Автомобіль ВАЗ-2123 з 2015 р. оснащується електронною системою керування двигуном з контролером ME17.9.71 2123-1411020-50 під норми токсичності ЄВРО-5.
Електронна система керування двигуном (ЕСКД) складається з контролера, датчиків параметрів роботи двигуна і автомобіля, а також виконавчих пристроїв.
Контролер являє собою міні-комп'ютер спеціального призначення, до його складу входять оперативний запам'ятовувальний пристрій (ОЗП), програмований постійний запам'ятовувальний пристрій (ППЗП) і електрично репрограмований запам'ятовувальний пристрій (ЕРПЗП).
ОЗП використовується мікропроцесором для тимчасового зберігання поточної інформації про роботу двигуна (вимірюваних параметрів) і розрахункових даних.
Також в ОЗП записуються коди несправностей, що виникають.
Ця пам'ять енергозалежна, тобто при припиненні електричного живлення (відключенні акумуляторної батареї або від'єднанні від контролера колодки джгута проводів) її вміст стирається.
ППЗП зберігає програму керування двигуном, яка містить послідовність робочих команд (алгоритмів) і калібрувальні дані (налаштування).
ППЗП визначає найважливіші параметри роботи двигуна: характер зміни крутного моменту і потужності, витрату палива, кут випередження запалювання, склад відпрацьованих газів тощо. ППЗП енергонезалежний, тобто вміст його пам'яті не змінюється при відключенні живлення.
ЕРПЗП зберігає ідентифікатори контролера, двигуна і автомобіля.
Записує експлуатаційні параметри, а також порушення режимів роботи двигуна і автомобіля. Є енергонезалежною пам'яттю.
Контролер є центральним пристроєм системи керування двигуном.
Він отримує інформацію від датчиків і керує виконавчими механізмами, забезпечуючи оптимальну роботу двигуна при заданому рівні показників автомобіля.
Контролер розташований у зоні ніг пасажира і кріпиться до щитка передка.
Контролер керує виконавчими механізмами, такими як паливні форсунки, дросельний патрубок з електроприводом, котушка запалювання, нагрівач датчика кисню, клапан продування адсорбера та різними реле.
Контролер керує вмиканням і вимиканням головного реле (реле запалювання), через яке напруга живлення від акумуляторної батареї надходить на елементи системи (крім електробензонасоса, електровентилятора, блока керування та індикатора стану АПС).
Контролер вмикає головне реле при вмиканні запалювання.
При вимиканні запалювання контролер затримує вимикання головного реле на час, необхідний для підготовки до наступного вмикання (завершення обчислень, встановлення дросельної заслінки в положення, що передує запуску двигуна).
При вмиканні запалювання контролер, крім виконання згаданих вище функцій, обмінюється інформацією з АПС (якщо функція іммобілізації увімкнена).
Якщо в результаті обміну визначається, що доступ до автомобіля дозволено, то контролер продовжує виконання функцій керування двигуном.
В іншому випадку робота двигуна блокується.
Контролер виконує також функцію діагностики системи.
Він визначає наявність несправностей елементів системи, вмикає сигналізатор і зберігає у своїй пам'яті коди, що позначають характер несправності та допомагають механіку здійснити ремонт.
У системі керування двигуном використовується ДМВП термоанемометричного типу з частотною характеристикою цифрового вихідного сигналу.
Він розташований між повітряним фільтром і шлангом впускної труби.
Сигнал ДМВП являє собою частотний (Гц) сигнал, частота слідування імпульсів якого залежить від кількості повітря, що проходить через датчик (збільшується при збільшенні витрати повітря).
Діагностичний прилад зчитує показання датчика як витрату повітря в кілограмах на годину.
Датчики положення дросельної заслінки (ДПДЗ)
У системі з ЕДП застосовуються два ДПДЗ.
ДПДЗ входять до складу дросельного патрубка з електроприводом.
ДПДЗ являє собою резистор потенціометричного типу, на один з виводів якого подається опорна напруга (5 В) з контролера, а на другий — «маса» з контролера.
З виводу, з'єднаного з рухомим контактом потенціометра, подається вихідний сигнал ДПДЗ на контролер.
Контролер керує положенням дросельної заслінки за допомогою електропривода відповідно до положення педалі акселератора.
