Vikupautomsk.ru

Выкуп Авто МСК
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как устроен контроллер двигателя и его схема

Электронные схемы блок управления двигателя автомобиля

Во время эксплуатации автомобиля двигатель подвергается серьезным нагрузкам. Продлить срок службы мотора позволяет подбор оптимального режима работы. Найти компромисс между экономичным расходом топлива и сохранением скоростных характеристик автомобиля призвана электронная система управления двигателем или сокращенно ЭСУД. Кроме того, данная система обеспечивает высокий ресурс надежности всех агрегатов и поддерживает соответствующий уровень токсичности выхлопа.

«Мозгом» этой системы является контроллер. Во-первых, он обеспечивает функционирование всех элементов ЭСУД в безопасном режиме. Во-вторых, схема контроллера двигателя выполнена таким образом, что он прямо на ходу может менять набор переменных в программе, тем самым улучшая работу инжекторного двигателя при выбранном режиме.

Назначение и функции электронной системы управления

Электронное управление современного двигателя состоит из контроллера управления двигателем (электронный блок управления ЭБУ), датчиков, различных исполнительных и вспомогательных устройств (реле).

В функции ЭСУД входит управление исполнительными элементами (топливной системой, модулем зажигания, регулятором холостого хода, адсорбером и электробензонасосом); вывод данных на приборную панель; контроль уровня токсичности выхлопных газов; обеспечение взаимодействия с другими системами управления автомобиля, в том числе и с противоугонной (иммобилайзером).

Основная задача ЭСУД заключается в контроле над впрыском топлива и последующим смесеобразованием. Для этой цели электронный блок управления обрабатывает информацию, поступающую от семи датчиков:

  • датчик положения коленчатого вала;
  • датчик моментального расхода воздуха;
  • датчик температуры охлаждающей жидкости;
  • датчик положения дроссельной заслонки;
  • датчик кислорода;
  • датчик детонации;
  • датчик скорости.

Схема электронного контроллера обрабатывает поступающие данные и позволяет проводить перепрограммирование системы, улучшая эксплуатационные характеристики мотора при выбранном режиме функционирования (мощный, экономичный, режим холостого хода).

Разновидности контроллеров управления двигателем

Классификация электронных блоков управления осуществляется в зависимости от наличия набора функций, подобранных для конкретного автомобиля. Условное же деление происходит на объединенные блоки и блоки управления двигателем.

Компоненты объединенного блока подчиняются одному компьютеру. В состав такого блока входят несколько модулей:

  • центральный;
  • моторно-трансмиссионный;
  • контроля тормозной системы;
  • контроллер кузова;
  • контроля подвески;
  • синхронизационный.

У каждого вида контроллеров есть свои достоинства и недостатки. Преимущество использования объединенного блока заключается в удобстве монтажа — к компьютеру уже подходят провода со всех датчиков и элементов.

Однако возникновение неполадок в работе ЭБУ влечет за собой отказ всех управляемых им элементов. Выбор блока управления двигателем исключает такую возможность, но усложняет процесс прокладки и компоновки проводов, идущих от разных компьютеров.

Устройство и принцип работы контроллера двигателя

Главным элементом ЭСУД является контроллер (ЭБУ). Он состоит из микропроцессора, формирователей входных и выходных сигналов и источника питания, заключенных в металлический корпус. К разъемам блока управления подведен жгут проводов от всех подконтрольных устройств и электрической сети автомобиля.

Схема стандартных контроллеров двигателей обеспечивает высокую надежность системы, за счет используемых компонентов. По сути, электронный блок управления является мини-компьютером, использующим три типа памяти:

  • постоянное запоминающее устройство (ПЗУ);
  • оперативное запоминающее устройство (ОЗУ);
  • электрически репрограммируемое постоянное запоминающее устройство (ЭРПЗУ).

В постоянной памяти хранятся различные алгоритмы действий и калибровочные данные (набор переменных рабочей программы). Информация, находящаяся в ПЗУ, не стирается при отключении питания и поддается перепрограммированию.

В оперативной памяти временно содержатся переменные рабочие данные, а также вся информация о неисправностях. Показания с ОЗУ высвечиваются на приборной панели. Как и в случае с обычным персональным компьютером, при отключении контроллера оперативная память стирается.

ЭРПЗУ хранит временные коды-пароли иммобилайзера. Пуск двигателя осуществляется только при совпадении данных ЭРПЗУ и противоугонной системы. Таким образом, злоумышленник имеет минимум возможностей для запуска силового агрегата автомобиля.

Формирователи входных сигналов ослабляют и адаптируют поступающие сигналы для микропроцессора, а также защищают его от перенапряжения. Формирователи выходных сигналов увеличивают мощность сигналов, направленных к исполнительным устройствам и, защищают контроллер от перегрузки.

