34. Автомобильные датчики частоты вращения

Н а внешней поверхности шкива дизельного двигателя закреплен металлический диск с прорезями, при этом края диска выступают за окружность шкива. На корпусе двигателя установлен кронштейн, на конце которого закреплен датчик. При вращении вала двигателя выступы диска проходят через щель датчика, и на резисторе возникают электрические импульсы. Импульсы для разных частот вращения имеют прямоугольную форму, одинаковую высоту, но различные длительность и частоту. Так как частота следования импульсов увеличивается с увеличением частоты вращения вала двигателя, то для реализации принципа пропорциональности при проектировании устройства в качестве измеряемого параметра была принята частота следования импульсов. Так как напряжение на входе цепи равно сумме напряжений на конденсаторе и на выходе цепи, то напряжение на конденсаторе равно разности напряжений на входе и выходе цепи. В момент появления прямоугольного импульса конденсатор начинает заражаться, напряжение на нем возрастает. На резисторе формируется импульс остроконечной экспоненциальной формы равный разности их импульсов. Этот импульс имеет положительную полярность и описывается уравнением:

Постоянная времени дифференцирующей цепи определяется из условия отсутствия переходных искажений от соседних экспоненциальных импульсов для максимально возможной частоты вращения вала дизельного двигателя машины. Допустим, что она равна 2400мин. Так как металлический диск имеет два выступа и две прорези то частота следования импульсов f = 40 * 2 = 80 Гц период следования импульсов T = 1/80 = 0,0125с, длительность импульса, определяется как половина периода. Длительность экспоненциального импульса должна быть не больше прямоугольного импульса поэтому постоянная времени цепи Т = t/3. Сопротивление резисторов выбраны одинаковыми и для сохранения достаточной мощности сигнала равными 3,3 кОм, тогда емкость конденсатора С=T/(R1+R2).

35. Электронные системы управления двигателем и трансмиссией.

Электронные системы управления двигателем

Структура электронной системы управления двигателем показана на рисунке(внизу). Контроллер непрерывно обрабатывает информацию от датчиков и управляет системами, влияющими на токсичность отработавших газов и на ксплуатационные показатели автомобиля.

В контроллер поступает следующая информация : положение о частоте вращения коленчатого вала; о массовом расходе воздуха двигателем; темпе­ратуре охлаждающей жидкости; о положении дроссельной заслонки; о содержании кислорода в отработавших газах; о наличии детонации в двигате­ле; о напряжении в бортовой сети; о скорости автомобиля; о положении распределительного вала; о запросе на включение кондиционера. На основе полученной информации контроллер управляет следующими системами и приборами: топливоподачей (форсунками и электробензонасосом); системой зажигания; регулятором холостого хода; адсорбером системы управления па­ров бензина; вентилятором системы охлаждения двигателя; муфтой компрес­сора кондиционера; системой диагностики.

Контроллер включает выходные цепи (форсунки, различные реле) путем замыкания их на массу через выходные транзисторы. Единственное исклю­чение - цепь реле топливного насоса, на обмотку реле К. подает напряжение +12В. Контроллер имеет встроенную систему диагностики. Он может распо­знавать неполадки в работе всей системы «Автомобиль», предупреждая о них водителя через контрольную лампу СНЕСК ЕNGINE.

Кроме того, он хранит диагностические коды, указывающие области не­исправности, чтобы помочь в проведении ремонта. В контроллере имеется три вида памяти: оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) - это блок­нот К. Микропроцессор К. использует его для временного хранения изменен­ных параметров для расчетов и для промежуточной информации. Микропро­цессор может по мере необходимости вносить в него данные или считывать их. Микросхема ОЗУ смонтирована на печатной плате. Эта память является энергозависимой и требует бесперебойного питания для сохранения записей. В случае прекращения электропитания, содержащиеся в ОЗУ диагностиче­ские коды неисправностей и расчетные данные стираются. Поэтому следует следить за постоянной исправностью электропитания и не допускать даже кратковременного отключения от источника питания; б) программируемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ) является ответственным звеном в системе.

В ППЗУ находится общая программа, в которой содержится последовательность рабочих программ-команд и различная комбинированная информация: данные управления впрыском, зажиганием, холостым ходом с учетом массы системы трансмиссии и других факторов. Содержимое ППЗУ не может быть изменено. Эта память не нуждается в питании для сохранения записан­ной в нее информации, которая не стирается при отключении питания. ППЗУ в панель на плате К. и может выниматься, заменяться, может быть индивидуальным для отдельной комплектации автомоби­лей; электрически программируемое запоминающее устройство (ЭПЗУ) ис­пользуется для временного хранения кодов-паролей противоугонной систе­мы. Коды-пароли, принимаемые К от блока управления противоугонной сис­темы, сравниваются с хранимыми в ЭПЗУ и при этом разрешается или за­прещается пуск двигателя. Эта память является энергонезависимой и храниться без подачи питания на контроллере.

Электронная система управления трансмиссией.

Гидромеханическая передача (ГМП) с электронным управлением предназначена для применения на автобусах. Применение электронного управления упрощает конструкцию гидравлических и механических элемен­тов передачи, повышает надежность системы в целом и позволяет оптими­зировать закон переключения передач, обеспечивая тем самым снижение расхода топлива. Использование автоматической коробки передач в класси­ческом понимании - это гидротрансформатор с планетарной коробкой пере­дач, обеспечивающий повышение плавности движения во время переключе­ния передачи и увеличение на 5...8 % расхода топлива, к тому же подобная трансмиссия довольно сложна и дорога. Другой метод автоматизации трансмиссии заключается в установке на обычную ступенчатую коробку автома­тического механизма управления. Такой принцип позволяет сохранить все достоинства механической передачи и обеспечить автоматическое переклю­чение. Тем самым можно достигнуть оптимальной разгонной характеристики и топливной экономичности. На рис. 8.3 приведена функциональная схема ГМП. В ее состав входят: ДС - датчик скорости, вырабатывающий сигнал переменного тока, частота которого пропорциональна частоте вращения вы­ходного вала ГМП; ДН – датчик нагрузки двигателя, представляющий собой связанный с топливоподающим органом двигателя ступенчатый переключа­тель на три положения.

Первое положение соответствует нагрузке от О до 50 %, второе - от 50 до 100 %, третье - более 100% (так называемый режим пик-дозы); КУ -контроллер управления - ступенчатый переключатель на пять положений; ДГ-контактный датчик включения гидрозамедлителя; БУ ГМП -электронный блок управления; ЭМ1, ЭМ2, ЭМЗ, ЭМ «ЗХ», ЭМ «БЛ» - ис­полнительные электромагниты включения первой ЭМ1, второй ЭМ2 и третьей ЭМЗ передач, передачи заднего хода и блокировки гидротранс­форматора; КЛ - контрольная лампа индикации аварийного режима.

Сигнал с датчика скорости ДС поступает в преобразователь частоты в напряжение ПЧН, где преобразуется в сигнал постоянного тока, напряжение которого пропорционально частоте входного сигнала. Напряжение с выхода ПЧН подается на вход блока компараторов. Этот блок содержит три ком­паратора, сигнальные входы которых объединены. Опорным сигналом для компараторов является сигнал, формируемый в устройстве сдвига порогов УСП. Каждый из компараторов настроен таким образом, что при увеличении (или уменьшении) скорости автобуса происходит поочередное переклю­чение компараторов. При срабатывании первого компаратора формируется команда на включение второй передачи. Второй и третий компараторы со­ответственно формируют команды на включение третьей передачи и блоки­ровки гидротрансформатора БЛ. Отсутствие сигналов на входах компарато­ров будет свидетельствовать о включении первой передачи. Устройство сдвига, порогов изменяет пороги срабатывания компараторов в зависимости от положения датчика нагрузки двигателя. При этом при увеличении на грузки переключение компараторов будет происходить при больших скоро­стях движения автобуса.

Команды на переключение передач с выходов блока компараторов по­ступают на выходы дешифратора. Сюда же подаются командные сигналы с контроллера управления КУ и с датчика включения гидрозамедлителя ДГ. В зависимости от положения контроллера управления дешифратор обеспечива­ет автоматическое переключение передач по командам блока компараторов, принудительное включение первой передачи, заднего хода или отключение коробки передач «нейтраль». При включении гидрозамедлителя обеспечива­ется принудительная блокировка гидротрансформатора.

Узел контроля УК обеспечивает защиту от аварийных режимов при ко­ротком замыкании или обрыве в цели датчика скорости и при непредусмот­ренных комбинациях одновременного включения двух электромагнитов при возникновении аварийных режимов узел контроля снимает напряжение пи­тания с электромагнитов и включает контрольную лампу КЛ.