Процессы управления дизелем и прочими системами все теснее объединяются для согласованной работы. Обмен сигналами между системами производится через шину CAN, причем сигналы многих датчиков дизеля или данные, хранящиеся в блоке управления, используются в работе других систем.
Чтобы эффективнее сочетать электронное регулирование работы дизеля с работой блоков управления других систем автомобиля, системы управления последнего поколения были глубоко модернизированы. Первая такая система управления базировалась на электронном блоке EDC 16. Главная отличительная черта новых систем управления —возможность использования для регулирования работы дизеля многих параметров реального состояния автомобиля.
Параметры работы двигателя
Рис. Пример внешней скоростной характеристики крутящего момента и мощности двух дизелей рабочим объемом 2,2 л. а — год выпуска 1968;
Ь — год выпуска 1998
Внешняя работа двигателя по существу характеризуется тремя параметрами: мощностью Р, частотой и вращения коленчатого вала и крутящим моментом М.
На рис. «Пример внешней скоростной характеристики крутящего момента и мощности двух дизелей рабочим объемом 2,2 л» показана типичная характеристика зависимости крутящего момента и мощности от частоты вращения коленчатого вала при сравнении двух дизелей.
Принципиально имеет значение следующая зависимость:
Р= 2·π·n·М
Этого достаточно, чтобы считать крутящий момент ведущей величиной при соблюдении частоты крашения. Мощность двигателя после этого рассчитывается по вышеупомянутой формуле.
Так как мощность нельзя измерить непосредственно, для управления работой дизеля используется крутящий момент.
Управление крутящим моментом дизеля
Для ускорения автомобиля, оснащенного дизелем, водитель чаще всего меняет именно крутящий момент, нажимая педаль газа. Независимо от этого, многие внешние системы отбора мощности потребляют определенный крутящий момент, необходимый для обеспечения их работоспособности (например, кондиционер или генератор). Система электронного управления работой дизеля рассчитывает результирующий крутящий момент, исходя из потребностей этих систем и положения педали газа, а затем выдает соответствующие сигналы управления на исполнительные механизмы систем впрыска и подачи воздуха.
На управление работой дизеля не влияет функционирование отдельных его систем (таких как системы наддува воздуха, впрыска или предпускового подогрева). Блок управления может реагировать, таким образом, на внешние условия, а также учитывать такие критерии, как уровень эмиссии отработавших газов или расход топлива. Все это позволяет оптимизировать работу двигателя.
Многие функции, которые не касаются непосредственного управления работой дизеля, могут быть унифицированы для дизельных и бензиновых двигателей. Возможна также быстрая модернизация системы управления.
Последовательность управления двигателем
Обработка заданных величин в блоке управления работой дизеля схематически изображена на рис. «Последовательность операции при электронном управлении крутящим моментом дизеля». Для выполнения этой задачи блок управления нуждается в текущей информации отдатчиков и блоков управления другими системами транспортного средства.
Рис. Последовательность операции при электронном управлении крутящим моментом дизеля.
Момент движения
Сигнал датчика положения педали газа интерпретируется блоком управления работой дизеля как требование к моменту движения. Точно также воспринимается необходимость увеличения или уменьшения скорости движения.
После этого выбора заданный момент движения определяется системой ездовой динамики (противобуксовочная система, программа курсовой устойчивости). В случае блокировки или пробуксовывания ведущих колес соответствующие величины повышаются или снижаются.
Внешние требования к крутящему моменту
Коррекция крутящего момента должна учитывать при работе привода ведущих колее передаточное отношение привода.
Оно фактически определяется передаточным отношением включенной передачи либо степенью эффективности гидротрансформатора автоматической коробки передач. У автомобилей с автоматической трансмиссией во время процесса переключения блок управления коробкой передач задает пониженную величину крутящего момента, что способствует свободному от рывков, комфортабельному и одновременно осторожному переключению передач. Кроме того, определяется потребность в крутящем моменте приводимых от дизеля вспомогательных агрегатов. Величина крутящего момента вычисляется либо автономными блоками управления этими агрегатами, либо самим блоком управления работой дизеля.
Объединенная электронная система суммирует величины потребных крутящих моментов дизеля, благодаря чему ходовые качества автомобиля не изменяются вопреки переменным режимам работы дизеля и агрегатов автомобиля.
Внутренние требования к крутящему моменту
На этом этапе вступают в работу регулятор холостого хода и активный демпфер рывков (крутильных колебаний).
Чтобы предотвратить, например, недопустимый уровень дымности или механическое повреждение двигателя при слишком большой величине подачи топлива, снижается порог ограничения крутящего момента. По сравнению с прежними системами управления крутящий момент ограничивается не только снижением величины подачи топлива, но и изменением некоторых физических параметров. Учитываются также внутренние потери энергии в двигателе.
Крутящий момент представляет собой изменяемый внешний параметр двигателя. Тем не менее, система электронного управления может варьировать этот параметр только через соответствующее изменение величины подачи топлива в сочетании с правильной установкой момента начала впрыскивания и необходимыми граничными условиями работы системы наполнения цилиндров воздухом (например, давлением наддува или степенью рециркуляции отработавших газов).
Необходимая величина подачи топлива определяется текущей степенью эффективности сгорания топливовоздушной смеси. Рассчитанное количество топлива ограничивается системами защиты (например, защитой от перегрева) и изменяется с учетом необходимого регулирования плавности хода. Во время пуска дизеля величина цикловой подачи топлива определяется не внешними условиями (например, положением педали газа), а рассчитывается блоком управления по алгоритму «стартовая подача».
Управление исполнительными механизмами
Из результирующей задаваемой величины подачи топлива определяются параметры работы ТНВД и форсунок, а также наилучший режим работы системы наполнения цилиндров воздухом.
