1.2 Функциональные возможности

Автомобильный компьютер обладает рядом функциональных возможностей.

Данная схема представлена на рисунке 2.

ДУТ – датчик уровня топлива; БК – бортовой компьютер; К-линия – диагностическая линия; ЭБУ – электронный блок управления; МЗ – модуль зажигания; ДТВ – датчик температуры воздуха; ДПКВ – датчик положения коленчатого вала; ДД – датчик детонации; ДМРВ – датчик массового расхода воздуха; ДПДЗ – датчик положения дроссельной заслонки; ДТД – датчик температуры двигателя; РД1 – РД4 – запасные блоки; ДС – датчик скорости.

Рисунок 2 – Схема автомобильного компьютера

Бортовой компьютер (БК) учитывает состояние окружающей среды, качество топлива, степень износа двигателя, скорость и пробег до следующего ТО.

Электронный блок управления (ЭБУ) располагается за панелью обивки с правой стороны салона автомобиля. ЭБУ является основным элементов системы впрыска топлива. ЭБУ постоянно получает сигнала от различных датчиков и осуществляет управление важнейшими системами и узлами двигателя. Также ЭБУ выполняет функции диагностики неисправностей систем и узлов двигателя.

Диагностическая линия (К-линия) является средством передачи информации между электронным блоком и внешними устройствами: тестирующим оборудованием, приборами диагностики, иммобилизатором. К-линию в автомобиле выводят на диагностический разъем, к которому может быть подключен прибор для диагностики работы системы управления. Стандарт программного протокола обмена данными между устройствами и электронным блоком, реализованный в этих устройствах, делает прозрачной работу всех устройств, подключаемых к К-линии.

Назначение датчика формировать электрически сигналы, несущие информацию о текущих значениях контролируемых параметров. Эти сигналы поступают в ЭБУ, где преобразуются АЦП в цифровую форму и обрабатываются по соответствующим программам. Результат обработки – выдача управляющих команд на исполнительные устройства. Рассмотрим работу каждого датчика подробно.

Датчик уровня топлива (ДУТ) передает бортовому компьютеру информацию об уровне топлива в баке. / 5 /

Датчик температуры воздуха (ДТВ) выполняется в виде контактной пары и предназначен для измерения температуры окружающей среды.

Датчик положения коленчатого вала (ДПКВ). В общем случае сообщает ЭБУ о положении коленчатого вала, частоте и направлении его вращения. Без этого датчика двигатель не заведется. Датчик положения коленчатого вала автомобилей ВАЗ являются датчиком синхронизации при работе систем впрыска и зажигания. При отказе этого датчика работа систем питания и зажигания невозможна. Отсутствие сигнала с ДПКВ электронный блок управления воспринимает как признак остановки коленчатого вала, хотя коленчатый вал при этом может вращаться стартером. В этом случае блок управления заносит в свою оперативную память код неисправности и передает его по К-линии на автомобильный компьютер. / 6 /

Датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ) – самый недолговечный датчик в системе впрыска. Сигналы, получаемые с этого датчика блоком управления, используются для расчета момента зажигания и длительности импульса, подаваемого на топливную форсунку. ДПДЗ «сообщает» ЭБУ о положении дроссельной заслонки (закрыта, открыта, промежуточное положение) и о скорости, с которой происходит открытие и закрытие. ДПДЗ автомобилей ВАЗ – это потенциометр, ползунок которого соединен с валом дроссельной заслонки. При возникновении неисправности цепи датчика блок управления заносит в свою ОЗУ ее код и подает сигнал на компьютер, который в свою очередь показывает на экране код неисправности.

Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ) – самый дорогой датчик в системе впрыска топлива. У ДМРВ задача – считать количество воздуха потребляемого двигателем. Он расположен между воздушным фильтром и шлангом впускного трубопровода. На основании показаний ДМРВ, ЭБУ рассчитывает количество топлива, необходимое для сжигания поступившего воздуха на каждый такт работы двигателя. При возникновении неисправности цепи датчика расхода воздуха, блок управления заносит в свою оперативную память ее код и подает сигнал на БК. / 4 /

Датчик детонации (ДД). При помощи этого датчика ЭБУ слушает, как работает двигатель. На мощностных нагрузках, неизбежно появляется детонация, ДД улавливает характерный звук и подает сигнал в ЭБУ, а он в сою очередь делает угол опережения более поздним. Таким образом, происходит регулировка момента опережения.

Модуль зажигания (МЗ) применяется на автомобилях оборудованных системами впрыска. Модуль представляет собой две катушки высокого напряжения и коммутатор в одном корпусе. Искрообразование происходит по двум цилиндрам одновременно. В одном цилиндре искра воспламеняет смесь, в другом срабатывает вхолостую. Этот метод называют методом холостой искры.

Датчик температуры двигателя (ДТД) предназначен для измерения температуры двигателя и передает эту информацию на ЭБУ.

Датчик скорости автомобиля (ДС) подключен к ЭБУ для получения информации о скорости автомобиля. Датчик скорости автомобилей ВАЗ устанавливается на коробку передач и формирует импульсный сигнал, частота которого пропорциональна скорости автомобиля. Этот сигнал поступает на спидометр и на маршрутный компьютер, а также на ЭБУ.

Резервные датчики (РД1 – РД4) представляют возможность расширения функций бортового компьютера, за счет свободных входов.

Алгоритм функционирования и особенности построения бортового компьютера.

1) Постоянно производится подсчет времени, импульсов с датчиков расхода топлива и скорости, а также измерение длительности между импульсами с датчика скорости.

2) Производится опрос клавиатуры и, в случае необходимости, модификация выбранного режима работы. Количество кнопок управления не превышает 5 штук, и выбор режима работы осуществляется с помощью меню.

3) Формируется запрос на ЭБУ, соответствующий заданному режиму работы. Виды запросов весьма многообразны, однако их содержание (за небольшим исключением, например запросов на изменение состояния исполнительных механизмов) постоянно.

4) Ожидается ответ от ЭБУ и осуществляется прием данных при его получении. Длина принимаемого сообщения не превышает 128 байт.

5) По истечении времени ожидания или завершении приема данных производится анализ сложившейся ситуации и в соответствии с ней возможна модификация заданного режима работы.

6) Обновляется информация на индикаторе с преобразованием накопленных первичных данных. Информация для пользователя должна выводиться в удобной форме, то есть в виде развернутых буквенно-цифровых сообщений и подсказок, что требует применения знакосинтезирующего индикатора как минимум с 1 строкой на 16 символов (лучше 2*20). Объем информации для отображения в развернутом виде очень большой, что влечет за собой увеличение памяти для ее хранения. Первичные данные должны быть пересчитаны по несложным формулам (точность вычислений при этом может быть невелика) и преобразованы из двоичной формы в символьный формат.

7) Делается пауза, так как исходя из психофизиологических особенностей человека, частота обновления информации не должна превышать 10 Гц, и все повторяется сначала.

С точки зрения построения программы, учитывая большой объем текстовых сообщений, все их желательно вынести за пределы внутреннего сравнительно небольшого ПЗУ микроконтроллера. Так как между обновлениями информации существует большая пауза (не менее 100 мс), а количество одновременно отображаемых символов невелико, то эти данные могут быть размещены во внешнем ПЗУ с последовательной выборкой, и извлекаться оттуда по мере необходимости. Развивая эту идею, можно вынести во внешнее ПЗУ сами запросы, описание формул для пересчета различных параметров, а также и весь сценарий работы с меню. Таким образом, в микроконтроллере остается программа-монитор, которая осуществляет:

– инициализацию устройства;

– обработку прерываний;

– опрос клавиатуры;

– вывод на жидкокристаллический индикатор;

– передачу и прием данных из буфера по К-линии;

– формирование временных задержек;

– выдачу звуковых сигналов;

– считывание данных с внешнего постоянно–запоминающего устройст-

ва, их интерпретацию и преобразование.

Автомобильный бортовой компьютер позволяет изменять и контролировать следующие параметры:

а) время и календарь

1) календарь;

2) текущее время;

3) время в пути.

б) топливо и расход:

1) средний расход топлива, л/100 км;

2) общий расход топлива, л;

3) ввод топлива заправленного на АЗС, л;

4) мгновенный расход топлива, л/100 км;

5) мгновенный расход топлива, л/час;

6) количество топлива в баке, л.

в) скорость и пробег:

1) пробег за поездку, км;

2) пробег на остатке топлива, км;

3) средняя скорость, км/час;

4) мгновенная скорость, км/час.

г) температура:

1) температура воздуха наружная, °С;

2) минимальная температура за сутки.

д) диагностика двигателя:

1) бортовое напряжение, В;

2) температура двигателя, °С;

3) обороты двигателя, об/мин;

4) положение дроссельной заслонки, %;

5) индикация кодов неисправностей с текстовой расшифровкой. Возможность удаления кодов обнаруженных неисправностей, хранящихся в памяти блока управления.

е) техническое обслуживание:

1) пробег до следующего технического обслуживания и периоды

замены деталей автомобиля, км;

2) пробег до очередного технического обслуживания;

3) замена ремня генератора;

4) замена ремня ГРМ;

5) замена масла двигателя;

6) замена масла в коробке передач;

7) замену воздушного фильтра;

8) замена топливного фильтра;

9) замена свечей зажигания.

ж) установки и корректировки:

1) настройка подсветки (регулировка яркости и цвета);

2) регулировка контрастности;

3) корректировка хода часов;

4) корректировка расхода топлива;

5) корректировка термометра.

з) настройка компьютера:

1) установка времени и даты;

2) выбор блока управления;

3) сброс средних значений;

4) техническая консультация;

5) настройка предупреждений.

Автомобильный компьютер Престиж G105 Chrysler обладает рядом особенностей:

- Дисплей – монохромный графический жидкокристаллический, с разрешением 122х32 точки. Цвет подсветки дисплея может быть зеленый, синий или многоцветный (RGB).

- Рабочий диапазон напряжения питания 8 – 16 В.

- Потребляемый ток от бортовой сети - не более 100 мА.

- Поддерживаемые интерфейсы: К-Line в соответствии с ISO9141 и ISO14230-1.

- Масса - не более 210 г.

- Дискретность отображения информации:

скорость 1 км/ч

пробег 0,1 км

температура 1 ºС

расход 0,1 л

уровень топлива 1 л

обороты двигателя 10 об/мин

- Рабочий диапазон температуры от -25 до +60 градусов.