Funktionsweise elektronischer Drosselklappensteuerungssysteme

Bildergalerie: Autosicherheit Bei der elektronischen Drosselklappensteuerung übertragen elektrische Signale anstelle des manuellen Drucks Meldungen vom Gaspedal zur Drosselklappe des Fahrzeugs. Sehen Sie mehr Autosicherheitsbilder. Hemera / ThinkStock

Bis in die späten 1980er Jahre hatten die meisten Autos eine recht einfache Drosselklappensteuerung. Sie traten auf das Gaspedal, die Drosselklappe öffnete sich und Luft strömte in den Motor, wo sie sich mit Benzin vermischte und verbrannte. Dieses brennende Gas trieb die Räder des Autos an und brachte Sie die Straße hinunter. Wenn Sie schneller fahren wollten, mussten Sie nur stärker zurücktreten - der Gashebel öffnete sich weiter und gab dem Auto mehr Leistung.

Die elektronische Drosselklappensteuerung, die manchmal als Drive-by-Wire bezeichnet wird, verwendet elektronische anstelle mechanischer Signale zur Steuerung der Drosselklappe. Das heißt, wenn Sie auf das Gaspedal Ihres Autos treten, anstatt den Gashebel zu öffnen, aktivieren Sie ein Gaspedalmodul, das den auf das Pedal ausgeübten Druck in ein elektrisches Signal umwandelt. Dieses Signal wird dann an eine elektronische Steuereinheit gesendet, die Ihre Eingaben sowie externe Variablen berücksichtigt, um die Drosselklappe für optimale Effizienz und Leistung zu öffnen.

Es ist ein komplexes System, das jedoch viele Vorteile für Motorverschleiß, Leistung und Effizienz bietet. Wie jedes komplexe System ist es jedoch nicht perfekt, und die Fahrer haben viele Fragen zu ihnen aufgeworfen. Können externe Signale mit dem ETC interagieren? Welche Art von Failafes gibt es, wenn solche Störungen auftreten? Lesen Sie weiter, um die Antworten zu erfahren.

Inhalt

1. Vorteile der elektronischen Drosselklappensteuerung
2. ETC-Systeme und externe Signale
3. ETC Ausfallsichere Modi

Elektronische Drosselklappensteuerungssysteme mögen etwas albern wirken. Wenn eine mechanische Drosselklappensteuerung funktioniert, warum sollte sie dann komplizierter werden??

Die elektronische Drosselklappensteuerung führt zwar zu Komplikationen, bietet aber auch eine Reihe von Vorteilen. Der erste ist verminderte Wartung. Mechanische Drosselsysteme sind, da sie aus vielen beweglichen Teilen bestehen, starkem Verschleiß ausgesetzt. Während der Lebensdauer des Fahrzeugs können sich die verschiedenen Komponenten abnutzen. Im Vergleich dazu hat ein elektronisches Drosselklappensystem vergleichsweise wenige bewegliche Teile - es sendet seine Signale durch elektrische Impulse, nicht durch bewegliche Teile. Dies reduziert den Verschleiß und den Wartungsaufwand für das System.

Ab 2009 sorgten elektronische Drosselklappensteuerungssysteme für Schlagzeilen, da Toyota-Fahrzeuge aufgrund von Problemen mit der Beschleunigungssteuerung in großem Umfang zurückgerufen wurden. Angesichts der erhaltenen elektronischen Drosselklappensteuerungssysteme mit negativer Presse können Sie überrascht sein, dass elektronische Drosselklappensteuerungen eine Reihe von Sicherheitsvorteilen gegenüber mechanischen Systemen bieten. In einem mechanischen System hängt die Drossel nur von der Eingabe des Fahrers ab, um zu entscheiden, wie weit geöffnet oder geschlossen werden soll. Bei einem elektronischen Drosselklappensteuersystem liest das Hauptsteuergerät nicht nur Eingaben vom Fuß des Fahrers am Gaspedal, sondern auch Eingaben von rutschenden Rädern, griffigen Rädern, dem Lenksystem und den Bremsen, um Fahrerfehler zu korrigieren und halten Sie das Auto unter Kontrolle. Mit anderen Worten, ein Drosselklappensystem kann mehrere Faktoren ausgleichen, die die Geschwindigkeit und Richtung eines Autos beeinflussen - nicht nur einen Fuß auf dem Pedal. Darüber hinaus ist die elektronische Drosselklappensteuerung eine Schlüsselkomponente in den meisten Tempomatsystemen.

Die elektronische Drosselklappensteuerung mag ein komplexes System sein, macht das Autofahren jedoch einfacher und sicherer und kann die Wartung reduzieren. Eine der Bedenken, die während des Rückrufs von Toyota 2009-2010 aufgeworfen wurden, war jedoch, ob externe Signale die elektronische Drosselklappensteuerung stören können. Lesen Sie weiter, um zu erfahren, ob dies der Fall ist.

Kritiker behaupten, dass Stromleitungen und elektronische Geräte die elektronische Drosselklappensteuerung stören könnten. iStockphoto / ThinkStock

Stellen Sie sich vor, Sie fahren auf der Strecke, die Sie normalerweise zur Arbeit nehmen, wenn Ihr Auto plötzlich durch den Verkehr rast. Es ist das, was einige Fahrer behaupten, ihnen passiert zu sein, und einige von ihnen beschuldigen das elektronische Drosselklappensystem des Autos.

Nach Ansicht einiger Fahrer, die eine unbeabsichtigte Beschleunigung erfahren haben, sowie einiger Experten in der Fahrzeugtechnik können elektromagnetische Störungen zu Fehlfunktionen der elektronischen Drosselklappensteuerung führen. In einigen Szenarien wurde eine Störung durch Mobiltelefone und Stromleitungen für einen Kurzschluss in der elektronischen Drosselklappensteuerung verantwortlich gemacht, der zu einer plötzlichen, unbeabsichtigten Beschleunigung führte.

Im bekanntesten Fall zeigte Professor David Gilbert, Professor für Ingenieurwissenschaften an der Southern Illinois University, in ABC-Nachrichten, wie er in einem Toyota Avalon einen Kurzschluss verursachen konnte, der den Motor drehte und das Auto ohne Eingaben des Fahrers beschleunigte. - und trotz der Betätigung der Bremsen [Quelle: Ross].

Toyota und andere Experten gaben jedoch zurück, dass Gilberts Beispiel erfunden wurde und in der realen Welt wahrscheinlich nicht vorkommt. Gilberts Kritikern zufolge musste er mehrere Drähte im System abschneiden und wieder anschließen, was in einem normal verwendeten Auto äußerst unwahrscheinlich ist [Quelle: Toyota].

Während ein Kurzschluss theoretisch dazu führen könnte, dass eine elektronische Drosselklappensteuerung die Drosselklappe öffnet und den Motor dreht, weisen viele Experten darauf hin, dass die Systeme gut isoliert sind, um zu verhindern, dass elektromagnetische Störungen das System beeinträchtigen.

Nur weil Kurzschlüsse und Störungen unwahrscheinlich sind, bedeutet dies nicht, dass die Autohersteller die Möglichkeit ihres Auftretens ignoriert haben. Lesen Sie weiter, um mehr über Failafes und Backups zu erfahren, die in elektronische Drosselklappensteuerungssysteme integriert wurden.

Wie die meisten komplexen Systeme weisen elektronische Drosselklappensteuerungssysteme eine Reihe von Ausfällen auf. Diese sind als Redundanzen und Backups konzipiert, um das System am Laufen zu halten oder um ein sicheres Herunterfahren zu ermöglichen, wenn etwas schief geht.

Im Allgemeinen sind die meisten elektronischen Drosselklappensteuerungen beim ersten Anzeichen eines Problems so ausgelegt, dass sie die Drosselklappe schließen und in den Leerlauf zurückkehren. Wenn das Motorsteuergerät beispielsweise ein Problem mit einem Sensor feststellt, kehrt das System in den Leerlauf zurück und verhindert, dass sich die Drosselklappe öffnet.

In ähnlicher Weise sind eine Reihe von Redundanzen in das System eingebaut. Beispielsweise wird nicht nur ein Sensor zum Erfassen von Fahrereingaben oder anderen Faktoren verwendet. Jede Sensorposition verwendet zwei Sensoren. Wenn ein Sensor nicht richtig funktioniert oder die beiden Sensoren in einer bestimmten Position unterschiedliche Messwerte anzeigen, schließt das System die Drosselklappe und lässt den Motor im Leerlauf laufen.

Was ist mit Störungen von außen, die Spannungsspitzen oder Kurzschlüsse verursachen? Die meisten Systeme verwenden einen intelligenten Drosselmotor. Der Drosselmotor ist der letzte Gatekeeper, den die Drosselsignale durchlaufen müssen, bevor sich die Drossel tatsächlich bewegt. Wenn der Drosselmotor Spannungen oder Signale erkennt, die nicht vom Motorsteuergerät stammen, dient er zum Abstellen des Motors. Wenn elektromagnetische Störungen stark genug waren, um die elektronische Drosselklappensteuerung zu beeinflussen, ist die Drosselklappensteuerung so ausgelegt, dass sie abschaltet und nicht vorwärts springt.

Das heißt nicht, dass elektronische Drosselklappensteuerungssysteme problemlos sind. Vielmehr wurden sie mit einer Reihe von Failafes ausgestattet, die bei ordnungsgemäßer Funktion unerwartete Motorstöße und Beschleunigungen verhindern sollten.

Im Zuge des neuen Bewusstseins der Verbraucher für unbeabsichtigte Beschleunigungen und Fragen zu elektronischen Drosselklappensteuerungen fügen die Autohersteller eine weitere Ausfallsicherheit hinzu: Bremsenübersteuerungen. Mit diesen Systemen, die bereits für eine Reihe von Fahrzeugen deutscher Hersteller verfügbar sind, können Fahrereingaben das Drosselsystem einschalten und außer Kraft setzen. Wenn das System also irgendwie ausfällt und der Gashebel von selbst öffnet, wird er durch Betätigen der Bremsen geschlossen.

Die elektronische Drosselklappensteuerung ist nur eine der elektronischen Komponenten unter der Haube. Erfahren Sie mehr über andere, indem Sie die Links auf der nächsten Seite lesen.

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Quellen

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• Ross, Brian. Experte stellt plötzliche Beschleunigung in Toyota wieder her. "4. März 2010. [8. März 2010] .http: //abcnews.go.com/Blotter/video/testing-toyota-9914148? Tab = 9482930 & section = 1206853 & playlist = 1363488
• Thomas, Ken und Stephen Manning. "Toyota bestreitet Kritiker, der die Elektronik beschuldigt." Die Associated Press. 8. März 2010. [8. März 2010] .http: //www.google.com/hostednews/ap/article/ALeqM5iNwJcVe09iBDYjmKOaeF4IU9vGRwD9EAOO0O0
• Toyota. "Umfassende Analyse gibt Anlass zur Sorge um das Zeugnis des Gilbert-Kongresses, ABC News Segment." Toyota. 8. März 2010 [8. März 2010] .http: //pressroom.toyota.com/pr/tms/electronic-throttle-control-154300.aspx