За показаннями ДПДЗ контролер відслідковує положення дросельної заслінки.
При вмиканні запалювання контролер встановлює заслінку в передпускове положення, ступінь відкриття якого залежить від температури охолоджувальної рідини.
У передпусковому положенні дросельної заслінки вихідний сигнал ДПДЗ 1 повинен бути в межах 0,65–0,79 В, вихідний сигнал ДПДЗ 2 — в межах 4,21–4,35 В.
Якщо протягом 15 секунд не запустити двигун і не натиснути на педаль акселератора, то контролер знеструмлює електропривод дросельного патрубка і дросельна заслінка встановлюється в положення 7–8 % відкриття дроселя.
У знеструмленому стані (LIMP HOME) електропривода дросельної заслінки вихідний сигнал ДПДЗ 1 знаходиться в межах 0,80–0,85 В, вихідний сигнал ДПДЗ 2 — в межах 4,15–4,20 В.
Далі якщо протягом 15 секунд не проводити жодних дій, настане режим перевірки («навчання») 0-положення дросельної заслінки — повне закриття і відкриття дросельної заслінки на передпускове положення, і надалі електропривод дросельної заслінки знову перейде в знеструмлений режим.
При будь-якому положенні дросельної заслінки сума сигналів ДПДЗ 1 і ДПДЗ 2 повинна дорівнювати (5±0,1) В.
При виникненні несправності ланцюгів ДПДЗ контролер знеструмлює електропривод дросельної заслінки, заносить у свою пам'ять її код і вмикає сигналізатор.
При цьому дросельна заслінка встановлюється в положення 7–8 % відкриття дроселя.
Електронна педаль акселератора (ЕПА)
На автомобілях з електронним дросельним вузлом застосовується електронна педаль акселератора, яка електрично передає сигнал про положення педалі акселератора контролеру.
Електронна педаль газу розташовується на кронштейні під правою ногою водія.
В електронній педалі газу використовуються два датчики положення педалі акселератора (ДППА).
ДППА являють собою резистори потенціометричного типу, на які подається живлення від контролера 5 В.
ДППА механічно пов'язані з приводом від важеля педалі.
Дві незалежні пружини між важелем педалі і корпусом створюють зворотне зусилля.
Отримуючи аналоговий електричний сигнал від ЕПА, контролер формує сигнал для керування положенням дросельної заслінки.
Вихідна напруга ДППА змінюється пропорційно натисканню педалі акселератора.
При відпущеній педалі акселератора сигнал ДППА 1 повинен бути в межах 0,46–0,76 В, сигнал ДППА 2 — в межах 0,23…0,38 В.
При повністю натиснутій педалі акселератора сигнал ДППА 1 повинен бути в межах 2,80–3,10 В, сигнал ДППА 2 — в межах 1,40…1,55 В.
При будь-якому положенні педалі акселератора сигнал ДППА 1 повинен бути в два рази більшим за сигнал ДППА 2.
Датчик температури охолоджувальної рідини (ДТОР)
Датчик встановлений у потоці охолоджувальної рідини двигуна, на відвідному патрубку водяної сорочки двигуна.
Чутливим елементом датчика температури охолоджувальної рідини є термістор, тобто резистор, електричний опір якого змінюється залежно від температури.
Висока температура викликає низький опір, а низька температура охолоджувальної рідини — високий опір.
Контролер видає в ланцюг датчика температури охолоджувальної рідини напругу 5 В.
Датчик детонації (ДД)
Датчик детонації (ДД) встановлений на блоку циліндрів.
П'єзокерамічний чутливий елемент ДД генерує сигнал напруги змінного струму, амплітуда і частота якого відповідають параметрам вібрацій двигуна.
При виникненні детонації амплітуда вібрацій певної частоти підвищується.
Контролер при цьому коригує кут випередження запалювання для гасіння детонації.
Керуючий датчик кисню (КДК)
Найбільш ефективне зниження токсичності відпрацьованих газів бензинових двигунів досягається при масовому співвідношенні повітря і палива в суміші (14,5–14,6) : 1.
Дане співвідношення називається стехіометричним.
При цьому складі паливоповітряної суміші каталітичний нейтралізатор найбільш ефективно знижує кількість вуглеводнів, окису вуглецю і окислів азоту, що викидаються з відпрацьованими газами.
Для оптимізації складу відпрацьованих газів з метою досягнення найбільшої ефективності роботи нейтралізатора застосовується керування паливоподачею по замкнутому контуру зі зворотним зв'язком за наявністю кисню у відпрацьованих газах.
Діагностичний датчик кисню (ДДК)
Для зниження вмісту вуглеводнів, окису вуглецю і окислів азоту у відпрацьованих газах використовується каталітичний нейтралізатор.
Нейтралізатор окислює вуглеводні і окис вуглецю, в результаті чого вони перетворюються на водяну пару і вуглекислий газ.
Нейтралізатор також відновлює азот з окислів азоту.
Контролер стежить за окислювально-відновлювальними властивостями нейтралізатора, аналізуючи сигнал діагностичного датчика кисню, встановленого після нейтралізатора.
Датчик швидкості автомобіля (ДША)
Датчик швидкості автомобіля видає імпульсний сигнал, який інформує контролер про швидкість руху автомобіля. ДША встановлений на вхідному валу роздавальної коробки.
При обертанні ведучих коліс ДША виробляє 6 імпульсів на метр руху автомобіля.
Контролер визначає швидкість автомобіля за частотою слідування імпульсів.
Датчик положення колінчастого вала (ДПКВ)
Датчик положення колінчастого вала встановлений на кришці привода розподільного вала на відстані близько 1±0,4 мм від вершини зубця задавального диска, закріпленого на колінчастому валу двигуна.
Задавальний диск об'єднаний зі шківом привода генератора і являє собою зубчасте колесо з 58 зубцями, розташованими з кроком 6°, і «довгою» западиною для синхронізації, утвореною двома пропущеними зубцями.
При суміщенні середини першого зубця зубчастого сектора диска після «довгої» западини з віссю ДПКВ колінчастий вал двигуна знаходиться в положенні 114° (19 зубців) до верхньої мертвої точки 1-го і 4-го циліндрів.
При обертанні задавального диска змінюється магнітний потік у магнітопроводі датчика, наводячи імпульси напруги змінного струму в його обмотці.
Контролер визначає положення і частоту обертання колінчастого вала за кількістю і частотою слідування цих імпульсів і розраховує фазу і тривалість імпульсів керування форсунками і котушкою запалювання.
Датчик фаз (датчик положення розподільного вала)
Датчик фаз встановлюється на приливі головки блока циліндрів.
Принцип дії датчика заснований на ефекті Холла.
На розподільному валу двигуна є спеціальний штифт.
Коли штифт проходить навпроти торця датчика, датчик видає на контролер імпульс напруги низького рівня (близько 0 В), що відповідає положенню поршня 1-го циліндра в такті стиснення.
Сигнал датчика фаз використовується контролером для організації послідовного впорскування палива відповідно до порядку роботи циліндрів двигуна.
Вимикач сигналу гальмування
Вимикач сигналу гальмування входить до складу вузла педалі гальма і призначений для подачі на контролер ЕСКД відповідних сигналів про натискання/відпускання водієм педалі гальма.
У системах керування дросельною заслінкою по проводах (Е-газ) сигнали вимикача педалі гальма відіграють важливу роль, оскільки використовуються функцією безпеки ПЗ контролера ЕСКД.
З цієї причини дуже важливо забезпечити, щоб вимикач сигналу гальма завжди знаходився в робочому стані.
У разі невідповідності його функціональної характеристики перемикання, наприклад, при мимовільній зміні значень регулювань, зазначених в інструкції (через вібрації педалі гальма, зносу вимикача і блока педалей), двигун автомобіля може переходити в аварійний режим роботи з примусово зменшеною потужністю.
Вимикач сигналу положення педалі зчеплення
Вимикач сигналу положення педалі зчеплення входить до складу вузла педалі зчеплення і призначений для подачі на контролер ЕСКД сигналу про натиснуту педаль зчеплення.
Вимикач має одну групу контактів, що комутує напругу з клеми «15» вимикача запалювання.
При натиснутій педалі зчеплення контакти розімкнуті.
Сигнал вимикача положення педалі зчеплення використовується ПЗ контролера ЕСКД для поліпшення їздових характеристик автомобіля.
