Sterownik silnika

Każde nowoczesne urządzenie techniczne zawierające ruchome ciała robocze ma w swoim składzie jednostkę sterującą. Bezpośrednimi śmigłami (siłownikami) tych ciał są napędy, które są urządzeniami różnego rodzaju: elektrycznymi, elektromagnetycznymi, hydraulicznymi, pneumatycznymi itp. Celem tego bloku jest ukierunkowanie ich na zmianę charakterystyki ruchu ciał roboczych: ich prędkości, kąta obrotu przepisy, itp.

Elektroniczna jednostka sterująca systemu samochodowego

W motoryzacji ten ogólny termin jest używany do obwodów elektronicznych, które są odpowiedzialne za działanie systemów pojazdu i są konstrukcyjnie wykonane jako oddzielne jednostki. Ponadto każdy z nich może być odpowiedzialny za jedną lub więcej jednostek. Tak więc w samochodach można spotkać moduł sterowania elektroniczną skrzynią biegów (eng. PCM). Jest to zazwyczaj połączone urządzenie zawierające obwody sterujące silnika (pol. ECU) i skrzyni biegów (skrzynia) (ang. TCU). W ten sposób PCM jest strukturalnie zintegrowanym sterownikiem pojazdu. Ale w niektórych modelach samochodów, takich jak Chrysler, oba te obwody (ECU i TCU) są strukturalnie oddzielone.

Istnieją również podobne urządzenia do hamulców, drzwi, siedzeń, baterii itp. Niektóre współczesne samochody zawierają do 80 takich systemów. Ponadto każdy z nich można zdefiniować jako osobną, funkcjonalnie (a czasami konstruktywnie) oddzielną elektroniczną jednostkę sterującą. Z punktu widzenia projektowania obwodów, większość z nich to niezawodne wbudowane mikrokontrolery. Ogólnym trendem w przemyśle motoryzacyjnym jest łączenie wszystkich takich urządzeń w wspólny elektroniczny system samochodu z centralnym komputerem.

Moduł sterujący silnika pojazdu (ECU)

W najogólniejszym sensie jest to urządzenie do tworzenia efektów na wielu ciałach wykonawczych, które zmieniają parametry trybów pracy silnika spalinowego (ICE) w celu ich optymalizacji. Kryterium optymalizacji jest zwykle zużycie paliwa. wymagane do realizacji ruchu przy danej prędkości z istniejącym ładunkiem.

ECU zapewnia następujące działania:

• odczyt wartości z dużej liczby czujników w komorze silnika,

• interpretacja danych za pomocą wielowymiarowych map wydajności (tzw. Tablice referencyjne),

• regulacja stanu siłowników na silniku zgodnie z tabelami odniesienia.

Gdzie znajduje się jednostka sterująca ECU? Poniższe zdjęcie pokazuje typową lokalizację jego lokalizacji pod deską rozdzielczą samochodu.

Czym jest mikroprocesor ECU

Nowoczesny ECU może zawierać 32-bitowy mikroprocesor 40-MHz. To może nie wydawać się bardzo szybkim urządzeniem w porównaniu do procesora 500-1000 MHz, który prawdopodobnie masz na swoim komputerze, ale pamiętaj, że mikroprocesor ECU działa z dużo mniejszym rozmiarem pamięci, który jest średnio ecu mniejszym niż 1 megabajt. Na komputerze co najmniej 2 gigabajty pamięci RAM są 2000 razy większe.

Obwód jednostki sterującej jest konstrukcyjnie zaimplementowany jako moduł elektroniczny z mikroprocesorem i setkami innych elementów na wielowarstwowej płytce drukowanej. Moduł ten jest zamocowany we wspólnej obudowie razem z zasilaczem, a wszystkie styki elektryczne są wyprowadzane do zewnętrznego złącza elektrycznego. To jest moduł elektroniczny ECU (patrz zdjęcie poniżej).

Inne elementy elektroniczne ECU

Przetworniki analogowo-cyfrowe (ADC) to urządzenia do wprowadzania sygnałów z czujników samochodowych, takich jak czujnik zawartości tlenu, do mikroprocesora. Jego sygnałem wyjściowym jest napięcie, które ciągle zmienia się w zakresie od 0 do 1,1 V. Mikroprocesor rozumie tylko cyfrowy kod, więc ADC zamienia sygnał czujnika na 10-bitowy kod binarny.

• Schematy klawiszy wyjścia. Sterownik silnika zapala świece zapłonowe cylindrów, włącza zawory dysz układu wtrysku paliwa i uruchamia wentylator chłodnicy. Obwody kontrolne tych urządzeń są podłączone do kluczy wyjściowych ECU. Taki klucz jest albo otwarty dla przepływu prądu, albo zamknięty - nie ma stanu pośredniego. Na przykład przełącznik wyjściowy wentylatora może przełączyć prąd o wartości 0,5 A przy napięciu 12 V na przekaźnik wentylatora. Sygnał niskiej mocy na wyjściu mikroprocesora otwiera tranzystor klucza wyjściowego ECU, co pozwala na włączenie już przekaźnika elektromagnetycznego wentylatora, przełączając prąd jego silnika elektrycznego, osiągając kilka amperów.
• Konwertery cyfrowo-analogowe (D / A). Czasami ECU musi zapewnić analogowe napięcie wyjściowe do sterowania niektórymi siłownikami. Ponieważ mikroprocesor ECU jest urządzeniem cyfrowym, musi mieć przetwornik cyfrowo-analogowy, który konwertuje cyfrowy kod na napięcie analogowe.
• Kondycjonery sygnałów. Czasami sygnały wejściowe lub wyjściowe muszą być zmieniane w wielkości, zanim zostaną przekształcone. Na przykład, ADC może mieć zakres sygnału wejściowego od 0 do 6 V, a sygnał czujnika może znajdować się w zakresie od 0 do 1,5 V. Moduł kondycjonowania sygnału dla ADC zwielokrotnia napięcie tego czujnika o 4, a sygnał wyjściowy będzie sygnałem z zakresu 0 -6 V, które mogą być już odczytywane i konwertowane przez ADC dokładniej.

Poniżej pokażemy zawartość poszczególnych funkcji ECU.

Sterowanie pulpitem

Urządzenia na nim wyświetlają bieżący stan różnych systemów automatycznych. Informacja ta pojawia się na wyświetlaczu po użyciu odpowiednich jednostek kontrolnych. Tak więc, od ECU podano wartość temperatury chłodnicy silnika i częstotliwość obrotu jego wału korbowego. Jednostka sterująca przekładnią (TCU) działa z wielkością prędkości ruchu. Urządzenie kontrolujące hamulce ma informacje o ich stanie.

Wszystkie te moduły po prostu eksponują swoje dane na wspólnej magistrali danych, z której są odczytywane przez centralny mikroprocesor, na przykład w ECU. Okresowo udostępnia pakiety informacji składające się z nagłówków i danych na tej samej magistrali. Nagłówek określa cel danych pakietowych: albo do wskaźnika prędkości, albo do wskaźnika temperatury, a same dane są wartościami wskazania. Pulpit nawigacyjny zawiera inny moduł, który wie, jak wyszukiwać określone pakiety - gdy tylko je wykryje, aktualizuje odpowiedni czujnik lub wskaźnik o nową wartość.

Większość producentów samochodów kupuje deski rozdzielcze już w pełni zmontowane, od dostawców, którzy je opracowują i produkują.

Silniki wtryskowe ECU

System zasilania nowoczesnych silników spalinowych - zarówno benzynowych, jak i diesla - opiera się na zasadzie bezpośredniego wtrysku paliwa. Jego głównym siłownikiem jest wtryskiwacz, wtryskiwacz. W przeciwieństwie do układu gaźnika, wtryskiwacz wtryskuje paliwo bezpośrednio do cylindrów lub kolektora dolotowego do strumienia powietrza za pomocą jednego lub więcej mechanicznych lub elektrycznych wtryskiwaczy.

Dzisiaj wtryskiwacze są sterowane przez mikroprocesor ECU silnika wtrysku. Zasada działania takiego układu opiera się na fakcie, że decyzja o czasie i czasie otwarcia zaworów elektromagnetycznych wtryskiwacza jest podejmowana na podstawie sygnałów z wielu czujników.

Regulacja stosunku powietrza do paliwa

W przypadku silnika wtryskowego ECU określa ilość wtryskiwanego paliwa na podstawie analizy szeregu parametrów. Jeśli czujnik położenia korpus przepustnicy pokazuje, że pedał gazu jest coraz bardziej dociskany, czujnik masowego natężenia mierzy ilość dodatkowego powietrza zasysanego do silnika, a ECU oblicza i wtryskuje odpowiednią ilość paliwa do silnika. Jeśli czujnik temperatury płynu chłodzącego silnika wskazuje, że silnik nie rozgrzał się, wtrysk paliwa wzrośnie, aż silnik się nagrzeje. Sterowanie ECU mieszanki paliwowo-powietrznej na silniku gaźnika działa w podobny sposób, ale zgodnie z sygnałami z czujnika położenia pływaka gaźnika.

Kontrola czasu zapłonu

Silnik z zapłonem iskrowym wymaga iskry do zainicjowania spalania w komorze spalania. ECU może dostosować dokładny czas zapłonu iskry w suwie sprężania (tak zwany rozruch zapłonu), aby zapewnić optymalny tryb pracy. Jeśli odkryje on, że silnik puka, tj. Jest detonacja, stan, który potencjalnie uszkadza silnik i identyfikuje go jako wynik zbyt wczesnego zapłonu, to jest opóźniony. Ponieważ detonacja zwykle występuje przy niskich obrotach, ECU może wysłać sygnał do automatycznej skrzyni biegów, aby zmniejszyć przełożenie w pierwszej próbie zatrzymania.

