Авто-потроха: что у машинок внутри?

Устройство и принцип действия автомобильных технологий, узлов и агрегатов

Технология ETCS-i

ETCS-i, Electronic Throttle Control System with intelligence — система управления электромеханической дроссельной заслонкой фирмы Toyota, разновидность технологий ETC (Electronic throttle control) и одна из составляющих технологии Drive-By-Wire («управления по проводам»).

Установить точную дату внедрения затруднительно. На нативных «японцах» технология применяется с 90-х годов XX века. На американском рынке внедрение системы началось в 2002 году на модели Camry.

Принцип действия ETCS-i

Система ETCS-i предназначена для «умного» управления электромеханической дроссельной заслонкой по командам датчика положения педали газа. Смысл технологии: позволить компьютеру принимать решение о ускорении автомобиля и иных параметрах его движения, учитывая «пожелание» водителя ускориться. Отказ от жесткой механической связи педаль-дроссель позволяет реализовать алгоритмы автоматического управления автомобилем (противозаносная и противобуксовочная системы, система стабилизации, «придушенная» экология двигателя, ограничитель скорости, сопряжение с АКПП и т.д.)

Конструкция системы ETCS-i

Перемещение заслонки обеспечивает электромотор, вращение ротора которого, с помощью электромагнитного сцепления и зубчатых передач передается на её ось. Для контроля перемещения используется датчик положения (TPS). Некоторые версии для поддержания температуры корпуса дроссельной заслонки используют термостат.

Назначение основных компонентов:

• Acceleration Pedal Position Sensor (APPS old style) — датчик положения педали газа. Находится на корпусе дроссельной заслонки и соединен с педалью газа с помощью тросика. Кроме этого, как только водитель нажимает или отпускает педаль газа, напряжение на APPS изменяется и система использует этот «двойной» сигнал для управления положением дроссельной заслонки. Для повышения надежности управления в датчике используются два потенциометра. Причем весьма примечательно назначение «второго».
• Throttle Position Sensor (TPS) — датчик положения дроссельной заслонки. Используется для определения фактического угла её открытия. Напряжение этого датчика используется для осуществления обратной связи и проверки правильности функционирования.
• Throttle Control Motor — обычный электродвигатель постоянного тока. Система управляет направлением и током обмоток, изменяя длительность импульсов напряжения. При обнаружении неисправности система блокирует управление приводом заслонки и электромагнитным сцеплением. Заслонка закрывается под воздействием возвратной пружины. При этом остается возможность открывания заслонки на небольшой угол за счет кинематической связи между (APPS) и заслонкой.
• Magnetic Clutch — электромагнитное сцепление обеспечивает передачу движения от ротора привода к заслонке. Для снижения потребляемой мощности используется импульсное управление приводом заслонки. При возникновении неисправности система отключает управление обмоткой сцепления.
• Thermostat — термостат устанавливается в корпусе дроссельной заслонки и предназначен для управления протоком охлаждающей жидкости при значительном повышении ее темпратуры. Это предохраняет воздух поступающий во впускной коллектор от избыточного нагрева. В термостате используется восковый клапан.

Fail-Safe mode («Limp-mode») — при возникновении неисправности система зажигает лампу «Check Engine» и прекращает управление приводом и сцеплением заслонки. При этом возвратная пружина почти полностью закрывает дроссельную заслонку. В этой ситуации (limp mode) педаль газа может приоткрывать на небольшой угол заслонку лишь с помощью рычага limp mode. Таким образом уменьшается верхний предел скорости вращения (мощности) двигателя. Кроме того, отключаются системы ISC и Cruise Control.

Рассматриваемая система управления дроссельной заслонкой не отличается от привычной схемы, но «возможны варианты», т.е. различные алгоритмы управления приводом:

• Обычный способ управления, практически ничем не отличается от простых систем с приводом заслонки с помощью тросика.
• Non-linear Control — нелинейное управление, при котором учитывается скорость перемещения педали газа, скорость двигателя и автомобиля, дорожные условия (сцепление с дорожным покрытием).
• Shift Shock Reduction Control — режим уменьшения динамических нагрузках при переключении передач, при котором управление заслонкой синхронизируется с учетом данных блока управления АКПП (ETС).
• Idle Speed Control — режим, при котором система управляет заслонкой для поддержания заданной скорости вращения двигателя с учетом его состояния (температуры, нагрузки и т.п.) на холостом ходу.
• TRAC Throttle Control, VSC Coordination Control — режим управления перемещением заслонки по соответствующим показаниям (данным) контроллеров систем ABS, TRAC и VSC, что обычно происходит при значительном ухудшении сцепления ведущих колес (проскальзывание).

Система управляет направлением и величиной тока, перемещая заслонку в необходимое положение электроприводом. При этом возможны следующие состояния:

• Неопределенное положение. В этом положении заслонка закрыта не полностью. При отсутствии тока управления приводом возвратная пружина возвращает заслонку в положение «default». Заслонка занимает это положение при выключенном зажигании или при неисправности ETCS-i (отсутствие управления электромотором и сцеплением). При этом разрывается кинематическая связь между электромотором и заслонкой. Это позволяет избежать его повреждения при принудительном открывании заслонки (нажатии на педаль газа)
• Заслонка полностью закрыта.
• Заслонка полностью открыта.
• Удержание заслонки в фиксированном положении. Режим удержания положения заслонки (угла её поворота) для «противодействия» возвратной пружине и усилию потока воздуха.
• Управление режимом холостого хода. Изменение положения заслонки в зависимости от состояния двигателя, температуры, нагрузки. Фактически для управления скоростью вращения двигателя при полностью отпущенной педали газа.

Цепь электродвигателя состоит из двух пар управляющих транзисторов в цепях MO и MC. Через один транзистор подается напряжение питания и через другой из соответствующей пары, минус. Такое подключение позволяет системе управлять направлением тока через двигатель. Кроме того, это позволяет за счет изменения скважности управляющих импульсов изменять скорость перемещения дроссельной заслонки и «противостоять» усилию возвратной пружины и потока воздуха. Для замедления перемещения заслонки при использовании режима TRC скважность управляющих импульсов уменьшается.

Первоисточники

• ETCS-i
• Electronic Throttle Control System with intelligence (ETCS-i)
• Контроллер ETCS-i, описание
• Electronic throttle control
• Toyota Electronic Throttle Control System
• ETCS-i зачем?
• ETCS-i (Электронная система управления заслонкой)

Один комментарий к « Технология ETCS-i »

Ответьте , если сможете . У меня раньше была Аристо -1995 г выпуска с турбо -движком 2JZ — GTE , там проблем с дросселем , движением и разгоном не было. Сейчас взял Аристу 2003 г 2JZ атомо. , 5-ти ступая. Есть такая у меня проблема , и мне говорят , что это тоже связано с «удушением» заслонкой ETCS. Дело в том , что если я на скорости отпускаю педаль , то машина сначала , в первые мгновения начинает ехать накатом , но потом вдруг двигатель начинает вступать «в зацеп» с коробкой и она как будто тормозит: или сама коробка ( как бы двигаясь на НЕ ПРЯМОЙ передаче ) , или ЛОК — ап не размыкает связь двигателя и коробки . Короче — она отпускает только тогда , когда падают обороты , скажем до 1300. При чём в гору — нет этого «зацепа» , а под гору — он сразу происходит : бросаю педаль , и машина начинает постепенно тормозить двигателем при любой скорости и замедляться при любом наклоне под гору ! На равнине происходит тоже самое . Что самое интересное — когда двигатель холодный , то первые 10 — 15 минут езды проходят , как на первой Аристе : разогнался , отпустил педаль газа — машина свободно едет накатом , насколько позволяет АКПП , а тут непонятно . Я даже с дуру коробку поменял на более свежую ( кто-то сказал , что у меня какая -то из скоростей не отстёгивается ), но это не помогло ! Вопрос : является ли данная проблема типичной для машины с этим дросселем ETCS — i , и каким образом это происходит ( я читал только недовольства на запоздалый отклик на педаль газа) , или же это является неким дефектом именно у моей машины и с дроссельной заслонкой это никак не связано ? Заранее благодарен

Добавить комментарий Отменить ответ

CARGUTS.RU продаётся

Друзья этот сайт был основан мной очень давно. Теперь у меня совсем другие интересы, дела и головные боли.

VVT-i: что это за система на Toyota

Компания Toyota известна своими высокотехнологичными решениями, которые можно приводить в качестве образца инженерного искусства. Один из таких примеров — система динамического газораспределения VVT-i или Variable Valve Timing with intelligence. Благодаря её работе автомобили Toyota могут похвастать выдающимися показателями мощности, экономичности, бережного отношения к окружающей среде. Давайте посмотрим, как работает VVT-i, и почему она так эффективна.

Что такое VVT-i на Toyota

Для начала вспомним, как работает газораспределение на обычных двигателях. На фазе впуска цилиндр через открывшийся впускной клапан наполняется воздушно-топливной смесью, после чего наступает фаза её сжатия поршнем. В фазе рабочего хода смесь воспламеняется, в фазе выпуска — удаляется из цилиндра через открывшийся выпускной клапан. В теории — довольно просто, но на практике возникает ряд проблем.

Так, автомобилисты хотят больше мощности, экономичности и экологичности одновременно, но эти желания противоречат друг другу. Ведь для наращивания мощности нужно дольше держать открытым впускной клапан, чтобы цилиндр получил больше топливной смеси. При этом закономерно падает экономичность и чистота выхлопа. Найти золотую середину очень трудно из-за того, что условия работы двигателя постоянно меняются.

Есть и более прозаическая проблема — фазы газораспределения отрабатывают не мгновенно, а с некоторой задержкой. Например, между открытием впускного клапана и впуском топливной смеси проходит некоторое, хоть и довольно малое, время. И задержки эти меняются в зависимости от оборотов и прочих факторов. Сделать в таких условиях фиксированную высокоэффективную настройку газораспределения практически невозможно.

Поэтому Toyota в 1996 году внедрила в свои двигатели VVT-i — интеллектуальную систему газораспределения, которая регулирует настройки фаз на ходу, в зависимости от текущих условий работы двигателя. VVT-i первого поколения позволил добиться ощутимых улучшений:

• мощность и крутящий момент выросли на 10% в среднем;
• расход топлива в городском цикле снизился на 6-8 процентов;
• концентрация оксида азота в выхлопе упала на 40%;
• улучшилось поведение автомобиля на низких оборотах;
• более эффективное использование турбонаддува.

Как работает VVT-i

Есть несколько условных поколений системы, их устройство несколько различается в деталях. Но в целом, принцип работы системы VVT-i один и тот же. Привод VVT-i размещается в шкиве распредвала. При этом корпус привода соединяется со звездочкой или зубчатым шкивом, а ротор привода соединяется с распредвалом. Масло подается в привод с одной или другой стороны каждого из лепестков ротора. В результате ротор и распредвал поворачиваются на нужный угол.

Когда двигатель работает на холостых оборотах, VVT-i удерживает распределительный вал на минимальном углу наклона. Благодаря этому впускные клапаны открываются точно в момент начала фазы впуска, при этом длина их выбега относительно мала. Так достигается стабильная работа двигателя без необходимости повышать обороты, и сводится до нуля вероятность перекрытия клапанов впуска и выпуска. Расход топлива в этом случае минимален.

При движении со средней скоростью VVT-i поворачивает распределительный вал так, чтобы добиться упреждающего открытия впускных клапанов и их перекрытия с выпускными. Вследствие этого цилиндры получают полноценное насыщение топливной смесью, а поршни в фазе выпуска — минимальное сопротивление, так как впускной клапан в этот момент тоже приоткрыт. Это приводит к уменьшению расхода топлива и более чистому выхлопу.

Наконец, в максимальном режиме, когда педаль газа нажата «в пол», вал ГРМ поворачивается на максимальный угол. При этом впускные клапаны продолжают открываться раньше начала фазы впуска, а закрываться — наоборот, с запаздыванием. Так двигатель выходит на максимальную мощность и крутящий момент, одновременно удерживая более умеренный расход топлива.

Читайте также: Что такое CRDI двигатель и как он работает.

Что такое Dual VVT-i и VVT-iE

Разумеется, Toyota не остановилась на достигнутом и совершенствовала систему динамического газораспределения. Следующим эволюционным этапом стала система Dual VVT-i, которая научилась управлять распределительным валом не только впускных, но и выпускных клапанов. Последняя же модификация — VVT-iE, её отличия куда глубже. Так, регулировка углов поворота валов ГРМ теперь производится не давлением масла, а специальным электромотором. Все эти усовершенствования дали ряд преимуществ:

• показатели расхода топлива снизились ещё больше, до 10-12 процентов;
• получен дополнительный прирост мощности и крутящего момента;
• электронное управление в VVT-iE позволило избавиться от задержек;
• по этой же причине VVT-iE научилась работать с момента запуска двигателя;
• подстройка фаз газораспределения стала более тонкой и динамичной.

Читайте также: Что такое TFSI двигатель , его устройство и принцип работы.

Источник Источник Источник Источник http://carguts.ru/articles/etcs-i/
http://avtonov.com/vvt-i-%D1%87%D1%82%D0%BE-%D1%8D%D1%82%D0%BE-%D0%B7%D0%B0-%D1%81%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC%D0%B0-%D0%BD%D0%B0-toyota/