Система управления двигателем ВАЗ-21114

На двигателе ВАЗ-21114 применена система распределенного фазированного впрыска: топливо подается форсунками в каждый цилиндр поочередно в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя.

Электронная система управления двигателем (ЭСУД) состоит из контроллера, датчиков параметров работы двигателя и автомобиля, а также дополнительных устройств.

Контроллер системы впрыска является центральным устройством системы управления двигателем.

рСхема системы управления двигателем ВАЗ-21114ис. 1

Контроллер прикреплен к корпусу отопителя снизу, под панелью приборов. Контроллер получает информацию от датчиков и управляет исполнительными устройствами, такими как топливные форсунки, катушка зажигания, регулятор холостого хода, нагревательный элемент датчика концентрации кислорода, электромагнитный клапан продувки адсорбера, электровентилятор системы охлаждения и различными реле системы. При включении зажигания контроллер включает главное реле, через которое напряжение питания подводится к элементам системы (кроме электробензонасоса, катушки зажигания, электровентилятора, блока управления и сигнализатора состояния иммобилайзера).

рСистема управления двигателем ВАЗ-21114ис. 2

При выключении зажигания контроллер задерживает выключение главного, реле на время, необходимое для подготовки к следующему включению (для завершения вычислений, установки регулятора холостого хода, управления электровентилятором системы охлаждения).

Контроллер представляет собой мини- компьютер специального назначения. Он содержит три вида памяти — оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), программируемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ) и электрически репрограммируемое запоминающее устройство (ЭРПЗУ).

рКонтроллер системы впрыска ВАЗ-21114ис. 3

ОЗУ используется микропроцессором для временного хранения текущей информации о работе двигателя (измеряемых параметров) и расчетных данных. Также в ОЗУ записываются коды возникающих неисправностей. Эта память энергозависима, т. е. при прекращении питания (отключении аккумуляторной батареи или отсоединении от контроллера жгута проводов) ее содержимое стирается.

В ППЗУ хранится программа управления, которая содержит последовательность рабочих команд (алгоритм) и калибровочные данные (настройки). Таким образом, ППЗУ определяет важнейшие параметры работы двигателя: характер изменения момента и мощности, расход топлива и т. п. ППЗУ энергонезависимо, т. е. его содержимое не изменяется при отключении питания.

ЭРПЗУ используется для хранения идентификаторов контроллера, двигателя и автомобиля (записываются коды иммобилайзера при обучении ключей) и других служебных кодов. Кроме того, в ЭРПЗУ записываются эксплуатационные параметры (общий пробег автомобиля и время работы двигателя, общий расход топлива), а также нарушения режимов работы двигателя и автомобиля (время работы двигателя: с перегревом, на низкооктановом топливе, с превышением максимально допустимых оборотов, неисправными датчиками детонации, концентрации кислорода и скорости). ЭРПЗУ является энергонезависимой памятью и может хранить информацию при отсутствии питания контроллера.

Контроллер также выполняет диагностические функции системы управления двигателем (бортовая система диагностики). Контроллер определяет наличие неисправностей элементов системы управления, включает сигнализатор неисправности в комбинации приборов и сохраняет в своей памяти коды неисправностей. При обнаружении неисправности, во избежание негативных последствий (прогорание поршней из-за детонации, повреждение каталитического нейтрализатора в случае возникновения пропусков воспламенения топливовоздушной смеси, превышение предельных значений по токсичности отработавших газов и пр.), контроллер переводит систему на аварийные режимы работы. Суть их состоит в том, что при выходе из строя какого-либо датчика или его цепи контроллер для управления двигателем применяет замещающие данные, хранящиеся в ППЗУ.

Сигнализатор неисправности системы управления двигателем расположен в комбинации приборов. Если система исправна, то при включении зажигания сигнализатор должен загореться — таким образом, ЭСУД проверяет исправность сигнализатора и цепи управления. После пуска двигателя сигнализатор должен погаснуть, если в памяти контроллера отсутствуют условия для его включения. Включение сигнализатора при работе двигателя информирует водителя о том, что бортовая система диагностики обнаружила неисправность, и дальнейшее движение автомобиля происходит в аварийном режиме. При этом могут ухудшиться некоторые параметры работы двигателя (мощность, приемистость, экономичность), но движение с такими неисправностями возможно, и автомобиль может самостоятельно доехать до СТО. Единственным исключением является датчик положения коленчатого вала, при неисправности датчика или его цепей двигатель работать не может.

После устранения причин неисправности сигнализатор будет выключен контроллером через определенное время задержки, в течение которого неисправность не проявляется, и при условии, что в памяти контроллера отсутствуют другие коды неисправностей, требующие включение сигнализатора. Коды неисправностей (даже если сигнализатор погас) остаются в памяти контроллера и могут быть считаны с помощью диагностического прибора DST-2M, подключаемого к диагностическому разъему.

При удалении кодов неисправностей из памяти контроллера с помощью диагностического прибора или посредством отключения аккумуляторной батареи (не менее чем на 10 с) сигнализатор гаснет.

Датчики системы впрыска выдают контроллеру информацию о параметрах работы двигателя и автомобиля, на основании которых он рассчитывает момент, длительность и порядок открытия топливных форсунок, момент и порядок искрообразования.

Датчик положения коленчатого вала (ДПКВ) установлен на корпусе масляного насоса.

Датчик положения коленчатого вала (ДПКВ) рис. 4

Датчик выдает контроллеру информацию о частоте вращения и угловом положении коленчатого вала.

Датчик — индуктивного типа, реагирует на прохождение вблизи своего сердечника зубьев задающего диска, объединенного со шкивом привода генератора. Зубья расположены на диске с интервалом 6˚. Для синхронизации с ВМТ поршней 1 и 4 цилиндров два зуба из 60 срезаны, образуя впадину. При прохождении впадины мимо датчика в нем генерируется так называемый опорный импульс синхронизации. Установочный зазор между сердечником и вершинами зубьев должен находиться в пределах 1±0,4 мм. При вращении задающего диска изменяется магнитный поток в магнитопроводе датчика — в его обмотке наводятся импульсы напряжения переменного тока. По количеству и частоте этих импульсов контроллер рассчитывает фазу и длительность импульсов управления форсунками и катушкой зажигания.

Датчик фаз (ДФ) установлен на заглушке головки блока цилиндров.

рдатчик фазис. 5

Принцип действия датчика основан на эффекте Холла. В отверстие хвостовика распределительного вала запрессован штифт. Когда штифт вала проходит мимо сердечника датчика, датчик выдает на контроллер импульс напряжения низкого уровня (около 0 В), соответствующий положению поршня 1-го цилиндра в конце такта сжатия. Сигнал датчика фаз контроллер использует для последовательного впрыска топлива в соответствии с порядком работы цилиндров. При выходе из строя датчика фаз контроллер переходит в режим нефазированного впрыска топлива.

Датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ) установлен в выпускном патрубке на головке блока цилиндров.

рДатчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ) ис. 6

Датчик представляет собой терморезистор с отрицательным температурным коэффициентом, т. е. его сопротивление уменьшается при повышении температуры. Контроллер подает на датчик через резистор (около 2 кОм) стабилизированное напряжение +5 В и по падению напряжения на датчике рассчитывает температуру охлаждающей жидкости, значения которой используют в большинстве функций управления двигателем. При возникновении неисправностей цепей ДТОЖ загорается сигнализатор неисправности системы управления двигателем, контроллер включает вентилятор системы охлаждения на постоянный режим работы и рассчитывает значение температуры по обходному алгоритму.