Контроллер системы управления двигателем, на ВАЗ

 

Выглядит контроллер как железный корпус, внутри которого располагается печатная плата с внедренными в нее электронными компонентами. Провода от датчиков, установленных на бортовой сети и исполнительных устройствах автомобиля многополюсным штекерным разъемом подключаются к контроллеру. Хочется сказать, что контроллеры системы управления двигателями на ВАЗ работают в не простых условиях: влажность воздуха в широком диапазоне; широкий диапазон температуры «за бортом» (от —45 до +75^оС); высокая вибрация и тому подобные. Исходя из этого, основными требованиями, которые предъявляется к конструкции контроллера и электронным компонентам является его практичность и долговечность. Подобные требования сформировались и к электромагнитной совместимости: ограничение излучения высокочастотных помех и чувствительность к внешним помехам.

 

Если начать рассматривать структуру контроллера, то можно будет заметить, что она состоит из следующих компонентов:

• источник питания;
• формирователи входных и выходных сигналов;
• микроЭВМ (процессорная часть).

Источник питания

 

Так как микросхемы формирователей и процессорная часть имеют рабочее напряжение питания +6 вольт, в коллекторе для обеспечения его нормальной работы предусмотрен свой источник питания. Выдаваемое им напряжение стабильно, даже если напряжение в бортовой сети начитает работать с перебоями. Посадка напряжения до 7 вольт, в то время когда осуществляется холодный пуск двигателя и при почти разряженной батареи это не приведет к отключению контроллера СУД. Хочется отметить, что от источника питания находящегося внутри контроллера, запитываются и другие датчики СУД.

 

Формирователи входных сигналов

 

Любой сигнал, издаваемый от датчика это электрический сигнал, который несет в себе значение физической величины (к примеру, температуры двигателя). В контроллере СУД данный сигнал проходит через формирователь, в котором происходит согласование уровней (ослабление или усиление) – преобразование величин, которые необходимы для функциональной работы процессорной части. Помимо всего прочего входные формирователи защищают устройство от перепада напряжения.

 

Формирователи выходных сигналов

 

Данные формирователи, пропускают через себя сигналы с портов вывода/ввода процессорной части в сигналы нужной мощности для управления исполнительными механизмами СУД. Выходные формирователи – это своего рода драйверы (современные микросхемы), которые помимо усиления мощности выполняют функции защиты выходов от замыкания на «плюс батареи» или «на массу», а также от перегрузки. Подобные драйверы получили название «интеллектуальных», потому как в случае ненормальной работы, когда срабатывают защитные механизмы, она информируют об этом СУД. В контроллерах устанавливаются различные типы формирователей выходных сигналов, все зависит от мощности.

 

Формирователь диагностики нужен для согласования всех уровней электрических сигналов оборудования диагностики с уровнями сигналов от процессора.

 

Процессорная часть контроллера

 

Это та часть, где происходят все главные процессы в работе контроллера на автомобиле ВАЗ. Основная составляющая процессорной части – это однокристальная микроЭВМ. Которая получила свое название из-за того, что большинство составляющих микропроцессорной структуры располагаются на одном чипе (кристалле микросхемы). В контроллерах СУД зачастую пользуются 8-, 16- или 32-разрядными микроЭВМ. Разрядность это количество информационных бит, которыми она сможет оперировать.

 

Основными компонентами микроЭВМ являются:

• Центральный процессор. Выбирает данные и команды из памяти данных и памяти программ, производит логические и арифметические операции над данными, управляет сигналами на внутренней шине данных и адреса.   
• Запоминающее устройство (ЗУ). То место, где хранится данные в виде констант и программа. Программа — переведена на язык машинного кода микроЭВМ совокупность всех алгоритмов управления процессора. Данные — таблицы константы, выбирающиеся как управляющие параметры или участвующие в процессе расчетов. Для различных типов СУД, которые используют одинаковые контроллеры, записывают свой набор данных или свою программу. Для записи данных и программы используют специальные устройства, называющиеся - программаторами.
• ОЗУ - Оперативное запоминающие устройства. Область памяти, для хранения данных, изменяющиеся в процессе работы. Это могут быть значения, полученные от датчиков или промежуточные результаты вычислений. В отличие от ЗУ, информация в ОЗУ стирается после того, как выключить питания контроллера. В режиме хранения О3У потребляет очень небольшое количество энергии, что вряд ли приведет к разряду батареи, так как ток потребления сравним с током саморазряда. Недостатком подобного типа ОЗУ является то, что процесс адаптации появляется вновь после каждого раза включения аккумулятора. На старых видах СУД в “Эксплуатационном руководстве” существовало строгое правило о недопустимости отключения. в современных контроллерах СУД, для устранения такого недостатка используют новый тип ОЗУ, который вовсе не нуждается ни в каком дополнительном источнике питания для хранения информации.
• Аналогово-цифровой преобразователь (АЦП). Однокристальная микроЭВМ не в силах работать с аналоговыми сигналами, именно поэтому в аналогово-цифровом преобразователе происходит преобразование и дискретная выборка мгновенных значений аналогового сигнала. 
• Порты вывода/ввода. Служат для взаимодействия микроЭВМ с иными компонентами контроллера. Через них происходит выдача выходной информации и сигналов, считывание входных данных.
• Счетчики/таймеры — это устройства, которые необходимы для подсчета числа событий или измерения интервалов времени.

Генераторы тактовой частоты. Вырабатывают тактовые импульсы, синхронизирующие работу всей системы. От точности и четкости их работ зависят, точность и четкость измерений всех временных интервалов.