На рулевом колесе могут быть расположены кнопки для управления аудиосистемой,
Также на ней могут быть установлены информационный дисплей и всевозможные выключатели.
Теперь самое время разобраться, как это все работает. Начнем с двигателя.Система управления двигателем – назначение, устройство, принцип работы
Главная »
Электрооборудование » Система управления двигателем
Системой управления двигателем называется электронная система управления, которая обеспечивает работу двух и более систем двигателя. Система является одним из основных электронных компонентов электрооборудования автомобиля.
Генератором развития систем управления двигателем в мире является немецкая фирма Bosch. Технический прогресс в области электроники, жесткие нормы экологической безопасности обусловливают неуклонный рост числа подконтрольных систем двигателя.
Свою историю система управления двигателем ведет от объединенной системы впрыска и зажигания. Современная система управления двигателем объединяет значительно больше систем и устройств.
Помимо традиционных систем впрыска и зажигания под управлением электронной системы находятся: топливная система, система впуска, выпускная система, система охлаждения, система рециркуляции отработавших газов, система улавливания паров бензина, вакуумный усилитель тормозов.
Термином «система управления двигателем» обычно называют систему управления бензиновым двигателем. В дизельном двигателе аналогичная система называется система управления дизелем.
Система управления двигателем включает входные датчики, электронный блок управления и исполнительные устройства систем двигателя.
Входные датчики измеряют конкретные параметры работы двигателя и преобразуют их в электрические сигналы. Информация, получаемая от датчиков, является основой управления двигателем. Количество и номенклатура датчиков определяется видом и модификацией системы управления. Например, в системе управления двигателем Motronic-MED применяются следующие входные датчики: давления топлива в контуре низкого давления, давления топлива, частоты вращения коленчатого вала, Холла, положения педали акселератора, расходомер воздуха (при наличии), детонации, температуры охлаждающей жидкости, температуры масла, температуры воздуха на впуске, положения дроссельной заслонки, давления во впускном коллекторе, кислородные датчики и др.
Каждый из датчиков используется в интересах одной или нескольких систем двигателя.
Электронный блок управления двигателем принимает информацию от датчиков и в соответствии с заложенным программным обеспечением формирует управляющие сигналы на исполнительные устройства систем двигателя. В своей работе электронный блок управления взаимодействует с блоками управления автоматической коробкой передач, системой ABS (ESP), электроусилителя руля, подушками безопасности и др.
Исполнительные устройства входят в состав конкретных систем двигателя и обеспечивают их работу. Исполнительными устройствами топливной системы являются электрический топливный насос и перепускной клапан. В системе впрыска управляемыми элементами являются форсунки и клапан регулирования давления. Работа системы впуска управляется с помощью привода дроссельной заслонки и привода впускных заслонок.
Катушки зажигания являются исполнительными устройствами системы зажигания. Система охлаждения современного автомобиля также имеет ряд компонентов, управляемых электроникой: термостат (на некоторых моделях двигателей), реле дополнительного насоса охлаждающей жидкости, блок управления вентилятора радиатора, реле охлаждения двигателя после остановки..jpg)
В выпускной системе осуществляется принудительный подогрев кислородных датчиков и датчика оксидов азота, необходимый для их эффективной работы. Исполнительными устройствами системы рециркуляции отработавших газов являются электромагнитный клапан управления подачей вторичного воздуха, а также электродвигатель насоса вторичного воздуха. Управление системой улавливания паров бензина производится с помощью электромагнитного клапан продувки адсорбера.
Принцип работы системы управления двигателем основан на комплексном управлении величиной крутящего момента двигателя. Другими словами, система управления двигателем приводит величину крутящего момента в соответствия с конкретным режимом работы двигателя. Система различает следующие режимы работы двигателя:
- запуск;
- прогрев;
- холостой ход;
- движение;
- переключение передач;
- торможение;
- работа системы кондиционирования.
Изменение величины крутящего момента производиться двумя способами — путем
регулирования наполнения цилиндров воздухом и
регулированием угла опережения зажигания.