Принцип работы контроллера двигателя

В процессе эксплуатации автомобиля контроллер управляющий обычным двигателем собирает информацию с электронных датчиков, расположенных на исполнительных устройствах.

Читать еще:  Шевроле авео 2009 технические характеристики двигателя

Компьютер анализирует полученные данные, обрабатывает и, в соответствии с выбранным алгоритмом действий, посылает команды электробензонасосу, топливной системе, модулю зажигания, адсорберу и регулятору холостого хода. После окончания работы контроллер завершает вычисления и проводит подготовку к следующему пуску.

Дополнительно электронный блок управления производит самодиагностику всех узлов машины. При обнаружении неполадок в работе информация о неисправности выводится на приборную панель в виде соответствующего светового индикатора. Диагностические коды неисправностей, хранящиеся в оперативной памяти, помогают при проведении ремонтных работ.

Таким образом, нетрудно догадаться, что контроллер и его схема являются достаточно сложными приборами, вмешиваться в работу которых без хороших знаний не рекомендуется. Одно дело понимать, как все устроено и функционирует, и совершенно другое заниматься самостоятельным, любительским ремонтом. Даже малейшие ошибки в столь сложной детали могут привести к серьезным перебоям в работе основного двигателя автомобиля.

Электронный блок управления двигателя (ECU)

Поскольку сложность систем автомобиля в последнее время значительно возросла, также увеличился объем информации, сохраняемой в памяти ECU. Ранние версии программируемой системы зажигания, созданной компанией Rover, достигали точности в выборе времени зажигания ±1,8″, тогда как обычный распределитель обеспечивает точность ±8″. Информация, полученная в ходе стендовых, а также ходовых испытаний транспортного средства, сохраняется в постоянной памяти ROM. Основная карта выбора момента зажигания состоит из установок правильного опережения зажигания для 16 значений скорости и 16 значений условий нагрузки. Это показано на рисунке в виде трехмерной модели.

Рис. Трехмерная карта выбора момента зажигания, хранящаяся в ECU

Чтобы иметь набор установок для восьми скоростей и восьми температурных участков, используется отдельная трехмерная модель. Она применяется для ввода поправок к основным установкам на температуру охлаждающей жидкости двигателя. Это улучшает ходовые качества автомобиля и может применяться для ускорения прогрева двигателя. Данные также подвергаются дополнительной корректировке по нагрузке при температурах ниже 70 «С. На рисунке показана логическая блок-схема выбора оптимальной установки угла зажигания. Отметим, что для обеспечения постоянной энергии искры ECU также вводит коррекцию и по углу активации как функции частоты вращения двигателя, и по изменению напряжения батареи. Сниженное напряжение батареи требует увеличенного времени активации, повышенное напряжение — уменьшенного времени.

Рис. Блок-схема вычисления угла опережения зажигания

Типичная для большинства «компьютерных» систем блок-схема, показанная на рисунке, описывает блок управления программным зажиганием. Входные сигналы обрабатываются, и полученные данные сохраняются в оперативной памяти RAM.

Рис. Типичная для большинства «компьютерных» систем блок-схема управления для программного зажигания

Программа и значения установочных данных заранее занесены в ROM. В этих системах для выполнения команд, требуемых в соответствии с программой, используется микроконтроллер. Информация, поступающая от датчиков, преобразуется в цифровую форму в схеме АЦП. Компания Rover, как и многие другие изготовители, использует бортовой датчик давления, состоящий из анероидной камеры и тензодатчиков, измеряющих нагрузку на двигатель.

Блок-схема, используемая для представления программы, занесенной в ROM блока управления двигателем, показана на рисунке.

Электронный блок управления двигателем (контроллер) ЭБУ Лада Приора (Lada Priora), Ваз 2170, Ваз 2171, Ваз 2172

Электронный блок управления лада приора (ЭБУ, или контроллер) расположен под панелью приборов и представляет собой управляющий центр электронной системы управления двигателем. Он непрерывно обрабатывает информацию от различных датчиков и управляет системами, влияющими на токсичность отработавших газов и эксплуатационные показатели автомобиля лада приора.

В ЭБУ поступает следующая информация:

– положение и частота вращения коленчатого вала;
– положение распределительных валов;
– массовый расход воздуха двигателем;
– температура охлаждающей жидкости;
– температура всасываемого воздуха;
– положение дроссельной заслонки;
– содержание кислорода в отработавших газах;
– наличие детонации в двигателе;
– амплитуда колебаний кузова автомобиля lada priora;
– скорость автомобиля;
– напряжение в бортовой сети автомобиля;
– запрос на включение кондиционера (на автомобилях в вариантном исполнении).

