В данной статье рассматриваются электронные компоненты автомобилей, что они собой представляют и как работают.

ABS («ANTIBLOCK BRAKE SYSTEM»)

ABS – тормозная антиблокировочная система. Данная система позволяет избежать блокировки колес при резком торможении или при торможении на скользкой дороге. Блок управления несколько раз прижимает и отпускает колодки тормозные, в результате чего колеса начинают проворачиваться. состоит из: датчиков ускорения (скорости), установленных на колесных ступицах; управляющих клапанов, которые установлены в магистрали системы торможения; блока управления, получающего сигналы с датчиков и контролирующих работу клапанов.

Во время торможения ABS постоянно и точно определяет скорости вращения всех колес. Если одно или несколько колес замедляют движение быстрее максимально рассчитанной скорости и, исходя из показаний акселерометров, то ABS командует в системе торможения, ограничивающему тормозное усилие на колесе (колесах). Тормозное усилие после того как вращение колеса приходит в допустимую норму восстанавливается.

4WS («4 WHEEL STEER»)

4WS – 4 управляемых колеса. Специальные рулевые механизмы встроены в заднюю подвеску, с помощью которых и поворачиваются колеса. Управление осуществляется специальным электронным блоком на основе данных о скорости, угле поворота руля и колес и т.д., полученных от датчиков автомобиля.

Работа системы осуществляется в двух режимах:

1. При малой скорости задние колеса поворачиваются в противоположном направлении от передних колес, и при выполнении маневра руль вращается на меньший угол. То есть увеличивается чувствительность рулевого управления и автомобиль становится более маневренным.
2. При большой скорости движения при перестроении или быстром вираже задние колеса поворачиваются в ту же сторону только на небольшой угол, что и передние колеса.

ACC («ACTIVE CRUISE CONTROL»)

ACC – активный круиз контроль. В данной системе используется трехлучевой радар для слежения за дорогой впереди автомобиля. Если впереди идущий автомобиль перестраивается на вашу полосу, то ACC определяет его направления движения и положение, а также рассчитывает ориентировочную скорость на основе данных сигнала радара. Система изменяет скорость автомобиля, чтобы сохранить безопасное расстояние между автомобилями. Уменьшение скорости осуществляется путем уменьшения тяги автомобиля или при помощи тормозов. Значение безопасного расстояния можно регулировать настройками.

ACC («ACTIVE COMENING CONTROL»)

ACC – автоматическая система стабилизации поперечного положения кузова в поворотах и изменяемого хода подвесок. Также может называться ACE, CATS, CBC, BCS. ACC работает вместе с ABS , чтобы предотвратить снос задней оси при поворотах на высокой скорости. Работа ACC построена на перераспределении нагрузок между элементами подвески. При боковом наклоне (крене) тяги перемещаются в различные стороны (один опускается, другой поднимается). Средняя часть закручивается.

АСС пытается, как бы поднять кузов со стороны наклона, а с противоположной – опустить. Таким образом, АСС обеспечивает выравнивание автомобиля к плоскости дороги. Помимо выравнивания, также достигается повышение сцепных свойств колес автомобиля с дорогой при повороте.

AGS («ADAPTIVE GETRIEBE-STEUERUNG»)

BA («BRAKE ASSIST»)

BA – электронная система управления давлением в гидравлической системе тормозов. Также называют PABS, PA, BAS. BA самостоятельно увеличивает давление в тормозной системе при необходимости либо недостаточного усилия на педаль.

Причем повышение давления происходит намного быстрее, чем это мог бы сделать человек. Распознавание экстренного торможения происходит по скорости нажатия педали и давлению на педаль

D-4

D-4 – технология непосредственного впрыска топлива. Топливо подается непосредственно в камеру сгорания под высоким давлением. Благодаря данной технологии значительно увеличиваются эксплуатационные характеристики двигателя. Снижается топливный расход, уменьшается уровень вредных веществ в газе.

DAC («DOWNHILL ACESS CONTROL»)

DAC – система помощи спуска по склону. При движении по крутым спускам, если система DAC определяет, что скорость вращения колес меньше скорости автомобиля, то она в автоматическом режиме изменяет тормозное усилие на разных колесах.

DAC обеспечивает поддержание скорости в районе 5-7км/ч, которая идеально подходит при крутых спусках, и 3-5км/ч при движении задним ходом на крутых спусках.

DBC («DYNAMIC BRAKE CONTROL»)

DBC – система динамического контроля над торможением. DBC является дополнением к DSC (динамический контроль устойчивости). Примерно 90% водителей не в состоянии вовремя выполнить экстренное торможение. Несмотря на резкое нажатие на педаль тормоза, давление на педаль недостаточное и последующее увеличение давления увеличивает тормозную мощность незначительно. В итоге тормозная мощность используется не полностью.

Система DBS позволяет ускорить и усилить нарастание давления в тормозной системе при экстренном торможении и обеспечивает минимальный тормозной путь даже при несильном нажатии педали тормоза. Определяющими величинами являются данные: скорость нарастания давления и прикладываемое к педали усилие. Система DBS работает не по вакуумному принципу, а по принципу гидравлического усиления. При экстренном торможении такая система обеспечивает наилучшую и наиболее точную дозировку тормозного усилия.

DDE («Diesel Digital Elekronik «)

DDE – электронная цифровая система . DDE регулирует момент начала впрыска, количество подаваемого топлива и давление наддува, что обеспечивает наиболее оптимальное соответствие данных параметров во всех режимах работы двигателя, даже в экстремальных режимах.

Автомобиль становится экономичнее (топливный расход), тяговитым (работа двигателя плавная) и экологичнее (понижается токсичность в выхлопных газах). Отслеживание усилия нажимания на педаль газа, её положение позволяет точнее рассчитать время, количество, а также давление впрыска топлива, что адаптирует рабочий режим двигателя под различные условия и стиль езды.

DME («Digital Motor Elekronik»)

DME — электронная цифровая система управления двигателем. DME осуществляет управление и контроль всеми функциями (зажигание, впрыск топлива). DME поддерживает оптимальную мощность при наименьших токсичности и топливном расходе. Датчики постоянно отслеживают все параметры, которые оказывают влияние на работу двигателя. Приходящие данные от датчиков оцениваются и кодируются в команды систем зажигания и впрыска.

DME обрабатывает порядка 1000 сигналов каждую секунду, среди которых сигналы от датчиков температуры системы охлаждения, положения дроссельной заслонки, плотности и температуры воздуха, положения коленчатого вала, скорости автомобиля, положения педали газа. DME проводит сравнение всех входящих сигналов с реакциями остальных систем. При неисправности одного из датчиков DME использует сохраненное значение по умолчанию для данного параметра из памяти. Также DME ведет отслеживание за работоспособностью электрооборудования. При помощи различных датчиков замеряется уровень заряда аккумулятора и его состояние, а также потребление электроэнергии в текущий момент. Поддерживая аккумуляторную батарею в работоспособном состоянии, DME обеспечивает в произвольный момент гарантированный пуск двигателя.

EBD («ELECTRONIC BRAKE DISTRIBTION»)

EBD – электронная система распределения тормозного усилия. Также называют EBV. Работает совместно с ABS и при помощи электроники обеспечивает равномерное распределение между всеми колесами тормозного усилия. Это необходимо для оптимального сцепления каждого колеса с дорогой исходя из скорости, загрузки автомобиля, характера покрытия и т.п.

В большинстве случаев применяется для исключения возможности блокировки колес на задней оси. EBD начинает работать до ABS, либо после несрабатывания последней в результате поломки.

EBM («ELECTRONIC BRAKE MANAGEMENT»)

EBM – система электронного управления тормозами. По сути, это общее название систем контроля тормозных систем и управляемости этих систем, таких, как ABS, ACS+T, DSC и DBC. Опираясь на показания различных датчиков, EBM определяет уровень вмешательства, необходимый для восстановления хорошей управляемости автомобилем, задействовав одну либо сразу несколько систем управления. К датчикам, показания которых использует EBM, относятся: угол крена; угол поворота рулевого колеса; датчики скорости вращения колес и силы торможения.

EBS («ELECTRONIC BRAKING SYSTEM»)

EBS – электронная система торможения. В EBS педаль тормоза не имеет механического соединения с тормозной системой. Другое название «электронная педаль», передвижение которой преобразуется в виде электрического сигнала и подается в блок управления. Далее анализируются данные, полученные от датчиков (скорость, нагрузка, угол поворота рулевого колеса, поперечное ускорение). На основе анализа этих данных электроника дает команду своим исполнительным механизмам на регулирование давления в контурах системы тормоза.

ECT («ELECTONICALLY CONTROLED TRANSMISSION»)

ECT – электронная система управления переключением передач в АКПП последнего поколения. Учитывая положение дроссельной заслонки, скорость автомобиля, температуру двигателя, определяет какую передачу включать. Тем самым обеспечивает наиболее мягкое переключение передач, и увеличивает ресурс трансмиссии и двигателя. Есть возможность установки алгоритма переключения передач: «зима», «эконом», «спорт».

Заключение!

Эти системы в значительной мере повлияли на коренное изменение сущности современного автомобиля. Благодаря электронике узлы и механизмы стали работать надежнее, а сам транспорт – безопаснее.

• Новости
• Практикум

Лимузин для президента: раскрыты очередные подробности

Сайт Федеральной патентной службой продолжает оставаться единственным открытым источником информации об «автомобиле для президента». Сначала НАМИ запатентовал промышленные модели двух автомобилей - лимузина и кроссовера, которые являются частью проекта «Кортеж». Затем намишники зарегистрировали промышленный образец под названием «Панель приборов автомобиля» (скорее всего, именно...

