Управление по сигналу датчика кислорода

Сигнал с датчика кислорода поступает в ЭБУ двигателя, где сравнивается с опорным напряжением V_S = 0 > 45 В. Это напряжение находится примерно посере­дине между уровнями сигналов для обедненной и обогащенной ТВ-смеси для циркониевого датчика.

Когда сигнал с датчика кислорода превышает опорный уровень, программное обеспечение ЭБУ двигателя определяет рабочую ТВ-смесь как обогащенную и ЭБУ начинает постепенно уменьшать длительность импульса отпирания форсун­ки. Датчик реагирует на изменение состава топливовоздушной смеси с некоторой задержкой. Чем дольше датчик кислорода индицирует обогащенный состав ТВ-смеси, тем больше уменьшается длительность импульса отпирания форсунок и тем беднее становится ТВ-смесь. В результате таких действий выходной сигнал датчика кислорода перейдет на уровень ниже опорного и ЭБУ зафиксирует обед­ненный состав смеси. Далее начнется постепенное увеличение длительности им­пульса отпирания форсунок и обогащение ТВ-смеси будет продолжаться до тех пор, пока датчик кислорода вновь не переключится.

Таким образом, состав ТВ-смеси постоянно колеблется между обедненным и обогащенным состояниями при постоянной нагрузке двигате­ля (рис.3.1). Имеет место релейная стабилизация при колебаниях по предельному циклу.

Рис. 3.1. Сигналы в системе стабилизации стехиометрического состава

ТВ-смеси

Частота переключений сигналов датчика (обедненный состав смеси — обога­щенный состав смеси) определяется по формуле:

F=1/4

где t_L — время, за которое топливо проходит путь от форсунки впрыска, через Впускной коллектор, цилиндр и выпускной коллектор до датчика кислорода. Для большинства двигателей при работе на холостом ходу частота/лежит в диа­пазоне 0,5...2,0 Гц. У новейших ДВС — до 10 Гц.

Данная релейная система стабилизации поддерживает стехиометрический состав ТВ-смеси 1...5%. Каталитический газонейтрали­затор имеет рабочий объем для выхлопных газов, выполняющий функцию ресивера, демпфирующего колебания в составе отработанных газов. Т.о., в ресивере катализатора продукты сгорания перемешиваются и усред­ненный их состав становится близким к составу продуктов сгорания стехиометри-ческой ТВ-смеси. Это способствует более эффективной работе газонейтрализато­ра, и количество токсичных веществ на его выходе становится минимальным.

Из-за задержки срабатывания СУ соста­вом ТВ-смеси по сигналу датчика кислорода не имеет необходимого быстродейст­вия. Следствием инерционности м.б. увеличение выброса токсичных ве­ществ на переходных режимах. Контроллер для управления подачей топлива использует не только сиг­нал с датчика кислорода, но и калибровочные диаграммы в осях «обороты — на­грузка двигателя», хранящиеся в памяти ЭБУ.

3. Управление углом опережения зажигания

Правильная установка текущего значения угла опережения зажигания:

• оптими­зирует крутящий момент на валу двигателя,

• минимизирует содержание токсичных веществ в выхлопных газах,

• уменьшает расход топлива,

• улучшает ездовые характе­ристики,

• исключает детонацию.

Базовые значения для определения угла опереже­ния зажигания в зависимости от нагрузки и оборотов двигателя заложены в по­стоянной памяти контроллера. Их получают во время экспериментальных иссле­дований вновь разрабатываемого двигателя на стендовом динамометре.

Базовые значения корректируются в зависимости от режима работы ДВС:

• перегрев,

• ускорение,

• включение системы рециркуляции выхлопных газов, и т. д.

В системах зажигания первичный ток катушки зажигания регули­руется временем ее подключения к напряжению питания. ЭБУ определяет длите­льность временного интервала подключения по калибровочным диаграммам, хра­нящимся в ПЗУ, и в зависимости от оборотов двигателя и напря­жения бортовой сети выполняет корректировку. Работа ключа (коммутатора зажигания) синхронизируется так, чтобы необходимое значение тока первичной обмотки катушки зажигания достигалось непосредственно перед моментом искрообразования.

Значения угла опережения зажигания, обеспечивающие наиболее эффектив­ную работу двигателя, близки к предельным, на которых возникает детонация. При обнаружении детонации угол опережения зажигания со­ответственно уменьшается. В современных СУ угол опережения зажигания регулируется раздельно по цилиндрам.