Управление шаговым двигателем

1 Отладочный комплекс

Базой исходных данных является отладочный комплекс МК51. Комплекс состоит из платы микроконтроллера и программного обеспечения и предназначен для отладки и тестирования аппаратуры и программного обеспечения управляющих систем, выполнен на базе микроконтроллера (МК) семейства Intel imcs51.

Плата МК51 состоит из следующих блоков:

МК SAB80C535 предназначенный для выполнения программы МОНИТОР и для выполнения пользовательской программы (управления);

постоянное запоминающее устройство, предназначенное для хранения программы МОНИТОР; емкость ПЗУ 32К байт;

оперативное запоминающее устройство, предназначено для хранения программы пользователя (программа работы управляющей системы);

дисплей, предназначен для контроля значений вводимых параметров, вывода значений параметров системы управления, вывода символов;

клавиатура, предназначена для ввода значений параметра программы управляющей системы, запуска программы управления, вызова процедур и сброса МК;

буфер интерфейса связи платы ПМК с компьютером;

блок коммутации адресов ОЗУ и ПЗУ.

Программное обеспечение состоит из программы FDSAB полноэкранный отладчик программ на ассемблере микроконтроллеров семейства МК51, ориентированный на использование совместно с платой для отладки программ на базе микроконтроллера Siemens SAB80C535 предназначена для отображения и полноэкранного редактирования ресурсов микроконтроллера, загрузки программного кода для микроконтроллера, исполнения его в ПМК полностью, блоками или по шагам.

В программе предусмотрен режим терминала с возможностью выбора номера коммуникационного канала (1 или 2) и скорости передачи и приема данных.

Меню программы содержит следующие пункты:

Загрузить файл с программой…

Выполнить программу ПМК

Перечитать ОЗУ и регистры ИЗ ПМК

Загрузить ОЗУ и регистры В ПМК

Прочитать ПЗУ или ОЗУ команд ПМК…

Загрузить ПЗУ или ОЗУ команд ПМК…

Перегрузить программу В ПМК

Дизассемблировать команды в диапазоне…

Сохранить текст программы в файл…

Включить / выключить символьные метки

Параметры связи…

Режим терминала >

Краткая информация о системе

Выход

Назначение пунктов меню:

Выбор на дисках компьютера двоичного файла (.BIN) с программой, загрузка в отладчик и память команд макета и дизассемблирование загруженного кода на экран в область отображения дизассемблированных инструкций.

Передача управления от монитора ПМК программе пользователя в памяти команд макета.

Считывание содержимого внутренней ОЗУ макета и специальных функциональных регистров из ПМК.

Загрузка в ПМК содержимого внутренней ОЗУ из отладчика и специальных регистров.

Считывание содержимого памяти команд ПМК в отладчик (диапазон запрашивается).

Загрузка содержимого памяти команд ПМК из отладчика в ПМК (диапазон запрашивается).

Перезагрузка кода программы в память команд ПМК из памяти отладчика.

Дизассемблирование программного кода из памяти команд отладчика в запрашиваемом диапазоне адресов. По выбору пользователя инструкции дописываются за уже имеющимися либо заменяют их.

Сохраняет в файл, имя которого запрашивается, дизассемблированный фрагмент программы пользователя с мнемоническими обозначениями регистров процессора Siemens SAB80C535 и символьными метками (если включен режим отображения символьных меток).

Переключает режим представления дизассемблированного кода на экране: с выделенными символьными метками или только с адресами переходов.

Изменение номера последовательного порта компьютера, к которому подключена ПМК и скорости передачи через порт посредством изменения делителя частоты.

Перевод программы в режим терминала. В этом режиме пользователь может принимать и передавать данные по последовательному порту в ПМК.

Отображение краткой информации о системе (объем свободной ОП, место на текущем диске, параметры соединения, загруженный файл).

Выход из программы.

Неисправности ЭБУ коробки автомат и ремонт

Отметим, что блок управления отвечает не только за регулировку работы коробки, но и за диагностику АКПП. Также контролер фиксирует в памяти ошибки, которые могут возникнуть в процессе работы агрегата.

Это значит, что ЭБУ позволяет в значительной степени упростить диагностику автоматической трансмиссии, быстро определить причину сбоев и поломок коробки передач и т.д. Однако бывает и так, что выходит из строя сам блок управления.

На практике проблемы с ЭБУ АКПП возникают не так часто, однако никак нельзя полностью исключать вероятность сбоев и неисправностей в работе АКПП именно по причине неисправного контроллера. Как правило, сама коробка может быть полностью рабочей по части механики и гидравлики, однако неполадки ЭБУ являются причиной некорректной работы агрегата, появления ошибок и т.п.

Обычно к выходу из строя или сбоям в работе ЭБУ приводят:

  • механические повреждения блока;
  • перегрев котроллера;
  • короткое замыкание;
  • проблемы с проводкой, контактами и разъемами (по причине попадания влаги, окисления, в результате обрывов и т.д.);
  • попытки выполнить прошивку/ремонт/адаптацию ЭБУ в кустарных условиях;

В любом случае, АКПП начинает работать некорректно, так как именно ошибки в алгоритмах приводят к различным сбоям. Могут не включаться определенные режимы или передачи, появляются пинки АКПП, рывки, удары или провалы, коробка автомат буксует, не переключает передачи и т.д. Часто коробка автомат также может перейти в аварийный режим, на приборной панели загорается сигнал неисправности автоматической трансмиссии.

С учетом того, что список возможных проблем АКПП очень широкий, а также сам блок управления взаимодействуем с большим количеством датчиков и исполнительных механизмов, диагностика неисправности может быть сильно осложнена.

По этой причине в сложных случаях, когда стандартные диагностические процедуры не позволяют определить неисправность, рекомендуется временно поставить на автомобиль заведомо исправный и полностью аналогичный блок управления АКПП.

Даже с учетом того, что электронный блок управления коробкой передач может быть расположен не только снаружи, но и внутри трансмиссии (требуется частично разбирать АКПП), такой подход нередко позволяет избежать проведения целого комплекса дополнительных работ по проверке отдельных датчиков, исполнительных механизмов и т.д.

На деле встречаются случаи, когда в автосервисе не знают, как проверить ЭБУ АКПП и где это можно сделать. В таком случае нередко для определения неисправности поспешно снимается и разбирается сама АКПП, проводится дефектовка агрегата, проверяется ГДТ, мехатроник, гидроблок и т.д. 

Однако после проведения всех работ выясняется, что проблемным элементом оказывается именно ЭБУ коробкой. По этой причине нужно сначала точно определить неисправный элемент.

Что касается ремонта ЭБУ АКПП, нужно понимать, что многие блоки можно перепрошить. Однако если возникли более серьезные проблемы (с чипами, процессором или модулями памяти), как правило, блоки управления изначально не являются ремонтопригодными.

С учетом высокой стоимости контроллеров, в отдельных случаях некоторые специализированные мастерские все же берутся за ремонт, но далеко не всегда удается добиться гарантированного качества.

Диагностика блока управления выполняется при помощи специального оборудования, чтобы выяснить характер неисправности. Затем можно определить приблизительную стоимость восстановления. Зачастую ремонт электронных блоков управления коробок передач предполагает замену плат и микросхем.

Такая работа сложная, так как нужно выпаивать микросхемы из печатных плат, производить замену выгоревших конденсаторов и т.д. Другими словами, появляются определенные сомнения в последующей надежности блока после ремонта.

При этом стоимость восстановления работоспособности ЭБУ коробкой автомат может быть довольно высокой (обычно около 50-60% от стоимости полностью исправного б/у устройства).

Расшифровка кодов ошибок на примере ВАЗ 21074

Если мозги инжектора обнаружили неисправность в работе двигателя, то об этом будет сигнализировать загоревшаяся лампочка «check engine». Понять какая именно неисправность произошла по данному оповещению невозможно. Для более точного определения поломки требуется подключить диагностический сканер к специальному разъему. При его помощи из памяти ЭБУ считывается лог ошибки, который можно расшифровать при помощи справочников по конкретному автомобилю. Так, например, для ВАЗ 21074 наиболее часто встречаемыми ошибками являются:

