Общие сведения о системе управления двигателем Лада Калина с 2004 года

Общие сведения

Электронная система управления двигателем состоит из датчиков параметров состояния двигателя и автомобиля, контроллера и исполнительных устройств.

Контроллер

Контроллер является центральным устройством системы управления двигателем. Он получает информацию от датчиков и управляет исполнительными механизмами, обеспечивая оптимальную работу двигателя при заданном уровне показателей автомобиля. Контроллер расположен под консолью панели приборов и закреплен на кронштейне.

Контроллер управляет исполнительными механизмами, такими как топливные форсунки, катушка зажигания, регулятор холостого хода, нагреватель датчика кислорода, клапан продувки адсорбера и различными реле.

Контроллер управляет включением и выключением главного реле, через которое напряжение питания от аккумуляторной батареи поступает на элементы системы (кроме электробензонасоса, катушки зажигания, электровентилятора, блока управления и индикатора состояния АПС).

Контроллер включает главное реле при включении зажигания. При выключении зажигания контроллер задерживает выключение главного реле на время, необходимое для подготовки к следующему включению (завершение вычислений, установка регулятора холостого хода в положение, предшествующее запуску двигателя).

При включении зажигания контроллер, кроме выполнения упомянутых выше функций, обменивается информацией с АПС (если она установлена и функция иммобилизации включена).

Если в результате обмена определяется, что доступ к автомобилю разрешен, то контроллер продолжает выполнение функций управления двигателем. В противном случае работа двигателя блокируется.

Контроллер выполняет также функцию диагностики системы. Он определяет наличие неисправностей элементов системы, включает сигнализатор и сохраняет в своей памяти коды, обозначающие характер неисправности и помогающие механику осуществить ремонт.

Внимание:
Контроллер является сложным электронным прибором, ремонт которого должен производиться только на заводе-изготовителе. Во время эксплуатации и технического обслуживания автомобиля разборка контроллера запрещается.

Несанкционированная модификация программного обеспечения контроллера может привести к ухудшению эксплутационных характеристик двигателя и даже к его поломке. При этом гарантийные обязательства завода-изготовителя автомобиля на техническое обслуживание и ремонт двигателя и системы управления утрачиваются.

Контроллер подает на различные устройства напряжение питания 5 или 12 В. В некоторых случаях оно подается через резисторы контроллера, имеющие столь высокое номинальное сопротивление, что при включении в цепь контрольной лампочки она не загорается. В большинстве случаев обычный вольтметр с низким внутренним сопротивлением не дает точных показаний.

Для контроля напряжения выходных сигналов контроллера необходим цифровой вольтметр с внутренним сопротивлением не менее 10 МОм.

Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ)

Датчик температуры воздуха (ДТВ)

В системе управления двигателем используется датчик массового расхода воздуха термоанемометрического типа.

Датчик расположен между воздушным фильтром и шлангом впускной трубы.

Сигнал ДМРВ представляет собой напряжение постоянного тока, величина которого зависит от количества и направления движения воздуха, проходящего через датчик. При прямом потоке воздуха напряжение выходного сигнала датчика изменяется в диапазоне 1...5 В. При обратном потоке воздуха напряжение выходного сигнала датчика изменяется в диапазоне 0...1 В. Диагностический прибор считывает показания датчика как расход воздуха в килограммах в час.

При возникновении неисправности цепи ДМРВ контроллер заносит в свою память ее код и включает сигнализатор. В этом случае контроллер рассчитывает значение массового расхода воздуха по частоте вращения коленчатого вала и положению дроссельной заслонки.

Датчик массового расхода воздуха имеет встроенный датчик температуры воздуха. Чуствительным элементом является термистор (резистор, изменяющий сопротивление в зависимости от температуры), установленный в потоке воздуха.

Выходной сигнал, подключенного к контроллеру ДТВ, представляет собой напряжение постоянного тока в диапазоне 0...5 В, величина которого зависит от температуры воздуха, проходящего через датчик.

При возникновении неисправности цепи ДТВ контроллер заносит в свою память ее код и включает сигнализатор. В этом случае контроллер заменяет показания датчика фиксированным значением температуры воздуха (33ºС).

Датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ)

Датчик положения дроссельной заслонки установлен сбоку на дроссельном патрубке напротив рычага управления дроссельной заслонкой.

ДПДЗ представляет собой резистор потенциометрического типа, на один из выводов которого подается опорное напряжение (5 В) с контроллера, а на второй масса с контроллера. С вывода, соединенного с подвижным контактом потенциометра, подается выходной сигнал ДПДЗ на контроллер.

При движении педали акселератора ось дроссельной заслонки передает свое вращательное движение на ДПДЗ, вызывая изменение напряжения выходного сигнала ДПДЗ.

При закрытом положении дроссельной заслонки выходной сигнал ДПДЗ должен быть в пределах 0,3...0,7 В. При открытии дроссельной заслонки выходной сигнал возрастает, и при открытой дроссельной заслонке (на 76...81 % по диагностическому прибору) выходное напряжение должно быть 4,05...4,75 В.

Измеряя выходное напряжение сигнала ДПДЗ, контроллер определяет текущее положение дроссельной заслонки. Данные о положении дроссельной заслонки необходимы контроллеру для расчета угла опережения зажигания, длительности импульсов впрыска и состояния регулятора холостого хода.

Отслеживая изменение напряжения, контроллер определяет, открывается дроссельная заслонка или закрывается. Контроллер воспринимает быстро возрастающее напряжение сигнала ДПДЗ как свидетельство возрастающей потребности в топливе и необходимости увеличить длительность импульсов впрыска.

ДПДЗ не регулируется. Контроллер использует самое низкое напряжение сигнала ДПДЗ на режиме холостого хода в качестве точки отсчета (0% открытия дроссельной заслонки).

Поломка или ослабление крепления ДПДЗ могут вызвать нестабильность холостого хода, т.к. контроллер не будет получать сигнал о перемещении дроссельной заслонки.

При возникновении неисправности цепей ДПДЗ контроллер заносит в свою память ее код и включает сигнализатор.

Если это происходит, контроллер рассчитывает значение положения дроссельной заслонки по частоте вращения коленчатого вала и массовому расходу воздуха.

Датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ)

Датчик установлен в потоке охлаждающей жидкости двигателя на термостате, на головке цилиндров.

Чувствительным элементом датчика температуры охлаждающей жидкости является термистор, т. е. резистор, электрическое сопротивление которого изменяется в зависимости от температуры. Высокая температура вызывает низкое сопротивление, а низкая температура охлаждающей жидкости - высокое сопротивление. Датчик соединен со входом контроллера, подключенным к внутреннему источнику напряжения 5 В через резистор (около 2 кОм).

Температуру охлаждающей жидкости контроллер рассчитывает по падению напряжения на ДТОЖ. Падение напряжения относительно высокое на холодном двигателе и низ кое на прогретом. Температура охлаждающей жидкости используется в большинстве функций управления двигателем.

При возникновении неисправности цепей ДТОЖ контроллер заносит в свою память ее код, включает сигнализатор и вентилятор системы охлаждения, и рассчитывает значение температуры охлаждающей жидкости по специальному алгоритму.

Датчик детонации (ДД)

Датчик детонации (ДД) установлен на блоке цилиндров. Пьезокерамический чувствительный элемент ДД генерирует сигнал напряжения переменного тока, амплитуда и частота которого соответствуют параметрам вибраций двигателя.

При возникновении детонации амплитуда вибраций определенной частоты повышается.

Контроллер при этом корректирует угол опережения зажигания для гашения детонации.

При возникновении неисправности цепей ДД контроллер заносит в свою память ее код и включает сигнализатор. Для определения и устранения неисправности необходимо использовать соответствующую диагностическую карту.

Управляющий датчик кислорода (УДК)

Наиболее эффективное снижение токсичности отработавших газов бензиновых двигателей достигается при массовом соотношении воздуха и топлива в смеси (14,5...14,6) : 1. Данное соотношение называется стехиометрическим. При этом составе топливовоздушной смеси каталитический нейтрализатор наиболее эффективно снижает количество углеводородов, окиси углерода и окислов азота, выбрасываемых с отработавшими газами. Для оптимизации состава отработавших газов с целью достижения наибольшей эффективности работы нейтрализатора применяется управление топливоподачей по замкнутому контуру с обратной связью по наличию кислорода в отработавших газах.

Контроллер рассчитывает длительность импульса впрыска по таким параметрам, как массовый расход воздуха, частота вращения коленчатого вала, температура охлаждающей жидкости и т.д. Для корректировки расчетов длительности импульса впрыска используется информация о наличии кислорода в отработавших газах, которую выдает датчик кислорода.