Читать еще:  Ваз классика сколько нужно масла в двигатель

На основе полученной информации ЭБУ управляет следующими системами и приборами:
– топливоподачей (форсунками и электробензонасосом лада приора);
– системой зажигания;
– регулятором холостого хода;
– адсорбером системы улавливания паров бензина;
– вентилятором системы охлаждения двигателя лада приора;
– муфтой компрессора кондиционера (на автомобилях в вариантном исполнении);
– системой диагностики.

ЭБУ включает выходные цепи (форсунки, различные реле и пр.) путем замыкания их на «массу» через его выходные транзисторы. Единственное исключение — цепь реле электробензонасоса, который запитывается через силовое реле. В свою очередь, обмоткой реле управляет ЭБУ посредством замыкания одного из выводов на «массу».
ЭБУ оснащен встроенной системой диагностики. Он может распознавать неполадки в работе ЭСУД лада приора, предупреждая о них водителя через сигнальную лампу «ПРОВЕРЬТЕ ДВИГАТЕЛЬ». Кроме того, ЭБУ хранит диагностические коды, указывающие на неисправность конкретного элемента системы и характер этой неисправности, чтобы помочь специалистам в проведении диагностики и ремонта.

В ЭБУ заложены следующие типы памяти:

– программируемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ);
– оперативное запоминающее устройство (ОЗУ);
– электрически репрограммируемое запоминающее устройство (ЭРПЗУ).

Программируемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ).
В нем находится общая программа, в которой содержится последовательность рабочих команд (алгоритмы управления) и различная калибровочная информация. Эта информация представляет собой данные управления впрыском, зажиганием, холостым ходом и др., которые зависят от массы автомобиля, типа и мощности двигателя, передаточного отношения трансмиссии и других факторов. ППЗУ называют еще запоминающим устройством калибровок. Содержимое ППЗУ не может быть изменено после программирования. Эта память не нуждается в питании для сохранения записанной в ней информации, которая не стирается при отключении питания, т.е. эта память является энергонезависимой.

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ).
Это «блокнот» ЭБУ. Микропроцессор контроллера ваз 2170 priora использует его для временного хранения измеряемых параметров, которые он использует для расчетов, и промежуточной информации. Микропроцессор может по мере необходимости вносить в него данные или считывать их.
Микросхема ОЗУ смонтирована на печатной плате контроллера. Эта память энергозависимая и требует бесперебойного питания для сохранения. При прекращении подачи питания содержащиеся в ОЗУ диагностические коды неисправностей и расчетные данные стираются.

Электрически репрограммируемое запоминающее устройство (ЭРПЗУ).
Используется для временного хранения кодов-паролей противоугонной системы автомобиля (иммобилизатора). Коды-пароли, принимаемые ЭБУ от блока управления иммобилизатором, сравниваются с кодами, хранимыми в ЭРПЗУ, в результате чего разрешается или запрещается пуск двигателя.
В ЭРПЗУ записываются такие эксплуатационные параметры автомобиля ваз 2171, как общий пробег автомобиля, общий расход топлива и время работы двигателя.

ЭРПЗУ регистрирует и некоторые нарушения работы двигателя и автомобиля:

– время работы двигателя с перегревом;
– время работы двигателя на низкооктановом топливе;
– время работы двигателя с превышением максимально допустимой частоты вращения;
– время работы двигателя с пропусками воспламенения топливовоздушной смеси, на наличие которых указывает сигнальная лампа системы управления двигателем;
– время работы двигателя ваз 2172 с неисправным датчиком детонации;
– время работы двигателя с неисправным датчиком концентрации кислорода;
– время движения автомобиля с превышением максимально разрешенной скорости в период обкатки;
– время движения автомобиля с неисправным датчиком скорости;
– количество отключений аккумуляторной батареи при включенном замке зажигания.

ЭРПЗУ энергонезависимо, оно может хранить информацию без подачи питания на контроллер.
ЭБУ расположен под консолью панели приборов.

Для замены электронного блока управления вам потребуется отвертка с крестообразным лезвием.

1. Отсоедините провод от клеммы «минус» аккумуляторной батареи.

2. Снимите правую облицовку тоннеля пола ваз 2170 priora (см. «Снятие и установка облицовок тоннеля пола ваз 2171»).

3. Возьмитесь за два выступа и выведите фиксирующую скобу вдоль плоскости разъема до упора.

4. Отсоедините колодку с проводами от ЭБУ.

5. Отверните (не полностью) две гайки крепления кронштейна ЭБУ.

С противоположной стороны кронштейн ЭБУ гайкой не закреплен.