АвтоВАЗ выдвинул в Госдуму собственного кандидата

Как сказано в официальном сообщении АвтоВАЗа, В. Держак проработал более 27 лет на предприятии и прошел все этапы становления карьеры - от рядового рабочего до мастера. Инициатива выдвижения представителя трудового коллектива АвтоВАЗа в Госдуму принадлежит коллективу предприятия и была озвучена 5 июня во время празднования дня города Тольятти. Инициативу...

В Сингапуре появятся беспилотные такси

Во время испытаний на дороги Сингапура выйдут шесть модифицированных Audi Q5, способных передвигаться в автономном режиме. В прошлом году такие автомобили беспрепятственно преодолели путь от Сан-Франциско до Нью-Йорка, сообщает Bloomberg. В Сингапуре беспилотники будут двигаться по трем специально подготовленным маршрутам, оборудованных необходимой инфраструктурой. Протяженность каждого маршрута составит 6,4 ...

Mitsubishi скоро покажет туристический внедорожник

Аббревиатура GT-PHEV расшифровывается как Ground Tourer, автомобиль для путешествий. При этом концептуальный кроссовер должен провозгласить «новую концепцию дизайна Mitsubishi - Dynamic Shield». Силовой агрегат Mitsubishi GT-PHEV - это гибридная установка, состоящая из трех электродвигателей (один - на передней оси, два - на задней), чтобы...

На российском рынке появилась новая премиум-марка

Genesis - это премиум-подразделение концерна Hyundai, которое поэтапно выходит на мировые рынки. Вначале продажи премиальных «корейцев» начались на родине, а затем автомобили, которые задают «высочайшие стандарты производительности, дизайна и инноваций» (во всяком случае, так считают представители новообразованной марки), предложили обеспеченной публике из США, Ближнего Востока, ...

Фото дня: гигантская утка против водителей

Путь автомобилистам на одной из местных автотрасс преграждала… огромная резиновая утка! Фотографии утки моментально разошлись по соцсетям, где у них нашлось немало поклонников. Как сообщает The Daily Mail, гигантская резиновая утка принадлежала одному из местных автомобильных дилеров. Судя по всему, на дорогу надувную фигуру снес...

У Ford Transit на двери не оказалось важной заглушки

Отзыв касается лишь 24 микроавтобусов Ford Transit, которые дилеры марки продали с ноября 2014-го по август 2016-го. Как сообщает сайт Росстандарта, на этих машинах сдвижная дверь оснащена так называемой «детской блокировкой», однако отверстие соответствующего механизма не было прикрыто заглушкой. Оказывается, это является нарушением действующего...

Видео дня: электромобиль набирает 100 км/ч за 1,5 секунды

Электрический болид под названием Grimsel смог разогнаться с места до 100 км/ч за 1,513 секунды. Достижение было зафиксировано на взлетно-посадочной полосе авиационной базы в Дюбендорфе. Болид Grimsel представляет собой экспериментальный автомобиль, разработанный студентами Швейцарской высшей технической школы Цюриха и Университета прикладных наук Люцерна. Автомобиль создан для участия...

Московский каршеринг оказался в центре скандала

Как рассказал один из участников сообщества «Синие Ведерки», воспользовавшийся услугами «Делимобиля», компания в случае ДТП с участием арендованного автомобиля требует от пользователей компенсировать стоимость ремонта и дополнительно взимает штраф. Кроме того, автомобили сервиса не застрахованы по каско. В свою очередь представители «Делимобиль» на официальной странице в Facebook дали официальные...

Mercedes выпустит мини-Гелендеваген: новые подробности

Новая модель, призванная стать альтернативой изящному Mercedes-Benz GLA, получит брутальную внешность в стилистике «Гелендевагена» - Mercedes-Benz G-класса. Немецкому изданию Auto Bild удалось разузнать новые подробности об этой модели. Итак, если верить инсайдерской информации, то Mercedes-Benz GLB будет отличаться угловатым дизайном. С другой стороны, полного...

Системой управления двигателем называется электронная система управления, которая обеспечивает работу двух и более систем двигателя. Система является одним из основных электронных компонентов электрооборудования автомобиля.Технический прогресс в области электроники, жесткие нормы экологической безопасности обусловливают неуклонный рост числа подконтрольных систем двигателя. Простейшей системой управления двигателем является объединенная система впрыска и зажигания. Современная система управления двигателем объединяет значительно больше систем и устройств, в том числе:

топливная система;

система впрыска;

система впуска;

система зажигания;

выпускная система;

система охлаждения;

система рециркуляции отработавших газов;

система улавливания паров бензина;

вакуумный усилитель тормозов.

Система управления двигателем имеет следующее общее устройство : входные датчики; электронный блок управления; 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. Система управления двигателем включает следующие входные датчики:

используется в работе топливной системы	датчик давления топлива;
используется в работе системы впрыска	датчик высокого давления топлива;
используются в работе системы впуска	расходомер воздуха; датчик температуры воздуха на впуске; датчик положения дроссельной заслонки; датчик давления во впускном коллекторе
используются в работе системы зажигания	датчик положения педали газа; датчик частоты вращения коленчатого вала; датчик детонации; расходомер воздуха; датчик температуры воздуха на впуске; датчик температуры охлаждающей жидкости; кислородные датчики;
используются в работе выпускной системы	датчик температуры отработавших газов; кислородный датчик перед нейтрализатором; кислородный датчик после нейтрализатора; датчик оксидов азота;
используются в работе системы охлаждения	датчик температуры охлаждающей жидкости; датчик температуры масла;
используются в работе вакуумного усилителя тормозов	датчик давления в магистрали вакуумного усилителя тормозов

В зависимости от типа и модели двигателя номенклатура датчиков может изменяться.

Электронный блок управления принимает информацию от датчиков и в соответствии с заложенным программным обеспечением формирует управляющие воздействия 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 топливный электронасос 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, электронасос, клапан вентилятора, реле охлаждения двигателя после остановки. 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 в своей работе 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.

Система АБС автомобиля.

При экстренном торможении автомобиля возможна блокировка одного или нескольких колёс. В этом случае весь запас по сцеплению колеса с дорогой используется в продольном направлении. Заблокированное колесо перестает воспринимать боковые силы, удерживающие автомобиль на заданной троектории, и скользит по дорожному покрытию. Автомобиль теряет управляемость и малейшее боковое усилие приводит его к заносу.

Антиблокировочная система тормозов (АБС , ABS , Antilock Brake System) предназначена предотвратить блокировку колес при торможении и сохранить управляемость автомобиля. Ведущим производителем систем ABS является фирма Bosch .

Система АБС устанавливается в штатную тормозную систему автомобиля без изменения ее конструкции.

Наиболее перспективной является антиблокировочная система томозов с индивидуальным регулированием скольжения колеса. Индивидуальное регулирование позволяет получить оптимальный тормозной момент на каждом колесе в соответствии с дорожными условиями и, как следствие, минимальный тормозной путь.

Антиблокировочная система имеет следующее устройство :

датчики угловой скорости колёс;

датчик давления в тормозной системе;

блок управления;

гидравлический блок;

контрольная лампа на панели приборов.

Схема антиблокировочной системы тормозов ABS

Датчик угловой скорости устанавливается на каждое колесо. Он фиксирует текущее значение частоты вращения колеса и преобразует его в электрический сигнал.

На основании сигналов датчиков блок управления выявляет ситуацию блокирования колеса. В соответствии с установленным программным обеспечением блок формирует управляющие воздействия на испольнительные устройства - электромагнитные клапаны и электродвигатель насоса обратной подачи гидравлического блока системы.

Гидравлический блок обединяет следующие конструктивные элементы:

впускные и выпускные электромагнитные клапаны;

аккумуляторы давления;

насос обратной подачи с электродвигателем;

демпфирующие камеры.

В гидравлическом блоке каждому тормозному цилиндру колеса соответствует один впускной и один выпускной клапаны, которые управляют торможением в пределах своего контура.

Аккумулятор давления предназначен для приема тормозной жидкости при сбросе давления в тормозном контуре.

Насос обратной подачи подключается, когда емкости аккумуляторов даления недостаточно. Он увеличивает скорость сброса давления.

Демпфирующие камеры принимают тормозную жидкость от насоса обратной подачи и гасят ее колебания.

В гидравлическом блоке устанавливается два аккумулятора давления и две демпфирующие камеры по числу контуров гидропривода тормозов.

Контрольная лампа на панели приборов сигнализирует о неисправности системы.

Похожая информация.

Существует огромное количество систем управления двигателей и их модификаций. Для этого рассмотрим различные варианты ЭСУД, которые когда-либо устанавливались на серийно выпускаемые автомобили.

ЭСУД - это электронная система управления двигателем или по-простому компьютер двигателя. Он считывает данные с датчиков двигателя и передает указания на исполнительные системы. Это делается, что двигатель работал в оптимальном для него режиме и сохранял нормы токсичности и потребления топлива.

Обзор приведём на примере инжекторных автомобилей ВАЗ. Разобьем ЭСУД на некоторые группы по критериям.

Производитель электронной системы управления

Для автомобилей ВАЗ использовались системы управления двигателем компаний Bosch, General Motors и отечественного производства. Если хотите заменить какую-нибудь деталь системы впрыска, например производства Bosch, то это окажется невозможным, т.к. детали невзаимозаменяемые. А вот отечественные детали впрыска топлива иногда оказываются аналогичными деталям иностранного производства.

