2. Формирователи входных сигналов.

Сигнал от датчика – это есть не что иное, как преобразованное в электрический сигнал значение физической величины (например, температуры охлаждающей жидкости). В контроллере СУД этот сигнал проходит через формирователь, где происходит согласование уровней (усиление или ослабление) – преобразование до той величины, которая необходима для нормальной работы процессорной части. Кроме того, входные формирователи выполняют защитную функцию от перенапряжения. Различают формирователи дискретных, аналоговых и частотных сигналов.

Дискретные сигналы – это сигналы, значение которых во времени меняется скачкообразно. Например: сигнал включения зажигания или сигнал запроса кондиционера. Такие сигналы поступают после преобразователей напрямую в процессорную часть на входы портов ввода/вывода.

Аналоговые сигналы – это сигналы, значение которых во времени непрерывно меняется. Например, сигнал с датчика массового расхода воздуха или с датчика положения дроссельной заслонки. Эти сигналы после предварительной обработки поступают в процессорную часть на входы АЦП.

Частотные сигналы – это сигналы, частота изменения которых несет информацию об изменении физической величины, измеряемой датчиком. Для дальнейшей обработки таких сигналов важно, чтобы эти сигналы не имели импульсных помех. Во входном формирователе частотный сигнал ограничивается по амплитуде (амплитудное значение такого сигнала не несет необходимой информации) и поступает в процессорную часть на вход таймера/счетчика.

3. Формирователи выходных сигналов

Эти формирователи преобразуют сигналы с портов ввода/вывода процессорной части в сигналы достаточной мощности для непосредственного управления исполнительными устройствами. Выходные формирователи – это современные микросхемы (драйверы), которые, кроме основных функций, усиления по мощности, еще выполняют функции защиты выходов контроллера от замыкания на массу или на плюс батареи, а также от перегрузки. Эти драйверы называют «интеллектуальными», т.к. в случае ненормальной работы, когда срабатывают защитные функции, они информируют процессор об этом. В контроллере используются различные типы формирователей выходных сигналов в зависимости от необходимой мощности.

Формирователь канала диагностики необходим для согласования уровней электрических сигналов диагностического оборудования с уровнями сигналов процессора.

12. Бортовая диагностика

Основная задача впрыска – управление рабочим процессом двигателя. Для этого в состав системы управления входят контроллер СУД, датчики и исполнительные механизмы. По сигналам датчиков контроллер определяет оптимальное количество топлива и момент времени, когда его необходимо подать в цилиндр, определяет момент времени, когда необходимо подать искру. Исполнительные механизмы обеспечивают доставку в цилиндр топливовоздушной смеси в нужной пропорции и формирование искры. Наряду с этим существует еще одна не менее важная задача, решаемая контроллером СУД. Речь идет о диагностике (точнее, о самодиагностике) системы управления.

Под «бортовой диагностикой» понимается система программно–аппаратных средств (контроллер СУД, датчики, исполнительные механизмы), способная определить и идентифицировать неисправности системы управления двигателем, двигателя, а также возможные причины их возникновения.

Бортовая диагностика решает следующие задачи:

• определение и идентификация ошибок функционирования СУД;

• Информирование водителя о наличии неисправности включением диагностической лампы;

• Сохранение информации об обнаруженной неисправности;

• Активизация аварийных режимов работы СУД;

• Обеспечение взаимодействия с диагностическим оборудованием;

• Облегчение поиска неисправностей СУД и двигателя.

Современные системы бортовой диагностики способны идентифицировать около сотни неисправностей СУД. Каждой неисправности присваивается свой код согласно международной классификации.

Основным компонентом системы бортовой диагностики является контроллер СУД. Он постоянно держит под наблюдением сигналы всех датчиков системы управления, а также некоторые важные параметры работы двигателя. Эти сигналы сравниваются с их контрольными значениями, которые хранятся в памяти контроллера. Если какой–либо сигнал выходит за пределы контрольных значений (например, напряжение датчика стало равным нулю – короткое замыкание на «массу»), контроллер квалифицирует это состояние как неисправность, формирует и записывает в память ошибок соответствующую диагностическую информацию, активизирует алгоритм управления диагностической лампой, а также обеспечивает переход на аварийные режимы работы СУД.

Система бортовой диагностики начинает функционировать с момента включения зажигания (клемма 15) и прекращает функционировать после перехода контроллера СУД в режим «stand by». Момент активизации того или иного алгоритма диагностики и его работа могут ограничиваться определенными режимами работы двигателя.

Диагностические алгоритмы, заложенные в контроллер, могут быть разделены на три группы.

1. Диагностика датчиков СУД. Датчики СУД контролируются на обрыв, замыкание сигнальной цепи на «массу» или источник питания. Для некоторых датчиков реализована проверка выходного сигнала на достоверность. В этом случае контроллер отслеживает, что величина сигнала датчика находится в допустимом, ожидаемом диапазоне.

2. Диагностика исполнительных механизмов СУД (драйверная диагностика выходных каскадов контроллера). Исполнительные механизмы СУД контролируются на обрыв, замыкание на «массу» или источник питания цепей управления.

3. Диагностика подсистем СУД (функциональная диагностика). Каждая из подсистем выполняет свою конкретную задачу. К каждой подсистеме предъявляются требования по величине предельно допустимых отклонений ее параметров от средних значений. В данном случае система бортовой диагностики следит уже не за отдельно взятыми датчиками и исполнительными механизмами, а за параметрами, которые характеризуют работу всей подсистемы в целом. Например, о качестве работы подсистемы зажигания можно судить по наличию пропусков воспламенения в камерах сгорания двигателя. Параметры адаптации топливоподачи дают информацию о состоянии подсистемы топливоподачи. И так далее. Функциональная диагностика дает заключение о качестве работы подсистем СУД в целом.

Одной из важнейших задач бортовой диагностики системы управления двигателем является обеспечение связи с диагностическим оборудованием. О наличии неисправности в работе системы контроллер информирует водителя с помощью диагностической лампы. Далее система бортовой диагностики должна обеспечить возможность считывания сохраненной в памяти контроллера более полной информации об этой неисправности. Для этого в системе предусмотрен канал обмена данными с диагностическим оборудованием. После подключения диагностического тестера к колодке диагностики системы между контроллером и тестером происходит обмен по специальному диагностическому протоколу.