Работа ЭБУ будет описана для распределенной импульсной системы впрыска, применяемой в четырехцилиндровом двигателе. Она наиболее часто используется в современных автомобилях среднего класса. В этой системе количество топлива, подаваемое форсунками, регулируется импульсным сигналам на соленоиды инжекторов. ЭБУ отслеживает данные о состоянии двигателя, рассчитывает потребность в бензине и определяет необходимое время открытия форсунок. Для увеличения подачи топлива длительность импульса увеличивается, а для уменьшения сокращается.
Контроллер ЭБУ оценивает результаты своих действий с помощью датчиков, запоминает ошибки и вводит коррективы в свою работу. Самообучение процессора является непрерывным и действует в течении всего срока службы автомобиля.
Подача топлива происходит по разным методам:
- Синхронному, когда впрыск топлива происходит при определенном положении коленчатого вала.
- Асинхронному, т.е. без синхронизации с вращение коленчатого вала.
Наиболее часто применяется синхронный способ подачи топлива. Асинхронный используется в основном при пуске двигателя и режиме ускорения.
Форсунки включаются попарно и поочередно: сначала форсунки 1 и 4 цилиндров, а после поворота коленчатого вала на 180º форсунки 2 и 3 цилиндра. Таким образом каждая форсунка включается один раз за полный оборот коленчатого вала два раза за полный цикл работы двигателя.
Количество впрыснутого топлива определяет ЭБУ в зависимости от состояния двигателя и следующих режим работы:
1.Первоначальный впрыск топлива происходит, когда коленчатый вал начинает прокручивается стартером. При этом на ЭБУ происходит первых импульс от датчика вращения коленчатого вала. Получив этот сигнал, ЭБУ дает команду на включение сразу всех форсунок, чем ускоряется пуск двигателя. Такая команда следует каждый раз при пуске двигателя. Причем время открытия форсунок зависит от температуры: на холодном двигателя импульс длиннее, на горячем короче. После первоначального впрыска ЭБУ переходит в синхронный режим управления форсунками.
2.Пуск двигателя. При включении зажигания контроллер дает команду на включение реле бензонасоса для создания давления в магистрали подачи топлива к топливной рампе. Соотношение воздух/топливо при пуске ЭБУ определяет к зависимости от показания датчиков температуры охлаждающей жидкости и входящего воздуха. После начала вращения коленвала ЭБУ работает в пусковом режиме, пока скорость не превысит 400 об/мин, или не наступит режим продувки «залитого» двигателя.
3.Режим продувки двигателя. Если двигатель «залит» топливом (т.е. топливо намочило свечи зажигания), он может быть очищен путем полного открытия дроссельной заслонки при одновременном проворачивании коленчатого вала. При этом ЭБУ не подает импульсы впрыска на форсунки и свечи должны очиститься. Процессор поддерживает этот режим до тех пор, пока обороты коленчатого вала ниже 400 об/мин, и датчик положения дроссельной заслонки показывает, что она полностью открыта. Если Дроссельная заслонка удерживается почти полностью открытой при пуске двигателя, то он не запуститься, т. к. при полностью открытой дроссельной заслонке импульсы вспрыска на форсунку на подаются.
4.Рабочий режим управления топливоподачей. После пуска двигателя (обороты превышают 400 об/мин) ЭБУ переходит в рабочий режим. При этом контроллер рассчитывает длительность импульса на форсунки по сигналам датчика положения коленчатого вала, массового расхода воздуха, датчика температуры охлаждающей жидкости и положения дроссельной заслонки. При холодном двигателе (менее 50º С) система работает без обратной связи (датчик кислорода отключен). Это необходимо в связи с тем, что при прогреве двигателя требуется более богатая смесь и соотношение воздух/топливо будет отличаться от стехиометрического. Этот же режим включается при резком ускорении и в мощностном режиме.
5.Рабочий режим для систем вспрыска с обратной связью. В этом режиме на работу ЭБУ влияют показания датчика кислорода. От его показаний зависит длительность импульсов вспрыска. При этом если сигнал имеет низкое напряжение (обедненная смесь) или высокое напряжение (обогащенный состав смеси), то корректировка продолжается до достижения напряжения сигнала, соответствующему стехиометрическому составу смеси (режим постоянных переключений, свидетельствующих о работе датчика в нормальных условиях). Считается нормальным диапазоном регулировки топливоподачи по замкнутому контуру в пределах 20% коррекции топливной смеси. Значения выходящие за этот диапазон являются признаками неисправности компонентов системы. Если корректировка топливоподачи в режиме замкнутого контура вышла за пределы регулирования, то через какое-то время ЭБУ определит, что работа системы подачи топлива нарушилась и контроллер дает команду на включение лампы «проверь двигатель» и внесет в память соответствующий код ошибки, например, «обогащенная смесь». При этом система программно переключается в режим разомкнутого контура. В этом случае коррекцию топливной смеси ЭБУ осуществляет в соответствии показания датчиков расхода воздуха и частоты вращения коленвала, пользуясь с заложенными в ОЗУ ЭБУ данными.
6.Режим обогащения при ускорении. ЭБУ контролирует не только положение дроссельной заслонки, но и скорость ее перемещения. При резком изменении показания датчика процессор выдает команду о переходе в кратковременный режим резкого обогащения смеси. При этом длительность импульсов на форсунках увеличивается, что обеспечивает автомобилю быстрое ускорение. Датчик кислорода при этом отключается.
7.Режим мощностного обогащения. Для достижения максимальной мощности требуется обогащенная горючая смесь, и ЭБУ изменяет соотношение воздух/топливо приблизительно 12/1. Система в этом случае работает в режиме разомкнутого контура.
8.Режим обеднения при торможении. При торможении автомобиля с закрытой дроссельной заслонкой может увеличиться выброс в атмосферу токсичных веществ. Для предотвращения этого ЭБУ уменьшает подачу топлива в уменьшении угла открытия дроссельной заслонки и количества расхода воздуха.
9.Режим отключения подачи топлива при торможении двигателем. При торможении двигателем, т.е. при движении со включенной передачей и закрытой дроссельной заслонкой, ЭБУ может на короткое время полностью отключать импульсы впрыска. Условиями отключения импульсов вспрыска при торможении являются:
- Закрытая дроссельная заслонка.
- Скорость автомобиля выше 30 км/ч.
- Частота вращения коленчатого вала выше 1800 об/мин.
- Температура охлаждающей жидкости не ниже 20ºC.
ЭБУ отменяет режим отключения подачи топлива при торможении, если изменились следующие параметры.
- Дроссельная заслонка открылась на 2% и более.
- Скорость автомобиля ниже 30 км/час.
- Частота вращения коленчатого вала ниже 1800 об/мин.
- Выключение сцепление (резкое падение частоты вращения коленчатого вала).
10.Компенсация падение напряжения питания в бортовой сети. При падении напряжения схема зажигания может давать слабую искру, а время срабатывания клапанов форсунки увеличивается. ЭБУ компенсирует это увеличением длительности открытия форсунок и времени замкнутого состояния первичных обмоток катушек зажигания.
11.Режим аварийного отключения подачи топлива. При включенном зажигании топливо форсункой не подается, во избежание самовоспламенении смеси при перегретом двигателе. Кроме того импульсы вспрыска не подаются, если ЭБУ не получает сигналов с датчика положения коленчатого вала, что воспринимается как остановка ДВС. Отключение питания также происходит при превышении предельно допустимой частоты вращения коленчатого вала двигателя, равной примерно 6500 об/мин, для защиты двигателя от перегрузки.
12.Управление электровентилятором системы охлаждения. Электровентилятор включается и выключается ЭБУ в зависимости от температуры двигателя, частоты вращения коленчатого вала, работы кондиционера и других факторов. Электровентилятор включается с помощью вспомогательного реле в том случае, если температура охлаждающей жидкости превысит 101ºC или будет дан запрос на включение кондиционера. Выключение происходит после падения температуры охлаждающей жидкости ниже 97ºC, отключения кондиционера, или выключения двигателя. (Температура включения и выключения вентилятора зависит от программы в ЭБУ двигателя.)
13.Обнаружение и регистрация неисправностей. ЭБУ постоянно выполняет самодиагностику по некоторым функциям управления. При обнаружении неисправности ЭБУ заносит код ошибки в память, и включатся контрольная лампочка «CHECK ENGINE».
----------