電子スロットル制御

電子スロットル制御（ETC）は、ペダルなどの運転者の入力と、速度や加速を制御する車両のスロットル機構との間の従来の機械的連結を電子機器で置き換える自動車技術です。この概念は、ドライブバイワイヤと呼ばれることが多く、^{[1] [2]}アクセラレーションバイワイヤやスロットルバイワイヤと呼ばれることもあります。^[3]

一般的なETCシステムは、(i)アクセルペダルモジュール（理想的には2つ以上の独立したセンサー付き）、(ii)電動モーターで開閉できるスロットルバルブ（電動スロットルボディ（ETB）と呼ばれることもある）、(iii)パワートレインまたはエンジン制御モジュール（PCMまたはECM）の3つの主要コンポーネントで構成されています。 ^[4] ECMは電子制御ユニット（ECU）の一種で、アクセルペダル位置センサー、エンジン速度センサー、車速センサー、クルーズコントロールスイッチなどの他のセンサーによって測定されたデータから計算して必要なスロットル位置を決定するソフトウェアを使用する組み込みシステムです。次に、電動モーターを使用して、ECM内の 閉ループ制御アルゴリズムを介してスロットルバルブを目的の角度まで開きます。

電子スロットル制御の利点は、ほとんどのドライバーにはほとんど認識されていません。これは、エンジン温度、高度、アクセサリ負荷などの現在の状況に関係なく、車両のパワートレイン特性をシームレスに一貫性のあるものにすることが目的だからです。電子スロットル制御は、ドライバーがギアチェンジを実行し、急加速と減速に伴う劇的なトルク変化に対処する際の容易さを大幅に向上させるために、「舞台裏」でも機能しています。

電子スロットル制御は、ドライバーのアクセルペダルの位置に関係なくスロットルを動かすことができるため、クルーズコントロール、トラクションコントロール、スタビリティコントロール、プリクラッシュシステムなどのトルク管理を必要とする機能の統合を容易にします。 ETCは、空燃比制御、排気ガス、燃料消費量の削減などの分野でいくつかの利点を提供し、ガソリン直噴などの他の技術とも連携して機能します。

電子スロットル制御では、アクセルペダルとスロットルバルブの間に機械的な連結はありません。代わりに、スロットルバルブの位置 (つまり、エンジン内の空気の量) は、電動モーターを介して ETC ソフトウェアによって完全に制御されます。ただし、電動モーターに新しい信号を送ってスロットルバルブを開閉するだけでは、オープンループ状態になり、制御が不正確になります。したがって、現在の ETC システムのすべてではないにしても、ほとんどは、PID 制御などのクローズドループ フィードバック システムを使用しており、ECU がスロットルを一定量開閉するように指示します。スロットル位置センサーは継続的に読み取られ、ソフトウェアが適切な調整を行って、必要なエンジン出力に達します。

スロットル位置センサー(TPS) には、ポテンショメーターと非接触センサーのホール効果センサー(磁気デバイス)の 2 つの主なタイプがあります。ポテンショメーターは、ラジオの音量調節などの重要でない用途には十分な方法です。ワイパー接点が抵抗素子 (ワイパーと抵抗器の間に汚れや摩耗があるなど) と擦れると、読み取りが不安定になることがあります。より信頼性の高いソリューションは磁気カップリングです。これは物理的に接触しないため、摩耗によって故障することはありません。これは、完全に故障するまで症状が現れない場合があるため、潜在的な故障です。TPS を備えたすべての車には、「リンプ ホーム モード」と呼ばれるものがあります。車がリンプ ホーム モードに入るのは、アクセル、エンジン制御コンピューター、スロットルが互いに接続されていないためで、連携して機能することはできません。エンジン制御コンピュータはスロットル位置モーターへの信号を遮断し、スロットル内のスプリングセットが高速アイドリングに設定します。この速度はトランスミッションをギアに入れるのに十分な速さですが、運転が危険になるほど速くはありません。

ETC内のソフトウェアまたは電子部品の故障が、意図しない加速の疑いのある事故の原因であると疑われている。米国道路交通安全局（NHTSA）による一連の調査では、2002年以降のトヨタ車とレクサス車で報告された意図しない加速の事故の全てについて真相を突き止めることはできなかった。2011年2月にNASAのチーム（NHTSAの要請で2005年モデルのカムリのソースコードと電子部品を調査）が発表した報告書では、ソフトウェアの不具合が潜在的な原因である可能性を否定しなかった。^{[5] 2013年10月、トヨタのソースコードに関する証拠（専門家証人}マイケル・バー（ソフトウェアエンジニア）による）を聞いた最初の陪審は、2007年9月にオクラホマ州で起きた意図しない加速による衝突事故で乗客が死亡したことについてトヨタに責任があるとの判決を下した。^[6]