Разновидности контроллеров

На вазовских автомобилях можно встретить следующие типы контроллеров:

• Январь 5 - производство Россия;
• M1.5.4 - производство Bosch;
• МР7.0 - производство Bosch;

Кажется, что контроллеров не много, а на самом деле все сложней. Для примера, контроллер M1.5.4 для системы без нейтрализатоpa не подходит для системы с нейтрализатором. И они считаются невзаимозаменяемыми. Контроллер МР7.0 для системы "Eвpo-2" не может быть установлен на автомобиль "Евро-3". Хотя установить контроллер МР7.0 для системы "Eвpo-3" на автомобиль с экологическими нормами токсичности "Евро-2" возможно, но для этого потребуется перепрошить программное обеспечение контроллера.

Типы впрыска

По этому параметру можно разделить на систему центрального (одноточечного) и распределенного (многоточечного) впрыска топлива. В системе центрального впрыска форсунка подает топливо во впускной трубопровод перед дроссельной заслонкой. В системах распределенного впрыска каждый цилиндр имеет свою форсунку, которая подает топливо непосредственно перед впускным клапаном.

Системы распределенного впрыска разделяются на фазированные и не фазированные. В не фазированных системах впрыск топлива может осуществляться или всеми форсунками в одно время или парами форсунок. В фазированных системах впрыск топлива осуществляется последовательно каждой форсункой.

Нормы токсичности

В разные времена собирались автомобили, который соответствовали требованиям стандартов по токсичности отработавших газов от "Евро-0" до "Евро-4". Автомобили, который соответствуют нормам "Евро-0" выпускаются без нейтрализаторов, системы улавливания паров бензина, датчиков кислорода.

Отличить автомобиль в комплектации "Евро-3" от автомобиля с комплектацией "Евро-2" можно по наличию датчика неровной дороги, внешнему виду адсорбера, а также по числу датчиков кислорода в выпускной системе двигателя (в комплектации "Евро-2" он один, а в комплектации "Евро-3" их два).

Определения и понятия

Контроллер - главный компонент электронной СУД. Оценивает информацию от датчиков о текущем режиме работы двигателя, выполняет достаточно сложные вычисления и управляет исполнительными механизмами.

Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ) - преобразует значение массы воздуха, поступающего в цилиндры, в электрический сигнал.

Датчик скорости - преобразует значение скорости автомобиля в электрический сигнал.

Датчик кислорода - преобразует значение концентрации кислорода в отработавших газах после нейтрализатора в электрический сигнал.

Датчик кислорода управляющий - преобразует значение концентрации кислорода в отработавших газах до нейтрализатора в электрический сигнал.

Датчик неровной дороги - преобразует величину вибрации кузова в электрический сигнал.

Датчик фаз - его сигнал информирует контролер о том, что поршень первого цилиндра находится в ВМТ (верхняя мертвая точка) на такте сжатия топливовоздушной смеси.

Датчик температуры охлаждающей жидкости - преобразует величину температуры охлаждающей жидкости в электрический сигнал.

Датчик положения коленвала - преобразует угловое положение коленвала в электрический сигнал.

Датчик положения дроссельной заслонки - преобразует значение угла открытия дроссельной заслонки в электрический сигнал.

Датчик детонации - преобразует величину механических шумов двигателя в электрический сигнал.

Модуль зажигания - элемент системы зажигания, накапливающий энергию для воспламенения смеси в двигателе и обеспечивает высокое напряжение на электродах свечи зажигания.

Форсунка - элемент системы топливоподачи, обеспечивающий дозирование топлива.

Регулятор давления топлива - элемент системы топливоподачи, обеспечивающий постоянство давления топлива в подающей магистрали.

Адсорбер - главный элемент системы улавливания паров бензина.

Модуль бензонасоса - элемент системы топливоподачи, обеспечивающий избыточное давление в топливной магистрали.

Клапан продувки адсорбера - элемент системы улавливания паров бензина, управляющий процессом продувки адсорбера.

Топливный фильтр - элемент системы топливоподачи, фильтр тонкой очистки.

Нейтрализатор - элемент системы впрыска двигателя для снижения токсичности выхлопных газов. В результате химической реакции с кислородом в присутствии катализатора оксид углерода, углеводороды СН и окислы азота превращаются в азот, воду, а также в двуокись углерода.

Диагностическая лампа - элемент системы бортовой диагностики, которая информирует водителя о наличии неисправности в СУД.

Диагностический разъем - элемент системы бортовой диагностики, для подключения диагностического оборудования.

Регулятор холостого хода - элемент системы поддержания холостого хода, который регулирует на холостом ходу подачу воздуха в двигатель.

Применение электронных систем автоматического управления (ЭСАУ двигате­лем, трансмиссией, ходовой частью и дополнительным оборудова­нием) позволяет:

снизить расход топлива;

ток­сичность отработавших газов,

повысить мощность двигателя,

актив­ную безопасность автомобиля,

улучшить условия труда водителя.

Соблюдение требований ограничивающих токсичность отрабо­тавших газов и расход топлива требует поддержания стехиометрического состава горючей смеси, отключения подачи топлива на режиме принудительного ХХ, точного и оптимально­го регулирования момента зажигания или впрыска топлива.

Вы­полнения этих требований невозможность без использования ЭСАУ.

Применяемые ЭСАУ двигателем включают системы управления:

топливоподачей,

зажиганием (в бензиновых двигателях),

клапана­ми цилиндров,

рециркуляцией отработавших газов.

Наибольшее распространение получили первые две системы.

Системы управления клапанами применяются для отключения группы цилиндров с целью экономии топлива и для регулирования фаз газораспределения. Системы управления рециркуляцией отра­ботавших газов обеспечивают возврат во впускной трубопровод потребного количества отработавших газов для смешивания их со свежей горючей смесью.

ЭСАУ облегчает пуск холодного двигателя, уменьшает время прогрева перед движения.

Антиблокировочные системы позволяют уменьшить в 2 раза тормозной путь на скользкой дороге, исключая воз­никновения заноса.

6.2. Электронное управление двигателем

Электронные системы управления топливоподачей бензиновых двигателей

Применение электронных систем автоматического управления (ЭСАУ) топливоподачей бензиновых двигателей обусловлено не­обходимостью снижения токсичности отработавших газов и повы­шения топливной экономичности двигателей внутреннего сгорания. ЭСАУ позволяют в большей степени оптимизировать процесс сме­сеобразования и делают возможным применение трехкомпонент­ных нейтрализаторов, эффективно работающих при постоянном коэффициенте избытка воздуха а близком к 1.

Кроме того, ЭСАУ двигателем, позволяют повысить приеми­стость автомобиля, надежность холодного пуска, ускорить прогрев и увеличить мощность двигателя.

ЭСАУ топливоподачей бензиновых двигателей разделяют на сис­темы впрыска (во впускной трубопровод или непосредственно в камеру сгорания) и карбюраторные системы с электронным управлением.

Принцип действия системы электронного управления карбюра­тором заключается в согласованном управлении воздушной и дрос­сельной заслонками.

Так система Ecotronic фирмы Bosch поддерживает на большинст­ве режимов стехиометрический состав рабочей смеси, обеспечивает необходимое обогащение смеси на режимах пуска и прогрева двига­теля. В системе предусмотрены функции отключения подачи топлива на принудительном холостом ходу и поддержания на заданном уров­не частоты вращения коленчатого вала на холостом ходу.

Наибольшее распространение получили системы впрыска во впускной трубопровод. Они разделяются на системы с впрыском в зону впускных клапанов и с центральным впрыском (рис. 6.1, где: а - центральный впрыск; б - распределенный впрыск в зону впускных клапанов;в - непосредственный впрыск в цилиндры двигателя; 1 - подача топлива; 2 - подача воздуха; 3 - дроссельная заслонка; 4 - впускной трубопровод; 5 - форсунки; 6 - двигатель).

Система с впрыском в зону впускных клапанов (другое название распределенный или многоточечный впрыск) включает в себя ко­личество форсунок равное числу цилиндров, система с централь­ным впрыском - одну или две форсунки на весь двигатель. Форсун­ки в системах с центральным впрыском устанавливаются в специ­альной смесительной камере, откуда полученная смесь распреде­ляется по цилиндрам. Подача топлива форсунками в системе рас­пределенного впрыска может быть согласована с процессом впуска в каждый цилиндр (фазированный впрыск) и несогласованна - форсунки работают одновременно или группой (нефазированный впрыск).

Системы с непосредственным впрыском из-за сложности конст­рукции долгое время не применялись на бензиновых двигателях. Однако ужесточение экологических требований к двигателям дела­ет необходимым развитие этих систем.

Современные ЭСАУ двигателем объединяют в себе функции управления впрыском топлива и работой системы зажигания, по­скольку принцип управления и входные сигналы (частота вращения, нагрузка, температура двигателя) для этих систем являются общими.

В ЭСАУ двигателем используется программно-адаптивное управление. Для реализации программного управления в ПЗУ бло­ка управления (БУ) записывается зависимость длительности впры­ска (количества подаваемого топлива) от нагрузки и частоты вра­щения коленчатого вала двигателя. На рис. 6.2 представлена обобщенная регулировочная характеристика бензинового двигателя по составу смеси.

Зависимость задается в виде таблицы (характеристической карты) разработанной на ос­новании всесторонних испытаний двигателя. Данные в таблице представлены с определенным шагом, например 5 мин -1 , промежуточные значения БУ получает интерполяцией. Аналогичные табли­цы используются и для определения угла опережения зажигания. Выбор данных из готовых таблиц является более быстрым процес­сом, чем выполнение вычислений.

Непосредственное измерение крутящего момента двигателя на автомобиле связано с большими техническими трудностями, по­этому основным датчиком нагрузки являются датчики расхода воз­духа и (или) датчик давления во впускном трубопроводе. Для опре­деления частоты вращения коленчатого вала двигателя обычно используется счетчик импульсов от датчика положения коленчатого вала индукционного типа или от датчика-распределителя системы зажигания.

