Соснин - Автотроника

19.1.Компонентный состав системы МИКАС

В состав системы входят: комплект датчиков (входная периферия), электронный блок управления (ЭБУ), набор исполнительных устройств (выходная периферия) и жгут проводов с соединителями (выполняет функции простейшего интерфейса)*. В системе могут применяться комплектующие изделия как отечественного производства, так и фирмы BOSCH. Перечень типов изделий сведен в табл. 19.1.

А. Входная периферия

Как следует из табл. 19.1, в системе МИКАС применяются семь датчиков, которые в совокупности образуют входную периферию.

• Датчик температуры воздуха во впускном трубопроводе (ДТВ) В64 и датчик температуры охлаждаю-

Таблица 19.1

щей жидкости (ДТД) В70 являются интегральными датчиками. Они представляют собой термочувствительные полупроводниковые элементы на одном кристалле с периферийными электронными микросхемами. ДТВ установлен в канале впускной трубы 4-го цилиндра, а ДТД — на корпусе термостата, слева. Выходным сигналом в каждом из датчиков является па дение напряжения на полупроводниковом элементе, которое зависит от измеряемой температуры. По этим сигналам ЭБУ корректирует характеристики топливоподачи и угла опережения зажигания. При возникновении неисправностей в датчиках или в их цепях в комбинации приборов загорается контрольная лампа.

• Датчик положения коленчатого вала (ДКВ) В74 индукционного типа. Предназначен для определения частоты вращения двигателя, атакже для синхронизации впрыска топлива форсунками и момента зажига-

При этом впрыск топлива осуществляется одновременно во все цилиндры двигателя, что существенно повышает расход бензина. О наличии неисправности датчика сигнализирует контрольная лампа в комбинации приборов.

• Датчик детонации (ДД) В92 пьезоэлектрического типа установлен на блоке цилиндров двигателя с правой стороны. Чувствительным элементом ДД является кварцевый пьезоэлемент, который при работе двигателя воспринимает возникающую вибрацию через инерционную массу (шайбу) датчика. В результате на его обкладках за счет пьезоэффекта появляется электрический сигнал в виде переменного напряжения. При детонационном сгорании топливовоздушной смеси в блоке цилиндров двигателя возникают звуковые колебания, что вызывает увеличение амплитуды напряжения электрического сигнала датчика. По этому сигналу ЭБУ корректирует угол опережения зажигания до прекращения детонации. В случае выхода из строя датчика или наличия неисправности в его электрических цепях изменение угла опережения зажигания оптимизируется.

5. Электронный блок управления

Электронный блок управления (ЭБУ) D23 является центральным звеном всей системы. Он получает аналоговую информацию от датчиков, обрабатывает ее с помощью аналого-цифровых преобразователей (АЦП) и по заложенной в ЗУ программе реализует управление исполнительными устройствами.

Связь ЭБУ с электрической схемой системы осуществляется посредством 55-контактного штекерного разъема (соединителя). Назначение выводных контактов в штекерном разъеме ЭБУ дано в табл. 19.2.

ЭБУ имеет три типа памяти: постоянное запоминающее устройство (ПЗУ или ROM), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ или RAM) и электрически перезаписываемое энергонезависимое запоминающее устройство (ЭПЗУ или EEPROM).

ПЗУ — энергонезависимая память, в которой "зашита" общая программа управления (алгоритмы) и исходная (базовая) информация. Эта информация представляет собой данные по продолжительности впрыска топлива форсунками, времени наполнения энергии в катушках зажигания и углу опережения зажигания при определенных режимах работы ДВС. Содержимое ПЗУ не может быть изменено после программирования. Эта память не нуждается в электропитании для сохранения в ней информации, т.е. не стирается при отключении аккумуляторной батареи (АКБ) от бортсети автомобиля.

ОЗУ •— энергозависимая память, которая используется для временного хранения измеренных параметров, результатов расчетов и кодов неисправностей. Микропроцессор ЭБУ может по мере необходимости вносить в ОЗУ данные или считывать их. При

прекращении подачи питания на ЭБУ содержащиеся в ОЗУ расчетные данные (в том числе и диагностические коды) стираются.

ЭПЗУ — память, в которую на заводе-изготовите- ле или станции технического обслуживания записывается информация паспортного характера, а также информация о параметрах начальной настройки системы. Эта память не требует питания для хранения в ней информации.

В.Выходная периферия

Ввыходную периферию системы МИКАС входят пять исполнительных устройств.

1.Электробензонасос Мб роликового типа с при-

водом от электродвигателя постоянного тока предназначен для подачи бензина к форсункам под давлением. Бензонасос и его приводной электродвигатель размещаются в одном герметичном корпусе. Прокачиваемый насосом бензин обеспечивает охлаждение электродвигателя и смазку трущихся поверхностей. В насосе имеются два клапана. Предохранительный клапан защищает топливную систему от чрезмерного повышения давления (свыше 4 бар), а обратный клапан препятствует сливу топлива из бензомагистрали в бак после остановки насоса, что предотвращает образование паровых и воздушных пробок. Электробензонасос подключен к бортовой сети автомобиля через электромагнитное реле. Если в течение 3...5 с после включения зажигания прокручивание коленчатого вала двигателя не начинается, ЭБУ отключает реле электробензонасоса. Дальнейшее включение бензонасоса произойдет при пуске двигателя стартером. Электрическая цепь электробензонасоса защищена плавким предохранителем №9 на 15 А (голубого цвета) в правом блоке. Производительность насоса составляет 130 л/ ч, потребляемый ток 6,5 А.

2. Топливные форсунки Y19-Y22 представляют собой электромагнитные устройства и служат для впрыска под давлением рассчитанного в ЭБУ количества топлива на впускные клапаны двигателя. Количество топлива, впрыскиваемого форсункой, зависит от длительности электрического импульса, подаваемого в обмотку электромагнитного клапана форсунки от ЭБУ. В двигателе ЗМЗ-4062.10 форсунки реализуют фазированный (согласованный) способ впрыскивания топлива, когда подача топлива в зону впускных клапанов каждого цилиндра осуществляется в определенной фазе рабочего цикла. Каждая форсунка включается один раз за оборот коленчатого вала или два раза за полный рабочий цикл двигателя.

3. Катушки зажигания Tl, T4 — двухвыводные, с замкнутым магнитопроводом, "сухие", реализуют статический (низковольтный) способ распределения импульсов высокого напряжения по свечам в цилиндрах двигателя.

ке, прогреве, движении "накатом" и изменении нагрузки, вызванной включением вспомогательного оборудования. Регулятор установлен на ресивере впускного трубопровода и представляет собой золотниковый клапан, который регулирует подачу воздуха во впускную систему минуя дроссельную заслонку. Основным элементом регулятора является двухобмоточный электродвигатель с неподвижным якорем и вращающимся постоянным магнитом. ЭБУ подает на обмотки неподвижного якоря электрические сигналы частотой 100 Гц. Электрический ток, проходя по обмоткам, возбуждает магнитное поле, которое взаимодействует с потоком постоянного магнита. В результате постоянный магнит занимает определенное угловое положение, а вместе с ним и заслонка, которая изменяет проходное сечение регулятора. При выходе из строя РДВ или его электрических цепей частота вращения холостого хода двигателя становится нестабильной и в комбинации приборов загорается контрольная лампа диагностики.

Г. Функциональные связи компонентов (интерфейс)

На рис. 19.1 показана функциональная схема системы МИКАС, из которой видно, что в ЭБУ-Д23 поступает следующая информация:

—о положении поршня 1-го цилиндра в ВМТ (датчик ДРВ-В91);

—о положении и частоте вращения коленчатого вала (датчик ДКВ-В74);

—о массовом расходе воздуха двигателем (датчик ММ-В75);

—о температуре охлаждающей жидкости (датчик ДТД-В70);

—о температуре воздуха во впускной системе (датчик ДТВ-В64);

—об угле поворота дроссельной заслонки (датчик ДПД-В76);

—о наличии детонации в двигателе (датчик ДДТ-92);

—о напряжении в бортовой сети автомобиля по изменению Uc (ПР — FU-10).

На основе полученной от входных датчиков информации и в соответствии с заложенной в 3V программой ЭБУ управляет следующими подсистемами

иустройствами:

—подсистемой топливоподачи (электробензонасосом ЭБН-М6 через реле бензонасоса РБН-К9);

Рис. 19.1. Функциональная схема системы МИКАС:

АЦП — аналого-цифровой преобразователь; МКП — микропроцессор; ЗУ — запоминающее устройство; СЭР — схема электронного резервирования; СД — схема диагностики; ЭСЗ — электронные схемы системы зажигания; АКБ — аккумуляторная батарея; ГУ — генераторная установка; БС - бортсеть; ПР — предохранитель; ВКЗ — выключатель ключа зажигания; ПН — платиновая нить; остальные обозначения указаны в тексте и соответствуют табл. 19.1.

— подсистемой электронного резервирования (СЭР).

ное реле К46). В комбинации приборов Р2 загорается на время 0,6 с и затем гаснет контрольная лампа диагностики Н91, что свидетельствует об исправности и готовности системы к работе. ЭБУ D23 дает команду на включение электробензонасоса Мб через реле К9. Насос создает рабочее давление бензина в топливном коллекторе для форсунок Y19...Y22. Если прокрутка коленчатого вала двигателя стартером не начинается, то через 3...5 с электробензонасос отключается. При прокручивании и запуске двигателя стартером ЭБУ получает сигналы от датчика положения коленвала (ДКВ) В74, преобразует их в командные импульсы для подачи топлива через все форсунки и определяет последовательность работы катушек зажигания Т1 и Т4. На рабочих режимах двигателя для определения оптимального количества топлива, подаваемого форсунками, и угла опережения зажигания ЭБУ использует сигналы всех датчиков и базовую калибровочную информацию, хранящуюся в ПЗУ. Включение токовых цепей исполнительных устройств (катушек зажигания, форсунок, контрольной лампы диагностики, РДВ, реле К9 и К46) реализуется путем подключения их к "массе" через выходные (силовые) транзисторы в ЭБУ (см. рис. 19.1 и 19.2).

Система управления МИКАС 5.4 наделена функцией самонастройки. Так, в процессе эксплуатации автомобиля ЭБУ системы способен компенсировать небольшие отклонения рабочих параметров двигателя, которые вызываются изменением атмосферных условий, низким качеством топлива, выгоранием электродов свечей, а также износом запорных клапанов форсунок, деталей газораспределительного механизма, цилиндро-поршневой группы.

19.3.Диагностированиенеисправностей в системе МИКАС 5.4

Как и все системы управления автомобильным двигателем, входящие в группу "М", отечественная система МИКАС имеет функцию самодиагностики неисправностей, т.е. она способна идентифицировать ту или иную неисправность, ввести ее в ОЗУ ЭБУ, а затем эта неисправность может быть вызвана из памяти с помощью диагностического тестера или при помощи сигнальной лампы диагностики, расположенной в комбинации приборов автомобиля.

• Для проверки технического состояния системы разработан специальный диагностический прибор DST2, который подключается к диагностической колодке (ДК) автомобиля. Обмен информацией между ЭБУ и диагностическим прибором осуществляется по каналу "К-линия". Порядок проведения диагностики подробно описан в инструкции по эксплуатации прибора DST2. Прибор DST2 является дорогостоящим диагностическим оборудованием и, как правило, им

оснащаются посты диагностики крупных станций технического обслуживания автомобилей.

Однако в большинстве случаев выявить и устранить неисправности в системе управления двигателем можно с помощью простейших технических средств диагностирования, к которым относятся: стандартный стробоскоп СТБ-1 [13], цифровой мультиметр с внутренним сопротивлением не менее 10 кОм/В (например, ММЦ-1), пробник с контрольной лампой, стрелочный тестер.

• В процессе работы ЭБУ осуществляет постоянную самодиагностику для большинства входных и выходных сигналов и функций управления. В случае возникновения неисправности ЭБУ заносит в свою память (в ЗУ) соответствующий код и включает контрольную лампу Н91 диагностики. Если лампа диагностики не гаснет после включения зажигания и горит при работающем двигателе, то это свидетельствует о необходимости установить причину неисправности в возможно короткий срок.

Каждая неисправность системы управления имеет свой диагностический код, который представляет собой двухзначное или трехзначное число (от 13 до 182). Диагностические коды считываются из памяти ЭБУ в режиме отображения кодов неисправностей. Для установки этого режима при включенном зажигании и неработающем двигателе необходимо замкнуть контакты "10" и "12" диагностической колодки Х51 (см. рис. 19.2). При этом по каналу "L-линия" осуществляется запрос разрешения на реализацию функции самодиагностики. В данном режиме ЭБУ путем включения и выключения контрольной лампы Н91 диагностики выдает код 12 (признак исправного состояния диагностической цепи) и коды неисправностей (по старшинству номера). Каждый код выводится три раза подряд. Если кодов неисправностей в памяти ЭБУ нет, то код 12 будет выдаваться до выключения диагностического режима.

Последовательность вспышек диагностической лампы для каждого кода следующая: количество вспышек, соответствующих первой цифре кода, — пауза (1,5 с); количество вспышек, соответствующих второй цифре кода, — пауза (1,5 с); количество вспышек, соответствующих третьей цифре кода, — длинная пауза (4 с); далее повтор кода или вывод нового кода.

• В качестве примера рассмотрим последовательность миганий контрольной лампы диагностики для кода 21 — "Низкий уровень сигнала датчика температуры охлаждающей жидкости". Сначала лампа вспыхнет два раза на время 0,5 с с интервалом в 0,5 с, что означает десятичный разряд 20. Через паузу в 1,5 с контрольная лампа вспыхнет еще один раз, что соответствует единице в единичном разряде. Картина вспышек будет такой: . Далее через длинную паузу в 4 с код неисправности 21 повторится еще два раза.

Поиск неисправностей

Все неисправности, считанные в виде кодов с помощью диагностической лампы, следует записать на бумагу и приступить к их поиску в следующей последовательности:

а) предварительно необходимо выключить зажигание, отсоединить отрицательную клемму аккумуляторной батареи от "массы" автомобиля, разъединить контактные колодки от ЭБУ и от проверяемых компонентов системы;

б) обрыв платиновой нити чувствительного элемента в ДММ (код 13) определяется визуально, для чего необходимо предварительно снять датчик В75 с двигателя;

в) обрыв и замыкание внутри датчиков и исполнительных устройств определяется омметром мультиметра:

— в ДММ (при коде 31) измеряют сопротивление между контактами "1" и "6" в его вилке или между контактами "5" и "6" (при коде 32);

— в ДПД измеряют сопротивление между контактами "1" и "3" в его вилке или — "2" и "3" (коды 23, 24);

—в ДРВ измеряют сопротивление между контактами "2" и "3" в его вилке (код 54); г) в РДВ измеряют сопротивление при наличии:

—межвиткового замыкания (коды 161, 164) или внутреннего обрыва (коды 162, 165) между контактами "2" и "3" в его вилке для первой обмотки и "1"

и"2" — для второй обмотки;

-короткого замыкания на "массу" (коды 163, 166) между контактом "2" и "массой";

д) у реле электробензонасоса (коды 167, 168) и главного реле (коды 177,178) при подозрениях на межвитковое замыкание или обрыв обмоток измеряют сопротивление между штекерными выводами "85" и "86", а в случае замыкания обмоток реле на "массу" — между выводом "85" и выводом "86" и корпусом;

е) в случае межвиткового замыкания в обмотках показания омметра будут меньше нормативных значений, указанных в табл. 19.4. При обрывах обмоток, а также в случае отсутствия короткого замыкания "на массу" омметр покажет "бесконечность";

ж) обрыв или замыкание соединительного провода на "массу" и замыкание между проводами также