниторезистивные датчики, которые являются более надежными, поскольку в них отсутствуют контактные пары, подверженные износу.

Датчик положения дроссельной заслонки потенциометрического типа

Регулятор ХХ в механических дросселях представляет собой отдельный канал, идущий в обход основного. Этот канал оснащается электроклапаном, корректирующим поступление воздуха в зависимости от условий функционирования двигателя на ХХ.

Устройство регулятора холостого хода

Суть его работы такова – на ХХ заслонка полностью закрыта, но для работы мотора требуется воздух, он и подается по отдельному каналу. При этом ЭБУ определяет обороты коленвала, на основе чего регулирует степень открытия этого канала электроклапаном, чтобы поддерживать заданные обороты.

Байпасные каналы работают по тому же принципу, что и регулятор. Но в их задачу входит поддержание оборотов силовой установки при создании нагрузки на холостом ходу. К примеру, при включении климат-системы, нагрузка на мотор повышается, из-за чего обороты падают. Если регулятор не способен обеспечить мотор необходимым количеством воздуха, то задействуются байпасные каналы.

Но эти дополнительные каналы имеют существенный недостаток – сечение их небольшое, поэтому возможно их засорение и обледенение. Для борьбы с последним, дроссельная заслонка подключается к системе охлаждения. То есть, по каналам в корпусе циркулирует охлаждающая жидкость, отогревая каналы.

Компьютерная модель каналов в дроссельной заслонке

Основным недостатком механического дроссельного узла является наличие погрешности при приготовлении топливовоздушной смеси, что сказывается на экономичности двигателя и выходе мощности. Все из-за того, что ЭБУ не управляет заслонкой, на него лишь подается информация об угле открытия. Поэтому при резких изменения положения дросселя блок управления не всегда успевает «подстроиться» под изменившиеся условия, что и приводит к перерасходу топлива.

Электромеханическая дроссельная заслонка

Следующим этапом развития дроссельный заслонок стало появление электромеханического типа. Механизм управления у него остался прежний – тросовый. Но в этом узле отсутствуют какие-либо дополнительные каналы за ненадобностью. Вместо всего этого в конструкцию добавили электронный механизм частичного управления заслонкой, управляемый ЭБУ.

Конструктивно этот механизм включает в себя обычный электромотор с редуктором, который соединен с осью заслонки.

Работает этот узел так: после запуска двигателя, блок управления для установления требуемых оборотов холостого хода рассчитывает количество подаваемого воздуха и приоткрывает заслонку на нужный угол. То есть, блок управления в таком типе узла получил возможность регулировать работу двигателя на холостых оборотах. На остальных же режимах функционирования силовой установки дросселем управляет сам водитель.

Использование механизма частичного управления позволило упростить конструкцию самого дроссельного узла, но не устранило основной недостаток – погрешности в смесеобразовании. Его в заслонке такой конструкции нет только на холостом ходу.

Электронная заслонка

Последний тип – электронный, внедряется на автомобили все больше. Его основная особенность заключается в отсутствии прямого взаимодействия педали акселератора с осью заслонки. Механизм управления в такой конструкции уже полностью электрический. В нем используется все тот же электродвигатель с редуктором, связанный с осью, и управляемый ЭБУ. Но открытием заслонки блок управления «заведует» уже на всех режимах. В конструкцию дополнительно добавили еще один датчик – положения педали акселератора.

Элементы электронной дроссельной заслонки

В процессе работы блок управления использует информацию не только с датчиков положения заслонки и педали акселератора. В учет берутся также сигналы, поступающие со следящих устройств автоматических трансмиссий, тормозной системы, климатического оборудования, круиз-контроля.

Вся поступающая информация с датчиков обрабатывается блоком и на ее основе устанавливается оптимальный угол открытия заслонки. То есть, электронная система полностью контролирует работу системы впуска. Это позволило устранить погрешности в смесеобразовании. На любом режиме работы силовой установки в цилиндры будет подаваться точное количество воздуха.

Но и без недостатков у этой системы не обошлось. Причем их чуть больше, чем в других двух видах. Первая из них заключается в том, что заслонка открывается при помощи электродвигателя. Любые, даже незначительные неисправности составляющих привода, приводят к нарушению работы узла, что сказывается на функционировании двигателя. В тросовых механизмах управления такой проблемы нет.

Второй недостаток – более существенный, но касается он по большей части бюджетных автомобилей. И сводится он к тому, что из-за не очень хорошо проработанного программного обеспечения дроссель может работать с запозданием. То есть, после нажатия на педаль акселератора ЭБУ требуется некоторое время на сбор и обработку информации, после чего он подает сигнал на электродвигатель механизма управления дросселем.

Основная причина задержки от нажатия на электронную педаль газа до реакции двигателя — более дешевые электронные комплектующие и не оптимизированное программное обеспечение.

В обычных условиях этот недостаток особо не заметен, но при определенных условиях такая работа может привести к неприятным последствиям. К примеру, при начале движения на скользком участке дороги иногда возникает потребность быстрой смены режима работы мотора («поиграться педалью»), то есть, в таких условиях нужен быстрый «отклик» мотора на действия водителя. Существующая же задержка в срабатывании дросселя может привести к осложнению в управлении автомобилем, поскольку водитель «не чувствует» двигатель.

Еще одна особенность электронной дроссельной заслонки некоторых моделей авто, которая для многих является недостатком – особые заводские установки работы дросселя. В ЭБУ заложена установка, которая исключает вероятность пробуксовки колес при старте. Достигается это тем, что при начале движения блок специально не открывает заслонку для получения максимальной мощности, по сути, ЭБУ дросселем «придушивает» двигатель. В некоторых случаях эта функция сказывается негативно.

На премиумных авто проблем с «откликом» системы впуска нет из-за нормальной проработки программного обеспечения. Также на таких авто нередко можно установить режим работы силовой установки по предпочтениям. К примеру, при режиме «спорт» перенастраивается работа и системы впуска, и в этом случае ЭБУ на старте уже не «душит» двигатель, что позволяет авто «резво» начать движение.

Педаль газа с электронным управлением дросселем

На современных автомобилях вместо обычного тросикового привода управления дроссельной заслонкой устанавливается так называемая «электронная педаль газа». В таких авто положением дроссельной заслонки управляет электроника. Когда вы нажимаете или отпускаете педаль газа, информация об этом идёт в блок управления (ЭБУ) и только после обработки и корректировки уже даётся команда в модуль дроссельной заслонки. О плюсах и минусах такой системы, а также о признаках неисправностей и пойдёт речь в данной статье.

Для тех, кто привык к механическим приводам, где нажатие на педаль газа напрямую вызывает перемещение дроссельной заслонки, будет непривычным и неизвестным управление автомобилем с электронной системой. Чтобы разобраться, нужно понять принцип работы «электронной педали» и её отличие от обычной механической.

Педаль газа с механическим управлением дросселем

В механическом приводе управления дроссельной заслонкой к педали газа прикреплён тросик, который идёт напрямую из салона в подкапотное пространство и другим концом прикручивается к приводу управления дросселем (полукруглая железная деталь рядом с дросселем). При нажатии на педаль тросик натягивается и тянет на себя эту деталь, которая напрямую соединена с дроссельной заслонкой и находится обычно с ней на одной оси вращения.

Заслонка приоткрывает или закрывает трубопровод, по которому в двигатель подаётся воздух. Остальное делает электроника. Чтобы добиться нужного крутящего момента, электронный блок изменяет момент зажигания и момент впрыска топлива в камеру сгорания. Тем самым регулируется топливно-воздушная смесь и достигается требуемая величина крутящего момента.

Педаль газа с электронным управлением дросселем

Здесь всю работу на себя берёт электроника. На педальном механизме установлены датчики положения педали газа. Информация с этих датчиков поступает в электронный блок управления, в котором анализируются все необходимые параметры для оптимального изменения величины крутящего момента. Эти параметры анализируются постоянно, непрерывно и при нажатии на педаль газа, после совершения нужных рассчётов электроника подаёт команду в модуль управления дроссельной заслонкой. Команда — это сигнал изменения положения заслонки на определённую величину угла.

Получив такую команду, модуль управления выполняет перемещение дроссельной заслонки. Для этого используется электродвигатель. Положение заслонки меняется, также при необходимости меняются момент зажигания и впрыска, достигается нужный крутящий момент и автомобиль трогается с места или ускоряется.

В модуле управления расположены угловые датчики положения дроссельной заслонки, информация с них поступает также в электронный блок, тем самым происходит обратная связь и электроника «узнаёт», в каком положении сейчас находится заслонка, выполнилась ли команда на изменение угла и т.п. Данная информация со всех датчиков поступает в блок управления постоянно. При изменении какого-либо параметра мгновенно принимаются меры для оптимального изменения других важных параметров. Благодаря этому достигается оптимальная работа двигателя, нужный крутящий момент, оптимальный расход топлива, а также устойчивая работа двигателя на холостых оборотах.

Крутящий момент

Чтобы изменить величину крутящего момента, электронный блок управления может изменить один или несколько параметров:

  • угол открытия дроссельной заслонки
  • давление наддува (если двигатель с турбонаддувом)
  • момент зажигания
  • момент впрыска топлива
  • включение/отключение цилиндров

Величина крутящего момента постоянно корректируется и зависит от следующих факторов:

  • условия запуска двигателя
  • устойчивые обороты холостого хода
  • содержание O2 в отработавших газах
  • ограничения по мощности и количеству оборотов
  • АКПП (при переключении передач)
  • контроль тяги при торможении
  • принудительный холостой ход при торможении
  • работа оборудования (климат-контроль, кондиционер)
  • круиз-контроль (включен ли режим)

Неисправности электронной педали газа

В электронной системе предусмотрена контрольная лампа EPC, которая загорается на приборной панели при наличии какой-либо неисправности в системе или при нарушении её работы. Если сигнал с датчиков перестанет приходить или будет приходить неверным, эта лампа оповестит вас об этом.

