Unità di controllo del motore

Qualsiasi dispositivo tecnico moderno contenente corpi mobili in movimento, ha nella sua composizione l'unità di controllo. Le eliche dirette (attuatori) di questi corpi sono azionamenti, che sono dispositivi di diversa natura: elettrici, elettromagnetici, idraulici, pneumatici, ecc. Lo scopo di questo blocco è quello di indirizzarli a cambiare le caratteristiche di movimento dei corpi di lavoro: la loro velocità, angolo di rotazione , disposizioni, ecc.

Centralina elettronica del sistema auto

Nel settore automobilistico, questo termine generale viene utilizzato per i circuiti elettronici che sono responsabili per il funzionamento dei sistemi di veicoli e sono strutturalmente realizzati come unità separate. Inoltre, ciascuno di essi può essere responsabile di una o più unità. Quindi, nelle auto puoi incontrare il modulo di controllo della trasmissione elettronica (PCM). Questo è solitamente un dispositivo combinato contenente circuiti di controllo per la trasmissione del motore (in ECU) e (scatola) (TCU). Pertanto, PCM è un'unità di controllo del veicolo strutturalmente integrata. Ma in alcuni modelli di auto, come Chrysler, entrambi questi circuiti (ECU e TCU) sono strutturalmente separati.

Ci sono anche dispositivi simili per freni, porte, sedili, batteria, ecc. Alcune macchine moderne contengono fino a 80 schemi di questo tipo. Inoltre, ciascuno di essi può essere definito come un'unità di controllo elettronica separata, funzionalmente (e talvolta costruttivamente) separata. Dal punto di vista della progettazione dei circuiti, molti di essi sono microcontrollori embedded altamente affidabili. La tendenza generale dell'industria automobilistica è combinare tutti questi dispositivi in ​​un sistema elettronico comune di un'automobile con un computer centrale.

Modulo di controllo del motore del veicolo (ECU)

Nel senso più generale, è un dispositivo per la formazione di effetti su un numero di corpi esecutivi che modificano i parametri delle modalità operative di un motore a combustione interna (ICE) al fine di ottimizzarli. Il criterio di ottimizzazione è solitamente il consumo di carburante. richiesto per l'attuazione del movimento a una determinata velocità con il carico esistente.

L'ECU fornisce le seguenti azioni:

• lettura dei valori da un gran numero di sensori all'interno del vano motore,

• interpretazione dei dati mediante mappe multidimensionali delle prestazioni (cosiddette tabelle di riferimento),

• regolazione delle condizioni degli attuatori sul motore secondo le tabelle di riferimento.

Dove si trova l'unità di controllo ECU? La foto sotto mostra la posizione tipica della sua posizione sotto il cruscotto dell'auto.

Cos'è un microprocessore ECU

Una moderna centralina può contenere un microprocessore a 32 bit, 40 MHz. Questo potrebbe non sembrare un dispositivo molto veloce rispetto a un processore da 500-1000 MHz, che probabilmente avete sul PC, ma ricordate che un microprocessore ECU funziona con una memoria molto più piccola, che è in media una ECU inferiore a 1 megabyte. Nel tuo PC, almeno 2 gigabyte di RAM sono 2000 volte di più.

Il circuito dell'unità di controllo è strutturalmente implementato come un modulo elettronico con un chip a microprocessore e centinaia di altri componenti su un circuito stampato multistrato. Questo modulo è fissato nella custodia comune insieme alla parte di potenza, e tutti i contatti elettrici sono inviati ad un connettore elettrico esterno. Questo è il modulo elettronico della ECU (vedi foto sotto).

Altri componenti elettronici della ECU

Convertitori da analogico a digitale (ADC) sono dispositivi per immettere segnali di sensori automobilistici, come un sensore di contenuto di ossigeno, in un microprocessore. Il suo segnale di uscita è una tensione che varia continuamente nell'intervallo da 0 a 1,1 V. Il microprocessore comprende solo il codice digitale, quindi l'ADC converte il segnale del sensore in un codice binario a 10 bit.