Комплексные системы управления транспортными средствами (автомобили)
18.7.
Полные системы управления транспортным средством
В принципе, полная система управления транспортным средством включает один ECU, который управляет всеми аспектами транспортного средства. На рис. 18.21 показано представление полной системы управления транспортным средством. Однако на практике вместо одного блока управления используются отдельные ЭБУ, которые могут обмениваться данными друг с другом.
Рис. 18.21. Представление полной системы управления автомобилем.
18.7.1.
Преимущества централизованного управления
Преимущества централизованного управления преобладают в основных областях, т.
е. входы и выходы. На стороне ввода рассмотрим все входы, необходимые для работы каждой из следующих трех систем.
• Система зажигания
• Топливная система
• Система трансмиссии.
Вскоре можно увидеть, что существует много общих требований, даже при наличии всего трех возможных областей управления транспортным средством. Одна центральная система управления потенциально может уменьшить сложность проводки, расширяя при этом возможности управления. Это фактически преимущество выходов. Рассмотрим обычное рабочее состояние транспортного средства при внезапном и резком ускорении и возможные реакции каждой из систем, перечисленных ниже:
| Система | Возможное действие |
| Трансмиссия зажигания | Замедление опережения зажигания Впрыск дополнительного топлива Переключение на более низкую передачу |
Если каждая система работает независимо, возможно, что каждая из них не будет реагировать в некоторой степени наилучшим образом по отношению к другим.
Например, время и количество топлива могут быть установлены, но тогда топливный ECU может принять решение о переключении на более низкую передачу, тем самым увеличивая частоту вращения двигателя. Это в свою очередь требует изменения топлива и ГРМ. На этапе передачи это вызывает снижение эффективности и увеличение выбросов.
При наличии одного блока управления или, по крайней мере, связи между этими тремя системами все правильные действия могут выполняться в наиболее подходящее время. Однако сложность программирования требует значительного увеличения вычислительной мощности. Это особенно очевидно, если принять во внимание другие системы автомобиля, такие как противобуксовочная система, активная подвеска с АБС и рулевое управление.
18.7.2.
Bosch Cartronic System
В предыдущем разделе на простом примере выделена необходимость в отдельных электронных системах для связи друг с другом. Сложность комбинирования систем, как было предложено выше, возрастает, если учитывать другие факторы, такие как улучшение характеристик, выбросов, безопасности и комфорта водителя.
Bosch использует иерархическую структуру сигналов для решения этой проблемы. На рис. 18.22 показаны два способа соединения систем. Первый использует обычную проводку, а второй использует сеть контроллеров (CAN). Разница между потоком данных в автономной системе и потоком данных в иерархической системе представлена на рис. 18.23.
Рис. 18.22. Связывание систем автомобиля. A. Используя обычную проводку. Б. Использование CAN.
Система Cartronic работает по принципу, согласно которому каждой системой может управлять только система, стоящая над ней в иерархии. Например, интегрированные системы управления трансмиссией управления двигателем и коробкой передач взаимодействуют не напрямую, а через иерархически вышестоящую систему управления трансмиссией.
Ведутся исследования по разработке полных систем управления для транспортных средств. Ожидается, что по мере интеграции все большего количества систем стоимость необходимой электроники будет снижаться.
Вычислительная мощность, необходимая для этого типа системы, уже доступна. На самом деле может быть достаточно 32-битного высокоскоростного микроконтроллера. Проблема с использованием одного ECU для управления всем транспортным средством может заключаться в стоимости устройства. Однако надежность ЭБУ автомобилей постоянно повышается.
Рис. 18.23. Картронная система.
Полное централизованное управление имеет и другие возможные преимущества, такие как возможность расширения одной платы диагностики (OBD) для охвата всего автомобиля. Это может значительно сэкономить время ремонта и эксплуатационные расходы.
Объяснение систем контроля устойчивости — Drivingfast.net
Электронные системы контроля устойчивости (SC для целей этой статьи) обнаруживают потерю сцепления с дорогой и реагируют на ее восстановление с помощью систем торможения и управления двигателем. Ситуации, в которых системы вступают в действие, включают недостаточную поворачиваемость, избыточную поворачиваемость и пробуксовку колес.
В настоящее время большинство новых автомобилей оснащены той или иной системой контроля устойчивости. Для этой технологии существует множество сокращений, которые различаются в зависимости от производителя автомобиля…
- Электронная система контроля тяги (ETC/TCS)
- Система динамического контроля устойчивости (DSC)
- Электронная система стабилизации (ESP)
- Система стабилизации Porsche (PSM) )
- И т.д.
Не обманывайте себя, думая, что каждая из этих систем уникальна – все они функционируют очень похожим образом (и обычно производятся одним и тем же производителем).
Как работают системы контроля устойчивости?
Датчики Чтобы автомобиль обнаруживал потерю сцепления с дорогой, ему нужны датчики. Они бывают разных форм и определяют поведение автомобиля и действия водителя. Датчики рыскания, гироскопы, датчики скорости вращения колес и акселерометры являются наиболее распространенными датчиками в системах SC.
Кроме того, информация, начиная от положения руля и педали, оборотов двигателя и выбора передачи, используется для определения действий водителя.
Как используется эта информация?
Когда система SC определяет, что происходит потеря сцепления с дорогой, она действует, используя органы управления торможением и двигателем (а в некоторых автомобилях даже систему рулевого управления), чтобы вернуть автомобиль в нужное русло. Система реагирует по набору заданных критериев в зависимости от характера потери тяги, которая может включать пробуксовку колес или скольжение.
Вращающиеся колеса
Противобуксовочная система используется для снижения потерь привода из-за вращающихся колес. Это может произойти при движении по скользкой поверхности или при резком ускорении (обычно на первой передаче с места). Противобуксовочная система реагирует, подтормаживая пробуксовывающее колесо, и это заставляет привод переключаться на колесо (колеса) с лучшим сцеплением с дорогой.
Контроль тяги обычно работает только ниже определенной скорости.
Скольжение
Существует два разных типа скольжения – недостаточная и избыточная поворачиваемость. Системы SC реагируют на такие ситуации, подтормаживая отдельные колеса и уменьшая крутящий момент двигателя, когда это необходимо, чтобы удерживать автомобиль на линии. В ситуации недостаточной поворачиваемости крутящий момент снижается, и в результате переноса веса вперед обычно достаточно для восстановления контроля. Если этого недостаточно, чтобы вернуть автомобиль в исходное положение, будут задействованы отдельные задние тормоза. Когда возникает избыточная поворачиваемость, тормозное усилие прикладывается к одному из передних колес, которое действует как стержень, возвращая автомобиль в исходное положение. Как правило, тормоза применяются только к тем колесам, которые имеют наибольшее сцепление с дорогой.
как система тормозит?
В настоящее время ABS входит в стандартную комплектацию практически каждого автомобиля.
Эта спасательная система позволяет вам продолжать управлять автомобилем во время торможения, регулируя тормозное давление и предотвращая блокировку колес. Система использует гидравлический двигатель для создания тормозного давления, и этот же двигатель используется системами SC для приложения тормозного усилия к отдельным колесам, где это возможно, а клапаны в блоке ABS регулируют давление.
Недостатки систем контроля устойчивости
Как обсуждалось выше, системы SC используют как тормоза, так и органы управления двигателем, чтобы уменьшить пробуксовку или скольжение колес. Великолепно на дороге, но когда вы на трассе, последнее, что вам нужно, это тормозить машину! У большинства высокопроизводительных автомобилей есть возможность отключить (или значительно уменьшить) системы SC с помощью кнопки на приборной панели. Поэкспериментируйте, отключив управление, и посмотрите, как ведет себя машина. Если у вас есть плохая привычка позволять системам SC сортировать вас на поворотах, вы можете обнаружить, что начинаете крутиться на первом повороте, поэтому будьте осторожны и постепенно наращивайте скорость по мере того, как ваша уверенность повышается.