В приводном механизме педали газа размещены 2 датчика — это потенциометры со скользящим контактом, эти контакты соприкасаются с контактными дорожками. Один датчик нужен для того, чтобы отправлять информацию о положении педали. Второй является контрольным и также передаёт информацию.

При изменении положения педали газа происходит изменение сопротивления этих датчиков, электронный блок «видит» это по изменению значения напряжения.

Если возникают какие-то неполадки, то как правило нужно заменить один или оба датчика, а также проверить контакт между датчиком и дорожками. Бывает, что на эти дорожки попадает грязь или пыль и нужного контакта не достагается. В этом случае их необходимо хорошо почистить.

При отсутствии сигнала с одного датчика положения педали газа:

  • регистрируется неисправность, включается контрольная лампа EPC
  • работа на холостых оборотах до того момента, пока система не опознает работоспособность второго датчика
  • после проверки и получения сигнала со второго датчика можно ехать дальше
  • при нажатии на педаль газа до упора обороты будут расти медленно
  • система будет пытаться себя «подстраховать», определяя холостой ход по сигналам торможения и положению педали тормоза
  • отключатся дополнительные системы, влияющие на работу двигателя — круиз-контроль

При отсутствии сигналов с двух датчиков положения педали газа одновременно:

  • регистрируется неисправность, включается контрольная лампа EPC
  • на педаль газа не реагирует
  • на холостом ходу обороты повышены до 1500 об/мин

При отсутствии сигнала с одного датчика положения дроссельной заслонки:

  • регистрируется неисправность, включается контрольная лампа EPC
  • отключается круиз-контроль и принудительный холостой ход
  • нормально реагирует на педаль газа

При отсутствии сигнала с обоих датчиков положения дроссельной заслонки:

  • выключается привод заслонки
  • на педаль газа не реагирует
  • холостые обороты повышены до 1500 об/мин

Таким образом, по симптомам можно определить, какой именно датчик вышел из строя. Если вы разбираетесь в электрике, можно заменить их самостоятельно. Иначе лучше доверить это специалистам. Диагностика в автосервисе покажет точную причину.

Электронная дроссельная заслонка. — Автомастер

Электронная дроссельная заслонка.

Подробности

В современных автомобилях с каждым днем все больше внимания уделяется электронному управлению двигателем автомобиля. Это служит для того чтобы как можно больше исключить человеческий фактор и отдать все сложное управление в руки точной электроники. Все это в итоге приводит к созданию более экономичных, мощных и менее токсичных двигателей.

К одним из таких фактов можно отнести электронную дроссельную заслонку.

Но, несмотря на прогресс, на данный момент еще много автомобилей оснащены механической дроссельной заслонкой. В ней педаль газа соединена тросиком с дроссельной заслонкой и в зависимости от положения педали у нас происходит перемещение дроссельной заслонки. В этом случае получается, что приток поступающего воздуха в цилиндры полностью контролирует водитель нажатием на педаль газа, а электронный блок управление только рассчитывает количество впрыскиваемого топлива (на инжекторных двигателях). За исключением режима холостого хода, где управление двигателя находится полностью под властью электронного блока управления, так как подача воздуха осуществляется через клапан холостого хода, который установлен параллельно дроссельной заслонки и находится под управлением электроники.

В автомобилях оснащенных электронной дроссельной заслонкой управление двигателя происходит немного иначе. Отличием является то, что нет механической связи педали газа и дроссельной заслонки, управление двигателем на всех режимах, полностью контролируется электронным блоком управления.

Рассмотрим устройство электронной дроссельной заслонки более подробно.

Рис 1 – Управление электронной дроссельной заслонкой.

1 – Датчики положения педали газа. 2 – Электронный блок управления двигателем. 3 – Двигатель постоянного тока (привод дроссельной заслонки). 4 – Датчики положения дроссельной заслонки. 5 – Дроссельная заслонка.

Для изменения оборотов двигателя, водитель нажимает на педаль газа, на которой установлен модуль 1, определяющий положение педали газа в данный момент времени.

Сигнал о положение педали передается в электронный блок управления 2, и в зависимости от положения блок управления передает сигнал электрическому двигателю 3, установленному на дроссельной заслонке, который в свою очередь изменяет ее положение на заданный угол.

Помимо управления, на дроссельной заслонке, также как и на педали газа установлены датчики 4, которые отслеживают реальное ее положение и передают эти данные обратно в блок управления. В случаях, когда дело касается безопасности или экономии топлива блок управление может изменять положение дроссельной заслонке, если даже водитель в это время не нажимает педаль газа.

Получается что на всех режимах работы двигателя как на холостом ходу так и в режиме полной и частичной нагрузки электронный блок управления регулируя положение дроссельной заслонки, выбирает самый оптимальный угол ее открытия, при котором достигается наивысшая мощность при минимальных затратах топлива, делая двигатель экономичнее и экологически чище.

Электронная дроссельная заслонка | АвтобурУм

14.09.2019, Просмотров: 3500

Электронное управление дроссельной заслонкой позволяет ECM (Engine Control Module) регулировать крутящий момент, подстраивая режим работы двигателя под условия движения. Благодаря этому удается снизить расход топлива и количество вредных выбросов в атмосферу. Давайте рассмотрим, как работает электронная дроссельная заслонка, устройство и принцип работы элементов управления.

Компоненты системы

  • Блок управления двигателем (ECM). Определяет по входным сигналам от датчиков положения педали акселератора запрашиваемую водителем мощность двигателя. В соответствии с вычислениями и учетом других параметров управления ДВС (к примеру, требования тормозной системы, АКПП) блок управляет электродвигателем модуля дроссельной заслонки (ДЗ). Основой ECM являются функциональный вычислительный и контрольный вычислительный модули.
  • Модуль педали газа с основным и резервным датчиком положения.
  • Датчик выжима педали сцепления.
  • Датчик нажатия педали тормоза.
  • Дроссельная заслонка с электродвигателем и датчиками положения.
Принцип работы электронной педали газа

До появления электронной педали акселератора нажатие на педаль через систему тяг и тросов приводило к повороту оси ДЗ. Следующим этапом развития инжекторных двигателяей стало отслеживание угла открытия ДЗ с помощью резистивных датчиков положения. В работу двигателя электроника вмешивается только в режиме холостого хода и при активации круиз-контроля.

В системе с электронным перемещением ДЗ механическая связь между заслонкой и педалью отсутствует. Угол нажатия педали отслеживается с помощью датчиков двух типов:

  • контактные измерители. Построены на основе потенциометра со скользящим контактом. Перемещение ползунка по резистивной дорожке ведет к изменению сопротивления в цепи. ЭБУ посылает на датчик опорное напряжение в 5 В. Изменение сопротивления ведет к падению или возрастанию напряжения на сигнальном проводе.

  • Бесконтактные датчики. На корпусе неподвижно закреплены два датчика (Hall IC). На вращающейся оси закреплены магниты. Смещение магнитов ведет к изменению интенсивности магнитного поля, что влияет на выходное напряжение датчика Холла.

Внутри корпуса педального узла всегда размещена пара потенциометров, следовательно, две выходные системы – основная и резервная. При нажатии на педаль меняются оба выходных напряжения. По соотношению уровней сигналов ЭБУ мониторит исправность датчиков. На графике ниже указаны уровни сигналов, используемые на автомобилях Mitsubishi с системой впрыска MPI. Уровни напряжения основного и резервного датчика отличаются в два раза.

На некоторых системах низкий уровень сигнала на резервном датчике будет соответствовать высокому уровню на основном. Соответственно, если на одном измерителе напряжение при нажатии педали падает, то на втором оно должно пропорционально возрасти.

Дроссельная заслонка с электронным управлением

Модуль дроссельного узла состоит из корпуса, дроссельной заслонки, датчиков положения и электродвигателя постоянного тока. Как и в электронной педали газа, для отслеживания положения ДЗ используется пара контактных либо бесконтактных датчиков на эффекте Холла.

Вращение от статора электродвигателя на ось ДЗ передается через пластиковые шестерни. На корпусе имеется механический ограничитель хода, упираясь в который дроссельная заслонка полностью закрывается. В штатном режиме заслонка полностью никогда не закрыта во избежание закусывания ее в корпусе при нагреве. Ограничитель необходим для адаптации ДЗ, в процессе которой ЭБУ запоминает крайнее положение заслонки в открытом и закрытом состоянии. В штатном режиме заслонка останавливается не доходя до нижнего механического ограничителя.

Функция самодиагностики

В случае отсутствия сигнала с датчиков положения ДЗ заслонка перемещается в аварийное положение, при котором двигатель работает только в режиме повышенного холостого хода (порядка 1500 об./мин). На приборной панели при этом может загореться Check Engine или контрольная лампа EPC.

В случае потери связи с датчиками либо любой аномалии в их показаниях в энергонезависимую память записывается соответствующий код неисправности. Считать ошибки можно через разъем OBD-II с помощью мультимарочного или специализированного сканера. В случае замены, ремонта, связанного с разборкой модуля ДЗ, или чистки узла, необходимо провести адаптацию дроссельной заслонки.

Управление холостым ходом

В системе с электронно-управляемой дроссельной заслонкой отсутствует регулятор холостого хода (РХХ). Его функцию на себя берет электродвигатель ДЗ. Поворачивая заслонку на определенный уровень, ЭБУ дозирует воздух для поддержания оборотов холостого хода. Повышенные обороты холостого хода при прогреве, а также возросшая на двигатель нагрузка (включение кондиционера, фар и прочих мощных потребителей) также компенсируется открытием заслонки.

Базовая частота холостого хода рассчитывается из базовой матрицы с использованием сигнала датчика температуры ОЖ.

