Субъективное мышление

Механические манипуляции водителя

®

©

Блок ЦАП

m о

Q И -

>

Блок АЦП

-жхпгтпп:

Л Л Л

ге I

Рис. /. 7. Система VDC - как составная часть системы дорога - водитель - автомобиль

1У1икропро\1ессор - это центр£и\ы1ый орган управления (мозг) автотронной системы. Его главная функция заключается в преобразовании электрических информационных сигналов об условиях движения автомобиля, полученных от входной периферии, в электрические сигналы управления, несущие информацию об интенсивности и последовательности неэлекгрических воздействий на неэлектрические органы управления. Такая информация формируется в микропроцессоре в виде кодовых последовательностей электрических импульсов, которые для непосредственного управления неэлектрическими органами непригодны.

Для согласования энергетических уровней без нарушения информационного содержания на выходе микропроцессора реализуется обратное преобразование информационных сигналов из цифровой в aiia,ioroByra форму. Эту функцию выполняют цифроаналоговые преобразователи (ЦАПы), которые одновременно являются усилителя.ми мощности аналоговых электрических сигналов.

Чтобы выполнить управляемое нсэлекгрическое воздействие на неэлектрические органы управления, вслед за ЦАПами устанавливаются оконечные преобразователи электрических сигналов в механические или любые другие неэлектрические воздействия. Оконечные преобразователи (блок F на рис. 1.1) являются вы-ходны.ми исполнительны.ми устройствами автотроиной системы, но не являются ее инфор.мационным окончанием. В отличие от электронной системы автотронная система включает в свой состав и неэлектрические объекты управления, которые и являются оконечными потребителями информации. Применителыю к рассматриваемой системе управления устойчивостью движения автомобиля, оконечными потрсбитсля.ми информации яачяются; система подачи топлива в двигатель 4, тормозная система 2 автомобиля и информационная система водителя с визуальными индикатора.ми (ВИ) и оптическим (зрительным) каналом управления (ОКУ). Эти три системы представляют собой выходную исполнительную периферию автотронной системы, которая (периферия) под автомагическим управлением .микропроцессора, при крайне ограниченном (тгосредством коррекции положения руля) участии водителя, обеспечивает наиболее оптимальный режим движения автомобиля в сложных дорожных условиях или в аварийной ситуации (более гюдробно система VDC описана в главе 8).

► Другой нри.мер - автотротюе управление насос-форсунками, которые используются в системах впрыска бензина под больши.м давлением непосредственно в камеру сгорания д.1я реализации внутреннего смесеобразования. Начиная с 2000 года такие форсунки стали устанавливаться в двигателях экснеримеитальных легковых автомобилей фирмы TOYOTA (Япония).

Насос-форсунка (рис. 1.2), являясь гидромеханическим устройством, приводится в действие от кулачка 10 распределительного вала ДВС, а управляется от электронной системы S автотроиного управления впрыском (ЭСАУ-В) посредством быстродействующего элсктрогидравлического кчапана 2.

Насос-форсунка является ярким примером составного компонента автотронной системы. Входными неэлсктрически,ми сигналами здесь служат: частота вра-И1ения и угловое положение распредештельного ваш; абсолютное давление (разрежение) во впускном коллекторе; температура двигателя и положение водительской педали газа. Эти неэлектрические величины с помощью соответствующих датчиков и АЦП преобразуются в числоимпульсную последовательность электрических сигналов и подаются на вход микропроцессора ЭСАУ-В. В микропроцессоре путем математической обработки входных сигналов происходит формирование последовательности управляющих импульсов для электрогидравлического клапана насос-форсунки.

В данном случае ЦАП иа выходе микропроцессора не применяется, но управляющие импульсы усиливаются в усилителе моищости и подаются на обмотку электромагнита гидрок-запана 2. Гидроклапан представляет собой выходное исполнительное устройство автотронной системы. Однако объектом управления является не гидрок-танан, а точно отмеренная по массе и распределенная по времени струя 21 раснылешюго бензина, постунаюидая в объем цилиндра через дисковый запорный клапан 17 форсунки. Управление струей позволяет получить так называемый послойный впрыск бензина, суть которого состоит в строго дозиро-

\ \ Плунжер

Бензин

Рис. У.2. Насос-форсунка системы впрыска бензина

1 - фрагмент блока цилиндров в зоне камеры сгорания; 2 - магнитоэлектрический

гидроклапан в сливном канале; 3 - главная бензомагистраль; 4 - подающая бензомагистраль; 5 - сливной канал (обратная бензомагистраль); 6 - корпус насос-форсунки; 7 - возвратная пружина плунжера; 8 - опорная тарелочка пружины плунжера; 9 - толкатель плунжера; 10 - кулачок распредвала; 11 - запорное кольцо опорной тарелочки; 12 - поршень плунжерного насоса; 13 - рабочая полость насос-форсунки; 14 - гидромеханическая форсунка закрытого типа высокого давления (100-150 бар);

15 - перепускной канал из полости плунжерного насоса в полость форсунки; 16 - возвратная пружина запорного клапана форсунки; 17 - дисковый запорный клапан форсунки; 18 - свеча зажигания (СЗ); 19 - центральный электрод СЗ; 20 - боковой электрод; 21 - конус (струя) распыленного бензина; L - ход плунжера

ванной полаче топлива отдсль)1ыми порциями и в строго опрелеленное время. При этом за один цикл впрыска бензин подается не сплошной однородной струей, как в обычной форсунке с электронным управлением, а несколькими частями, каждая из которых образует свой коэффициент избытка воздуха (3. В объеме цилиндра образуется послойная структура ТВ-смеси с разной концентрацией компонентов. Преимущество прямого послойного впрыска бензина состоит в том, что в первый момент воспламенения в зоне центра.льного электрода 19 свечи зажигания 18 имеет место стехиометрическая (норма.,1ьная) ТВ-смесь с коэффициентом (3=1, которая легко возгорается. Далее процесс горения бензина при зпа-чительно.м избытке кислорода (р = 2,0) поадерживается за счет открытого огня , образовавшегося в первый момент воспламенения. Такой процесс сгорания ТВ-смеси позволяет получить значительную экономию бензина (до 35%), понизить выброс в атмосферу угарного газа СО и углеводородов СН, а также увеличить удельную мощность двигателя.