Полученные по таблицам значения корректируются в зависимо­сти от сигналов датчиков температуры охлаждающей жидкости, по­ложения дроссельной заслонки, температуры воздуха, а также на­пряжения бортовой сети и других параметров.

Адаптивное управление (управление по обратной связи) исполь­зуется в системах с датчиком кислорода (λ-зондом). Наличие ин­формации о содержании кислорода в отработавших газах позволя­ет поддерживать коэффициент избытка воздуха а (λ) близким к 1. При управлении топливоподачей по ОС БУ первоначально определяет дли­тельность импульсов по данным датчиков нагрузки и частоты вращения КВ двигателя, а сигнал от датчика кислорода используется для точной корректировки. Управление впрыском то­плива по обратной связи осуществляется только на прогретом дви­гателе и в определенном диапазоне нагрузки.

Принцип адаптивного управление применяется также для ста­билизации частоты вращения коленчатого вала в режиме холостого хода и для управления углом опережения зажигания по пределу детонации.

Современные ЭСАУ топливоподачей бензиновых двигателей имеют функцию самодиагностики. БУ проверяет работу датчиков и исполнительных устройств и идентифицируют неисправности. При обнаружении неисправности БУ заносит в память соответствующий код и включает аварийную лампу CHECK ENGINE на панели приборов.

Диагностический прибор позволяет получать информа­цию от БУ:

считы­вать коды неисправностей;

определять текущие зна­чения параметров двигателя,

активизировать исполнительные меха­низмы.

функции диагностического прибора ограничены возможностями БУ.

Применение ЭСАУ повышает надежность работы двигателя за счет обеспечения возможности его работы в «усеченном» режиме. В случае возникновения неисправности в одном или нескольких датчиках, БУ определяет, что их показания не соответствуют действительности и отключает эти датчики. В «усеченном» режиме ра­боты информация от неисправных датчиков замещается эталон­ным значением или косвенно рассчитывается по данным от других датчиков. Например, при неисправности датчика положения дрос­сельной заслонки его показания можно имитировать расчетом по частоте вращения коленчатого вала и расходу воздуха. При выходе из строя одного из исполнительных механизмов используется ин­дивидуальный алгоритм обхода неисправности. При дефекте в це­пи зажигания, например, отключается впрыск в соответствующий цилиндр, с целью предотвращения повреждения каталитического нейтрализатора.

При работе двигателя в «усеченном» режиме возможно сниже­ние мощности, ухудшение приемистости, затрудненный пуск холод­ного двигателя, увеличение расхода топлива и др.

Для компенсации технологического разброса в характеристиках элементов ЭСАУ и двигателя, учета их изменения при эксплуата­ции в программе БУ предусмотрен алгоритм самообучения. Как упоминалось выше, сигнал от датчика кислорода используется для корректировки значения длительности впрыска полученного по таб­лице из ПЗУ БУ. Однако при значительных расхождениях такой процесс занимает много времени.

Самообучение заключается в сохранении в памяти БУ значений коэффициента корректировки. Весь диапазон работы двигателя разбивается, как правило, на четыре характерные зоны обучения:

холостой ход, высокая частота вращения при малой нагрузке, час­тичная нагрузка, высокая нагрузка.

При работе двигателя в любой из зон, происходит корректировка длительности импульсов впрыска до тех пор, пока реальный состав смеси не достигнет оптимального значения. Полученные таким об­разом коэффициенты корректировки характеризуют конкретный двигатель и участвуют в формировании длительности импульса впрыска на всех режимах его работы. Процесс самообучения при­меняется также для управления углом опережения зажигания при наличии обратной связи по детонации. Основная проблема функ­ционирования алгоритма самообучения заключается в том, что ино­гда неправильный сигнал датчика может быть воспринят системой как изменение параметра двигателя. Если ошибка сигнала датчика недостаточно велика, чтобы был зарегистрирован код неисправно­сти, повреждение может остаться необнаруженным. В большинстве систем корректирующие коэффициенты не сохраняются при отклю­чении питания БУ.

Для предотвращения потери управляемости автомобиля при экстренном торможении на современных автомобилях применяется электронная система стабилизации ESP (Electronic Stability Program – электронная программа стабилизации).

Статистика показывает, что электронная система стабилизации существенным образом влияет на безопасность движения. Например, по данным «Даймлер-Крайслер» количество аварий из-за потери водителем контроля над автомобилем снизилось с момента внедрения ESP в серию на 42%. Американская национальная служба безопасности движения NHTSA дает близкий показатель – 35%. Количество смертей в таких ДТП снизилось в США на 30%.

В систему стабилизации управления автомобилем входят:

• ABS ()
• EBV (электронное распределение тормозных усилий)
• ASR (антипробуксовочная система)
• EDS (электронная блокировка дифференциала)
• MSR (регулировка крутящего момента двигателя)
• HBA (гидравлический тормозной ассистент)

Конструктивные узлы ESP включает основные конструктивные узлы ABS. Дополнительными являются датчики угловых и поперечных ускорений и сенсор угла поворота рулевого колеса.

Принципиальное отличие ESP от ABS в том, что она непрерывно следит за соответствием ускорений автомобиля по желанию водителя, выраженному в повороте рулевого колеса, в то время как ABS включается только при торможении. Если ESP понимает, что ускорения машины достигли критических (начинается занос), система приступает к подтормаживанию колес, сбросу или прибавлению скорости вращения колес.

Общая компоновка ESP показана на рисунке:

Рис. Электронная система стабилизации управления автомобилем:
1 – электрогидравлический блок с контроллером; 2 – датчики частоты вращения колес; 3 ­– датчик угла поворота рулевого колеса; 4 – датчик линейных и угловых ускорений; 5 – электронный блок управления двигателем

ESP выбирает тормозные усилия для каждого колеса отдельно таким образом, чтобы результирующая тормозных сил противодействовала моменту, стремящемуся развернуть автомобиль вокруг вертикальной оси, и удерживала его на оптимальной траектории.

Если автомобиль плохо входит в поворот и скользит передними колесами наружу (недостаточная поворачиваемость), ESP притормаживает внутреннее заднее колесо.

В случае, когда автомобиль в результате заноса задней части пытается повернуть круче, чем необходимо (избыточная поворачиваемость), ESP исправляет ошибку притормаживанием наружного переднего колеса.

Чтобы предотвратить занос заднеприводного автомобиля , ESP уменьшает частоту вращения коленчатого вала двигателя. Благодаря этому возникает стабилизирующий момент сил, возвращающий автомобиль на безопасную траекторию движения.

При угрозе опрокидывания автомобиль стабилизируется за счет уменьшения поперечного ускорения, которое достигается достаточно сильным притормаживанием передних колес и одновременным снижением крутящего момента двигателя. Активный усилитель тормозов быстро нагнетает давление на входном трубопроводе насоса обратной подачи, благодаря этому давление в тормозном приводе моментально возрастает.

Функция стабилизации автопоезда используется на автомобилях с тягово-сцепным устройством. Слабое рыскание прицепа при определенных условиях может усилиться до опасных значений. Это происходит, как правило, в скоростном диапазоне от 75 до 120 км/ч. Если прицеп начал рыскать при некоторой критической скорости, то амплитуда рыскания постоянно увеличивается (явление резонанса). Рыскание передается буксиру, который тоже начинает совершать колебательные движения влево и вправо вокруг вертикальной оси. Такие колебательные движения регистрируются датчиком угла рысканья и анализируются блоком управления. При необходимости сначала оказывается регулирующее воздействие то на одно, то на другое переднее колесо. Если этого недостаточно, блок управления посылает сигнал блоку управления двигателя на уменьшение частоты вращения коленчатого вала, чтобы сбросить скорость, при этом одновременно притормаживаются все четыре колеса.

Наличие прицепа, подключенного к электросети автомобиля, распознается блоком управления автоматически. Функция стабилизации автопоезда отключается, потому что поведение автомобиля в условиях бездорожья может быть ошибочно принято за рыскание прицепа.

Современные системы ESP могут притормаживать одновременно до трех колес, причем каждое с разным усилием.

Кроме притормаживания колес ESP может автоматически вмешиваться в рулевое управление, выбирая наиболее оптимальный в данной ситуации угол поворота рулевого колеса, а также изменять характеристики амортизаторов подвески и трансмиссии. Если система ESP выявит склонность водителя к гоночному стилю, порог чувствительности системы снижается, чтобы приспособиться к данному стилю вождения. Система ESP может принудительно отключаться по желанию водителя, но после выключения зажигания ESP вновь активируется.

Электронная блокировка дифференциала EDS применяется для устранения пробуксовки колес при сохранении приемлимых ходовых качеств автомобиля, без вмешательства водителя. Устройство управления блокировкой дифференциала контролирует при помощи датчиков АБС частоту вращения колес.

Если дорожное покрытие под одной стороной автомобиля скользкое, вследствие чего при скорости до 80 км/ч возникает различие в частоте вращения ведущих колес примерно в 100 об/мин, тогда путем притормаживания пробуксовывающего колеса частота вращения колес выравнивается, а на другое колесо посредством действия дифференциала передается повышенное тяговое усилие.

Для того чтобы тормозной механизм приторможенного колеса слишком сильно не нагревался, блокировка дифференциа­ла при больших нагрузках ав­томатически отключается. Как только тормозной механизм охладится, противобуксовочная система колеса автоматически включается вновь.

При необходимости ESP вмешивается в работу системы управления двигателем и изменяет крутящий момент в со­ответствии с ситуацией.