Устройството за управление в системата е електронен блок за управление (ECU). Количеството гориво, подавано от инжекторите, се контролира от електрически импулсен сигнал от ECU. Електронният блок следи данните за състоянието на двигателя, изчислява необходимостта от гориво и определя необходимото времетраене на подаване на гориво от инжекторите (продължителност на импулса - работен цикъл). За да увеличи количеството подавано гориво, ECU увеличава продължителността на импулса, а за да намали подаването на гориво, го скъсява. Освен това, в съответствие с вградения алгоритъм, ECU контролира работата на електродвигателя на вентилатора на системата за охлаждане на двигателя и електромагнитния съединител за включване на компресора на климатика, изпълнява функцията за самодиагностика на елементите на системата и уведомява водача за всякакви неизправности.
В случай на повреда на отделни сензори и изпълнителни механизми, ECU включва аварийни режими, които гарантират работата на двигателя.
ECU има способността да оценява резултатите от своите изчисления и команди, да помни режимите на скорошна работа и да действа в съответствие с тях. "Самообучението" или адаптирането на ECU е непрекъснат процес, но съответните настройки се съхраняват в RAM на електронния блок до първото изключване на ECU.
Системата за управление на двигателя, заедно с електронния блок за управление, включва сензори, изпълнителни механизми, конектори и предпазители.
Количеството подадено гориво се определя от състоянието на двигателя, т.е. режима му на работа. Тези режими се предоставят от ECU и са описани по-долу.
Когато коляновият вал на двигателя започне да се върти със стартера, първият импулс от сензора за положение на коляновия вал предизвиква импулс от ECU за включване на всички инжектори наведнъж, което ви позволява да ускорите стартирането на двигателя.
Първоначалното впръскване на гориво се извършва при всяко стартиране на двигателя. Продължителността на инжекционния импулс зависи от температурата. При студен двигател импулсът на впръскване се увеличава, за да се увеличи количеството гориво; при горещ двигател продължителността на импулса намалява. След първоначалното впръскване ECU превключва на съответния режим на управление на инжектора.
Стартов режим. Когато запалването е включено, ECU включва релето за електрическата горивна помпа, което създава налягане в захранващия тръбопровод за гориво към горивната шина.
ECU проверява сигнала от сензора за температура на охлаждащата течност и определя количеството гориво и въздух, необходими за стартиране.
Когато коляновият вал на двигателя започне да се върти, ECU генерира фазиран импулс за включване на инжекторите, чиято продължителност зависи от сигналите от сензора за температура на охлаждащата течност. При студен двигател продължителността на импулса е по-голяма (за увеличаване на количеството подадено гориво), а при загрял - по-кратка.
Увеличете режима на обогатяване. ECU следи внезапните промени в положението на дросела (според сигнала от сензора за положение на дросела), както и сигнала от сензора за масов въздушен поток и осигурява допълнително гориво чрез увеличаване на продължителността на импулса на впръскване. Режимът на богато ускорение се използва само за преходен контрол на горивото (контрол на дросела).
Режим на спиране на горивото по време на спиране на двигателя. При спиране с двигател на предавка и включен съединител, ECU може напълно да изключи импулсите за впръскване на гориво за кратки периоди от време. Изключването и включването на подаването на гориво в този режим става, когато се създадат определени условия за температурата на охлаждащата течност, скоростта на коляновия вал, скоростта на автомобила и ъгъла на отваряне на дросела.
Компенсация на захранващото напрежение. Ако захранващото напрежение спадне, системата за запалване може да произведе слаба искра и механичното движение на отвора на инжектора може да отнеме повече време. ECU компенсира това чрез увеличаване на времето за съхранение на енергия в модула за запалване и продължителността на импулса на впръскване.
Съответно, когато напрежението на батерията (или напрежението в бордовата мрежа на автомобила) се увеличи, ECU намалява времето за натрупване на енергия в модула за запалване и продължителността на инжектиране.