Неисправности
  • Загрязнение ДЗ
  • Неисправность контактных датчиков положения. Из-за постоянного движения ползунка в местах контакта с дорожкой на резистивном слое появляются протиры. Характерно, что симптомы неисправности начинают проявлять себя в зоне частичной нагрузки. Также плохой контакт возможен из-за ослабления нажима ползунка, образования на резистивной дорожке отложений. Бесконтактные датчики на эффекте Холла такой особенности не имеют и выходят из строя намного реже.
  • Обламывание, слизывание зубов на пластиковых шестернях. Происходит при долгой эксплуатации авто с грязной дроссельной заслонкой, когда для ее перемещения электродвигателю приходится прилагать большее усилие.
  • Подсос воздуха в месте фиксации оси заслонки в корпусе модуля.
  • Износ щеток, коллектора электродвигателя.

Также не стоит забывать о стандартных проблемах с электропроводкой, окислах в разъемах питания.

Что такое дроссельная заслонка в автомобиле? Принцип работы

Чтобы обеспечивать бесперебойную работу автомобиля, его двигатель должен постоянно подпитываться нужным количеством кислорода. Важно понимать, что при разной мощности и скорости требуется различное количество топлива и воздуха. Именно за регулирование этого вопроса отвечает дроссельная заслонка. По своей природе это клапан, через который осуществляется подача воздуха.

Что представляет и где находится заслонка

Располагается дроссельный механизм между коллектором впуска и воздушным фильтром. Найти его достаточно просто – нужно проследить за креплением воздушного фильтра под капотом и он выведет вас к дросселю.

Принцип работы дроссельной заслонки

Общий принцип работы дроссельной заслонки можно описать следующим образом. При надавливании на педаль акселератора заслонка отходит от своего обычного положения, и образуются небольшие щели, через которые воздух попадает в двигатель, где, смешиваясь с бензином, образует топливную смесь. Больше щель – больше воздуха, больше топлива для работы машины.

Дроссель может быть:

  • механическим;
  • электрическим.

Механическая дроссельная заслонка

Принцип работы механической заслонки сводится к креплению ее тросиком к педали акселератора. В этом случае, чем сильнее водитель нажимает на педаль газа, тем больше воздуха и топлива попадает в двигатель, что обеспечивает увеличение мощности его работы. Такой принцип работы характерен для бюджетных автомобилей. Он простой в обслуживании, эксплуатации, а также надежен и долговечен.

При этом элементы дроссельной заслонки с механическим приводом объединяются в отдельный блок, состоящий из таких элементов:

  • корпуса;
  • системы датчиков;
  • регулятора холостого хода;
  • собственно заслонка, соединенная тросиком с педалью акселератора.

Электрическая дроссельная заслонка

Система заслонки с электрической заслонкой несколько отличается от своего механического собрата. Устанавливаются они на современных типах автомобилей. Главной особенность является возможность электронного управления уровнем подачи воздуха и топлива, путем считывания сведений с определенных датчиков, отвечающих за контроль каждого элемента дросселя. Здесь нет прямой механической связи между акселератором (педаль газа) и дроссельной заслонкой.

Важно понимать, что электрический дроссель имеет многочисленные преимущества перед механическим. Прежде всего, это возможность экономного расхода топлива, обеспечение оптимальных экологических характеристик, высокий уровень безопасности при движении транспортного средства.

Достигается это использованием электронной системы управления, которая в буквальном смысле просчитывает возможные варианты и выбирает лучшие решения. Нужно понимать, что в этом случае каждое действие контролируется системой датчиков, передающих сигналы в общий блок управления.

Дополнительно следует отметить, что система управления получает информацию и с других узлов автомобиля. Таких как: тормозная система, коробка передач, климатической установки, системы контроля климата и других. В дальнейшем на основании полученной информации «вырабатывается» правильное решение, позволяющее гарантировать комфортный уровень езды и высокую безопасность водителя и пассажиров.

Возможные проблемы дросселя

Нужно учитывать, что наличие большого количества соединительных элементов рано или поздно может оказаться причиной различного рода поломок, либо же способствовать «зависанию» системы с последующим сбоев ее работы.

Если такое произошло, присутствует риск, что транспортное средство начнет немного «тупить», а именно:

  • появятся повышенные обороты при работе двигателя на холостом ходу;
  • будут проскальзывать плавающие обороты, когда двигатель будет работать;
  • во время перехода на нейтральную передачу возможны случаи остановки двигателя;
  • расход топлива станет большим нормальной нормы, и его трудно будет контролировать;
  • двигатель не будет работать на полную мощь;
  • срабатывают сигнализирующие датчики работы заслонки.

В зависимости от типа дроссельного привода (механический, электрический) исправить повреждение можно очисткой, либо же регулировкой. Для этого потребуется провести ряд небольших манипуляций, связанных с проверкой узла крепления заслонки.

Выполняется это путем последовательной разборки всего узла с дальнейшей его диагностикой (визуальным осмотром), очисткой, заменой (при необходимости) поврежденных, либо отработавших свой ресурс частей. Сборка конструкции осуществляется в обратном разбору порядке.

В случае же электрической системы, когда «руководством» всего процесса занимается общий блок управления, целесообразно обеспечивать диагностику в специальном центре, с использованием специализированного, электронно-компьютерного оборудования. Ведь в этом случае проблема может скрываться даже не в дроссельной заслонке, а многочисленных контролирующих ее работу датчиках.

Иногда неприятность находится даже вне системы подачи воздуха. Но, если ее не устранить, она попросту будет блокировать какие-либо действия со стороны дроссельной заслонки. Обычно такие датчики не подлежат ремонту, они меняются только на новые.

Нужно понимать, что неисправность всей топливной системы влечет за собой практически мгновенную остановку автомобиля. Поэтому, если присутствуют даже минимальные намеки на возможные неприятности, следует мгновенно на них реагировать, не скупиться на полную диагностику автомобиля и быстро устранять неполадки.

Поделитесь информацией с друзьями:


Работа электронного модуля дроссельного патрубка для систем управления двигателем Евро-3 и Евро-4

Устройство и принцип работы

С 1 января 2008 года весь российский автопром полностью перешел на производство автомобилей, соответствующих экологическим стандартам «Евро-3». Это потребовало от разработчиков модернизации системы управления двигателем внутреннего сгорания (ДВС) и, в частности, разработки новой системы управления дроссельным патрубком. В результате всем привычная педаль газа (акселератор), которая была связана механическим приводом с дроссельным патрубком, заменена на датчик определения положения педали газа, который размещен непосредственно в педали акселератора. А сигнал с датчика поступает и обрабатывается электронным дроссельным модулем.

В статье [1] затронуты вопросы по работе электронного привода акселератора современных автомобилей. В качестве примера приведен электронный привод дроссельной заслонки автомобилей AUDI.

В этом материале так же будет рассмотрена электронная система управления дроссельным патрубком двигателей «ЗМЗ 40524/ 40904», выполненных под нормы ЕВРО-3 [2], которыми комплектуются автомобили Горьковского и Ульяновского автозаводов.

Для решения данной задачи был применен современный электронный блок управления (ЭБУ) отечественного производства «МИКАС 11ЕТ» или импортный аналог фирмы BOSCH.

Модуль управления дроссельного патрубка для норм токсичности «Евро-3»

На рис. 1 показана блок-схема управления работой модуля дроссельного патрубка для систем управления двигателем «Евро-3».

Рис. 1. Блок-схема управления работой модуля дроссельного патрубка для систем управления двигателем «Евро-3»

В нем используется резистивный датчик педали акселератора, который состоит из двух потенциометров, механически связанных с педалью газа.

Общий вид конструкции электронного акселератора, установленного на автомобиле УАЗ — 3163 «Патриот», показан на рис. 2, а фрагмент принципиальной электрической схемы подключения модулей электронного акселератора и дроссельного патрубка к ЭБУ — на рис. 3.

Рис. 2. Внешний вид электронного акселератора НАЗ-3163 «Патриот»

 

Рис. 3. Фрагмент схемы подключения модулей электронного акселератора и дроссельного патрубка к ЭБУ

В данных автомобилях используются дроссельные патрубки фирм BOSCH/SIEMENS с диаметром проходного канала 60 мм.

При запуске двигателя ЭБУ считывает и обрабатывает сигналы от датчиков, установленных на двигателе и других узлах автомобиля.

При этом реализуется управление дроссельной заслонкой, которая регулирует подачу воздушной смеси в цилиндры ДВС во всех его режимах.

Из конструкции дроссельного патрубка исключен канал регулятора холостого хода, так во время работы ДВС на холостом ходу ЭБУ выставляет приоткрытое положение дроссельной заслонки, обеспечивая тем самым необходимый расход воздуха в данном режиме. Также система управления обеспечивает работу автомобиля при включении дополнительных нагрузок — гидроусилителя руля, системы АBS, кондиционера и т.д.

Модуль дроссельного патрубка конструктивно состоит из корпуса, выполненного из композитного материала, заслонки, связанной механически с помощью 2-ступенчатого редуктора с возвратной пружиной и электродвигателя. В состав модуля так же входит датчик положения дроссельной заслонки магниторезистивного типа.

На рис. 4 показана конструкция дроссельного патрубка, а на рис. 5 — расположение модуля на автомобиле УАЗ «Патриот».

Рис. 4. Конструкция дроссельного патрубка автомобиля УАЗ «Патриот»

Рис. 5. Рассположение модуля дроссельного патрубка на автомобиле УАЗ «Патриот»

В отличие дроссельного патрубка с механическим приводом, в конструкции модуля дроссельного патрубка отсутствуют штуцеры подвода и отвода охлаждающей жидкости. Данное решение связано с отсутствием «прилипания» дроссельной заслонки с корпусом патрубка в условиях низких температур.

Исправность системы управления патрубком дроссельной заслонки индицирует лампа, расположенная на щитке приборов.

Так, при нормальной работе всех систем автомобиля, оснащенного ЭБУ «МИКАС 11ЕТ» или его аналога, индикаторная лампа включается после включения замка зажигания. После того, как система самодиагностики не обнаружила неисправностей, лампа через некоторое время гаснет. Во время возникновения неисправности лампа горит постоянно.

В таблице приведены коды ошибок, вызванные неисправностями рассматриваемой системы при движении автомобиля на прогретом двигателе.