  • Неисправность воздушного датчика;
  • Неоптимальный режим сгорания бензовоздушной смеси. В результате выхлопные газы имеют повышенную токсичность. Лямбда-зонд может выдать эту ошибку, например, если в выхлопе находятся пары несгоревшего бензина;
  • Требуется драйверная проверка модуля управления инжекторными двигателями;
  • Проблемы с получением информации от датчика температуры;
  • Состав горючей смеси не соответствует режиму работы двигателя. Причиной этого могут стать, например, загрязненные форсунки;
  • Неправильное определение момента возникновения детонации в работе двигателя;
  • Отсутствуют данные о положении дроссельной заслонки. Помимо повреждения самого считывающего элемента, возможен обрыв информационного шлейфа;
  • Температура мотора находится выше рабочего диапазон;
  • Медленный отклик сигнальной системы машины.

При выполнении считывания ошибок сканер указывает лишь на предположительное место неисправности, но не может указать причину вызвавшую поломку, поэтому после получения кода важно правильно его истолковать. При недостаточном понимании работы инжекторных двигателей и топливных систем может возникнуть ситуация, когда автовладелец, неправильно расшифровав лог ошибки,  займется ремонтом исправного узла машины

Конструктивные особенности

Управления насосной станцией представляет собой более сложное оборудование, чем классический узел . Это обусловлено необходимостью подключения нескольких электродвигателей. Техника такого рода выполнена в виде шкафа или щита со встроенной аппаратурой. Более простое устройство состоит из микроконтроллера, который обрабатывает поступающую информацию (импульсы от геркона).

Далее, на основании результата этих процессов силовое реле запускает насосное оборудование. Происходит это с условием, что скорость потока воды удовлетворяет достаточному значению (определенное количество л/мин.). Предварительно жидкость по мере движения через насос приводит в движение турбину датчика потока.

Смотрим видео, конструкция прибора и его назначение:

Если уровень воды ниже достаточного, срабатывает защита от «сухого» хода. При этом турбина останавливается, после чего микроконтроллер отправляет сигнал реле и последний отключает насос. Происходит это с небольшой задержкой (порядка 5-30 сек., в зависимости от модели). Если же поток воды полностью отсутствует, блок автоматического управления погружным насосом не включает оборудование, что называется защитой от «сухого» хода.

Внутреннее расположение

При внутреннем размещении найти где находится блок управления АКПП не составляет труда, так как ЭБУ располагается внутри автоматической коробки передач. Длина проводов сведена к минимуму. Все они находятся внутри корпуса. Внешний вид электронного блока, предназначенного для размещения внутри трансмиссии, изображен ниже.

Внутреннее исполнение

Главным недостатком такого размещения является постоянное воздействие высокой температуры на электронику. Ремонт ЭБУ АКПП также усложняется. Для проведения осмотра модуля потребуется разборка коробки передач. Это значительно усложняет устранение неисправностей в модуле и, соответственно, повышает стоимость ремонтных работ. Автопроизводители до сих пор не нашли компромиссного решения между внешним и внутренним размещением.

Принцип работы

Теперь, когда стало ясно, для чего необходим блок управления и в чем заключается его роль в устройстве современного авто, стоит выяснить, как устроена подобная система и из каких элементов она состоит.

Вообще говоря, современный ЭБУ состоит из двух больших блоков, которыми и представлена схема управления ДВС. Первый блок — это набор датчиков, задача которых — сбор максимального количества необходимой информации о температуре охлаждающей жидкости, оборотах двигателя и прочих требуемых данных. Второй блок, из которого состоит схема управления, — это электроника, которая принимает сигналы с датчиков, анализирует их и выдает импульсы на изменение режима .

 Остается открытым вопрос, каким образом работает схема управления, и какое устройство имеет вычислительный блок, к которому привязываются все датчики. По сути, ЭБУ представляет собой плату, подобно тем, что реализованы в персональных компьютерах. Постоянное запоминающее устройство — ПЗУ — хранит данные постоянно, независимо от того, подключен ли блок к питанию на данный момент или же вовсе отключен от автомобиля. Главная задача ПЗУ — хранение алгоритмов, за счет которых функционирует схема управления, и мгновенная их выдача в случае необходимости.