• Schemi chiave di output. La centralina del motore accende le candele dei cilindri, accende le valvole degli ugelli dell'impianto di iniezione del carburante e aziona la ventola del radiatore. I circuiti di controllo di questi dispositivi sono collegati ai tasti di uscita della ECU. Tale chiave è aperta per il flusso di corrente o chiusa - non ha uno stato intermedio. Ad esempio, l'interruttore di uscita della ventola può commutare una corrente di 0,5 A con una tensione di 12 V sul relè del ventilatore. Il segnale di bassa potenza all'uscita chip del microprocessore apre il transistor della chiave di uscita dell'ECU, che consente di accendere il relè elettromagnetico della ventola, commutando la corrente del suo motore elettrico, raggiungendo diversi ampere.
• Convertitori da digitale ad analogico (D / A). A volte l'ECU deve fornire una tensione di uscita analogica per controllare alcuni attuatori. Poiché il microprocessore ECU è un dispositivo digitale, deve disporre di un DAC che converte il codice digitale in tensione analogica.
• Condizionatori di segnale. A volte i segnali di input o output devono essere cambiati in grandezza prima di essere convertiti. Ad esempio, l'ADC può avere un intervallo di segnale di ingresso da 0 a 6 V e il segnale del sensore può essere compreso tra 0 e 1,5 V. Un condizionatore di segnale per l'ADC moltiplica la tensione di questo sensore di 4 e l'uscita sarà un segnale nell'intervallo 0 -6 V, che può già essere letto e convertito dall'ADC in modo più accurato.

Di seguito mostreremo il contenuto delle singole funzioni dell'ECU.

Controllo del cruscotto

I dispositivi su di esso visualizzano lo stato corrente di vari sistemi automatici. Questa informazione viene visualizzata dopo aver utilizzato le unità di controllo appropriate. Quindi, dal valore di ECU della temperatura di un dispositivo di raffreddamento del motore e la frequenza di rotazione del suo albero motore è dato. L'unità di controllo della trasmissione (TCU) funziona con l'ampiezza della velocità di movimento. L'unità che controlla i freni ha informazioni sulla loro condizione.

Tutti questi moduli espongono semplicemente i loro dati al bus dati comune per loro, da cui vengono letti dal microprocessore centrale, ad esempio, nell'ECU. Espone periodicamente pacchetti di informazioni costituiti da intestazioni e dati sullo stesso bus. L'intestazione definisce lo scopo dei dati a pacchetto: o all'indicatore di velocità o all'indicatore di temperatura, e i dati stessi sono i valori per l'indicazione. cruscotto contiene un altro modulo che sa come cercare determinati pacchetti - ogni volta che li rileva, aggiorna il sensore o l'indicatore corrispondente con un nuovo valore.

La maggior parte delle case automobilistiche acquista i cruscotti già completamente assemblati, dai fornitori che li sviluppano e li producono.

Motori di iniezione ECU

Il sistema di alimentazione dei moderni motori a combustione interna - sia benzina che diesel - si basa sul principio dell'iniezione diretta di carburante. Il suo attuatore principale è un iniettore, iniettore. A differenza del sistema del carburatore, l'iniettore inietta direttamente il carburante nei cilindri o nel collettore di aspirazione al flusso d'aria utilizzando uno o più iniettori meccanici o elettrici.

Oggi gli iniettori sono controllati dal microprocessore della centralina del motore a iniezione. Il principio di funzionamento di tale sistema si basa sul fatto che la decisione sul tempo e sulla durata dell'apertura delle elettrovalvole degli iniettori viene effettuata sulla base dei segnali di molti sensori.

Controllo del rapporto aria-carburante

Per un motore a iniezione, la ECU determina la quantità di carburante iniettata in base all'analisi di un certo numero di parametri. Se il sensore di posizione corpo farfallato mostra che il pedale dell'acceleratore viene premuto ulteriormente, il sensore di portata massica misura la quantità di aria addizionale aspirata nel motore e l'ECU calcola e inietta la quantità appropriata di carburante nel motore. Se il sensore di temperatura del liquido di raffreddamento del motore indica che il motore non si è riscaldato, l'iniezione di carburante aumenta fino a quando il motore si scalda. Il controllo della ECU della miscela aria-carburante sul motore del carburatore funziona in modo simile, ma in base ai segnali provenienti dal sensore di posizione del galleggiante del carburatore.

Controllo della fasatura dell'accensione

Un motore ad accensione comandata richiede una scintilla per iniziare la combustione nella camera di combustione. La ECU può regolare l'esatto tempo di accensione della scintilla nella corsa di compressione (il cosiddetto anticipo dell'accensione) per garantire la modalità operativa ottimale. Se scopre che il motore sta bussando, cioè c'è una detonazione, una condizione potenzialmente dannosa per il motore, e la identifica come conseguenza di un'accensione troppo precoce, quindi viene ritardata. Poiché la detonazione di solito avviene a bassi regimi, l'ECU può inviare un segnale alla trasmissione automatica per ridurre il rapporto di trasmissione nel primo tentativo di fermarlo.

Come sono i vetri nella tua auto

Hai mai pensato quale meccanismo solleva e abbassa i finestrini dell'auto su e giù? E come dovrebbe funzionare l'unità di controllo della finestra?

Il meccanismo di sollevamento è organizzato in questo modo: un piccolo motore elettrico è collegato a un ingranaggio a vite senza fine, dopo di che molti altri sono installati ingranaggi, per raggiungere grandi dimensioni rapporto di trasmissione. Grazie a questo, il motore esecutivo a bassa potenza crea abbastanza coppia per alzare la finestra.

Nelle moderne automobili, i circuiti di controllo per i motori di alzacristalli di tutte le porte sono avvolti in una speciale centralina elettronica. Solitamente combina anche le funzioni di controllo della posizione degli specchi e delle serrature delle porte.

In alcune auto, il controllo di tutte queste funzioni più il controllo della posizione dei sedili è combinato in un'unica unità, chiamata "unità di controllo del corpo".

Ventola del radiatore del motore: come viene controllata?

L'elettroventilatore del radiatore del motore dell'auto viene acceso nel blocchetto di accensione (e quindi funziona mentre il motore è in funzione) o nella centralina del ventilatore con un interruttore termostatico.

Il termostato non accende la ventola finché il liquido di raffreddamento del motore non si riscalda oltre la normale temperatura di esercizio. Spegne il suo termostato quando si raffredda di nuovo. Gli intervalli di attivazione / disattivazione dell'unità di controllo della ventola si formano in base al segnale proveniente dal sensore di temperatura del radiatore.

Cosa fornisce calore in cabina?

Tutte le auto sono dotate di un riscaldatore della cabina (in termini semplici, una stufa), che è progettato per utilizzare il calore dal motore, quindi soffiato in cabina.

Dopo aver scaldato il motore e il corrispondente riscaldamento del liquido di raffreddamento, questo viene trasferito al riscaldatore, che è un piccolo radiatore. Quando l'aria sopra di esso si riscalda dal fluido che scorre attraverso i tubi del riscaldatore, viene forzata nella cabina con un piccolo ventilatore.

Il controllo del riscaldatore è regolato manualmente, in cui il conducente accende e spegne semplicemente la ventola dell'alimentazione dell'aria calda nell'abitacolo, o tramite controllo automatico, in cui è coinvolta un'unità di controllo separata per la stufa o il sistema di controllo del clima del veicolo controllato dal computer centrale.

In tutti i metodi di controllo, il ventilatore ad aria calda rimane il corpo esecutivo, sebbene alcuni modelli di auto utilizzino anche una valvola di controllo del riscaldatore, che arresta il flusso di refrigerante al riscaldatore quando non è in uso. I riscaldatori dei sedili utilizzano elementi riscaldanti elettrici anziché il liquido di raffreddamento del motore per ottenere un effetto di riscaldamento.

Qualche parola sugli elettrodomestici

Numerosi elettrodomestici hanno azionamenti elettrici integrati che mettono in moto i loro corpi di lavoro: tritacarne e chopper, vari ugelli di robot da cucina e miscelatori, attivatori di lavatrici. Qui puoi ricordare e vari utensili elettrici manuali. Nella maggior parte dei casi, questi prodotti sono dotati di motori DC, che consentono un modo semplice per controllare la loro velocità utilizzando resistori variabili contatti mobili che vengono visualizzati sui controlli.

L'eccezione a questa regola sono le moderne lavatrici. Di solito sono dotati di motori asincroni monofase senza contatto (a differenza dei motori CC). Poiché la velocità di rotazione di un tale motore è determinata dalla frequenza della corrente nella rete di alimentazione, per cambiarla viene utilizzata una speciale centralina elettronica della lavatrice.

In effetti, è un convertitore di frequenza. Il suo compito è quello di alimentare l'avvolgimento statorico del motore di azionamento con una corrente di tale frequenza alla quale la velocità di rotazione del motore (e dell'attivatore) corrisponderebbe a una determinata modalità. Quindi, quando si sciacquano i vestiti, è necessaria una velocità di rotazione minima e, quando viene strizzata, è il massimo.

Nella maggior parte delle case moderne, le lavatrici sono utilizzate molto intensamente. Pertanto, un tipo frequente di malfunzionamento è il guasto di qualsiasi elemento del circuito di controllo. Segue quindi l'inevitabile sostituzione della centralina.