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Control electrónico del acelerador

Cuerpo del acelerador con actuador de motor integrado.

El control electrónico del acelerador ( ETC ) es una tecnología automotriz que utiliza la electrónica para reemplazar los vínculos mecánicos tradicionales entre la entrada del conductor, como un pedal , y el mecanismo del acelerador del vehículo que regula la velocidad o la aceleración. Este concepto a menudo se denomina conducción por cable , [1] [2] y, a veces, algunos fabricantes de componentes de vehículos lo llaman aceleración por cable, aceleración por cable, [3] y ocasionalmente e-gas. [ cita necesaria ]

Operación

Un sistema ETC típico consta de tres componentes principales: (i) un módulo de pedal del acelerador (idealmente con dos o más sensores independientes), (ii) una válvula de mariposa que puede abrirse y cerrarse mediante un motor eléctrico (a veces denominado motor eléctrico). o cuerpo del acelerador electrónico (ETB)), y (iii) un tren motriz o módulo de control del motor (PCM o ECM). [4] El ECM es un tipo de unidad de control electrónico (ECU), que es un sistema integrado que emplea software para determinar la posición requerida del acelerador mediante cálculos a partir de datos medidos por otros sensores, incluidos los sensores de posición del pedal del acelerador, el sensor de velocidad del motor, sensor de velocidad del vehículo e interruptores de control de crucero. Luego, el motor eléctrico se utiliza para abrir la válvula de mariposa al ángulo deseado mediante un algoritmo de control de circuito cerrado dentro del ECM.

Beneficios

Los beneficios del control electrónico del acelerador pasan desapercibidos para la mayoría de los conductores porque el objetivo es hacer que las características del tren motriz del vehículo sean perfectamente consistentes, independientemente de las condiciones predominantes, como la temperatura del motor, la altitud y las cargas de accesorios. El control electrónico del acelerador también está trabajando "entre bastidores" para mejorar drásticamente la facilidad con la que el conductor puede ejecutar cambios de marcha y lidiar con los dramáticos cambios de par asociados con aceleraciones y desaceleraciones rápidas.

El control electrónico del acelerador facilita la integración de funciones como control de crucero , control de tracción , control de estabilidad y sistemas precrash y otros que requieren gestión del par, ya que el acelerador se puede mover independientemente de la posición del pedal del acelerador del conductor. ETC proporciona algunos beneficios en áreas como el control de la relación aire-combustible, las emisiones de escape y la reducción del consumo de combustible, y también funciona en conjunto con otras tecnologías como la inyección directa de gasolina .

Modos de fallo

No hay conexión mecánica entre el pedal del acelerador y la válvula de mariposa con control electrónico del acelerador. En cambio, la posición de la válvula de mariposa (es decir, la cantidad de aire en el motor) está completamente controlada por el software ETC a través del motor eléctrico. Pero simplemente abrir o cerrar la válvula del acelerador enviando una nueva señal al motor eléctrico es una condición de circuito abierto y conduce a un control inexacto. Por lo tanto, la mayoría, si no todos, los sistemas ETC actuales utilizan sistemas de retroalimentación de circuito cerrado, como el control PID , mediante el cual la ECU le indica al acelerador que abra o cierre una cantidad determinada. Los sensores de posición del acelerador se leen continuamente y luego el software realiza los ajustes apropiados para alcanzar la cantidad deseada de potencia del motor.

Hay dos tipos principales de sensor de posición del acelerador (TPS): un potenciómetro o un sensor de efecto Hall sin contacto (dispositivo magnético). Un potenciómetro es una forma satisfactoria para aplicaciones no críticas, como el control de volumen en una radio, un contacto del limpiador que roza contra un elemento de resistencia como la suciedad o el desgaste entre el limpiador y la resistencia puede causar lecturas erráticas. La solución más fiable es el acoplamiento magnético, que no hace contacto físico, por lo que nunca estará sujeto a fallas por desgaste. Se trata de un fallo insidioso, ya que es posible que no proporcione ningún síntoma hasta que se produzca un fallo total. Todos los automóviles que tienen un TPS tienen lo que se conoce como "modo de emergencia". Cuando el automóvil entra en modo de emergencia es porque el acelerador, la computadora de control del motor y el acelerador no están conectados entre sí para que puedan funcionar juntos. La computadora de control del motor apaga la señal al motor de posición del acelerador y un conjunto de resortes en el acelerador lo ponen en ralentí rápido, lo suficientemente rápido como para poner la transmisión en marcha, pero no tan rápido como para que conducir pueda ser peligroso.

Algunos han sospechado que las fallas electrónicas o de software dentro del ETC son responsables de supuestos incidentes de aceleración involuntaria . Una serie de investigaciones realizadas por la Administración Nacional de Seguridad del Tráfico en Carreteras de EE. UU . (NHTSA) no pudieron llegar al fondo de todos los incidentes reportados de aceleración involuntaria en vehículos Toyota y Lexus del año 2002 y posteriores. Un informe de febrero de 2011 emitido por un equipo de la NASA (que estudió el código fuente y la electrónica de un modelo Camry de 2005, a petición de la NHTSA) no descartó fallos de funcionamiento del software como causa potencial. [5] En octubre de 2013, el primer jurado que escuchó evidencia sobre el código fuente de Toyota (del testigo experto Michael Barr (ingeniero de software) ) encontró a Toyota responsable de la muerte de un pasajero en una colisión por aceleración involuntaria en septiembre de 2007 en Oklahoma. [6]

Referencias

  1. ^ McKay, Daniel; Nicolas, Gary; Schreurs, Bart (6 de marzo de 2000). Sistemas de control electrónico del acelerador Delphi para el modelo del año 2000; Funciones del controlador, seguridad del sistema y beneficios OEM. ETC para el mercado masivo (PDF) . Congreso Mundial SAE 2000. SAE . ISSN  0148-7191. Documento técnico 2000-01-0556. Archivado desde el original (PDF) el 29 de agosto de 2017 . Consultado el 1 de diciembre de 2018 .
  2. ^ Wilkinson, Tom (marzo de 1986). "Patinaje de ruedas del acelerador computarizado". Ciencia popular . 228 (3): 38H. ISSN  0161-7370.
  3. ^ Fuller, John (28 de abril de 2009). "Cómo funciona la tecnología Drive-by-wire". Como funcionan las cosas .
  4. ^ Garrick, RD (abril de 2006), Sensibilidad del sensor de control electrónico del acelerador de contacto para controlar la variación del sistema (PDF) , documento técnico de la Sociedad de Ingenieros Automotrices (SAE), archivado desde el original (PDF) el 19 de octubre de 2013
  5. ^ Estudio NHTSA-NASA sobre aceleración no deseada en vehículos Toyota, Administración Nacional de Seguridad del Tráfico en Carreteras, 15 de abril de 2011, archivado desde el original el 20 de marzo de 2011 , recuperado 25 de noviembre 2013
  6. ^ Hirsch, Jerry; Bensinger, Ken (25 de octubre de 2013). "Toyota llega a un acuerdo en una demanda de aceleración después de un veredicto de 3 millones de dólares". Los Ángeles Times . Consultado el 24 de noviembre de 2013 .