Топливо

Термистор

Топливо

Емкостной датчик

Выходной сигнал

Рис. 2.39. Датчик метанола

2.7.5. Датчики состояния электрических цепей

Состояние электрических цепей современного автомобиля постоянно контролируется ЭБУ. Датчиками состояния служат, как правило, резистивные шунты и делители напряжения, обмотки токовых реле. Например, для того чтобы можно было различить закрытое и открытое состояние ключа от неисправностей в проводке, в его цепь введены дополнительные резисторы (рис. 2.40).

На схеме исправной проводке соответствует сопротивление R1 = 1 кОм при ра-зомкнуто.м кгюче и R2 = 39 Ом при замкнутом. Любые иные значения ЭБУ воспримет как признак неисправности датчика и занесет в память соответствующий код ошибки.

На рис. 2.41 показана схема контроля исправности лампы в фаре. токовая обмотка /еркон

Лампа в фаре

12 В

Рис. 2.40. Схема контроля состояния электрической цепи

Рис. 2.41. Схема контроля исправности цепи лампы

2.7.4. Датчик содержания метанола в топливе

Для уменьшения содержания токсичных веществ в выхлопных газах автомобиля возможно использование смешанных тоилив. Предполагается, что положительный эффект может дать добавление метанола (метилового спирта) к бензину. Проблема состоит в то.м, что для поддержания стехиометрического состава бензиновой и составной (.метаноловой) ТВ-смеси требуется разное количество воздуха.

ЭБУ двигателя должен работать с обеими этими смесями и их комбинацией в различных пропорциях. В этом случае необходим датчик, способный определить процентное содержание метанола в топливе.

Один из вариантов реализации датчика метанола показан на рис. 2.39. Содержание метанола в топливе здесь определяется по электрической емкости, при этом учитывается температура топлива и его электрическое сопротивление. В соответствии с полученным сигналом программное обеспечение ЭБУ выбирает стратегию управления подачей топлива иод конкретный состав ТВ-смеси.

Предполагается, что такие датчики найдут в будущем широкое применение в двигателях и с другими ачьтернативными видами топлива.

2.7.6. Интеграция датчиков

Имеется тенденция интеграции автомобильных датчиков и увеличения их возможностей по переработке информации. По степени интеграции (рис. 2.42) датчики условно разделяются на следующие уровни.

Обычный нулевой уровень. AiiajmroBbiH сигна,! с датчика передается по линии связи (провода.м) в ЭБУ, где и производится вся необходимая обработка. Такой метод наименее но.мехозащитен.

Уровень интеграции 1. В датчик включены цепи предварительной аналоговой обработки сигнала, улучшена по.мехозащищенпость.

Уровень интеграции 2. В датчик помимо аналоговой обработки сигнала встроен ана,10го-цифровой преобразователь. Датчик может быть подключен к цифровой ко.ммуиикациошюй шине, например CAN, улучшена помехозащищенность, сигнал датчика становится доступным локатьной сети контроллеров.

Датчик

Датчик

Линия связи

Линия связи

Шинв

Датчик

Шина

Рис. 2.42. Интеграция датчиков.

АОС - ана/юговая обработка сигнала, МП - .микропропессор, АЦП - anajio-го-цифровой преобразователь

Уровень интеграции 3. Датчики получают иптеллектуа.,1ьные возможности за счет установки в них микропроцессоров. Цифровой сигнал хорошо помехозащитен, имеются возможности программной установки параметров датчиков под конкретную модель автомобиля, расширены диагностические возможности. Например, датчик положения дроссельной заслонки соответствует обычному уровню, интегральный датчик разрежения во впускно.м коллекторе соответствует первому уровню интеграции, а радарный датчик скорости и расстояния ДJя целей адаптив1юго круиз-контроля соответствует третьему уровню.

Глава 3. Электронное управление

автомобильным двигателем

3.1. Необходимость электронного управления автомобильным двигателем

Электронная система автоматического управления двигателем (ЭСАУ-Д) состоит из датчиков для носгоя1И10го контроля за его параметрами и параметрами окружающей среды, электронного блока управления (ЭБУ) на основе микропроцессора и исполнительных устройств, с помощью которых ЭБУ управляет двигателем но заложенной в его память программе и в соответствии с информацией от датчиков [3].

Электронное управление необходимо для удовлетворения высоких требований по экологичности, топливной экономичности, эксплуатационным характеристикам, удобству обслуживания и диагностики, предъявляемым к современным автомобильным двигателям законодательно и потребителями [4].

3.1.1. Уменьшение загрязнения окружающей среды выхлопными газами

В выхлопных газах содержатся остатки углеводородного топлива (СН), окись углерода (СО), двуокись углерода (COj), окислы азота N0 азот (N) и кислород (Oj).

Содержание углеводородов измеряется в частях на миллион но объему (РРМ или млн ). Нормально работающий двигатель сжигает в цилиндрах практически все топливо. Допустимое содержание СН должно быть .менее 50 РРМ. Бензин является канцерогеном.

Окись углерода - неустойчивое химическое соединение, легко вступающее в реакцию с кислородом, в результате которой образуется двуокись углерода COj. СО - ядовитый газ, вступая в легких человека в реакцию с кислородом, вызывает сильное отравление (возможен лета.,льный исход). Уровень СО в выхлопных газах измеряется в процентах и не должен превышать 0,5%.

Двуокись углерода СОз - результат соединения углерода из топлива с кислородом воздуха. Допустимое содержание 12... 15%. Высокие значения свидетельствуют о хорошей работе двигателя. Низкий уровень COj говорит о том, что топлив1Ю-воздуптая смесь (ТВ-смесь) богатая или бедная. Повышение концентрации COj в атмосфере способствует развитию парникового эффекта.

Кисюрод - в воздухе ею 21% и большая часть вступает в реакцию с топливом. Уровень кислорода в выхлопных газах должен быть низким, менее 0,5%.

В камере сгорания двигателя образуется группа окислов азота, для краткости обозначаемых N0 . Окись азота N0 - бесцветный газ без вкуса и запаха. Двуокись азота NO2 - рыжеватый газ с кислым едки.м запахом, слабо токсичен.

Окислы азота N0, формируются в камере сгорания двигателя при температуре выше 1370 °С (2500 °F) или при большом давлении. При соединении окислов азота с углеводородом СН в атмосфере под воздействием солнечных лучей образуется фотохимический смог, вредный ;uHi органов дыхания человека.