УДК устанавливается на выпускном коллекторе. Его чувствительный элемент находится в потоке отработавших газов. УДК генерирует напряжение, изменяющееся в диапазоне 50...900 мВ. Это выходное напряжение зависит от наличия или отсутствия кислорода в отработавших газах и от температуры чувствительного элемента УДК.

Когда УДК находится в холодном состоянии, выходной сигнал датчика отсутствует, поскольку в этом состоянии его внутреннее электрическое сопротивление очень высокое - несколько МОм. По мере прогрева датчика сопротивление падает и появляется способ

ность генерировать выходной сигнал.

Для эффективной работы УДК должен иметь температуру не ниже 300ºС. Для быстрого прогрева после запуска двигателя УДК снабжен внутренним электрическим подогревающим элементом, которым управляет контроллер. Коэффициент заполнения импульсных сигналов управления нагревателем (отношение длительности включенного состояния к периоду следования импульсов) зависит от температуры УДК и режима работы двигателя.

Если температура датчика выше 300ºС, то в момент перехода через точку стехиометрии, выходной сигнал датчика переключается между низким уровнем (50...200 мВ) и высоким (700...900 мВ). Низкий уровень сигнала соответствует бедной смеси (наличие кислорода), высокий - богатой (отсутствует кислород).

Диагностический датчик кислорода (ДДК)

Для снижения содержания углеводородов, окиси углерода и окислов азота в отработавших газах используется каталитический нейтрализатор. Нейтрализатор окисляет углеводороды и окись углерода, в результате чего они преобразуются в водяной пар и углекислый газ. Нейтрализатор также восстанавливает азот из окислов азота.

Контроллер следит за окислительно-восстановительными свойствами нейтрализатора, анализируя сигнал диагностического датчика кислорода, установленного после нейтрализатора.

ДДК работает по тому же принципу, что и УДК. УДК генерирует сигнал, указывающий на присутствие кислорода в отработавших газах на входе в нейтрализатор. Сигнал, генерируемый ДДК, указывает на присутствие кислорода в отработавших газах после нейтрализатора. Если нейтрализатор работает нормально, показания ДДК будут значительно отличаться от показаний УДК.

Напряжение выходного сигнала прогретого диагностического датчика кислорода при работе в режиме обратной связи, при исправном нейтрализаторе находится в диапазоне от 590 до 750 мВ.

При возникновении неисправности цепей или самого диагностического датчика кислорода контроллер заносит в свою память ее код и включает сигнализатор, сигнализируя о наличии неполадки.

Примечание:
Требования к техническому обслуживанию и процедура замены ДДК и УДК не отличаются.

Датчик скорости автомобиля (ДСА)

Датчик скорости автомобиля выдает импульсный сигнал, который информирует контроллер о скорости движения автомобиля. ДСА установлен на коробке передач.

При вращении ведущих колес ДСА вырабатывает 6 импульсов на метр движения автомобиля. Контроллер определяет скорость автомобиля по частоте следования импульсов.

При неисправности цепей ДСА контроллер заносит в свою память ее код и включает сигнализатор.

Датчик положения коленчатого вала (ДПКВ)

Датчик положения коленчатого вала установлен на крышке масляного насоса на расстоянии около 1±0,4 мм от вершины зубца задающего диска, закрепленного на коленчатом валу двигателя.

Задающий диск объединен со шкивом привода генератора и представляет собой зубчатое колесо с 58 зубьями, расположенными с шагом 6º, и “длинной” впадиной для синхронизации, образованной двумя пропущенными зубьями. При совмещении середины первого зуба зубчатого сектора диска после “длинной” впадины с осью ДПКВ коленчатый вал двигателя находится в положении 114º (19 зубьев) до верхней мертвой точки 1-го и 4-го цилиндров.

При вращении задающего диска изменяется магнитный поток в магнитопроводе датчика, наводя импульсы напряжения переменного тока в его обмотке. Контроллер определяет положение и частоту вращения коленчатого вала по количеству и частоте следования этих импульсов и рассчитывает фазу и длительность импульсов управления форсунками и катушкой зажигания.

Провода ДПКВ защищаются от помех экраном, замкнутым на массу.

При возникновении неисправности в цепи датчика положения коленчатого вала двигатель перестает работать, контроллер заносит в свою память код неисправности и включает сигнализатор.

Датчик фаз (ДФ)

Датчик фаз расположен на заглушке головки блока цилиндров. Принцип действия датчика основан на эффекте Холла.

На распределительном валу есть специальный штифт. Когда штифт проходит напротив торца датчика, датчик выдает на контроллер импульс напряжения низкого уровня (около 0 В), что соответствует положению поршня 1-го цилиндра в такте сжатия.

Сигнал датчика фаз используется контроллером для организации последовательного впрыска топлива в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя.

При возникновении неисправности цепей или самого датчика фаз контроллер заносит в свою память ее код и включает сигнализатор.

Датчик неровной дороги (ДНД)

Датчик неровной дороги расположен в моторном отсеке на стойке передней подвески. Датчик предназначен для измерения амплитуды колебаний кузова автомобиля. Принцип его действия основан на пьезоэффекте.

Возникающая при движении автомобиля по неровной дороге переменная нагрузка оказывает влияние на угловую скорость вращения коленчатого вала. Созданные при этом колебания частоты вращения коленчатого вала похожи на те колебания, которые возникают при пропусках воспламенения. Для исключения этой ошибки контроллер при превышении сигнала датчика неровной дороги определенного порога отключает функцию диагностики пропусков воспламенения.

При возникновении неисправности цепей или самого датчика неровной дороги контроллер заносит в свою память ее код и включает сигнализатор.

Иммобилайзер

Иммобилайзер (автомобильная противоугонная система) АПС-6 предназначен для предотвращения несанкционированного запуска двигателя.

Система дистанционного управления (СДУ) электропакетом "Норма" предназначена для:

• дистанционной блокировки / разблокировки замков дверей с одновременным включением / выключением режима охраны автомобиля;
• блокировки замков всех дверей поворотом ключа в замке двери водителя;
• блокировки / разблокировки замков всех дверей клавишей из салона автомобиля;
• включения тревожной сигнализации при нарушениях зон охраны автомобиля;
• выключения тревожной сигнализации дистанционно или после включения зажигания своим ключом.

Автомобили с СДУ комплектуются ключом зажигания с пультом дистанционного управления (ПДУ). Для работы пульта дистанционного управления в составе автомобиля его необходимо активизировать (обучить), используя обучающий кодовый ключ от иммобилайзера АПС-6. После инициализации пульт дистанционного управления является также рабочим кодовым ключом иммобилайзера АПС-6 и служит для снятия запрета запуска двигателя. Допускается обучение и работа системы одновременно с двумя пультами дистанционного управления.

Иммобилайзер АПС-6 (далее по тексту АПС) состоит из блока управления, катушки связи, конструктивно расположенной в выключателе зажигания, пульта дистанционного управления 1 (рабочего ключа зажигания), рисунок 1, обучающего ключа зажигания 2, сигнализатора 4, расположенного в комбинации приборов.

Обучающий ключ предназначен для активизации АПС и инициализации ПДУ, он также снимает запрет запуска двигателя.

Внимание:
Ввиду важности обучающего ключа не рекомендуется пользоваться им для повседневных поездок, его необходимо хранить в надежном месте.

Состав иммобилайзера:

1. пульт дистанционного управления (рабочий ключ зажигания)
2. обучающий ключ зажигания
3. контейнер красного цвета с транспондером (кодирующим устройством)
4. сигнализатор в комбинации приборов

Сигнализатор 4 предназначен для отображения состояния АПС.

Сигнализатор имеет следующие режимы работы в зависимости от состояния АПС:

• сигнализатор включается через 6 с после включения зажигания и горит постоянным светом пока оно включено - АПС не обучена, т.е. функция иммобилизации не активирована;
• сигнализатор не горит независимо от положения ключа в замке зажигания - АПС обучена (функция иммобилизации активирована);
• сигнализатор включается через 6 с после включения зажигания и мигает в течение 20 с АПС неисправна;
• при использовании обучающего ключа зажигания сигнализатор мигает в течение 6 с после выключения зажигания.

АПС снимает запрет запуска двигателя при включении, а устанавливает при выключении зажигания.

Блок управления через катушку связи считывает код ключа зажигания и передает его в контроллер ЭСУД. Контроллер сравнивает полученный код с хранящимся в своей памяти, и по результату анализа кода принимает решение о возможности запуска и работы двигателя.

Внимание:
Для обеспечения устойчивого считывания кода ключа зажигания не допускается крепление двух или более ключей зажигания на одном кольце.

Назначение выводов блока управления АПС-6 приведено в таблице 1.