Контролер на системата за управление на двигателя - ECU
Основната част от инжекционната система е контролерът на системата за управление на двигателя. Понякога се нарича още „мозъци“ или екю, сякаш подчертавайки важността на работата, която извършва. Контролерът (от английски контрол - „управление“) е комуникационният и изчислителен център на системата - в зависимост от сензорните сигнали, по предварително зададени алгоритми, той издава управляващи действия към изпълнителните механизми на системата за управление.
Структурно контролерът е направен под формата на метален корпус, вътре в който има печатна платка с електронни компоненти. Окабеляването от сензорите, изпълнителните механизми и бордовата мрежа на автомобила е свързано към контролера с многощифтов щепсел. Контролерът на системата за управление на двигателя работи в трудни условия: широк диапазон от температури на околната среда (от -40 до +80 ° C); широк диапазон на влажност на въздуха; висока вибрация и др. Поради това се поставят специални изисквания към електронните компоненти и конструкцията на контролера. Същите високи изисквания се поставят и към електромагнитната съвместимост: чувствителност към външни смущения и ограничаване на излъчването на собствени високочестотни смущения.
Ако разгледаме структурата на модерен контролер (виж диаграмата), можем да видим, че той се състои от следните основни части:
— процесорна част (микрокомпютър);
— формиратели на входни сигнали;
- формиратели на изходни сигнали;
Процесорната част на контролераТова е частта, в която се случват всички най-важни неща в контролера. Основата на процесорната част е едночипов микрокомпютър. Нарича се така поради факта, че повечето от компонентите на структурата на микропроцесора са разположени на един чип на микросхема (чип). В SUD контролериИзползват се 8-, 16- или 32-битови микрокомпютри. Дълбочината на битовете е броят битове информация, с които работи. Основните компоненти на микрокомпютъра:
Cсъвременна структура на контролера:
Памет само за четене (ROM). Мястото, където програмата и данните се съхраняват под формата на константи. Програмата е набор от всички управляващи алгоритми на CMS, преведени на езика на машинните кодове на микрокомпютъра. Данни - таблици за калибриране на константи, които участват в процеса на изчисление или са избрани като контролни параметри. За различни видове CMS, използващи едни и същи контролери, се пише собствена програма или собствен набор от данни. Информацията в ROM може да се съхранява толкова дълго, колкото желаете, независимо дали контролерът работи или се съхранява в склад. За записване на програмата и данните се използват специални устройства, които се наричат програмисти.
Памет с произволен достъп (RAM). Област от паметта, която съхранява данни, които се променят по време на работа. Това могат да бъдат междинни резултати от изчисления или стойности, получени от сензори. За разлика от ROM, информацията в RAM се губи, когато контролерът се изключи. За да запазят данните, които се натрупват по време на работа на контролера и участват в изчисленията като параметри за адаптиране на алгоритми към конкретен двигател, контролерите разполагат с така наречената енергонезависима RAM. Захранва се от отделен източник на захранване, свързан директно към батерията. В режим на съхранение този енергонезависим O3U консумира много малко количество енергия, което не може да доведе до разреждане на батерията, тъй като консумацията на ток в този случай е сравнима с тока на саморазреждане. Недостатъкът на този тип NVRAM е, че процесът на адаптациясе възобновява всеки път, когато захранването на батерията се изключи. При старите типове VMS това беше така и в „Ръководството за работа“ имаше строго предупреждение за недопустимостта на изключване. За да отстранят този недостатък, съвременните SUD контролери използват нов тип енергонезависима RAM, която не изисква допълнителен източник на захранване за съхраняване на информация.ADC— аналогово-цифров преобразувател. Микрокомпютърът с един чип не може да работи с аналогови сигнали, така че ADC дискретно взема проби от моментните стойности на непрекъснат аналогов сигнал и ги преобразува в цифров код (обикновено 8 или 10 бита).
Входно/изходни портове. Те служат за организиране на взаимодействието на микрокомпютъра с други компоненти на контролера. Чрез тях се четат входните и изходните сигнали и информация.
Таймери/броячиса устройства, необходими за измерване на времеви интервали или отчитане на броя на събитията.
Часовник. Генерира тактови импулси за синхронизиране на работата на цялата система. Точността на измерване на всички времеви интервали зависи от точността на неговата работа.
Генератори на входни сигналиСигналът от сензора не е нищо друго освен стойността на физическа величина (например температура на охлаждащата течност), преобразувана в електрически сигнал. В контролера SUD този сигнал преминава през шейпъра, където се съгласуват нивата (усилване или затихване) - преобразуване до стойността, необходима за нормалната работа на процесорната част. В допълнение, входните драйвери изпълняват защитна функция срещу пренапрежение. Има формиратели на дискретни, аналогови и честотни сигнали.
Дискретни сигнали -Това са сигнали, чиято стойност се променя постепенно във времето. Например сигнал от ключ за запалване или сигнал за искане на климатик. Такива сигнали идват след преобразувателите директно към процесорната част към входовете на I / O портовете.
Аналоговите сигнали са сигнали, чиято стойност се променя непрекъснато във времето. Например сигнал от сензор за масов въздушен поток или датчик за положение на дросела. Тези сигнали след предварителна обработка постъпват в процесорната част на входовете на АЦП.
Честотните сигнали са сигнали, чиято честота на изменение носи информация за изменението на физическата величина, измерена от сензора. Например честотата на сигнала от датчика за положение на коляновия вал е пропорционална на оборотите на двигателя. За по-нататъшна обработка на такива сигнали е важно тези сигнали да нямат импулсен шум. Във входния формовчик честотният сигнал е ограничен по амплитуда (стойността на амплитудата на такъв сигнал не носи необходимата информация) и влиза в процесорната част на входа на таймера/брояча.
Преобразуватели на изходни сигналиТези преобразуватели на изходни сигнали преобразуват сигналите от I/O портовете на процесорната част в сигнали с достатъчна мощност за директно управление на изпълнителни устройства. Изходните климатици са модерни микросхеми (драйвери), които в допълнение към основните функции, усилване на мощността, изпълняват и функциите за защита на изходите на контролера от късо към маса или батерия плюс, както и от претоварване. Тези драйвери се наричат "интелигентни", защото в случай на ненормална работа, когато се задействат защитни функции, те информират процесора за това. Контролерът използва различни видове преобразуватели на изходния сигнал в зависимост от необходимата мощност.
Оформителдиагностичен канал е необходим, за да съпоставите нивата на електрическите сигнали на диагностичното оборудване с нивата на сигналите на процесора.
ЗахранванеТъй като процесорната част и драйверните чипове имат работно напрежение от +5 волта, контролерът е снабден със захранване. Той произвежда стабилно напрежение, когато напрежението в бордовата мрежа се променя в широк диапазон. Спад на напрежението до 6 волта при студен старт на двигателя с ненапълно заредена батерия не изключва EMS контролера. Вътрешното захранване на контролера захранва и някои от сензорите в системата за управление.