Коды ошибок системы самодиагностики при неисправностях системы управления патрубком дроссельной заслонки

Код

ошибки

Реакция

лампы

Неисправность

Определение источника неисправности

Р2112

вкл

Двигатель не развивает необходимую мощность

Проверить работу дроссельной заслонки, разницу между текущим положением заслонки и места установки заслонки ЭБУ

Р1632

Двигатель не развивает необходимую мощность, ограничение вращения коленчатого вала

Проверить работу дроссельной заслонки, возвратной пружины

Р2127

вкл

Двигатель не развивает необходимую мощность

Проверить работу датчиков педали газа

Р0122

вкл

Двигатель иногда не развивает мощность

Проверить работу дроссельного патрубка, датчиков положения дроссельной заслонки

Модуль управления дроссельного патрубка для норм токсичности «Евро-4»

Внешне конструкция электронного дроссельного патрубка для норм токсичности «Евро-4» ничем не отличается от конструкции модуля для «Евро-3». Изменения претерпели электронная часть, кроме того, приводной электродвигатель постоянного тока заменен на шаговый двигатель. Также датчик положения педали газа резистивного типа заменен на датчик индуктивного типа.

Конструкция этого датчика состоит из печатной платы, на которой расположены обмотки возбуждения электронного модуля управления и ротора. Ротор датчика выполнен в виде короткозамкнутого штампованного контура из нержавеющей стали, закрепленного на подвижной части.

На рис. 6 показано устройство датчика, построенного на основе индуктивного измерения углового положения, а на рис. 7 — конструкция педали акселератора и датчика положения.

Рис. 6. Устройство индуктивного датчика

Рис. 7. Конструкция педали акселератора и датчика положения

Применение в конструкции дроссельного патрубка шагового двигателя позволило оптимизировать управление ДВС за счет более точного контроля дроссельной заслонкой на разных режимах, тем самым реализовано значительное снижение количества вредных выбросов в выхлопных газах, а также обеспечивается экономия топлива.

Конструкция шагового двигателя во многом схожа с устройством шагового двигателя регулятора холостого хода (РХХ), описанного в [3].

В состав дроссельного патрубка, входит микропроцессорная система управления и считывания сигналов с датчиков.

Обмен информацией между микропроцессорными модулями дроссельного патрубка, педали акселератора, ЭБУ и другими электронными системами автомобиля происходит посредством CAN-шины [4].

На рис. 8 показана структурная схема электронного патрубка дроссельной заслонки для норм токсичности «Евро-4».

Рис. 8. Структурная схема электронного патрубка дроссельной заслонки («Евро-4»)

Необходимо отметить, что в модернизированном модуле применена система автоматической защиты от нагрузки на ДВС во время переключения скорости (механическая КПП) — синхронизации работы двигателя и АКПП. В данном режиме ЭБУ выполняет оптимальный расчет положения дроссельной заслонки.

Кроме того, ведутся разработки по объединению в одном корпусе дроссельного патрубка нескольких датчиков (абсолютного давления и температуры воздуха), которые подключены к одному микроконтроллеру управления и связаны через CAN-шину с центральным ЭБУ Тем самым, разрабатывается концепция работы интегрированного узла дроссельного патрубка ЭСУД.

Литература

1. Д. Соснин, М. Митин. «Электронный привод акселератора современного автомобиля». «Ремонт & Сервис», 2008, № 12.

2. Н. Пчелинцев. «Диагностика системы управления двигателем автомобилей ВАЗ-11183 «Лада Калина» и ВАЗ-2170 «Лада Приора». «Ремонт & Сервис», 2008, № 2, с. 43-48.

3. Н. Пчелинцев. «Устройство и ремонт электронных узлов системы зажигания инжекторных двигателей». «Ремонт & Сервис», 2008, № 6, с. 49-58.

4. Н. Пчелинцев. «CAN-шина в современных автомобилях». «Ремонт & Сервис», 2009, № 4, с. 57, 58.

Автор: Николай Пчелинцев (г. Тамбов)

Источник: Ремонт и сервис

Как работают электронные системы управления дроссельной заслонкой

Как и большинство сложных систем, электронные системы управления дроссельной заслонкой имеют ряд отказоустойчивых систем. Они предназначены для дублирования и резервного копирования, чтобы система оставалась работоспособной или обеспечивала безопасное завершение работы, если что-то пойдет не так.

Вообще говоря, при первых признаках проблемы большинство электронных регуляторов газа предназначены для закрытия дроссельной заслонки и возврата в режим холостого хода. Так, например, если блок управления двигателем обнаруживает проблему с датчиком, система переключается на холостой ход, предотвращая открытие дроссельной заслонки.

Аналогичным образом, в систему встроено несколько резервов. Например, только один датчик не используется для обнаружения входов драйвера или других факторов. Каждое положение датчика использует два датчика. Если датчик неисправен или два датчика в заданном положении сообщают разные показания, система закрывает дроссельную заслонку, оставляя двигатель на холостом ходу.

А как насчет внешних помех, вызывающих скачки напряжения или короткие замыкания? В большинстве систем используется интеллектуальный дроссельный двигатель. Двигатель дроссельной заслонки является последним привратником, через который должны пройти сигналы дроссельной заслонки, прежде чем дроссельная заслонка действительно начнет двигаться.Если двигатель дроссельной заслонки обнаруживает напряжение или сигналы, поступающие не от модуля управления двигателем, он предназначен для выключения двигателя. Если бы электромагнитные помехи были достаточно сильными, чтобы повлиять на электронное управление дроссельной заслонкой, система управления дроссельной заслонкой предназначена для отключения, а не выброса вперед.

Это не означает, что электронные системы управления дроссельной заслонкой работают без проблем; скорее, они были разработаны с рядом аварийных устройств, которые при правильной работе должны предотвращать неожиданные скачки и ускорение двигателя.

Тем не менее, в связи с новой осведомленностью потребителей о непреднамеренном ускорении и вопросами об электронном управлении дроссельной заслонкой, автопроизводители добавляют еще один отказоустойчивый механизм: блокировку тормозов. Эти системы, которые уже доступны на ряде автомобилей немецких производителей, позволяют водителю вмешиваться и блокировать систему дроссельной заслонки. Таким образом, если система каким-то образом не работает и дроссельная заслонка открывается сама по себе, нажатие на тормоза закроет ее.

Электронное управление дроссельной заслонкой — это всего лишь один из электронных компонентов под капотом.Узнайте о других, прочитав ссылки на следующей странице.

Как работает электронное управление дроссельной заслонкой

Новые автомобили сбивают с толку. Со всеми компьютерами, датчиками и гаджетами может показаться, что под капотом происходит какое-то волшебное колдовство. Мы здесь, чтобы показать вам, как работают современные автомобильные компьютерные системы управления. На прошлой неделе мы посмотрели карбюраторы. Сегодняшняя тема: электронное управление дроссельной заслонкой.

Раньше дроссельная заслонка автомобиля была прикреплена к педали акселератора с помощью стального троса Боудена.Сегодня эта механическая связь заменила собой электронное управление дроссельной заслонкой. Посмотрим, как это работает. Для многих из вас это обзор, но если мы хотим, чтобы новое поколение автолюбителей заботилось об автомобилях, не помешает объяснить, как они на самом деле работают.

ЭЛЕКТРОННОЕ УПРАВЛЕНИЕ ДРОССЕЛЬНОЙ ЗАСЛОНКОЙ: FLY BY WIRE

G / O Media может получить комиссию

Электронное управление дроссельной заслонкой (ETC) — это система «Fly by Wire» для автомобильной промышленности. В системах ETC электронный блок управления транспортного средства использует информацию от датчика положения дроссельной заслонки (TPS), датчика положения педали акселератора (датчик APP), датчиков скорости колес, датчика скорости автомобиля и множества других датчиков, чтобы определить, как регулировать положение дроссельной заслонки.

Давайте посмотрим на два основных датчика, которые составляют «Fly by Wire»: датчик положения педали акселератора и датчик положения дроссельной заслонки. Хотя многие думают об автомобильных датчиках как о маленьких черных пластиковых зажимах, в которых хранится всякая магия, то, что происходит внутри этих датчиков, довольно просто. Датчик положения педали акселератора и датчик положения дроссельной заслонки работают вместе, преобразуя вводимые пользователем данные в движение дроссельной заслонки. До недавнего времени в этих датчиках использовались потенциометры, которые работали как делители напряжения.Делители напряжения используют резистивный элемент и рычаг стеклоочистителя для «деления» входного напряжения (называемого опорным напряжением). Затем они отправляют это «разделенное» напряжение на компьютер, который использует его для регулировки положения дроссельной заслонки.

Изображение выше помогает проиллюстрировать основной принцип работы делителя напряжения. Резистивный элемент, также называемый углеродной дорожкой, в основном представляет собой кусок графита. Перемещение плеча через резистивный элемент эффективно изменяет сопротивление по обе стороны плеча (R1 и R2).При перемещении дворника по часовой стрелке R2 увеличивается, а R1 уменьшается, а при перемещении против часовой стрелки происходит обратное.

Покажем, как датчик APP работает как делитель напряжения. Когда вы нажимаете педаль газа, вы перемещаете рычаг стеклоочистителя ближе к концу опорного напряжения резистивного элемента (Vref). Как это влияет на выходное напряжение, отправляемое на ЭБУ? Представьте себе ток, текущий от плюса (Vref) к рычагу стеклоочистителя. Перемещая рычаг ближе к опорному напряжению, вы уменьшаете «величину сопротивления», через которую должен протекать ток, прежде чем он достигнет рычага стеклоочистителя.Это увеличивает выходное напряжение на ЭБУ. Точное соотношение между выходным напряжением, опорным напряжением и положением рычага стеклоочистителя можно записать в виде уравнения:

Вывести это уравнение просто. Он включает использование закона Ома (V = IR) и закона Кирхгофа по току или напряжению. Мы откажемся от этого вывода, поскольку ключом здесь является понимание концепции. ЭБУ подает опорное напряжение на датчик APP. Физическое движение педали перемещает стеклоочиститель через элемент сопротивления и изменяет выходное напряжение на ЭБУ.ЭБУ принимает этот сигнал и отправляет соответствующий сигнал приводу дроссельной заслонки, который перемещает дроссельную заслонку.

Датчик положения дроссельной заслонки работает аналогично. Стеклоочиститель потенциометра соединен со шпинделем дроссельной заслонки. Когда дроссельная заслонка открывается и закрывается, она изменяет выходное напряжение от 0 до опорного напряжения. Это выходное напряжение отправляется в ЭБУ. Таким образом, блок управления двигателем узнает положение дроссельной заслонки.

Проблема с датчиками на основе потенциометра заключается в том, что, поскольку рычаг стеклоочистителя и резистивный элемент трутся друг о друга, они со временем изнашиваются.Новые датчики положения педали акселератора и датчики положения дроссельной заслонки не имеют этой проблемы, поскольку они используют эффект Холла в качестве основного принципа работы. Эти датчики содержат преобразователи, которые преобразуют внешние магнитные поля в напряжение. Используя магниты, расположенные на педали и валу дроссельной заслонки в качестве контрольных точек, датчики на эффекте Холла выдают разное напряжение в зависимости от напряженности магнитного поля. Вместе с педалью или дроссельной заслонкой движется магнит. Это движение изменяет напряженность магнитного поля и, таким образом, изменяет выходное напряжение от датчика к ЭБУ.

Теперь давайте посмотрим, как взаимодействуют эти два датчика. Электронное управление дроссельной заслонкой — это система с замкнутым контуром. Дроссельная заслонка открывается на основании пользовательского ввода (который передается в ЭБУ через датчик педали акселератора) и регулируется на основе показаний датчика положения дроссельной заслонки (который измеряет положение шпинделя дроссельной заслонки).

Рассмотрим цикл обратной связи выше. Если вы внезапно нажмете на педаль акселератора, датчик положения педали акселератора подаст на ЭБУ «эталонный вход» — напряжение между 0 и Vref.Контрольный вход указывает, где вы действительно хотите видеть дроссельную заслонку. ЭБУ интерпретирует этот сигнал и активирует привод (двигатель), который открывает или закрывает дроссельную заслонку.

Измеренный выходной сигнал — это положение дроссельной заслонки после первоначального движения привода. Это положение передается в компьютер через выходное напряжение датчика положения дроссельной заслонки. Несоответствие между тем, где пользователь хочет установить дроссельную заслонку (как показывает датчик APP), и текущим положением дроссельной заслонки (как показано TPS) является «измеренной ошибкой».Компьютер считывает эту ошибку и посылает соответствующий новый сигнал на привод дроссельной заслонки, чтобы дроссельная заслонка оказалась там, где это нужно водителю. Новое положение считывается датчиком положения дроссельной заслонки, и процесс продолжается в цикле.

Основным преимуществом систем «Fly by Wire» является то, что они позволяют легко интегрировать такие системы, как адаптивный круиз-контроль, системы блокировки тормозов и электронный контроль устойчивости. Современные системы Fly by Wire включают в себя несколько датчиков TPS и APP и выдают код неисправности в случае расхождения между резервными датчиками.

Если вы хотите увидеть, как все это работает, посмотрите видео ниже. По иронии судьбы: это видео Тойоты об управлении дроссельной заслонкой.

Фотография предоставлена: kevint3141

Автор фотографии: Bruce Fingerhood

Принцип работы электронной системы управления дроссельной заслонкой

Принцип работы электронной дроссельной заслонки и тросовой дроссельной заслонки

С быстрым развитием автомобильной промышленности, уже в 1990-х годах, производители автомобилей в США, Германии, Японии и других автопроизводителях внедрили электронную систему управления дроссельной заслонкой.Электронная система управления акселератором в основном состоит из педали акселератора, датчика перемещения педали, ЭБУ, шины данных, серводвигателя и привода дроссельной заслонки.

В настоящее время электронные ускорители широко используются в более новых моделях. Так называемый электронный ускоритель — это бывший кабельный ускоритель. Традиционный трос акселератора напрямую соединяет педаль акселератора с дроссельной заслонкой тонким стальным тросом. Глубина педали акселератора напрямую соответствует размеру открытия и закрытия дроссельной заслонки.Электронный ускоритель не имеет кабеля. При установке потенциометра (переменное сопротивление) в педаль акселератор нажимается. Глубина дроссельной заслонки преобразуется в значение сопротивления сопротивления. Электронная система автомобиля косвенно определяет глубину нажатия педали акселератора, измеряя значение сопротивления. Наконец, ЭБУ приводит в действие шаговый двигатель для управления открытием дроссельной заслонки. Нетрудно найти, что характеристики троса дроссельной заслонки простая система, прямое управление, а открытие педали акселератора и дроссельной заслонки составляет 1: 1.Характеристики электронной дроссельной заслонки — это дроссельная заслонка. Педаль представляет собой только намерение водителя действовать, а окончательное управление дроссельной заслонкой передается ЭБУ.

Принцип работы мощного усилителя


(1) Ускорение открытия дроссельной заслонки для улучшения статической реакции
Ускорение мощного усилителя в основном достигается за счет улучшения чувствительности отклика дроссельной заслонки. Когда управляющий компьютер обнаруживает, что водитель намеревается ускориться, он заставляет дроссельную заслонку быстро открываться через сигнал цепи, так что чувствительность отклика дроссельной заслонки улучшается.

(2) Компенсация ускорения сигнала дроссельной заслонки и улучшение динамической характеристики
Когда акселератор нажимает на педаль акселератора, мощный усилитель рассчитывает скорость изменения сигнала акселератора в соответствии с амплитудой и временем нажатия. Чем быстрее происходит изменение, тем сильнее требования к ускорению, и мощный усилитель увеличит скорость изменения, чтобы максимизировать динамический отклик ускорения транспортного средства.

(3) Предоставление ЭБУ ложного стиля вождения для регулировки параметров двигателя
ЭБУ современного двигателя, как правило, может самостоятельно адаптироваться к стилю вождения.Если водитель часто нажимает на акселератор (обычно известный как скорость тяги), ЭБУ будет постепенно думать, что стиль водителя имеет тенденцию быть жестоким, поэтому двигатель будет медленно регулировать дроссельную заслонку, систему впрыска топлива и т. Д., Чтобы получить наилучшую регулировку. параметры двигателя в этом стиле. После длительного использования мощного усилителя, даже при вождении в соответствии с предыдущим мягким стилем вождения, двигатель все равно будет получать интенсивные впечатления от вождения, что эквивалентно настройке параметров ECU.Со временем движок автоматически изменит свои параметры, чтобы адаптироваться к стилю.

Что такое задержка дроссельной заслонки / педали и как это исправить?

Новые автомобили сбивают с толку. Со всеми компьютерами, датчиками и гаджетами может показаться, что под капотом происходит какое-то волшебное колдовство. Итак, пора развеять мифы и объяснить, как работают современные автомобильные компьютерные системы управления.

Раньше дроссельная заслонка автомобиля была прикреплена к педали акселератора с помощью стального троса дроссельной заслонки.Сегодня эта механическая связь была заменена Audi 5000 на электронное управление дроссельной заслонкой (fly-by-wire, также известное как drive-by-wire). Электропроводная система отнюдь не является новой концепцией, поскольку она была представлена ​​BMW в их 7-й серии еще в 1988 году. Система, которую использует BMW, называется EML (немецкий термин для электронного управления дроссельной заслонкой). Теперь эта система нашла свое применение и в других транспортных средствах с более скромными маршрутами, и ее можно найти на базовых моделях. Исторически сложилось так, что всегда существовала механическая связь между педалью акселератора и дроссельной заслонкой, будь то трос или стержни и рычаги.Сейчас они заменены сложными электронными модулями управления, датчиками и исполнительными механизмами (потенциометрами). Эта система также называется «Fly-by-Wire».

Существует несколько причин, по которым электронное срабатывание дроссельной заслонки предпочтительнее обычного троса дроссельной заслонки:

— Бортовые электронные системы транспортного средства способны контролировать всю работу двигателя, за исключением количества поступающего воздуха.

-Использование дроссельной заслонки гарантирует, что двигатель получает только правильную величину открытия дроссельной заслонки для любой ситуации

-Оптимизация подачи воздуха также гарантирует, что вредные выбросы выхлопных газов сведены к абсолютному минимуму и сохранятся ходовые качества независимо от обстоятельств.Сочетание электронного управления дроссельной заслонкой с адаптивным круиз-контролем, контролем тяги, контролем скорости холостого хода и системой контроля устойчивости автомобиля также означает более точное управление.

Использование такой системы имеет преимущества перед традиционной кабельной версией по:

-Устранение механического элемента троса дроссельной заслонки и его замена на быстро реагирующую электронику снижает количество движущихся частей (и связанный с этим износ) и, следовательно, требует минимальной регулировки и обслуживания.

-Более высокая точность данных улучшает управляемость автомобиля, что, в свою очередь, обеспечивает лучшую реакцию и экономичность.

-Электронное управление дроссельной заслонкой (ETC) — это система «Fly by Wire» в автомобильной промышленности. В системах ETC электронный блок управления транспортного средства использует информацию от датчика положения дроссельной заслонки (TPS), датчика положения педали акселератора (датчик APP), датчиков скорости колес, датчика скорости автомобиля и множества других датчиков, чтобы определить, как регулировать положение дроссельной заслонки.

