Система управления приводом дросселя (ТАС) используется для улучшения сгорания, экономии топлива и управляемости. Система ТАС устраняет механическую связь между педалью акселератора и дроссельной заслонкой. Система ТАС устраняет необходимость в модуле круиз-контроля и двигателе управления воздухом на холостом ходу. Ниже приведен список компонентов системы ТАС:
| • | Узел педали акселератора включает следующие компоненты: |
| — | Педаль акселератора |
| — | Датчик 1 положения педали акселератора (APP) |
| — | Датчик 2 АРР |
| • | Узел корпуса дроссельной заслонки включает следующие компоненты: |
| — | Датчик положения дроссельной заслонки 1 |
| — | Датчик положения дроссельной заслонки 2 |
| — | Привод дроссельной заслонки |
| — | Дроссельная заслонка |
| • | Модуль управления двигателем (ECM) |
Модуль ЕСМ отслеживает запрос водителя на разгон при помощи 2 датчиков АРР. Диапазон напряжения сигнала датчика 1 положения педали акселератора составляет примерно 0,5-4,5 В по мере движения педали из полностью отпущенного в полностью нажатое положение. Диапазон напряжения сигнала датчика 2 положения педали акселератора составляет примерно 0,3-2,2 В по мере движения педали из полностью отпущенного в полностью нажатое положение. Модуль ЕСМ обрабатывает эту информацию вместе с входами других датчиков, чтобы отдать команду на установку определенного положения дроссельной заслонки.
Дроссельная заслонка управляется двигателем постоянного тока, который называется двигателем привода дроссельной заслонки. Модуль ЕСМ может поворачивать это двигатель вперед и назад путем подачи напряжением батареи и/или подключением массы к 2 внутренним приводам. Дроссельная заслонка удерживается в исходном положении 5,7 градусов или в положении без снабжения энергией посредством использования постоянной силы возвратной пружины. Эта пружина удерживает дроссельную заслонку в положении покоя, когда на двигатель привода не подается напряжение.
Модуль ЕСМ отслеживает угол дроссельной заслонки с помощью 2 датчиков положения дроссельной заслонки. Диапазон напряжения сигнала датчика 1 положения дроссельной заслонки составляет примерно 0,95-4,35 В и изменяется в этих пределах по мере перемещения дроссельной заслонки от положения холостого хода до полностью открытой заслонки (WOT). Диапазон напряжения сигнала датчика 2 положения дроссельной заслонки составляет примерно 4,05-0,65 В и изменяется в этих пределах по мере перемещения дроссельной заслонки от положения холостого хода до полностью открытой заслонки.
Модуль ЕСМ проводит диагностику контроля уровней напряжения обоих датчиков положения педали акселератора, обоих датчиков положения дроссельной заслонки и цепи двигателя привода дроссельной заслонки. Он также отслеживает усилие возвратных пружин, которые находятся внутри корпуса дроссельной заслонки. Эти процедуры диагностики выполняются в различное время в зависимости от того, работает или не работает двигатель, а также от того, проводит ли модуль ЕСМ процедуру переобучения дроссельной заслонки.
В каждом цикле выключения зажигания ЕСМ проводит быструю проверку возвратной пружины, чтобы убедиться в ее способности установить 7-процентное положение покоя из положения 0 процентов. Это необходимо для гарантии возврата дроссельной заслонки в положение покоя при сбое в контуре двигателя ее привода. Проследите в холодное время года за выполнением команды ЕСМ на установку положения 0% для дроссельной заслонки при включенном зажигании и выключенном двигателе, необходимой для удаления льда, который мог накопиться на заслонке.
Процедура повторного обучения корпуса дроссельной заслонки
Процедура повторного обучения корпуса дроссельной заслонки
Модуль управления двигателя (ECM) сохраняет значения, которые включают в себя самые низкие положения для датчика положения дроссельной заслонки и исходные положения. Эти значения стираются или перезаписываются только при перепрограммировании ЕСМ или при выполнении процедуры повторного обучения корпуса дроссельной заслонки. Проследите, чтобы после отключения батареи, модуль ЕСМ немедленно выполнял процедуру повторного обучения корпуса дроссельной заслонки при включении зажигания.
ECM выполняет процедуру повторного обучения дважды и сравнивает результаты. Если результаты практически такие же, то значения сохраняются, и процедура обучения заканчивается. Следующее — это когда ECM выполняет процедуру обучения:
| • | Зажигание включено. |
| • | Стартер вращает двигатель. |
| • | Замедление |
| • | Зажигание в цикле выключения. |
ECM выполняет процедуру обучения каждые 15 циклов зажигания.
ECM подает команду дроссельной заслонке перейти из исходного положения до полностью закрытого положения, затем сохраняет значения напряжения для датчика положения дроссельной заслонки 1 и 2. Эта процедура занимает менее 1 с. Если в системе управления приводом дроссельной заслонки (TAC) возникают какие-либо неисправности, то устанавливается код неисправности.
Действия системы УПДС по умолчанию/режимы снижения мощности
Существует 4 режима снижения мощности, которые модуль управления двигателем (ЕСМ) может устанавливать по умолчанию при возникновении ошибки в системе управления приводом дроссельной заслонки (УПДС). Модуль ECM контролирует указанные ниже условия:
| • | Отказ цепи датчика положения педали акселератора 1 или 2. |
| • | Неисправность корреляции датчика положения педали акселератора |
| • | Отказ опорной схемы 5 В |
| • | Напряжение аккумулятора меньше 8 В или больше 24 В. |
Если ECM обнаруживает любое из вышеуказанных условий, то входит в режим пониженной мощности с ограниченным функционированием. В ограниченном режиме функционирования ограничен крутящий момент двигателя. Модуль ЕСМ остается в этом режиме пониженной мощности в течение всего цикла зажигания, даже если неисправность устранена.
Если от датчика положения педали акселератора нет информации, то система входит в принудительный режим пониженной мощности холостого хода. В принудительном режиме холостого хода ECM использует положение датчика положения педали акселератора по умолчанию, которое вычисляется от тормозного переключателя, положения передаточного механизма и скорости автомобиля. Автомобиль может двигаться со скоростью до 32 км/ч (22 миль/ч) в этом режиме, если задействовать коробку передач на передачу и освободить педаль тормоза.
Если существует условие с цепями TAC, командой исполнительного органа дроссельной заслонки, приводящей к отказу фактического положения, или отказом цепи датчика положения дроссельной заслонки 1 или 2, то ECM входит в режим управления энергопотреблением с пониженной мощностью двигателя. В режиме управления энергопотреблением не происходит управления дроссельной заслонкой. Крутящий момент двигателя контролируется до необходимого значения посредством отключения цилиндра и запаздывания зажигания. Двигатель будет работать на холостых оборотах или на заданной скорости с 2-мя задействованными цилиндрами и ускоряться со всеми 4-мя цилиндрами.
Если ECM обнаруживает серьезную неисправность в системе TAC, то входит в режим принудительного выключения. В этом режиме ECM отключает систему TAC, топливную систему и систему зажигания, поэтому двигатель запускаться не будет. Режим принудительного выключения происходит тогда, когда ECM обнаруживает серьезное внутреннее условие для ECM, дроссельная заслонка застревает в открытом положении или обнаруживается большая утечка вакуума на впускном коллекторе.
При электронном приводе акселератора перемещение дроссельной заслонки осуществляется при помощи электродвигателя, без традиционной механической связи между педалью акселератора и дроссельной заслонкой. Положение педали отслеживается датчиками, и соответствующие сигналы передаются в блок управления, где обрабатывается и передается на исполнительный механизм перемещения дроссельной заслонки. Благодаря такой системе блок управления может посредством перемещения дроссельной заслонки влиять на величину крутящего момента двигателя даже в том случае, когда водитель не меняет положения педали акселератора. Это позволяет достигать лучшей координации между системами двигателя.
Электронный привод дроссельной заслонки состоит из:
- педального модуля
- модуля дроссельной заслонки
- корпуса дроссельной заслонки
- блока управления двигателем
- контрольной лампы электронного привода дроссельной заслонки
Педальный модуль посредством датчиков непрерывно определяет положение педали акселератора и передает соответствующий сигнал блоку управления двигателя. Он состоит из:
- педали акселератора
- датчика 1 положения педали акселератора
- датчика 2 положения педали акселератора
Два одинаковых датчика используются для обеспечения надежной работы системы, но для работы системы достаточно работоспособности одного датчика.
Рис. Педальный модуль:
1 – педаль; 2 — корпус модуля педали акселератора; 3 – контактная дорожка;; 4 – датчики; 5 — рычаг
Оба датчика представляют собой потенциометры со скользящим контактом, укрепленным на общем валу. При каждом изменении положения педали изменяется сопротивление датчиков и, соответственно, напряжение, которое передается на блок управления двигателя. Используя сигнал от обоих датчиков положения педали акселератора блок управления двигателя узнает положение педали в каждый момент времени.
Разновидностью педального модуля является бесконтактный модуль с индукционными катушками. На общей многослойной плате предусмотрены одна катушка возбуждения и три приемные катушки для каждого чувствительного элемента, а также электронные элементы обработки сигналов и управления датчиком.
Ромбовидные приемные катушки расположены со смещением относительно друг друга, благодаря чему создается сдвиг фаз индуцируемого в них тока. Над приемными катушками находятся катушки возбуждения. На механизме педали закреплена металлическая шторка, который перемещается при движении педали вдоль платы на минимальном расстоянии от нее.
Катушка возбуждения запитывается переменным током. В результате возникает переменное электромагнитное поле, действующее на металлическую шторку. При этом в шторке индуцируется ток, который в свою очередь создает вокруг нее свое, вторичное, переменное электромагнитное поле. Оба поля, созданные катушкой возбуждения и металлической шторкой, действуют на приемные катушки, создавая на их выводах соответствующее напряжение. В то время как собственное поле шторки не зависит от ее положения, индуцируемый в приемных катушках ток, изменяется при перемещении шторки относительно них.
Рис. Изменение напряжения при перемещении заслонки:
1 – шторка; 2 – приемные катушки
При перемещении шторки изменяется степень перекрытия ею той или иной приемной катушки и соответственно меняется амплитуда напряжения на ее выводах. Переменные напряжения на выводах катушек преобразуются затем в электронной схеме датчика в сигналы постоянного напряжения, усиливаются и сравниваются друг с другом. Обработка завершается созданием линейного напряжения, подаваемого на выводы датчика.
Преимуществом модуля является отсутствие контактов, что повышает надежность системы.
Модуль управления дроссельной заслонки расположен на впускном трубопроводе и служит для обеспечения подачи нужного количества воздуха в цилиндры.
Модуль управления дроссельной заслонки обеспечивает необходимую массу воздуха, поступающего в цилиндры.
Модуль состоит из:
- корпуса дроссельной заслонки 1
- дроссельной заслонки 7
- привода дроссельной заслонки
Рис. Модуль управления дроссельной заслонки:
1– корпус дроссельной заслонки; 2 – электропривод дроссельной заслонки; 3 – шестерня привода; 4 – промежуточная шестерня; 5 – шестерня пружинного возвратного механизма; 6 – угловые датчики привода дроссельной заслонки; 7 – дроссельная заслонка
Привод дроссельной заслонки воздействует на дроссельную заслонку в соответствии с командами блока управления двигателя 2.
Рис. Схема управления дроссельной заслонкой:
1 – электропривод; 2 – блок управления двигателем; 3 – угловые датчики управления дроссельной заслонкой; 4 – дорожки потенциометров; 5 – дроссельная заслонка
Положение дроссельной заслонки отслеживается с помощью двух датчиков, представляющих собой потенциометры со скользящим контактом. Скользящие контакты укреплены на шестерне, которая сидит на валике дроссельной заслонки. Контакты касаются дорожек потенциометров в крышке корпуса. При изменении положения дроссельной заслонки изменяются сопротивления дорожки потенциометров и, тем самым, сигнальные напряжения, которые передаются блоку управления двигателя.
Блок управления двигателя определяет по этим сигналам намерение водителя увеличить или уменьшить мощность двигателя, суммируя внешние и внутренние требования к крутящему моменту и по ним рассчитывает необходимую величину момента и соответственно этому изменяет его. Крутящий момент определяется расчетом по частоте вращения двигателя, сигналу о нагрузке двигателя и моменту зажигания, при этом блок управления двигателя сначала сравнивает фактический крутящий момент с оптимальным моментом. Если эти величины не совпадают, блок управления расчетом определяет направление и величину положения дроссельной заслонки в целях достижения совпадения фактического и оптимального крутящего момента. После подается управляющий сигнал приводу дроссельной заслонки для приоткрытия ее или, наоборот, некоторого закрытия, например в случае включения дополнительного потребителя - компрессора климатической установки.
Контрольная лампа электронного привода акселератора сигнализирует водителю, что в системе электронного привода имеется неисправность.
Дроссельная заслонка — механический регулятор проходного сечения канала, изменяющий количество протекающей в канале среды — жидкости или газа.
Дроссель (удушитель, душащий — нем.) — устройство, постоянное проходное сечение которого значительно меньше сечения подводящего трубопровода. Дроссель регулирует расход, изменяя параметры течения среды, протекающей через него. Одним из видов дросселя является жиклёр. Часто дроссели используются в системах теплоснабжения для ограничения расхода первичной горячей воды.
Дроссельный клапан — разновидность дросселя, в которой общее количество протекающей через него среды изменяется за счёт соотношения времени состояния полного открытия и полного закрытия клапана. Часто это устройство называют актюатором. Актюаторы имеют чрезвычайно широкое распространение как исполняющие элементы в дозирующих устройствах с широтно-импульсным электронным управлением. Например, в карбюраторах семейства актюаторы являются основными дозирующими элементами в главных дозирующих системах обеих смесительных камер.
Дроссельная заслонка карбюратора регулирует количество горючей смеси, образующейся в карбюраторе и поступающей в цилиндры двигателя внутреннего сгорания.
Собственно дроссельная заслонка у карбюратора с падающим потоком представляет собой жёсткую пластину, закреплённую на вращающейся оси, помещённую в самой нижней части смесительной камеры.
В горизонтальных карбюраторах дросселем часто является вертикальный шибер, расположенный в зоне малого диффузора и регулирующий его проходное сечение. Поднимаясь, он увеличивает проходное сечение диффузора. В подавляющем большинстве случаев он же регулирует проходное сечение главного топливного жиклера, перемещая в нём регулирующую иглу переменного профиля.
В карбюраторах постоянного разрежения дроссельная заслонка сама по себе ничем не отличается от таковой у карбюратора с падающим потоком.
В системе впрыска топлива дроссельная заслонка представляет собой отдельный узел, стоящий в воздушном тракте последовательно и дозирующий количество воздуха на входе в коллектор. Дело в том, что соотношение «бензин — воздух» в цилиндре впрыскового двигателя должно оставаться стехиометрическим, то есть, система управления должна иметь возможность при работе двигателя на неполных режимах ограничивать не только подачу топлива, но и подачу воздуха.
Привод дроссельной заслонки может быть механическим и электромеханическим.
В первом случае ось дросселя поворачивается усилием ноги, нажимающей на педаль, посредством рычажно-шарнирного устройства или тросика Боудена. На мотоциклах и мопедах управление дроссельной заслонкой осуществляется вращением одной из ручек на руле. В автомобилях среднего и высшего класса в 50х-60-х годах XX века предусматривалась сдвоенная система привода: от руки манеткой и педалью (собственно, «Акселератор»). Их (например, в ГАЗ-21) связывали между собой так, что при перемещении водителем манетки педаль опускалась, таким образом, выдвигая манетку, водитель задавал нижний предел открытия дросселя. Оперативное управление дросселем производилось педалью. При отпускании педали дроссель оставался в положении, заданном вручную. При закрывании воздушной заслонки карбюратора дроссельная заслонка приоткрывается системой тяг и рычагов, расположенных на карбюраторе.
Во втором случае — при использовании системы электронного управления — поворот оси дросселя непосредственно осуществляет шаговый электродвигатель. Педаль в этом случае механически связана со следящим устройством, чаще всего переменым резистором или магнитометрическим датчиком, которое задает системе управления двигателем параметр «желаемая мощность на валу».