Jak są w twoim samochodzie

Czy kiedykolwiek zastanawiałeś się, który mechanizm podnosi i obniża okna samochodu w górę iw dół? A jak powinna działać kontrolka okna?

Mechanizm podnoszący jest ustawiony w następujący sposób: mały silnik elektryczny jest przymocowany do przekładni ślimakowej, po czym zainstalowanych jest kilka innych koła zębate, osiągnąć duży przełożenie. Z tego względu silnik wykonawczy o małej mocy wytwarza wystarczający moment obrotowy, aby podnieść okno.

W nowoczesnych samochodach układy sterowania silnikami podnośników okien wszystkich drzwi są wstawiane do specjalnego elektronicznego urządzenia sterującego szyby. Zwykle łączy również funkcje sterowania położeniem lusterek i zamków drzwi.

W niektórych samochodach kontrola wszystkich tych funkcji oraz kontrola pozycji siedzeń jest połączona w jedną jednostkę, zwaną "jednostką kontroli nadwozia".

Wentylator chłodnicy silnika: jak jest kontrolowany?

Elektryczny wentylator chłodnicy silnika samochodowego jest włączony albo w stacyjce zapłonu (a następnie działa podczas pracy silnika) lub w jednostce sterującej wentylatora za pomocą przełącznika termostatycznego.

Termostat nie włącza wentylatora, dopóki temperatura płynu chłodzącego silnika nie wzrośnie powyżej normalnej temperatury roboczej. Wyłącza termostat, gdy ponownie się ochłodzi. W zależności od sygnału z czujnika temperatury w chłodnicy powstają interwały włączenia / wyłączenia jednostki sterującej wentylatora.

Co zapewnia ciepło w kabinie?

Wszystkie samochody są wyposażone w podgrzewacz kabiny (w uproszczeniu, piec), który jest przeznaczony do wykorzystywania ciepła z silnika, a następnie wdmuchiwany do kabiny.

Po rozgrzaniu silnika i odpowiednim nagrzaniu chłodziwa jest on przekazywany do grzejnika, który jest małym grzejnikiem. Gdy powietrze nad nim nagrzewa się od płynu przepływającego przez rury nagrzewnicy, jest ono wtłaczane do kabiny za pomocą małego wentylatora.

Sterowanie ogrzewaniem jest regulowane ręcznie, w którym kierowca po prostu włącza / wyłącza wentylator dostarczający ciepłe powietrze do kabiny pasażerskiej, lub poprzez automatyczne sterowanie, w którym uczestniczy oddzielna jednostka sterująca pieca, lub układ klimatyzacji pojazdu sterowany przez komputer centralny.

We wszystkich metodach kontroli dmuchawa ciepłego powietrza pozostaje organem wykonawczym, chociaż niektóre modele samochodów również wykorzystują zawór sterujący nagrzewnicą, który zatrzymuje przepływ płynu chłodzącego do grzejnika, gdy nie jest on używany. Podgrzewacze siedzeń wykorzystują elektryczne elementy grzewcze zamiast chłodziwa silnika, aby osiągnąć efekt ogrzewania.

Kilka słów o sprzęcie AGD

Liczne urządzenia gospodarstwa domowego mają wbudowane napędy elektryczne, które uruchamiają ich ciała robocze w ruchu: noże i siekacze do mięsa, różne dysze procesorów spożywczych i mikserów, aktywatory pralek. Tutaj możesz zapamiętać i różne narzędzia ręczne. W większości przypadków produkty te są wyposażone w silniki prądu stałego, które pozwalają w prosty sposób kontrolować ich prędkość za pomocą zmienne rezystory kontakty mobilne wyświetlane na kontrolkach.

Wyjątkiem od tej reguły są nowoczesne pralki. Są one zwykle wyposażone w bezdotykowe (w przeciwieństwie do silników prądu stałego) jednofazowe silniki asynchroniczne. Ponieważ prędkość obrotowa takiego silnika zależy od częstotliwości prądu w sieci zasilającej, do jego zmiany wykorzystuje się specjalną elektroniczną jednostkę sterującą pralki.

W rzeczywistości jest to napęd częstotliwości. Jego zadaniem jest dostarczanie uzwojenia stojana silnika napędowego prądem o takiej częstotliwości, przy której prędkość obrotowa silnika (i aktywatora) odpowiadałaby danemu trybowi. Tak więc, podczas płukania ubrań, potrzebujesz minimalnej prędkości obrotowej, a kiedy jest wyciśnięta, jest to maksymalna.

W większości nowoczesnych gospodarstw domowych pralki są używane bardzo intensywnie. Dlatego częstym typem awarii jest uszkodzenie dowolnego elementu obwodu sterującego. Następnie następuje nieunikniona wymiana jednostki sterującej.