Читать еще:  Что такое заходность забойного винтового двигателя

6. Передвиньте вправо кронштейн с ЭБУ и, приподняв немного вверх, снимите ЭБУ с автомобиля.

7. Установите ЭБУ ваз 2170 в порядке, обратном снятию.

Предупреждение
Неисправный электронный блок можно заменить только новым блоком, в котором не активирована противоугонная функция. При такой замене ЭБУ будет разрешать пуск двигателя независимо от иммобилизатора. Для активации противоугонной функции проведите процедуру обучения иммобилизатора .

Для активации противоугонной функции нового контроллера необходимо выполнить процедуру обучения (см. «Обучение ключей иммобилизатора лада приора»), используя имеющиеся обучающий и рабочие ключи

ЭБУ (ECU)

ЭБУ — электронный блок управления двигателем (англ. Engine Control Unit, ECU). Данный блок представляет собой ключевой элемент, который входит в состав системы управления двигателем.

Главными задачами ЭБУ двигателя становятся:

  • получение информации от многочисленных датчиков (входные датчики);
  • обработка полученных данных по заданному алгоритму;
  • формирование и посылка управляющих сигналов на исполнительные устройства;

Исполнительные устройства конструктивно являются составными частями различных систем силового агрегата. Схемы электронного регулирования обеспечивают возможность гибко и динамично осуществлять оптимизацию как важнейших базовых, так и второстепенных параметров в процессе работы двигателя. Управление посредством ЭБУ осуществляется применительно к разным режимам работы мотора.

Электронный блок управления ECU производит постоянный обмен потоками данных не только с двигателем и его датчиками, но и с множеством других электронных систем. ЭБУ является звеном в цепочке подобных контроллеров, под управлением которых находится система торможения c ABS, автоматическая КПП, системы безопасности автомобиля (подушки AirBag, шторки безопасности и т.д), иммобилайзер, климатическая установка и другие решения. Данные передаются по специальной CAN-шине (англ. Controller Area Network).

ЭБУ двигателем контролирует следующие важнейшие аспекты в процессе работы ДВС:

  • топливный впрыск;
  • состав топливно-воздушной смеси;
  • работу дроссельной заслонки (на ХХ и других режимах);
  • давление турбонаддува;
  • систему изменения фаз газораспределения;
  • процесс рециркуляции отработавших газов;
  • работу системы охлаждения ДВС;
  • зажигание и его корректировку;
  • состав отработавших газов;

Данные системы в совокупности влияют на мощностную характеристику ДВС, показатель крутящего момента, экономичность двигателя, а также на токсичность выхлопа и т.д.

Датчики двигателя передают на ЭБУ аналоговые сигналы, который зачастую являются сигналами о том, что произошло изменение напряжения. Полученные сигналы преобразуются компонентом блока управления в цифровой формат. За это отвечает аналогово-цифровой преобразователь.

Наличие такого компонента обусловлено тем, что микропроцессор ЭБУ способен работать только с цифровым сигналом. Обратная схема подразумевает повторную обработку цифрового сигнала микропроцессора в аналоговый, так как от ЭБУ требуется отправлять аналоговые управляющие воздействия на исполнительные устройства. В таких случаях преобразование сигнала из цифрового в аналоговый осуществляет цифро-аналоговый преобразователь.

Что касается микропрограмм ЭБУ, блок управления содержит два базовых вычислительных модуля. Один из указанных модулей называется функциональным, а второй контрольным. Первый модуль (функциональный) принимает полученные от датчиков двигателя сигналы. Далее указанным модулем производится обработка сигналов и формирование управляющих импульсов, которые направлены к исполнительным устройствам той или иной системы двигателя. Задачей второго модуля (контролирующего) является анализ выходного сигнала, а также его корректировка. Благодаря такой схеме работы ЭБУ двигатель может переходить в аварийный режим и т.д.

Возможность перепрограммировать электронный блок управления активно используется для тюнинга бензинового или дизельного двигателя. Перепрошивка ЭБУ может понадобиться после определенных изменений, которые вносятся применительно к штатной конструкции ДВС (доработка впускной системы и топливного впрыска, установка турбонаддува или повышение давления наддува, установка тюнинговых элементов, доработка выхлопной системы и т.д). Дополнительно возможность гибкой корректировки микропрограммы блока управления ECU используется для программного тюнинга мотора, который получил название чип-тюнинг.

Каждая отдельная электронная система автомобиля имеет свой собственный блок управления. Все блоки объединяются в единую связанную схему благодаря шине CAN. Связанные шиной блоки иногда называются компьютером автомобиля, а количество контроллеров может доходить до 80 и более.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector