1.4. Структурная схема электронного управления

Для реализации электронного управления объектом необходимы устройства, преобразующие текущее состояние объекта в новое состояние в соответствии с принципами работы и критериями эффективности. Текущее состояние объекта управления определяется т.н. датчиками, а то или иное состояние объекта изменяется под действием исполнительных устройств (исполнителей). Устройство (блок) управления, получая информацию с датчиков, преобразует эту информацию в управляющие воздействия, которые в свою очередь с помощью исполнительных устройств управляют объектом. Помимо основной задачи управления объектом, ныне ставится задача самодиагностики. При неполных отказах системы возможна её работа. Правильно спроектированная система имеет "избыточность" информации с датчиков, что необходимо для успешного функционирования при отказах.

Итак, на управляемом объекте имеются: датчики и исполнительные устройства (исполнители). Для механических устройств управления такую цепочку проследить бывает довольно сложно, поскольку датчиком и исполнительным устройством часто является одно и то же изделие. Механические параметры состояния объекта часто непосредственно преобразуются в механическое воздействие (центробежный регулятор).

Перечислим некоторые датчики и исполнители для электронного распределенного впрыска.

Датчики.

Д. массового расхода воздуха– определяет непосредственно расход воздуха в кг/ч. В задаче управления цикловую дозу топливаFнеобходимо определить по цикловой дозе воздуха А из соотношенияA/F= (A/F)_опт.

Д. давления за дросселем– один из параметров для определения циклового заряда воздуха. Дополнительно требуется знать рабочий объем и фазу закрытия впускного клапана (постоянные), количество остаточных газов, температуру заряда в цилиндре. Использование такого датчика требует натурных испытаний и различных поправок в расчете циклового заряда.

Д. положения дросселя– оценка резкого изменения положения, помощь в распознавании режимов холостого хода и принудительного ХХ. В некоторых конструкциях – основной датчик для дозирования топлива (AlfaRomeo)

Д. температуры– охлаждение, воздух на впуске (редко - топлива?)

Д. синхронизации– определение положения коленчатого вала и фаз работы цилиндров – коленчатый вал (один или два датчика), распредвал

Д. Детонации – современные широкополосные датчики в состоянии слышать не только детонацию, но и оценивать наличие сгорания (по шуму выпуска) и другие шумы в дв.

Д. кислорода – обязательный для снижения токсичности ОГ. Позволяет точно подстроить соотношениеA/F, выполнить калибровку системы измерения и расчёта цикловой дозы воздуха.

Исполнители.

Форсунки– цикловая доза зависит от эффективного сечения дозатора, перепада давления топлива на распылителе-дозаторе, быстродействия (связано с напряжением бортовой сети)

Регулятор (дополнительного) воздуха– удержание частоты вращения холостого хода на заданном уровне, а также при пуске и прогреве изменением количества воздуха, идущем помимо основной дроссельной заслонки (или электрически управляемой ДЗ).

КЗ– создание искрового разряда.

Адсорбер паров топлива– бак "дышит" через емкость с активированным углем. За время стоянки накапливающиеся пары топлива, адсорбированные в угле продуваются воздухом и поступая на впуск двигателя сгорают. Прежде это топливо просто уходило в атмосферу…

Замечание по недопустимости путаницы датчиков и исполнителей ("датчик ХХ" - регулятор). В магазинах РХХ (датчик! РХХ). Почти единственный случай, когда датчик и исполнитель – одно устройство – датчик включения вентилятора охлаждения.

Обычно в курсах рассказывается о д., исполнителях, немного об алгоритмах. У меня основное время тратится на описание работы блока управления.