Цели применения электроники в автомобиле

 

Содержание

 

 

1. Цели применения электроники в автомобиле                                   Стр 3
2. Система управления двигателя 8V Ваз 2111                                     Стр 6 
       Методика считывания кодов неисправностей из ОЗУ                         Стр 8

CO-Потенциометр  обратной связи                                                         Стр 11

Датчик массового  расхода воздуха                                                        Стр 11

Датчик положения  дроссельной заслонки                                             Стр 13

Корпус дроссельной  заслонки                                                                Стр 14

Датчик положения  коленчатого вала                                                     Стр 16

Регулятор холостого  хода                                                                       Стр 17

Датчик скорости автомобиля                                                                  Стр 18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Цели применения электроники в автомобиле

 

Автомобильная электроника  охватывает комплексное научно-техническое  направление, связанное с проектированием, производством и

 эксплуатацией автомобильных  электронных систем.

Применение на автомобиле электроники началось в 30-х годах  с ламповых автомобильных радиоприемников. Однако электронные лампы

 плохо переносили нагрузки, возникающие на автомобиле в  весьма неблагоприятных условиях  их работы: изменение температур в широких пределах (-60...+150° С) при высокой относительной влажности (до 80%);

значительные вибрации с  максимальным ускорением до 50 g в широком спектре частот; импульсы напряжения до 400 В; изменение напряжения питания с 8 до 15,5 В при 12-вольтовом источнике электроэнергии; грязь, вода и др. Поэтому лампы не нашли широкого применения.

Полупроводниковые приборы (диоды, транзисторы) по этой же причине  долго не находили своего применения на автомобиле. Первыми стали применяться  германиевые, селеновые и кремниевые диоды, используемые в качестве выпрямителей напряжения генераторов переменного  тока (60-е годы).

Изобретенный в 1948 г. транзистор нашел самое широкое распространение  сначала в транзисторных ключах (регуляторах напряжения, коммутаторах систем зажигания), а затем и в  других электронных устройствах.

Интегральные микросхемы на полупроводниковых элементах  совершили революцию в автомобилестроении, особенно в управлении автомобильными агрегатами и автомобилем в целом. Сейчас нигде в мире не выпускается  ни одного автомобиля без электронных  приборов. Основные из них - регуляторы напряжения, устройства управления трансмиссией, впрыском топлива, тормозной системой, рулевым управлением, подвеской.

Микроэвм стала применяться для управления углом опережения зажигания (1976 г. в системах «Misar» фирмы «General Motors»). Благодаря высокой точности управления стало возможным значительно улучшить показатели двигателя.

В 1980 г. появились электронные  приборные панели, системы управления подвеской, автоматические кондиционеры воздуха, радиоприемники с электронной  настройкой, многофункциональные информационные системы с дисплеями на электроннолучевых  трубках и др. В настоящее время  широкое распространение получили бортовые системы контроля на базе электронных блоков управления (ЭБУ). Эти же ЭБУ осуществляют диагностирование и самих себя.

Все электронные блоки  по функциональному назначению могут  быть классифицированы на три основные системы управления: двигателем; трансмиссией и ходовой частью; оборудованием  салона.

В настоящее время в  мире разработано и серийно выпускается  большое разнообразие систем управления двигателями. Эти системы по принципу действия имеют много общего, но и существенно отличаются. По назначению они бывают монофункциональные и  комплексные. В комплексных системах один электронный блок управляет  несколькими подсистемами: впрыска  топлива, зажигания, фазами газораспределения, самодиагностики и др. В монофункциональных системах ЭБУ подает сигналы только системе впрыска. По распределению  топлива различают многоточечный  и центральный впрыски. При многоточечном  впрыске установлено по одной  форсунке на каждый цилиндр, а при  центральном имеется одна форсунка на все цилиндры.

Кроме того, различие состоит  и в способе впрыска. Впрыск может  осуществляться постоянно и импульсами. При постоянной подаче топлива его  количество изменяется за счет изменения  давления в топливопроводе, а при импульсном - за счет продолжительности импульса и его частоты. Таким образом за один впрыск может быть подана полная порция топлива или ее часть (обычно половина).

Если за каждый оборот коленчатого  вала осуществляется один впрыск топлива  в каждый цилиндр, такой впрыск называется синхронным.

 Система управления  двигателем подразделяется на  системы управления карбюраторным  (бензиновым) и дизельным двигателем  и трансмиссией.

Комплексная система управления бензиновым двигателем обеспечивает оптимальную  его работу путем управления впрыском топлива, углом опережения зажигания, частотой вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу и проведения диагностики.

В Европе электронная система  впрыска топлива фирмы «Bosch» серийно выпускается с 1967 г., а с 1973 г. устанавливается уже на 17 моделях автомобилей. Это «Volkswagen-411LE», SAAB-99E, «Opel GS/E», «Citroen DS-21», «Reno-171S» и др.

Бензиновые двигатели  развивают максимальную мощность примерно при 10% избытке топлива, а номинальный  расход топлива обеспечивается примерно при 10% избытке воздуха. Если смесь  слишком богатая, то энергия, заключенная  в топливе, плохо используется, а  продукты неполного сгорания загрязняют атмосферу. Если смесь слишком бедная, горение замедляется, мощность падает, двигатель перегревается.

На различных режимах  работы (холостой ход, разгон, частичная  или полная нагрузка) требуются различные  составы рабочей смеси, обеспечивать которые карбюратор не может, так  как обладает большой инерционностью. Для определения дозировки топлива  необходимо знать количество воздуха, всасываемого в каждый цилиндр. Регулирование  впрыска может обеспечиваться изменением давления во впускном трубопроводе и  частоты вращения коленчатого вала или изменением расхода воздуха, поступающего в цилиндры.

Система электронного управления дизельным двигателем контролирует количество впрыскиваемого топлива, момент начала впрыска, ток факельной свечи  и т.п.

В электронной системе  управления трансмиссией объектом регулирования  является главным образом автоматическая трансмиссия. На основании сигналов датчиков угла открытия дроссельной заслонки и скорости автомобиля ЭБУ выбирает оптимальные передаточное число трансмиссии и время включения сцепления. Электронная система управления трансмиссией по сравнению с применявшейся ранее гидромеханической системой повышает точность регулирования передаточного числа, упрощает механизм управления, повышает экономичность и управляемость.

Управление ходовой частью включает в себя управление процессами движения, изменения траектории и  торможения автомобиля. Они воздействуют на подвеску, рулевое управление и  тормозную систему, обеспечивают поддержание  заданной скорости движения.

Управление оборудованием  салона призвано повысить комфортабельность  и потребительскую ценность автомобиля. С этой целью используются кондиционер  воздуха, электронная панель приборов, мультифункциональная информационная система, компас, фары, стеклоочиститель с прерывистым режимом работы, индикатор перегоревших ламп, устройство обнаружения препятствий при движении задним ходом, противоугонные устройства, аппаратура связи, центральная блокировка замков дверей, стеклоподъемники, сиденья с изменяемым положением, режим безопасности и т.д.

 

 

 

 

 
               2. СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ 8V-ДВИГАТЕЛЯ "ВАЗ-2111" 
                                АВТОМОБИЛЯ "ВАЗ-21093-20" 
 
Система управления двигателем состоит из подсистемы управления распределенной подачей топлива (впрыском топлива) и подсистемы управления зажиганием. Обе подсистемы управляются эл. блоком управления (контроллером ) и обеспечивают работоспособность двигателя.  
Система включает в себя топливный бак, эл. бензонасос, реле бензонасоса, топливный фильтр, распределитель (аккумулятор) топлива, мех. регулятор давления топлива, инжекторы ( по одному на каждый цилиндр двигателя ), датчик массового расхода воздуха (ДМРВ), датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ), потенциометр обратной связи (СО-потенциометр), датчик детонации (ДД), датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ), датчик скорости автомобиля (ДСА), датчик положения коленчатого вала (ДПКВ), эл. блок управления, модуль зажигания, аккумулятор, замок зажигания, контрольную лампу "CHECK ENGINE", вентилятор системы охлаждения двигателя (ВСОД), регулятор холостого хода (РХХ) и может включать в себя адсорбер, иммобилизатор, кондиционер. 
Подсистема управления подачей топлива функционирует следующим образом: топливный эл. насос ( через топливный фильтр ) подает топливо из топливного бака к рампе ( распределителю ) топлива на которой установлен регулятор давления топлива подаваемого к форсункам. Мембранный регулятор давления топлива устанавливает уровень давления в системе около 300 мПа и возвращает излишки топлива в топливный бак через обратный топливопровод. Кроме того, давление топлива в системе зависит от разрежения во впускном тракте, которое подведено к регулятору давления. На диафрагму перепускного клапана регулятора давления топлива с одной стороны воздействует давление топлива, а с другой - давление пружины и давление всасываемого воздуха. За счет этого обеспечивается оптимальное давление топлива в системе в прямой зависимости от положения дроссельной заслонки и нагрузки двигателя.  
 
Топливные форсунки управляются контроллером и обеспечивают одновременную подачу топлива во впускной коллектор каждого цилиндра двигателя при каждом обороте коленчатого вала. Количество поступающего в камеры сгорания топлива пропорционально времени открытия форсунок. Контроллер, в свою очередь, регламентирует это время определяя его по сигналам датчиков установленных на двигателе. Момент подачи управляющего сигнала на форсунки контроллер определяет по сигналу датчика положения коленчатого вала.  
В режиме пуска двигателя контроллер переходит в асинхронный режим управления форсунками до достижения оборотов двигателя на уровне 400 об/мин.  
Подача топлива в камеры сгорания прекращается в режиме продувки двигателя (дроссельная заслонка открыта более чем на 75% , а вращение коленчатого вала при этом - менее 400 об/мин.) и может кратковременно прекращаться в режиме торможения двигателем в зависимости от температуры охлаждающей жидкости, частоты вращения коленчатого вала, скорости движения автомобиля и угла открытия дроссельной заслонки.  
Обогащение топливной смеси в режимах повышенной нагрузки двигателя и ускорений контроллер производит увеличивая время открытия форсунок, регламентируя его по сигналам датчика положения дроссельной заслонки и датчика массового расхода воздуха, учитывая при этом скорость движения автомобиля, по сигналам датчика скорости.  
Эл.блок управления контролирует напряжение питания в бортовой сети автомобиля и при его значительном снижении увеличивает время открытия форсунок, компенсируя (из-за низкого напряжения питания) замедленное включение эл.механических клапанов форсунок.  
На всех режимах работы двигателя по сигналам датчиков положения дроссельной заслонки и массового расхода воздуха контроллер определяет количество поступающего в двигатель воздуха и регулирует подачу топлива форсунками для обеспечения необходимого состава топливной смеси. При прогреве холодного двигателя и на холостом ходу контроллер  
управляет работой регулятора холостого хода и в зависимости от нагрузки и температуры двигателя обеспечивает обороты коленчатого вала на необходимом уровне. При быстром закрытии дроссельной заслонки на ходу автомобиля контроллер увеличивает подачу воздуха  
регулятором холостого хода. Таким образом обедняется топливная смесь для обеспечения снижения токсичности выхлопных газов.  
Управление зажиганием осуществляет контроллер по сигналам датчика положения коленчатого вала и учитывая текущий режим работы двигателя по сигналам других датчиков.  
Электронный блок управления (контроллер) является микропроцессорной системой с энергонезависимым постоянным запоминающим устройством (ПЗУ), энергонезависимым перепрограммируемым запоминающим устройством (ППЗУ) и оперативным запоминающим устройством (ОЗУ) сохраняющим данные только при наличии напряжения питания. В данных ПЗУ хранятся программа работы микропроцессора и таблицы параметров двигателя. Для хранения промежуточных значений микропроцессор использует ОЗУ. Контроллер управляет исполнительными устройствами впрыска топлива (зажигание, форсунки и т.д.) и кроме того, осуществляет диагностику работы датчиков. При обнаружении неисправности контроллер зажигает лампу "CHECK ENGINE" и сохраняет в ОЗУ код ошибки, который может быть считан мультитестером или индицирован лампой "CHECK ENGINE" в режиме сканирования кодов диагностики.  
 
Методика считывания кодов неисправностей из ОЗУ 

Методика считывания кодов неисправностей из ОЗУ (оперативного запоминающего устройства) контроллера  аналогична методике контроллера "GM" и правомерна по отношению ко всем автомобилям оборудованных системой управления двигателем "Январь-4".  
При обнаружении неисправности контроллер сохраняет ее код в ОЗУ и зажигает лампу "CHECK ENGINE" которая указывает на необходимость проведения диагностики и устранения неисправности. В памяти эл.блока управления запоминается двухразрядный код ошибки ( 12-99 ), который индицируется этой лампой при инициализации режима вывода кодов самодиагностики.  
Стирание кодов ошибок в ОЗУ контроллера происходит при отключении питания. Если Вам нужно их стереть, необходимо при выключенном зажигании отключить плюсовую клемму аккумулятора на 10-15 сек. Соответственно самодиагностику нужно проводить не менее чем через 10-20 мин. эксплуатации автомобиля (лучше на разных нагрузках), после последнего отключения аккумулятора.  
При отключении аккумулятора могут быть потеряны предустановки критичных дополнительных устройств (магнитола, сигнализация и т.д.). В этом случае можно просто отключить предохранитель эл.блока, если к данной цепи не подключены критичные устройства. В противном случае можно снять разъем с самого эл.блока. Кроме того, в ОЗУ будут потеряны коды коррекции и до их восстановления (до 30 мин. эксплуатации) стоит воздержаться от динамичной езды и резких ускорений.  

 

 

Схема соединений элементов 

1. Свечи зажигания                   15. Модуль кондиционера
2. Модуль зажигания                16. Тахометр
3. Аккумулятор                          17. Спидометр
4. Замок зажигания                   18. Датчик скорости
5. Главное реле                          19. Вентилятор радиатора о.ж.
6. Реле бензонасоса                   20. Датчик расхода воздуха
7. Бензонасос                              21. СО-потенциометр
8. Диагностический разъем     22. Термодатчик ох.жидкости
9. Топливные форсунки           23. Датчик положения др.заслонки
10. Контроллер                          24. Реле вентилятора
11. Регулятор холостого хода       F. Предохранитель
12. Датчик детонации               FUSE. К бортовому компьютеру
13. Датчик положения