Давайте посмотрим на два основных датчика, которые составляют «Fly by Wire»: датчик положения педали акселератора и датчик положения дроссельной заслонки. Хотя многие думают об автомобильных датчиках как о маленьких черных пластиковых зажимах, в которых хранится всякая магия, то, что происходит внутри этих датчиков, довольно просто. Датчик положения педали акселератора и датчик положения дроссельной заслонки работают вместе, преобразуя вводимые пользователем данные в движение дроссельной заслонки. До недавнего времени в этих датчиках использовались потенциометры, которые работали как делители напряжения.Делители напряжения используют резистивный элемент и рычаг стеклоочистителя для «деления» входного напряжения (называемого опорным напряжением). Затем они отправляют это «разделенное» напряжение на компьютер, который использует его для регулировки положения дроссельной заслонки.

Изображение выше помогает проиллюстрировать основной принцип работы делителя напряжения. Резистивный элемент, также называемый углеродной дорожкой, в основном представляет собой кусок графита. Перемещение плеча через резистивный элемент эффективно изменяет сопротивление по обе стороны плеча (R1 и R2).При перемещении дворника по часовой стрелке R2 увеличивается, а R1 уменьшается, а при перемещении против часовой стрелки происходит обратное.

Покажем, как датчик APP работает как делитель напряжения. Когда вы нажимаете педаль газа, вы перемещаете рычаг стеклоочистителя ближе к концу опорного напряжения резистивного элемента (Vref). Как это влияет на выходное напряжение, отправляемое на ЭБУ? Представьте себе ток, текущий от плюса (Vref) к рычагу стеклоочистителя. Перемещая рычаг ближе к опорному напряжению, вы уменьшаете «величину сопротивления», через которую должен протекать ток, прежде чем он достигнет рычага стеклоочистителя.Это увеличивает выходное напряжение на ЭБУ. Точное соотношение между выходным напряжением, опорным напряжением и положением рычага стеклоочистителя можно записать в виде уравнения:

Вывести это уравнение просто. Он включает использование закона Ома (V = IR) и закона Кирхгофа по току или напряжению. Мы откажемся от этого вывода, поскольку ключом здесь является понимание концепции. ЭБУ подает опорное напряжение на датчик APP. Физическое движение педали перемещает стеклоочиститель через элемент сопротивления и изменяет выходное напряжение на ЭБУ.ЭБУ принимает этот сигнал и отправляет соответствующий сигнал приводу дроссельной заслонки, который перемещает дроссельную заслонку.

Датчик положения дроссельной заслонки работает аналогично. Стеклоочиститель потенциометра соединен со шпинделем дроссельной заслонки. Когда дроссельная заслонка открывается и закрывается, она изменяет выходное напряжение от 0 до опорного напряжения. Это выходное напряжение отправляется в ЭБУ. Таким образом, блок управления двигателем узнает положение дроссельной заслонки.

Проблема с датчиками на основе потенциометра заключается в том, что, поскольку рычаг стеклоочистителя и резистивный элемент трутся друг о друга, они в конечном итоге изнашиваются.Новые датчики положения педали акселератора и датчики положения дроссельной заслонки не имеют этой проблемы, поскольку они используют эффект Холла в качестве основного принципа работы. Эти датчики содержат преобразователи, которые преобразуют внешние магнитные поля в напряжение. Используя магниты, расположенные на педали и валу дроссельной заслонки в качестве контрольных точек, датчики на эффекте Холла выдают разное напряжение в зависимости от напряженности магнитного поля. Вместе с педалью или дроссельной заслонкой движется магнит. Это движение изменяет напряженность магнитного поля и, таким образом, изменяет выходное напряжение от датчика к ЭБУ.

Теперь давайте посмотрим, как взаимодействуют эти два датчика. Электронное управление дроссельной заслонкой — это система с замкнутым контуром. Дроссельная заслонка открывается на основании пользовательского ввода (который передается в ЭБУ через датчик педали акселератора) и регулируется на основе показаний датчика положения дроссельной заслонки (который измеряет положение шпинделя дроссельной заслонки).

Рассмотрим цикл обратной связи выше. Если вы внезапно нажмете на педаль акселератора, датчик положения педали акселератора подаст на ЭБУ «эталонный вход» — напряжение между 0 и Vref.Контрольный вход указывает, где вы действительно хотите видеть дроссельную заслонку. ЭБУ интерпретирует этот сигнал и активирует привод (двигатель), который открывает или закрывает дроссельную заслонку.

Измеренный выходной сигнал — это положение дроссельной заслонки после первоначального движения привода. Это положение передается в компьютер через выходное напряжение датчика положения дроссельной заслонки. Несоответствие между тем, где пользователь хочет установить дроссельную заслонку (как показывает датчик APP), и текущим положением дроссельной заслонки (как показано TPS) является «измеренной ошибкой».Компьютер считывает эту ошибку и посылает соответствующий новый сигнал на привод дроссельной заслонки, чтобы дроссельная заслонка оказалась там, где это нужно водителю. Новое положение считывается датчиком положения дроссельной заслонки, и процесс продолжается в цикле.

Основным преимуществом систем «Fly by Wire» является то, что они позволяют легко интегрировать такие системы, как адаптивный круиз-контроль, системы блокировки тормозов и электронный контроль устойчивости. Современные системы Fly by Wire включают в себя несколько датчиков TPS и APP и выдают код неисправности в случае расхождения между резервными датчиками.

Вот и все. Электропроводные системы в целом. Но я знаю, о чем ты думаешь; да, это было полезно и все такое, но что за задержка дроссельной заслонки и как, черт возьми, ее исправить?

Что ж, это простая часть. Чтобы исправить отставание дроссельной заслонки, просто купите контроллер дроссельной заслонки Windbooster. Проблема решена …….

Хорошо, хорошо, я объясню и задержку дроссельной заслонки, поехали; Как и в большинстве электронных систем управления, в системы с электроприводом встроено резервирование.Вместо одного датчика нагрузки на педали их два. То же самое и с датчиком обратной связи на корпусе дроссельной заслонки. Это сделано для того, чтобы избежать потери контроля в случае неудачи. Сложный характер этой системы с ее разнообразными потенциометрами, компьютерами, датчиками и системами управления приводит к заметной задержке при первом нажатии на педаль, известной как задержка газа или мертвая зона. Независимо от того, насколько сильно или быстро вы нажимаете на ускоритель, эту задержку невозможно преодолеть, это внутренняя электрическая задержка, которую физический ввод не может преодолеть.

Здесь на помощь приходит контроллер дроссельной заслонки Windbooster.

Контроллер дроссельной заслонки WINDBOOSTER изменяет сигнал напряжения от узла педали привода по проводам, чтобы позволить вам настроить реакцию педали акселератора и значительно уменьшить мертвую зону с момента первоначального нажатия педали, обычно называемого задержкой газа. WINDBOOSTER предоставляет новые ориентиры для отображения дроссельной заслонки автомобиля. Он по-прежнему работает в стандартных параметрах; однако он вводит гораздо более резкую кривую дроссельной заслонки.Это также приводит к более раннему открытию дроссельной заслонки при ходу педали, подаче бензина и воздуха в двигатель раньше в такт дроссельной заслонки, таким образом улучшая реакцию дроссельной заслонки и ускорение.

Настоящее преимущество Windbooster заключается в том, что он дает вам полный контроль над откликом дроссельной заслонки вашего двигателя. Если ваш двигатель слишком отзывчивый, вы можете снизить его отклик до уровня, который соответствует вашему стилю вождения. Вы также можете изменять настройки и режимы Windboosters на лету, поэтому, если вы едете по автостраде и вам нужно кого-то обогнать, проверните Windbooster на несколько уровней, чтобы улучшить реакцию дроссельной заслонки, или если вы буксируете прицеп / караван, вы можете увеличьте настройки дроссельной заслонки, чтобы учесть дополнительный вес.Однако не верьте нам на слово, каждый Windbooster поставляется с 30-дневной гарантией возврата денег, так что вы можете попробовать Windbooster и убедиться в его эффективности.

Что такое контроллер дроссельной заслонки — контроллер дроссельной заслонки Windbooster

Предисловие

В этой статье подробно рассказывается о контроллере дроссельной заслонки: «что такое контроллер дроссельной заслонки» и принцип работы «как работает контроллер дроссельной заслонки?» «Функция дроссельной заслонки». Стремитесь помочь вам лучше понять электронный контроллер дроссельной заслонки.

Что такое контроллер дроссельной заслонки

В наше время, когда технологии захватывают все возможные отрасли, для них не будет шоком занять значительную долю автомобильной промышленности. Сегодняшние автомобили хотят быть самыми быстрыми. Они постоянно развиваются благодаря всем технологическим достижениям. Одним из таких достижений является электронный контроллер дроссельной заслонки . Это более широко известно как проводное управление.

Контроллер электронного газа соединяет педаль акселератора с имеющейся дроссельной заслонкой. Он заменяет спешку механической связи, которая присутствует в автомобиле. Это закрепляет автомобиль и помогает человеку легче управлять автомобилем. Однако у этого электронного контроллера дроссельной заслонки есть некоторые ограничения.

Имеет ограничения

Электронный контроллер дроссельной заслонки принимает на себя управление электронным сигналом, который должен быть отдан инструкциям.Это делается путем определения глубины нажатия педали акселератора. Это также делается путем понимания двигателя, чтобы обеспечить подходящую мощность. Однако во время этого процесса происходит задержка сигнала электронной дроссельной заслонки. Это препятствует регулярному ускорению транспортных средств при определенных обстоятельствах. Эти обстоятельства включают подъем в гору, крутой склон и т. Д.

Ускоряющая сила контроллера электронного газа

Автолюбитель всегда будет ценить автомобиль, который понимает потребность в скорости, а также острые ощущения, которые испытывает каждый, когда доводит свой автомобиль до новых пределов.Однако, как упоминалось ранее, электронный контроллер дроссельной заслонки замедляет работу обычного акселератора, поэтому необходимо знать, как исправить эти ошибки, которые могут повлиять на весь опыт вождения человека.

Чтобы решить эту конкретную проблему, компании придумали новую систему, которая была разработана для преодоления ограничений заводских настроек электронного управления дроссельной заслонкой. Это сделано для того, чтобы исключить задержки по времени. Это означает, что контроллер дроссельной заслонки устранит кабели между педалями газа и корпусами дроссельной заслонки.

Как работает контроллер дроссельной заслонки

Контроллер дроссельной заслонки — это в основном устройство, которое отвечает за улавливание сигнала между педалью акселератора и системой управления двигателем. Он также известен как усилитель дроссельной заслонки . Это делается на ходу при помощи дроссельной заслонки. Он принимает сигнал от педали и передает измененный сигнал системе управления двигателем. Это помогает автомобилю двигаться быстрее, двигатель предположительно реагирует быстрее, обеспечивает лучшую производительность автомобиля и помогает показать реальный и истинный потенциал автомобиля.Это также помогает устранить фактор задержки газа.

Дроссельная заслонка Fly-by-Wire

Как только эта система была открыта, каждый день появляются новые типы устройств, чтобы преодолеть недостатки прошлых продуктов, существующих на рынке. Одним из таких примеров является контроллер дроссельной заслонки , . Большинство традиционных ускорителей и современных транспортных средств чувствуют необходимость использовать технологию дроссельной заслонки «по проводам».Эта система обычно зависит от датчика, который измеряет положение педали. Это то, что посылает сигнал в компьютер двигателя автомобиля, который преобразует все это в ускорение. Многие из этих проводных систем имеют заметную задержку по времени, что является для них серьезным недостатком. Здесь в игру вступает контроллер дроссельной заслонки. Это позволяет человеку настраивать сигнал от педали акселератора. Это делается с помощью нескольких встроенных настроек, чтобы убедиться, что каждый найдет настройку, которая соответствует стилю вождения конкретного человека.

Повышение скорости автомобиля

Таким образом, регулятор дроссельной заслонки уникален в своем роде. Усилитель реакции дроссельной заслонки или усилитель реакции дроссельной заслонки также взял на себя большую ответственность за повышение скорости автомобилей. У него есть потенциал для передачи энергии человека на ускоритель. Он устраняет любые задержки или колебания и полностью берет на себя электронный модуль управления. Это заставляет педаль акселератора управлять, реагировать и ускоряться быстрее.Он известен тем, что меняет способ вождения автомобиля. Это не вызывает колебаний или нежелательного «запаздывания педали».

Великие инновации

С усилителем отклика дроссельной заслонки требуется около мили-секунды, чтобы нажать педаль газа для перехода от холостого хода к полностью открытой дроссельной заслонке. Это не просто начало. Благодаря усилителю отклика дроссельной заслонки человек, управляющий автомобилем, чувствует себя более мощным. Ускоритель в диапазоне низких и средних оборотов, когда большинство автомобилей проводят время на улицах.Таким образом, электронный усилитель дроссельной заслонки играет важную роль в повышении скорости любого автомобиля. Контроллер жестов, контроллер приложения Bluetooth — это также некоторые нововведения, появившиеся в современном мире, которые помогают улучшить качество вождения и гонок.

Моделирование, идентификация и схемы управления на основе моделей

R. N. K. LOH ET AL. 599

проводная технология.

ССЫЛКИ

[1] Х. Стрейб и Г. Бишоф, «Электронное управление дроссельной заслонкой

(ETC): экономичная система для снижения выбросов,

экономии топлива и управляемости», SAE No.960338, 1996.

[2] W. Huber, B. Lieberoth-Leden, W. Maisch и A. Rep-

pich, «Электронное управление дроссельной заслонкой», Automotive Engineering,

neering, Vol. 99, No. 6, 1991, pp. 15-18.

[3] Т. Коватари, Т. Усуи и С. Токумото, «Оптимизация привода с электронным управлением дроссельной заслонкой

для бензиновых двигателей

с прямым впрыском», SAE Paper No. 1999-01-0542 ,

1999.

[4] К. Росси, А. Тилли и А. Тониелли, «Надежное управление корпусом дроссельной заслонки

для проводного управления автомобильными двигателями», IEEE Transactions on Control Systems

Технологии, Том.8, No. 6, 2000, pp. 993-1002.

doi: 10.1109 / 87.880604

[5] RNK Loh, T. Pornthanomwong, JS Pyko, A. Lee

и MN Karsiti, «Моделирование, идентификация параметров,

и система управления электронной дроссельной заслонкой (ETC). —

tem », Труды Международной конференции 2007 г. по

Intelligent and Advanced Syst

pp. 1029-1035. DOI: 10.1109 / I

EMS, Vol. 1, Малайзия, 2007,

CIAS.2007.4658541

[6] C.К. де Вит, И. Колмановский и Дж. Сан, «Адаптивное импульсное управление электронной дроссельной заслонкой

», Протоколы

American Control Conference, Вирджиния, 2001, стр. 2872-

2877.

[7] A Контрерас, И. Кирос и К. С. де Вит, «Дальнейшие результаты повторной проверки

по моделированию и идентификации электронного корпуса дроссельной заслонки

», Труды 10-й Средиземноморской конференции

по управлению и автоматизации, Лиссабон, 2002 г.

[ 8] Дж. Деур, Д.Павкович, Н. Перич, М. Янш и Д. Хроват,

«Стратегия электронного управления дроссельной заслонкой, включая компенсацию трения и эффектов вялости Com-

», IEEE

Transactions on Industry Applications, Vol. 40, No. 3,

2004, pp. 821-833. doi: 10.1109 / TIA.2004.827441

[9] Дж. Деур, Д. Павкович, М. Янш и Н. Перич, «Автоматическая настройка стратегии электронного управления дроссельной заслонкой

»,

ceedings 11-й Средиземноморской конференции по контролю

и Automatio 03.

ode Control of

g, «Модельно-ориентированный анализ и настройка Elec-

e Control

для Международной конференции по интеллектуальным системам

(ICIS2005), Кала-Лумпур,

декабря

2005.

[14 ] А. Китахара, А. Сато, М. Хосино, Н. Курихара и С.

Шин, «Электронное управление дроссельной заслонкой на основе LQG с двухступенчатой ​​структурой

», Труды 35-й конференции

по принятию решений и контролю. , Kobe, 11-13 De-

cember 1995, стр.1785-1788.

[15] М. Хорн и М. Райххартингер, «Скользящее управление второго порядка

для электронных дроссельных заслонок», Интернэшнл.

tional Workshop Variable Structure Systems 2008, Anta-

lya, 2008 С. 280-284. DOI: 10.1109 / VSS.2008.4570721

[16] У. Озгунер, С. Хонг и Я. Пан, «Дискретно-скользящее управление режимом

электронного дроссельного клапана», Труды

40-й конференции IEEE по вопросам принятия решений и управления , Or-

lando, 4-7 декабря 2001 г., стр.1819-1824 гг.

[17] М. Барич, И. Петрович и Н. Перич, «Нейронная сеть-

, управляющая электронным дросселем в скользящем режиме», En-

инженерные приложения искусственного интеллекта, Vol. 18,

2005, стр. 951-961. doi: 10.1016 / j.engappai.2005.03.008

[18] З. Сюй и П. Иоанну, «Адаптивное управление дроссельной заслонкой для отслеживания скорости

», Калифорнийский исследовательский документ PATH,

UCB-ITS-PRR-94- 09, April 1994.

[19] Д. Ким, Х.Пэн, С. Бай и Дж. М. Магуайр, «Контроль

электронных дросселей и автоматических

EE транзакций в системе управления

Pro

n (MED’03), Родос, 20

[10] М. Васак, Л. Младенович и Н. Перич, «Идентификация модели

кусочно-аффинного электронного дросселя

на основе кластеризации», Труды 31-й ежегодной конференции

IEEE Industrial Electronics Society, Vol. 1, Raleigh,

2005, стр. 177–182.

[11] К. Накано, У. Савут, К. Хигучи и Я. Окадзима,

«Моделирование и наблюдение на основе скользящих M

Электронные дроссельные системы

», транзакции ETCI по

Электротехника, электроника и Связь,

Vol. 4, No. 1, 2006, pp. 22-28.

[12] C. Ян

tronic Throttle Controllers, SAE Paper # 2004-01-0524,

2004.

[13] RNK Loh, S. Elashhab, MA Zohdy and A. Lee,

» Моделирование и проектирование автомобильной системы Throttl

, Proceedings o

Integrated Powertrain with

matic Transmission, IE

tems Technology, Vol.15, No. 3, 2007, pp. 474-482.

doi: 10.1109 / TCST.2007.894641

[20] Т. Аоно и Т. Коватари, «Алгоритм управления дроссельной заслонкой

для улучшения реакции двигателя на основе модели воздухозаборника

и модели реакции дроссельной заслонки», IEEE Transac —

тонов по промышленной электронике, т. 53, No. 3, 2006, pp.

915-921. doi: 10.1109 / TIE.2006.874263

[21] «Техническое руководство для клиентов: DV-E5 Throt-

tle Body for ETC Systems», Robert Bosch GmbH, 2000.

[22] Л. Люнг, «Идентификация системы: теория для пользователя»,

n,

ns on

Prentice Hall, Upper Saddle River, 1987.

[23] T. Soderstrom and P. Stoica , «Идентификация системы»,

Prentice Hall, Upper Saddle River, 1989.

[24] BC Kuo, «Automatic Control Systems», 8th Editio

Prentice Hall, Upper Saddle River, 2003.

[25] PS Шиаколас и Д. Пиябонгкарн, «Разработка

цифровой системы управления в реальном времени с аппаратным обеспечением —

в петлевом устройстве магнитной левитации для усиления —

управления обучением», IEEE Transactio

Education, Vol. .46, No. 1, 2003, pp. 79-87.

doi: 10.1109 / TE.2002.808268

[26] К.Х. Лоу, Х. Ван и М.Й. Ван, «Об усовершенствовании системы управления в реальном времени

с помощью xPC

Цель

: решение для управления роботизированной системой» , ”Proceed-

ings of the 2005 IEEE International Conference on

Automation Science and Engineering, Edmonton, 2005,

pp. 345-350.

[27] А. Исидори, «Нелинейные системы управления», Springer-Verlag,

Нью-Йорк, 1995.DOI: 10.1007 / 978-1-84628-615-5

[28] HK Khalil, «Нелинейные системы», 3-е издание, Prentice

Hall, Upper Saddle River, 2002.

[29] H. Marquez, “ Нелинейные системы управления, анализ и

Copyright © 2013 SciRes. ENG

Принцип работы и типы датчика положения дроссельной заслонки

Датчик положения дроссельной заслонки также известен как датчик открытия дроссельной заслонки или переключатель дроссельной заслонки.Его основная функция — обнаруживать, что двигатель находится в состоянии холостого хода или в состоянии нагрузки. Это ускорение и сокращение. По сути, это переменный резистор и несколько переключателей, установленных на дроссельной заслонке

Каталог

I. Принцип работы датчика положения дроссельной заслонки

Принцип работы датчика положения дроссельной заслонки фактически скользящий варистор. Когда дроссельная заслонка нажата, сигнальная линия холостого хода отключается, скользящий варистор также следует за вращением, компьютер определяет значение напряжения, данные, полученные путем сравнения, анализа и контроля базовой вводимой величины.

Датчик положения дроссельной заслонки имеет два переменных сопротивления, отвечающих за обратную связь с системой.

Одно из электрических сопротивлений дроссельной заслонки линейно увеличивается, а значение сопротивления электрического дросселя электронного дросселя уменьшается. Результирующий сигнал напряжения (информация о положении дроссельной заслонки) передается в блок управления двигателем, чтобы отражать изменение открытия дроссельной заслонки и скорость открытия скорости открытия, и используется для обработки информации и управления дроссельной заслонкой, которая может возвращать информация о положении дроссельной заслонки.Блок управления формирует систему управления с обратной связью. Таким образом, когда блок управления передает команду двигателю регулировки. Электродвигатель может правильно повернуть дроссельную заслонку, чтобы повернуть дроссельную заслонку в соответствии с информационной обратной связью датчика. Два датчика предназначены для точного и резервного.

Датчик положения дроссельной заслонки входит в систему защиты от сбоев.

1) Когда поступает сообщение о датчике, используется сигнал другого датчика. Отклик на педаль акселератора не изменится, но будет слабость разгона, отключение круиз-системы.Горит индикатор неисправности EPC, сохраните код неисправности.

2) Когда два сигнала прерываются. Двигатель работает около 1500 об / мин. При нажатии на педаль акселератора без реакции горит индикатор неисправности EPC и сохраняется код неисправности.

Внимание! Датчик положения дроссельной заслонки, воздушный клапан холостого хода и корпус дроссельной заслонки являются интегрированными конструкциями. При выходе из строя датчика положения дроссельной заслонки или клапана управления холостым ходом. Необходимо заменить дроссельную заслонку.

Датчик положения дроссельной заслонки также известен как датчик открытия дроссельной заслонки или переключатель дроссельной заслонки.Его основная функция — обнаруживать, что двигатель находится в состоянии холостого хода или в состоянии нагрузки. Это ускорение и сокращение. По сути, это переменный резистор и несколько переключателей, установленных на дроссельной заслонке, есть два контакта: полностью открытые контакты и холостые контакты. Когда дроссельная заслонка находится в положении холостого хода, контакт холостого хода замкнут, и сигнал рабочего состояния холостого хода выводится на компьютер; когда дроссельная заслонка находится в других местах, контакт холостого хода размыкается, выходной сигнал выводится относительно сигнала напряжения различных углов дроссельной заслонки, в соответствии с сигналом. Значение напряжения определяет нагрузку двигателя; изменение увеличения напряжения сигнала в определенный период времени является рабочим условием ускорения или замедлением.Компьютер корректирует количество топлива в соответствии с этой рабочей информацией или выполняет масляно-масляный контроль.

II. Типы датчиков положения дроссельной заслонки

Традиционные датчики положения можно разделить на датчик положения с сопротивлением скольжению, датчик положения переключения холостого хода и датчик положения с интегрированным сопротивлением скольжению. Датчики положения дроссельной заслонки, используемые в новой интеллектуальной электронной системе управления дверцей вала дроссельной заслонки, представляют собой двойные датчики сопротивления скольжения и линейные двойные датчики Холла.

В настоящее время в системе электрического управления двигателем в основном используется датчик положения дроссельной заслонки с датчиком компонентов Холла и датчик двойного сопротивления скольжения. Toyota Camry, Carolla и др. Используют датчик Холла; В Nissan Scorpio, General Excelle используется двойной датчик сопротивления скольжению.

1. Датчик положения дроссельной заслонки

2016 Toyota Camry Mixed Power Model (модель двигателя 6Ar-FSE) использует бесконтактный датчик положения дроссельной заслонки с двойным элементом Холла. Он в основном состоит из элементов Холла и магнитов, причем магниты установлены на оси дросселя и могут вращаться вокруг элемента Холла.

Схема управления датчиком положения дроссельной заслонки Холла показана на рисунке выше. При изменении открытия дроссельной заслонки магнит вращается, тем самым изменяя относительное положение между элементом Холла, и интегральная схема Холла окружена ярмом. Интегральная схема Холла преобразует изменение магнитного потока в электрический сигнал и выдает его в ECM в виде сигнала положения дроссельной заслонки.

Датчик положения дроссельной заслонки имеет две цепи датчиков: VTA1 и VTA2, каждая из которых выдает сигнал.VTA1 используется для обнаружения открытия дроссельной заслонки, а VTA2 используется для обнаружения отказов VTA1. Напряжение сигнала датчика пропорционально открытию дроссельной заслонки, изменяется от 0 до 5 В и передается на клеммы VTA1 и VTA2 контроллера ЭСУД.

При закрытии дроссельной заслонки выходное напряжение датчика понижается; при открытии дроссельной заслонки выходное напряжение датчика возрастает. ЕСМ вычисляет открытие дроссельной заслонки в соответствии с этими сигналами и управляет исполнительным элементом дроссельной заслонки, чтобы реагировать на действия водителя.Эти сигналы также используются для вычисления значений коррекции воздушно-топливного отношения, значений коррекции подъемной мощности и управления отсечкой подачи топлива.

Схема датчика положения дроссельной заслонки модели Toyota Camry Mixed Power 2016 года выпуска показана ниже.

Датчик положения дроссельной заслонки встроен в блок дроссельной заслонки E16. E16 имеет 6 контактов. Контакты 1 и 2 Для дроссельной заслонки выполняется порт управления двигателем. Контакты 6 и 4 оставляют выходной сигнал положения дроссельной заслонки VTA1 и VTA2 до 122 # и 88 # порта E81 (f) блока управления двигателем.Контакт 5 представляет собой опорное напряжение VCTA 5 В, подаваемое от блока 121 управления двигателем; Контакт 3 заземлен через блок управления двигателем 120 #.

Тестирование

(1) Проверьте источник питания датчика: отсоедините разъем дроссельной заслонки E16, измерьте мультиметром напряжение между E16 / 5 и E16 / 3, которое должно быть от 4,5 до 5,5 В. В противном случае проверьте цепь питания ЭБУ. Если цепь питания ЭБУ в норме, ЭБУ заменяется.

(2) Проверьте напряжение сигнала датчика: подключите диагностику неисправностей, включите зажигание, нажмите на педаль акселератора и прочитайте данные VTA1 и VTA2 датчика положения дроссельной заслонки.

Проверьте жгут датчика и разъем: Отсоедините разъем E16 дроссельной заслонки и разъем E81 блока управления двигателем ECM и проверьте сопротивление между вилкой или массой между разъемом и кузовом.

2. Датчик положения дроссельной заслонки с сопротивлением скольжению

Датчик положения дроссельной заслонки с сопротивлением скольжению, также известный как датчик положения дроссельной заслонки с линейным выходом, регулируемый резистивный датчик положения дроссельной заслонки, потенциальный датчик положения дроссельной заслонки.В настоящее время датчик положения дроссельной заслонки с двойным регулируемым сопротивлением применяется на большом количестве автомобилей.

Датчик положения дроссельной заслонки с сопротивлением скольжению представляет собой трехпроводной датчик, в котором два контакта находятся на обоих концах резистора и служат в качестве клеммы питания и металлических клемм ЭБУ двигателя, а третий контакт подключен к скользящей контакт. Вал дроссельной заслонки связан с контактом (или контактом). Когда дроссельная заслонка вращается, скользящий контакт может перемещаться на резисторе, вызывая изменение потенциала скользящего контакта для преобразования сигнала положения дроссельной заслонки в значение напряжения.Поскольку это напряжение является линейным, его также называют датчиком положения дроссельной заслонки с линейным выходом. В соответствии с этим линейным значением напряжения, ЭБУ может определять степень открытия дроссельной заслонки для корректировки ЭБУ.

Испытания

Схема датчика положения дроссельной заслонки Buick Excelle 2013 года выпуска показана ниже. Модуль управления двигателем обеспечивает цепь опорного напряжения 5 В на датчик положения дроссельной заслонки и обеспечивает заземление цепи низкого опорного напряжения. Напряжение сигнала, выдаваемое датчиком положения дроссельной заслонки, изменяется при открытии дроссельной заслонки.Напряжение сигнала датчика положения дроссельной заслонки меньше 0,5 В на холостом ходу. Напряжение датчика положения дроссельной заслонки обычно близко к 0 В на холостом ходу, но может достигать 0,5 В. При полностью открытой дроссельной заслонке (WOT) напряжение датчика положения клапана должно быть увеличено до 4 В.

Датчик положения дроссельной заслонки проверяется следующим образом:

(1) Выключите зажигание и отсоедините разъем жгута проводов на дроссельной заслонке.

(2) Измерьте сопротивление между клеммой 2 # опорного напряжения 5 В датчика положения дроссельной заслонки и опорной клеммой 1 # низкого давления равно 5.От 0 до 5,3 кОм. Если сопротивление не соответствует указанному диапазону, замените дроссельную заслонку.

Автор: alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *