Устройство и принцип действия электронной педали газа

Принцип действия электронной педали газа состоит в том, что дроссельная заслонка перемещается не как в обычном акселераторе - с помощью тяг и тросика, которые связанны с педалью в салоне автомобиля, а двигателем, который управляется электроникой. При таком управлении, отсутствует механическая связь акселератора и дроссельной заслонки. Такая конструкция отслеживает уровень нажатия на педаль газа , и преобразуя информацию в электронный импульс, передает его к блоку управления, который собственно и регулирует уровень дроссельной заслонки, опираясь на полученные данные. Такая конструкция взаимодействия электроники, позволяет увеличивать крутящий момент, даже при постоянном положении педали газа .
Для примера, сравним старый и новый методы управления:

Механическое управление перемещением дроссельной заслонки

В таком методе управления автомобилем, водитель вынужден контролировать нажатие на педаль акселератора. Для того чтобы крутящий момент двигателя изменился, нам придется поддавать воздействию другие параметры режима двигателя – момент зажигания, впрыска топлива, что не есть хорошо и правильно. Ко всем этим дополнительным методам, нам придется прибегнуть, из-за того, что блок управления двигателя, при механическом управлении, не может повлиять на положение дросселя заслонки. Электронное управление двигателем осуществляется только, когда включен круиз-контроль или в режиме холостого хода

Электронное управление перемещением дроссельной заслонки

При таком методе, дроссельная заслонка регулируется с помощью электроники. Водителю только лишь стоит контролировать соотношение оборотов двигателя с положением педали акселератора. Положение педали «фиксируется» датчиками, которые передают информацию непосредственно блоку управления двигателем. От блока управления исходит следующий сигнал двигателю, в результате полученной информации, регулируется положении дроссельной заслонки. Электронный блок управления двигателем оснащен интеллектуальной системой, которая в случаи опасной ситуации сбрасывает обороты двигателя, или попросту уменьшает расход двигателя, без изменения положения педали газа.
Можно сделать вывод, что электронный блок управления обеспечивает нам комфортное, безопасное передвижение и экономию топлива. Электронное управление реализуется изменением положения дроссельной заслонки, давления наддува, момента впрыска топлива и момента зажигания, а также применением технологии отключения цилиндров.

Достижение оптимального крутящего момента

Блок управления двигателем обрабатывает внешние воздействия и внутренние требования в отношении величины крутящего момента двигателя и, исходя из алгоритма встроенной программы, рассчитывает необходимую величину крутящего момента. Данный метод намного точнее и эффективнее, чем механический.

Внешние воздействия возникают от:
- действий водителя;
- автоматической коробки передач (в момент переключения);
- климатической установки (включение и выключение компрессора);
- нагрузки генератора;
- тормозной системы;
- круиз-контроля.

Внутренние требования возникают от:
- условий пуска двигателя;
- подогрева катализатора;
- регулирования принудительного холостого хода(MSR);
- ограничения мощности;
- ограничения частоты вращения двигателя;
- регулирования состава смеси по содержанию кислорода в отработавших газах;
- со стороны системы контроля тяги (ASR).

После расчета оптимального крутящего момента двигателя, он «превращается» в фактический крутящий момент, скорость которого берется исходя из частоты вращения двигателя, данных о нагрузке на двигатель и момента зажигания.
Если полученные цифры не совпадают, то электронный блок управления двигателем определяет и принимает решения для достижения равенства фактического и крутящего момента. Для этого изменяются параметры, которые относительно долго влияют на процесс изменения крутящего момента двигателя. Это угол открытия дроссельной заслонки и давление наддува в двигателях с турбонаддувом. Кроме этого оказывается влияние на характеристики, которые относительно быстро изменяют величину крутящего момента. Это момент зажигания, момент впрыска топлива и отключение цилиндра(ов).

Для того, чтобы Вам было более понятно вышесказанное, для примера возьмем блок-схему электронной системы управления двигателем AUDI

Блок-схема системы электронного привода дроссельной заслонки автомобилей AUDI

Блок-схема системы электронного привода дроссельной заслонки приведена на рис.

В состав системы входят:
- модуль педали акселератора;
- блок управления двигателем;
- модуль управления дроссельной заслонки;
- контрольная лампа электронного привода дроссельной заслонки.

Модуль педали акселератора

Этот модуль с помощью датчиков непрерывно определяет положение педали акселератора и передает соответствующую информацию в аналоговом виде блоку управления двигателя.

Он состоит из педали акселератора, датчика 1 положения педали акселератора G79 и датчика 2 положения педали акселератора G185 (см. рис.).

Модуль педали акселератора

Для того, чтобы в данном модуле было как можно меньше сбоев, или вообще исключить их, были задействованы два одинаковых датчика.

Получая информацию от обоих датчиков положения педали акселератора, блок управления двигателем определяет положение педали в каждый момент времени. Датчики конструктивно представляют собой потенциометры со скользящим контактом, укрепленным на общем валу (рис. 3). При каждом изменении положения педали изменяется сопротивление датчиков и, соответственно, напряжение, которое передается на блок управления двигателя.

Каждый из датчиков измерения положения педали акселератора оснащен собственным подводом питания напряжением 5 В (красного цвета),

а также проводом соединения с "массой"(коричневого цвета) и выходным сигналом (провод зеленого цвета).

атчик G185 нагружен дополнительным сопротивлением (рис. ниже). Благодаря этому получают две различные характеристики аналоговых сигналов. В блоке управления сигналы датчиков анализируются в процентах. Это значит, что 100% соответствует 5 В в цепи без нагрузочного сопротивления.

Режимы "кик-дауна" распознаються по граничному значению напряжения и холостого хода. Выключатель режима холостого хода находится в модуле управления дроссельной заслонкой

А вы знаете, что такое датчик положения педали акселератора? Если нет, то на ша статья несомненно Вам поможет об этом узнать!

Современные электронные системы контроля процессами управления автомобиля развиты достаточно хорошо. И одним из таких прогрессивных устройств являются датчики, сигнализирующие о положении педали акселератора.

С их помощью происходит преобразование угла наклона педали в изменение мощности транспортного средства, путем открытия и закрытия заслонки, отвечающей за подачу топлива. Система фактически напрямую контролирует равномерный и оптимально сбалансированный впрыск горючего в двигатель.

За что отвечает датчик положения педали акселератора

Пор сути педаль акселератора несет ответственность за количество топлива, попадающее в цилиндры двигателя. С его помощью также регулируется частота вращения вала, благодаря которой регулируется общая скорость движения авто и его мощность. Если переводить акселератор в буквальном смысле, то это ускоритель. Каждый раз, когда водитель надавливает на педаль, заслонки, отвечающие за подачу топлива, открываются больше.

Важно учитывать, какую роль играет акселератор и подключенный к нему датчик контроля в процессе набора скорости автомобилем. Следует понимать, что между двигателем, или, как его еще называют, сердцем автомобиля и педалью газа существует прямая взаимосвязь.

С помощью датчика происходит контроль количества подаваемого топлива в различных условиях с тем, чтобы подобрать оптимальное его количество в той или иной ситуации. Это позволяет не просто контролировать, но и правильно управлять этим процессом, а также процессом работы двигателя на холостом ходу.

Кроме этого благодаря датчику положения педали акселератора обеспечивается плавность перехода каждого действия, из-за чего существенно снижаются рывки автомобиля, и повышается безопасность его управлением.

В транспортных средствах, в которых установлена автоматическая коробка передач, роль этого датчика несколько расширяется. Он еще и обеспечивает резкое ускорение авто, когда сделать это следует с пониженной передачи.

Для этого:

Устанавливают в крайнем положении специальные датчики;

Обеспечивают оценку степени изменения сопротивления датчика;

Предусматривают возможность воздействия на жесткий элемент педали.

Следует учитывать, что конструктивно датчики постоянно совершенствуются, что позволяет получать повышенные функциональные возможности контроля и управления двигателем. Активно внедряются в жизнь новейшие достижения в области электроники, программирования, современные научные разработки.

По сути, кроме системы контроля к этой части можно отнести и обратную связь с водителем. К примеру, вводится вибрация педали на определенных этапах нажатия, либо же повышается усилие для ее нажатия в определённом положении.

Как оптимально управлять

Малоопытные водители часто даже не догадываются, что чрезмерное нажатие на педаль газа часто становится причиной нерационального расхода топлива. К примеру, ребячество с демонстрацией мощности автомобиля в процессе старта становится причиной расхода жидкого горючего на уровне 30 литров из расчета 100 км пробега. Это весомый показатель, учитывая, что средний расход в движении на то же расстояние оказывается на уровне 7-9 литров.

Все это очень хорошо видно на машинах, оборудованных бортовыми компьютерами, где каждое действие можно отследить практически в реальном режиме времени. Нужно понимать, что стремление ускориться не дает того желаемого эффекта, на который рассчитывает водитель, при этом расход топлива увеличивается в более чем три раза. Да и на автомобиль такие рывки не всегда воздействуют положительно.

Поэтому, чтобы достигнуть оптимального расхода горючего, не гробить лишний раз автомобиль, следует привыкнуть плавно разгоняться и так же увеличивать скорость. Касательно автоматизированных автомобилей, то так такая система установлена по умолчанию, и обойти ее оказывается иногда весьма проблематично (если намеренно ее не отключить).

Возможные проблемы датчика педали акселератора

Конечно, даже в самых современных транспортных средствах дать 100% гарантию беспрерывной и бесперебойной работы не может никто. Тем более учитывая состояние отечественных дорог. Поэтому, если вы желаете заблаговременно определить, что вашему авто необходимо на профилактику и мелкий ремонт, внимательно следите за его работой.

Проявление неисправности датчиков акселератора можно определить по таким симптомам:

Когда авто работает на холостых оборотах наблюдаются перебои работы двигателя;

Невозможно дойти до максимально мощности работы мотора (присутствуют какие-либо ограничения);

Если резко скинуть давление с педали акселератора, двигатель попросту глохнет.

Появление таких симптомов должно насторожить водителя и подсказать, что пора посетить ближайшее СТО и проверить свои электронные системы, чтобы в дальнейшем они не спровоцировали чего-то более серьезного.

Акселератор - дословно, ускоритель. На самом деле автомобилисты так называют устройство, чаще рычаг управления карбюратором, связанный с педалью управления.

Работа акселератора

При нажатии на педаль акселератора у карбюраторных двигателей открываются заслонки, регулирующие подачу воздуха в двигатель. При большем открытии заслонок увеличивается и расход топлива, так как оно испаряется в большем количестве, поступая через топливные жиклеры. Внутри карбюратора воздух смешивается с топливом, образуя горючую смесь. Рост количества горючей смеси, поступающей в цилиндры двигателя, ведет к росту давления сгорания внутри. Это ведет к росту крутящего момента. Если нагрузка не возрастает, то увеличивается частота вращения коленчатого вала.

При резком нажатии на педаль акселератора горючая смесь резко обедняется. Чтобы предотвратить провалы в работе двигателя в работу включается еще и насос-ускоритель, который разово впрыскивает некоторое количество топлива в карбюратор, повышая степень обогащения горючей смеси на короткий промежуток времени (несколько десятых долей секунды).

Акселератор на инжекторе

На двигателях, оснащенных инжекторами, большее открытие впускных заслонок увеличивает и подачу топлива, впрыскиваемого через форсунки. Сгорает большее количество горючей смеси, а дальше по аналогии с карбюраторным двигателем.

Акселератор на двигателе

На дизельных двигателях педаль акселератора связана с регулятором насоса высокого давления. Подача воздуха на дизельных двигателях постоянна. Меняется только цикловая подача (цикловая подача - это количество топлива, подаваемое в один цилиндр двигателя за один цикл).

За изменение цикловой подачи отвечают топливного насоса, имеющие спиральную проточку, взаимодействующую с отсечным отверстием гильзы плунжера. Поворотом плунжера изменяется момент отсечки подачи топлива. Чем больше активный ход плунжера, тем выше цикловая подача. Фактически педаль акселератора через систему управления в регуляторе топливного насоса высокого давления управляет поворотом плунжера, изменяя цикловую подачу.

На турбореактивных и турбовинтовых двигателях акселератор выполнен в виде рукоятки, управляемой рукой. Там также имеются насосы высокого давления, которые впрыскивают периодически топливо в камеру сгорания. По периферии расположены камеры сгорания расположены несколько форсунок, которые по очереди впрыскивают топливо, обеспечивая равномерную работу двигателя.

Является датчик положения педали акселератора (обиходное название – датчик положения педали газа ). Датчик оценивает положение педали акселератора, на основании которого блок управления двигателем устанавливает определенное положение дроссельной заслонки . Таким образом, реализуется потребность водителя в мощности двигателя.

Датчик положения педали акселератора устанавливается в составе объединенного модуля электронной педали газа . Конструктивно датчик представляет собой датчик углового перемещения. Для оценки положения педали акселератора используются контактные и бесконтактные датчики перемещения.

К контактным датчикам перемещения относится потенциометрический датчик . Он включает потенциометр со скользящими контактами, расположенными на валу педали акселератора. Каждому положению педали соответствует определенное сопротивление потенциометра, обуславливающее величину выходного напряжения. Для надежности и удобства диагностики устанавливается два датчика положения педали акселератора.

Из бесконтактных датчиков перемещения для оценки положения педали акселератора используют угловой датчик Холла и индуктивный датчик. Применение бесконтактных датчиков повышает точность измерений и обеспечивает высокое быстродействие.

В угловом датчике Холла на валу педали газа расположен постоянный магнит. При его повороте магнитные линии с разной интенсивностью пересекают датчик Холла, фиксируя текущее положение педали акселератора. Помимо измерения интенсивности магнитного поля в ряде конструкций датчиков Холла для оценки перемещения используется направление магнитного поля.

Индуктивный датчик перемещения включает две неподвижные катушки индуктивности и одну подвижную, связанную с педалью газа. Взаимное перемещение катушек индуктивности приводит к изменению электромагнитного поля, которое распознается в качестве перемещения педали акселератора.

В автомобилях с автоматической коробкой передач датчик положения педали акселератора выполняет еще одну функцию – включает режим «кик-даун» (резкое ускорение автомобиля за счет включения понижающей передачи). В конструкциях модуля педали газа эта функция реализуется по-разному:

• установка специального контактного датчика (концевого переключателя) в крайнем положении педали;
• оценка интенсивности изменения сопротивления потенциометра;
• воздействие на упругий элемент в модуле педали.

Конструкция датчика положения педали акселератора постоянно совершенствуется. Одним из направлений совершенствования является расширение функциональных возможностей датчика. Компания Hella предлагает к установке на легковые автомобили т.н. активный датчик положения педали акселератора . Помимо обычных функций активный датчик обеспечивает обратную связь с водителем через педальный модуль. Обратная связь достигается за счет вибрации педали, а также изменении усилия при нажатии.

Активный датчик положения педали акселератора может использоваться в различных условиях движения:

• индикация оптимального момента переключения механической коробки передач (вибрация педали при достижении определенных оборотов двигателя );
• ограничение максимальной скорости движения (при достижении определенной скорости и дальнейшем нажатии на педаль скорость не увеличивается );
• включение двигателя внутреннего сгорания в дополнение к электрическому двигателю на гибридном автомобиле (резкое нажатие педали при обгоне включает ДВС, отпускание педали – выключает ).