Режим на изключване на горивото. Когато двигателят е спрян (запалването е изключено), дюзата не подава гориво, като по този начин предотвратява спонтанното запалване на сместа при прегрял двигател. Освен това не се изпращат импулси за отваряне на инжекторите, ако ECU не получава "референтни" импулси от сензора за положение на коляновия вал, т.е. това означава, че двигателят не работи.
Подаването на гориво се прекъсва и при превишаване на максимално допустимите обороти на двигателя, за да се предпази двигателят от работа при неприемливо високи обороти.
Електронният блок за управление (ECU) се намира от лявата страна на двигателното отделение върху скоба, монтирана върху гнездото на батерията, и е контролният център на електронната система за управление на двигателя. Електронният блок е свързан с електрически проводници към всички сензори на системата. Получавайки информация от тях, устройството извършва изчисления в съответствие с параметрите и алгоритъма за управление, съхранени в паметта на програмируема постоянна памет (PROM), и управлява изпълнителните механизми на системата. Вариантът на програмата, записан в паметта на PROM, се обозначава с номера, присвоен на тази модификация на ECU.
Блокът за управление открива повреда, идентифицира и съхранява нейния код, дори ако повредата е нестабилна и изчезва (например поради лош контакт). Сигналната лампа за неизправност на системата за управление на двигателя в арматурното табло изгасва 10 s след възстановяване на повредата на блока.
След ремонт кодът на грешка, съхранен в паметта на контролния блок, трябва да бъде изтрит. За да направите това, изключете захранването на уреда за 10 s (отстранете предпазителя на захранващата верига на електронния блок за управление или изключете проводника от клемата "минус" на акумулатора).
Устройството захранва 5 и 12 V постоянен ток към различни сензори и ключове на системата за управление. Тъй като електрическото съпротивление на силовите вериги е високо, тестовата лампа, свързана към изходите на системата, не светва. За да се определи захранващото напрежение на клемите на компютъра, трябва да се използва волтметър с вътрешно съпротивление най-малко 10 MΩ.
ECU има следните видове памет:
- програмируема памет само за четене (PROM);
- памет с произволен достъп (RAM);
- електрически препрограмируема памет (EPROM).
Програмируема памет само за четене (PROM). Той съдържа обща програма, която съдържа последователност от работни команди (алгоритми за управление) и различна информация за калибриране. Тази информация е контролна информация за впръскване, запалване, празен ход и други параметри, които зависят от теглото на превозното средство, типа и мощността на двигателя, предавателните числа и други фактори. PROM се нарича още памет за калибриране. Съдържанието на PROM не може да се променя след програмиране. Тази памет не се нуждае от захранване, за да запази записаната в нея информация, която не се изтрива при изключване на захранването, т.е. тази памет е енергонезависима.
Памет с произволен достъп (RAM). Това е бележникът на ECU. Микропроцесорът на ECU го използва за временно съхраняване на измерените параметри за изчисления и междинна информация. Микропроцесорът може да въвежда данни в него или да ги чете, ако е необходимо.
RAM чипът е монтиран на PCB на ECU. Тази памет е летлива и изисква непрекъсваемо захранване за поддръжка. Когато захранването бъде прекъснато, диагностичните кодове за неизправности и изчислените данни, съдържащи се в RAM, се изтриват.
Електрически препрограмируема памет (EPROM). Използва се за временно съхранение на пароли за системата против кражба (имобилайзер) на автомобила. Кодовете на паролата, получени от ECU от блока за управление на имобилайзера, се сравняват с кодовете, съхранени в EEPROM, в резултат на което стартирането на двигателя е разрешено или забранено.
EEPROM записва работните параметри на превозното средство, като общ пробег на превозното средство, общ разход на гориво и време на работа на двигателя.