Еще одна составляющая памяти — оперативное запоминающее устройство, или ОЗУ, — хранит данные, доступ к которым необходим в максимально короткий период времени. Здесь, как правило, хранятся текущие показания датчиков, которые тут же применяются для вычисления необходимого алгоритма изменения режима работы. Здесь же применяется управление шаговым двигателем: ему выдается импульс на перемещение заслонок на вычисленный угол.

Итак, все необходимые данные собраны, алгоритмы хранятся в ПЗУ, а датчики подключены к двигателю. Не хватает всего одной составляющей, которая, тем не менее, является ключевой, и без нее функционирование ЭБУ стало бы попросту невозможным.

Эта составляющая — некий вычислитель, который определяет, какой алгоритм будет применяться, а заодно выясняет, насколько исправна схема управления и насколько правильно функционируют все установленные датчики.

Этим недостающим элементом является микропроцессор. Он встраивается в корпус ЭБУ и подключается к двум большим функциональным блокам: набору датчиков и памяти. На основе полученных данных процессор вычисляет алгоритм работы и вызывает его из долгосрочной памяти. Подставляя в него показания датчиков, процессор получает данные для импульсов изменения режима работы двигателя внутреннего сгорания автомобиля.

Принцип работы контролёра ЭБУ

На протяжении всего времени функционирования автомобильного двигателя, его «мозги» (в том числе и на ВАЗ 2108, 2109, 2110 и т.д.) обрабатывают всю приходящую к ним информацию, передающуюся датчиками и автомобильными системами. В частности, в своей работе, контролер ЭБУ использует данные следующих датчиков:

ДПДЗ (Датчика положения дроссельной заслонки);
ДПКВ (Датчика положения коленчатого вала);
ДФ (Датчика фаз);
ДД (Датчика детонации);
ДМРВ (Датчика моментального расхода воздуха);
ДТОЖ (Датчика температуры охлаждающей жидкости);
ДК (Датчика кислорода);
ДС (Датчика скорости).

  • топливной системы и ее составляющих частей: насоса, регулятора и форсунок;
  • системы зажигания;
  • регулятора холостого хода (ДХХ, РХХ);
  • вентилятора радиатора;
  • адсорбера;
  • системы самодиагностирования.

Постоянно программируемое запоминающее устройство (ППЗУ), которое включает в себя прошивку (программу, в которой имеются основные показатели калибровок и алгоритм управления работой силового агрегата). Этот тип памяти не стирается при отключении питания и работает на постоянном основании. Возможно перепрограммирование и чип-тюнинг.

Оперативно запоминающее устройство (ОЗУ), являющее собой временную память, в которой хранятся все ошибки системы и измеряемые параметры. В случае отключения питания все данные из этой памяти будут стерты.

Электрически репрограммируемое запоминающее устройство (ЭРПЗУ). Указанный тип памяти — это охрана транспортного средства, в которой временно хранятся пароли и коды от противоугонной системы транспортного средства. Иммобилайзер и ЭРПЗУ обмениваются данными, в результате чего происходит запуск автомобильного мотора.

Диагностика и программирование

Такое количество отдельных систем контроля требует главного «мозгового центра». Центральный модуль синхронизации имеет доступ к отчетам изо всех отдельных центров. Кодировка и передача информации осуществляется посредством САN-шины. Благодаря этому водитель имеет возможно получить информацию о степени корректности работы узлов и агрегатов в реальном времени (контрольные уведомления на приборной панели).

Каждый ЭБУ имеет блок памяти, куда записываются ошибки в работе системы. Диагностический разъем и специальный прибор либо соответствующее компьютерное обеспечение помогут выявить причину многих неисправностей. В моделях более поздних годов выпуска такая процедура осуществляется путем замыкания определенных контактов в блоке предохранителей. Диагностика «скрепкой» показывает коды ошибок, расшифровка которых даст представление о поломке.

Каждый, кто хоть однажды задумывался об улучшении динамики своего автомобиля, знает, что такое чип-тюнинг.

1 ЭЛЕКТРОННЫЙ БЛОК УПРАВЛЕНИЯ ЭБУ

Электронный блок управления (см . рис. 1.1),
расположенный под обивкой левой панели передка в
зоне ног (на Ниве), является управляющим центром
системы впрыска топлива. Он постоянно
отслеживает информацию с различных датчиков и
управляет системами, которые влияют на
токсичность выбросов и рабочие показатели
автомобиля. ЭБУ выполняет функцию диагностики
системы. Он может определить наличие
неисправностей, оповестить о них водителя лампой
«СНЕСК ENGINE» и сохранить коды, обозначающие
характер неисправности, и помогающие механику
осуществить ремонт. В данной системе управления
двигателем применен ЭБУ ф.GM модели «EFI-4».

ЭБУ управляет выходными цепями, такими как,
цепь форсунки, системы электронного зажигания,
регулятора холостого хода, и различными реле
путем управления цепью заземления через
находящиеся в нем транзисторы. Единственным
исключением является цепь управления реле
системы питания. Цепь реле системы питания
является единственной управляемой ЭБУ цепью, в
которой ЭБУ управляет напряжением +12 В,
подаваемым на катушку реле. Вывод заземления
катушки реле системы питания соединен с
«массой» двигателя.

Рис. 1.1-1 Электронный блок управления.

ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО
КАЛИБРОВОК

Запоминающее устройство калибровок двигателя
располагается внутри ЭБУ и содержит информацию о
массе автомобиля, двигателе, коробке передач,
передаточных числах и ряде других факторов. Хотя
в разных автомобилях может быть применен
унифицированный ЭБУ, запоминающее устройство
калибровок индивидуально для каждой модели
автомобиля

По этой причине при замене
запоминающего устройства калибровок очень важно
соответствие номера детали последнему каталогу
запасных частей и бюллетеням технической
информации

ПАМЯТЬ ЭЛЕКТРОННОГО БЛОКА
УПРАВЛЕНИЯ

ПОСТОЯННОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО
(ПЗУ)

Постоянное запоминающее устройство
представляет собой постоянную память,
содержащуюся в запоминающем устройстве
калибровок, которое можно извлечь из ЭБУ. ПЗУ
содержит общую программу, называемую
«алгоритмами управления», и представляет
собой набор операционных инструкций. В связи с
тем, что ПЗУ содержит алгоритмы управления, ЭБУ
не может функционировать с извлеченным
запоминающим устройством калибровок.

ПЗУ не может быть изменено после
программирования. Этот тип памяти является
энергонезависимым, и для ее сохранения не
требуется питание.

ОПЕРАТИВНОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО
(ОЗУ)

Оперативное запоминающее устройство
представляет собой непостоянную часть блока
управления, расположенную на печатной плате ЭБУ.
ОЗУ в основном используется для расчета и
временного хранения значений, которые будут
использованы в других расчетах. Микропроцессор
может вносить в него данные или считывать их по
мере необходимости. Эта память является
энергозависимой и требует постоянной подачи
питания для сохранения. При прекращении подачи
питания все хранящиеся в ОЗУ диагностические
коды неисправностей и расчетные данные
стираются.

ПРОГРАММИРУЕМОЕ ПОСТОЯННОЕ
ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО (ППЗУ)

Программируемое постоянное запоминающее
устройство содержит различную информацию
калибровки двигателя, относящуюся к конкретной
модели автомобиля и конкретным нормам
токсичности, которые необходимо выполнять.
Данные, содержащиеся в ППЗУ, считывает или
использует только ЭБУ. ППЗУ энергонезависимо и
не требует питания для сохранения.

ППЗУ входит в состав запоминающего устройства
калибровок, и его можно извлекать из
электронного блока управления. При замене ЭБУ
запоминающее устройство калибровок необходимо
оставлять.

Что такое ЭБУ ЭСУД

Давайте для начала выясним назначение ЭБУ двигателя и определим что это за устройство и так ли оно нужно в конструкции современных транспортных средств.

ЭБУ напрямую влияет не только на работу отдельного датчика, но и на функционирование всего транспортного средства, из-за чего сложно переоценить его роль в современном автомобиле.

Наряду с уже упомянутым термином «ЭБУ» часто используются следующие понятия «электронная система управления двигателем», «мозги», «контролер» и «прошивка». Поэтому, если вы слышите такие названия, то нужно понимать, что речь идет именно об основном процессоре конкретной машины. То есть, услышав об ЭСУД, ЭБУ или «контролере», вы должны понимать, что это одно и то же.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *