Устройството за управление в системата е електронният блок за управление (ECU). Количеството гориво, подавано от инжекторите, се регулира от електрически импулсен сигнал от ECU. Електронният блок следи данните за състоянието на двигателя, изчислява необходимото гориво и определя необходимата продължителност 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 на компресора на климатика, изпълнява функцията за самодиагностика на елементите на системата и уведомява водача за всички възникнали неизправности.
Ако отделните сензори и изпълнителни механизми се повредят, ECU включва аварийни режими, за да осигури работоспособност на двигателя.
ECU има способността да оценява резултатите от своите изчисления и команди, да помни последните режими на 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 спиране на захранването 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. от неговия режим 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 да включи всички инжектори наведнъж, което позволява на двигателя да стартира по-бързо.
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 на електрическата горивна помпа, което създава налягане в тръбопровода за подаване на гориво към горивната релса.
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 доставяно гориво), а на прогретом - по-малко.
Режим на обогатяване по време на ускорение. ECU следи внезапните промени в позицията на педала на газта (по сигнал от датчика за положение на педала на газта), както и сигнала от датчика за масов дебит на въздуха и осигурява подаването на допълнително количество гориво чрез увеличаване на продължителността на импулса на впръскване. Режимът на обогатяване по време на ускорение се използва само за контрол на горивото в преходни условия (при движение на педалите за управление на дроселовата клапа).
Режим на изключване на подаването на гориво по време на спиране на двигателя. По време на спиране на двигателя с включена предавка и съединител, ECU може напълно да деактивира импулсите за впръскване на гориво за кратки периоди от време. Захранването с гориво се включва и изключва в този режим, 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. Когато захранващото напрежение падне, системата за запалване може да произведе слаба искра и механичното движение на отваряне 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 се увеличи (или напрежение в бордовата мрежа на автомобила) ECU намалява времето за натрупване на енергия в модула за запалване и продължителността на впръскване.
Режим на изключване на горивото. Когато двигателят спре (изключено запалване) горивото не се подава от инжектора, като по този начин се елиминира спонтанното запалване на сместа при прегрял двигател. В допълнение, импулси за отваряне на инжекторите не се изпращат, 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 допустимата скорост на коляновия вал на двигателя, за да се предпази двигателят от работа при неприемливо високи обороти.
Електронен блок за управление (ECU) се намира от лявата страна на двигателното отделение върху скоба, монтирана на рафта за монтиране 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, блокът извършва изчисления в съответствие с параметрите и алгоритъма за управление, съхранени в паметта на програмируемата памет само за четене (PROM), и управлява изпълнителните устройства на системата. Версията на програмата, записана в ROM паметта, е обозначена с номера, присвоен на тази модификация на ECU.
Блокът за управление открива повредата, идентифицира и съхранява нейния код, дори ако повредата е нестабилна и изчезва (например, поради лошо контакт). Индикаторната лампа за неизправност на системата за управление на двигателя в арматурното табло изгасва 10 секунди след като повреденият компонент е възстановен в работно състояние.
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 секунди (отстранете предпазителя на захранващата верига на електронния блок за управление или изключете проводника от отрицателния полюс на батерията).
Устройството захранва 5 и 12 V DC към различни сензори и превключватели на системата за управление. Тъй като електрическото съпротивление на захранващите вериги е високо, контролната лампа, свързана към системните клеми, не свети. За да определите захранващото напрежение на клемите на ECU, използвайте волтметър с вътрешно съпротивление най-малко 10 MOhm.
ECU има следните видове памет:
- програмируема памет само за четене (EPROM);
- памет с произволен достъп (RAM);
- електрически препрограмируема памет (ERPROM).
Програмируема памет само за четене (PROM). Съдържа обща програма, която съдържа последователност от работни команди (алгоритми за управление) и различна информация за калибриране. Тази информация представлява контролните данни за впръскване, запалване, обороти на празен ход и други параметри, които зависят от теглото на автомобила, типа и мощността на двигателя, предавателните числа на трансмисията и други фактори. EPROM се нарича още устройство с памет за калибриране. Съдържанието на EPROM не може да се променя след програмиране. Тази памет не изисква захранване, за да съхранява 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 ECU "тефтерчето". Микропроцесорът на ECU го използва за временно съхранение на измерените параметри за изчисления и междинна информация. Микропроцесорът може да въвежда или чете данни в него, ако е необходимо.
RAM чипът е монтиран на печатната платка на ECU. Тази памет е летлива и изисква непрекъсваемо захранване, за да бъде запазена. Когато захранването бъде прекъснато, диагностичните кодове за неизправности и изчислените данни, съдържащи се в RAM, се изтриват.
Електрически препрограмируема памет (ERPROM). Се използва за временно съхраняване код-парола система против кражба система за кола (имобилайзер). Кодове, пароли, приемани от екю вътрешни блока за управление на иммобилизатором, се сравняват с кодове, съхранявани в ЭРПЗУ, в резултат на което се разрешава или забранява старт на двигателя.
EEPROM записва такива експлоатационни параметри на превозното средство като общ пробег на превозното средство, общ разход на гориво и време на работа на двигателя.
ЕРПЗУ регистрира и някои неизправности по двигателя и автомобила:
- време на прегряване на двигателя;
- време на работа на двигателя с нискооктаново гориво;
- време на работа на двигателя, превишаващо максимално допустимата скорост на въртене;
- времето, през което двигателят работи с прекъсвания на запалването на сместа гориво-въздух, наличието на които се показва от предупредителната лампа за прекомерна токсичност на отработените газове;
- време на работа на двигателя с дефектен сензор за детонация;
- време на работа на двигателя с дефектен сензор за концентрация на кислород;
- време на управление на превозното средство със скорост, превишаваща максимално разрешената скорост през периода на разработка;
- времето на движение на автомобила с дефектен сензор за скорост;
- брой пъти, когато батерията е била изключена при включен ключ за запалване.
ЭРПЗУ - тя е енергонезависима памет, тя може да се съхранява информация без захранване на екю вътрешни.
ECU не е подходящо за ремонт; в случай на повреда трябва да се смени.
Диагностичен конектор, разположен вляво под арматурното табло до дръжката за заключване на капака, се използва за обмен на данни 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.
Сензор за положение на коляновия вал 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.
Дискът за синхронизация на сензора е монтиран 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 въртене на коляновия вал въз основа на 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) 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. При възникване на повреда във веригата на някой от сензорите, контролерът въвежда своя код в паметта си и включва сигналната лампа.
Двигателят на Chevrolet Aveo има два сензора за температура на охлаждащата течност. Един датчик 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 са термисторни (резистор, чието съпротивление варира обратно пропорционално на температурата). При ниски температури на охлаждащата течност (-40°C) съпротивлението на термистора е около 100 kOhm; тъй като температурата се повишава (до +130°C), тя намалява до 70 Ohm.
Електронният блок захранва веригата на температурния сензор с постоянно "референтно" напрежение. Напрежението на сигнала на сензора е най-високо, когато двигателят е студен и намалява, когато загрее. Въз основа на стойността на напрежението електронният блок определя температурата на двигателя и я взема предвид при изчисляване на параметрите за регулиране на впръскването и запалването. Ако датчикът не успее или има проблеми във веригата на свързване, ECU задава код за грешка и го запомня.
Комбиниран сензор за масов въздушен поток и температура на входящия въздух 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 принципа на работа на сензора за температура на охлаждащата течност. В зависимост от показанията от тези сензори ECU регулира количеството гориво, впръскано в цилиндъра, за да се получи оптимална работна смес.
Сензор за абсолютно налягане (компенсаторът на пулсациите на горивото е премахнат за по-голяма яснота) инсталиран на всмукателната тръба. Изходното напрежение на сензора се променя в съответствие с налягането във всмукателната тръба: от максимум (при напълно педала на газта) до минимум (при затворен амортисьор). Когато двигателят не работи, управляващият блок използва напрежението на сензора, за да определи атмосферното налягане и адаптира параметрите за управление на впръскването към конкретната надморска височина. Стойностите на атмосферното налягане, съхранени в паметта, се актуализират периодично по време на стабилно движение на автомобила и при пълно отваряне на газта.
Сензор за положение на дросела (за по-голяма яснота въздуховодът е премахнат) монтиран в корпуса на електрическото задвижване на дроселната клапа.
При завъртане на дроселната клапа (от удара върху педала за управление), напрежението на изхода на сензора се променя. Когато дроселната клапа е затворена, тя е под 2,5 V. Когато клапата се отвори, напрежението на изхода на сензора се увеличава; когато вентилът 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 дроселната клапа (тези. по преценка на водача).
Сензорът за положение на дросела не изисква настройка, тъй като контролният блок усеща скоростта на празен ход (тези. пълно затваряне на газта) като нулева оценка.
Сензор за контрол на концентрацията на кислород използва се в системата за впръскване със затворен контур и се монтира в изпускателния колектор. За коригиране на изчисленията на продължителността на импулса 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 се изпраща към контролния блок под формата на сигнали с ниско и високо ниво. При високо ниво на сигнала (около 4,2 V) от сензора на входа на каталитичния колектор управляващият блок получава информация за високото съдържание на кислород. Сигнал с ниско ниво (около 2,2 V) този сензор показва ниско съдържание на кислород в отработените газове.
Чрез постоянен мониторинг на напрежението на сигналите на сензора, контролният блок регулира количеството гориво, впръскано от инжекторите. При високо ниво на сигнала на датчика на входа на колектора (бедна горивно-въздушна смес) количеството подадено гориво се увеличава, когато нивото на сигнала е ниско (богата смес) - намалява. Ако нивото на сигнала на сензора на изхода на неутрализатора не съответства на стойностите, разрешени за даден режим на работа, управляващият блок идентифицира неизправност на каталитичния конвертор.
Сензор за диагностика на концентрацията на кислород монтиран във всмукателната тръба зад неутрализатора, той работи на същия принцип като сензора за управление. Изходните характеристики на сензора на изхода на каталитичния колектор са различни: високо съдържание на кислород съответства на сигнал с ниско ниво (около 0,1 V), и ниско съдържание на кислород - сигнал с високо ниво (около 0,9 V). Сигналът, генериран от диагностичния сензор за концентрация на кислород, показва наличието на кислород в отработените газове след катализатора. Ако неутрализаторът работи правилно, показанията на диагностичния сензор ще се различават значително от показанията на контролния сензор.
Сензор за детонация прикрепен към горната част на цилиндровия блок в зоните между 2-ри и 3-ти цилиндър и улавя необичайни вибрации (детонационни удари) в двигателя.
Чувствителният елемент на сензора за детонация е пиезоелектрична кристална плоча. По време на детонация на изхода на сензора се генерират импулси на напрежение, които нарастват с увеличаване на интензитета на детонационните удари. Контролерът, въз основа на сигнала на сензора, регулира времето за запалване, за да елиминира детонационните светкавици на гориво.