ЕРПЗУ регистрира и някои нарушения по двигателя и автомобила:
- време за прегряване на двигателя;
- време на работа на двигателя с нискооктаново гориво;
- време на работа на двигателя, превишаващо максимално допустимата скорост;
- време на работа на двигателя с прекъсвания на въздушно-горивната смес, наличието на които се индикира от предупредителната лампа за превишаване на допустимото ниво на токсичност на отработените газове;
- време на работа на двигателя с дефектен сензор за детонация;
- време на работа на двигателя с дефектен датчик за концентрация на кислород;
- времето, през което превозното средство се е движило с превишена максимално разрешена скорост по време на периода на разработка;
- време на движение на автомобила с дефектен сензор за скорост;
- колко пъти батерията е била изключена, докато ключът за запалване е включен.
EEPROM е енергонезависима памет, тя може да съхранява информация, без да захранва ECU.
ECU не подлежи на ремонт и трябва да се смени, ако се повреди.
Диагностичен конектор, разположен отляво под арматурното табло до дръжката на ключалката на капака, се използва за комуникация с ECU. Сканиращо устройство е свързано към диагностичния конектор за четене на информация за грешка, съхранена в паметта на ECU, за проверка на сензори и изпълнителни механизми в реално време, за управление на изпълнителни механизми и препрограмиране на ECU.
Сензорът за положение на коляновия вал от индуктивен тип е предназначен да синхронизира работата на електронния блок за управление с TDC на буталата на 1-ви и 4-ти цилиндър и ъгловото положение на коляновия вал. Сензорът е монтиран в задната част на двигателя.
Държачът на сензора е специална скоба на задното маслено уплътнение на коляновия вал.
Задвижването на сензора е монтирано на задния фланец на коляновия вал. Докато коляновият вал се върти, магнитните белези по външната обиколка на диска променят магнитното поле на сензора, предизвиквайки импулси на променливотоково напрежение. Блокът за управление определя скоростта на коляновия вал от сигналите на сензора и изпраща импулси към инжекторите. Ако сензорът се повреди, двигателят не може да се стартира.
Сензори за положение на разпределителния вал (фазови сензори) от индуктивен тип се използват за организиране на поетапно впръскване на гориво в съответствие с реда на работа на цилиндрите. Сигналите от сензорите на всмукателния и изпускателния разпределителен вал също се използват от контролера за управление на промяната на времето на клапана в зависимост от режима на работа на двигателя. Ако възникне неизправност във веригата на някой от сензорите, контролерът съхранява кода си в паметта си и включва сигналната лампа.
Двигателят на Chevrolet Aveo има два сензора за температура на охлаждащата течност. Един сензор е монтиран в долната част на десния резервоар на радиатора на охладителната система на двигателя ...
...вторият сензор се намира в корпуса на водоразпределителя и служи като сензор за предупредителната лампа за прегряване на охлаждащата течност в арматурното табло.
И двата сензора са идентични по дизайн и представляват термистор (резистор, чието съпротивление се променя обратно пропорционално на температурата). При ниска температура на охлаждащата течност (-40°C) съпротивлението на термистора е около 100 kOhm, когато температурата се повиши (до +130°C), тя намалява до 70 Ohm.
Електронният блок захранва веригата на температурния сензор с постоянно "референтно" напрежение. Напрежението на сигнала на датчика е максимално при студен двигател и намалява при загряване. Въз основа на стойността на напрежението електронният блок определя температурата на двигателя и я взема предвид при изчисляване на параметрите за управление на впръскването и запалването. Ако сензорът се повреди или има нарушения в неговата верига за свързване, ECU задава кода за грешка и го запомня.
Комбинираният сензор за масов дебит и температура на входящия въздух е монтиран във въздушния маркуч между въздушния филтър и дроселната клапа. Принципът на работа на сензора за масов въздушен поток се основава на поддържане на постоянна температура на резисторите (колкото по-висока е скоростта на въздушния поток, толкова повече ток е необходим за поддържане на температурата на резистора). Принципът на работа на сензора за температура на входящия въздух е подобен на този на сензора за температура на охлаждащата течност. В зависимост от показанията на тези сензори ECU регулира количеството гориво, впръскано в цилиндъра, за да се получи оптималната работна смес.
Сензорът за абсолютно налягане (компенсаторът на пулсациите на горивото е премахнат за по-голяма яснота) е монтиран на всмукателната тръба. Изходното напрежение на сензора се променя в съответствие с налягането във всмукателната тръба: от максимално (при широко отворена дроселна клапа) до минимално (при затворена дроселна клапа). Когато двигателят не работи, управляващият блок определя атмосферното налягане от напрежението на сензора и адаптира параметрите за управление на впръскването към конкретната надморска височина. Стойностите на атмосферното налягане, съхранени в паметта, се актуализират периодично, когато автомобилът е в стабилно движение и при пълно отваряне на газта.
Сензорът за положение на дроселната клапа (въздуховодът е отстранен за по-голяма яснота) е монтиран в корпуса на електрическото задвижване на дроселната клапа.
Когато дроселната клапа се завърти (от действието върху педала за управление), напрежението на изхода на сензора се променя. Когато дроселът е затворен, той е по-нисък от 2,5 V. Когато дроселът се отвори, напрежението на изхода на сензора се повишава, когато дроселът е напълно отворен, трябва да бъде повече от 4 V.
Следейки изходното напрежение на сензора, контролерът регулира подаването на гориво в зависимост от ъгъла на отваряне на дросела (т.е. по желание на водача).
Сензорът за положение на дросела не изисква настройка, тъй като контролният блок възприема празен ход (т.е. пълно затваряне на дросела) като нула.
Сензорът за контрол на концентрацията на кислород се използва в системата за впръскване с обратна връзка и е монтиран в изпускателния колектор. За коригиране на изчисленията на продължителността на импулсите на впръскване се използва информация за наличието на кислород в отработените газове, тази информация се предоставя от контролния сензор за концентрация на кислород. Кислородът, съдържащ се в отработените газове, реагира със сензора, създавайки потенциална разлика на изхода на сензора.
Информацията от сензора влиза в контролния блок под формата на сигнали с ниско и високо ниво. При сигнал с високо ниво (около 4,2 V) от сензора на входа на колектора, управляващият блок получава информация за високото съдържание на кислород. Ниско ниво на сигнал (около 2,2 V) от този сензор показва ниско съдържание на кислород в отработените газове.
Постоянно следейки напрежението на сигналите на сензора, контролният блок регулира количеството гориво, впръскано от инжекторите. При високо ниво на сигнала на сензора на входа на колектора (бедна смес въздух-гориво), количеството на подаваното гориво се увеличава, при ниско ниво на сигнала (богата смес) намалява. Ако нивото на сензорния сигнал на изхода на преобразувателя не съответства на стойностите, разрешени в този режим на работа, управляващият блок идентифицира неизправност на колектора.
Диагностичният сензор за концентрация на кислород се монтира в тръбата за подаване след конвертора и работи на същия принцип като контролния сензор. Изходните характеристики на сензора на изхода на колектора са различни: високото съдържание на кислород съответства на сигнал с ниско ниво (около 0,1 V), а ниското съдържание на кислород съответства на сигнал с високо ниво (около 0,9 V). Сигналът, генериран от диагностичния датчик за концентрация на кислород, показва наличието на кислород в отработените газове след конвертора. Ако преобразувателят работи правилно, показанията на диагностичния сензор ще се различават значително от показанията на контролния сензор.
Сензорът за детонация е прикрепен към горната част на цилиндровия блок между цилиндри 2 и 3 и открива необичайни вибрации (детонации) в двигателя.
Чувствителният елемент на сензора за детонация е пиезоелектрична плоча. По време на детонация на изхода на сензора се генерират импулси на напрежение, които нарастват с увеличаване на интензивността на детонационните въздействия. Контролерът, въз основа на сигнал от сензор, регулира момента на запалване, за да елиминира мигането на детонационно гориво.