Розділ 1. Бортові компютери

1. Мета роботи.

       Вивчення схемотехніки, будови та режимів роботи бортових комп’ютерів  автомобілів. Набуття теоретичних та практичних знань з наведеної теми надасть можливість фахівцям з обслуговування електроустаткування автомобілів обирати конфігурацію апаратних засобів для бортової діагностики, номенклатуру датчиків, засобів індикації, інтерфейсів та виконавчих пристроїв мікропроцесорних систем. В разі необхідності виконувати заміну чи ремонт компонентів, що є необхідними для коректної роботи бортового комп’ютера та його периферійного обладнання.  Крім того дана робота надає можливість отримати навички налаштування БК та його програмування при зміні конфігурації апаратних засобів  чи ремонту діагностичної системи автомобілів вітчизняного та російського виробництва.

 

2. Апаратура, прилади, матеріально-технічне оснащення.

 - Автотестер 4302-М1 (АТ);

 - Осцилограф універсальний; 

 - Бортовий комп’ютер, що функціонує з ЕБУ типу “BOSH” або БК типу Multitronics;

 - Тестер електронний; 

 - Джерело постійної напруги-12 (АКБ);

 - Блок живлення БП 30;

 - Необхідні ресурси для ПК: операційна система Windows XP;

 - Стабілізоване джерело живлення 9...16 В не менш 200 мА для адаптера К-Line та бортового компьютера Multitronics.

 

3. Схеми електричні принципові найбільш поширених бортових комп’ютерів, які функціонують з ЕБУ типу “BOSH”.

3.1. «Бортовий комп’ютер М1.5.4. Версія 1.01»

 

       "Бортовий комп’ютер М1.5.4" (надалі "БК") призначений для відображення у режимі реального часу параметрів руху на маршруті, значень внутрішніх змінних та кодів несправностей ЕБУ, а також управління виконавчими механізмами системи управління двигуном з розподіленим впорскуванням палива та контролерами БОШ M1.5.4 , Январь-5 з датчиком кисню  чи без нього.

       "БК" має п’ять режимів роботи: режим маршрутного комп’ютера, режим відображення значень внутрішніх змінних ЕБУ, режим відображення та считування кодів несправностей ЕБУ, режим управління виконавчими механізмами ЕБУ та режим виведення інформації про даний пристрій. Зміна режимів здійснюється натисканням кнопки "Режим".

Режим маршрутного комп’ютера

       Після вмикання "БК" автоматично переходить у режим маршрутного комп’ютера. У режимі маршрутного комп’ютера накопичуються та відображуються такі параметри руху:

·         пройдений шлях від початку маршруту (в метрах);

·         час перебування на маршруті (увімкнене запалювання);

·         час перебування у русі (при швидкості >= 3 км/год);

·         поточна швидкість автомобиля (в км/год);

·         середня швидкість на маршруті (в км/год). Середня швидкість дійсна  після пробігу не менш ніж 1 км;

·         витрата палива на маршруті (в милілітрах);

·         середня витрата палива на маршруті (в літрах на 100 км). Середня витрата палива  дійсна  після пробігу не менш ніж 1 км.

        Перегляд відображуваних параметров здійснюється кнопками "Влево" и "Вправо".

        Для зупинки перегляду відображуваних  параметров маршруту (без їх обнулення) необхідно один раз натиснути кнопку "Вибор". Для поновлення підрахунку параметрів необхідно вдруге натиснути кнопку "Вибор". Контроль зупинки/запуску параметрів можливо здійснити переглядом повідомлення "время нахождения на маршруте".

       Щоб розпочати новий маршрут (обнулення параметрів попереднього маршруту) необхідно натиснути та утримувати  натиснутой  протягом не менш як 1,5 секунд кнопку "Выбор".

Режим перегляду внутрішніх змінних ЕБУ

У режимі відображення значень внутрішніх змінних "БК" відображує у режимі реального часу одну з наведених змінних:

·         Ідентифікатор ПЗ ЕБУ;

·         Положення дросельної заслінки (у відсотках);

·         Температура охолоджуємої рідини  (в градусах);

·         Оберти двигуна ( число обертів за хвилину);

·         Бажані оберти холостого ходу ( число обертів за хвилину);

·         Кут випередження запалювання (в градусах);

·         Швидкість автомобіля (в километрах на годину);

·         Поточне положення регулятора холостого ходу (у кількості кроків);

·         Бажане положення регулятора холостого ходу (у кількості кроків);

·         Коефіцієнт корекції терміну впорскування;

·         Напруга на датчику кисню ( для двигунів з датчиком кисню) у вольтах;

·         Коефіцієнт корекції СО (для двигунів без датчика кисню);

·         Співвідношення  повітря/паливо ( для двигунів з датчиком кисню);

·         Напруга бортової мережі (в вольтах);

·         Тривалість імпульсу впорскування (в мілісекундах);

·          Витрати палива за цикл (в міліграмах на такт);

·         Витрати повітря (в кілограмах на год);

·         Витрати палива (в литрах на год);

·         Витрати палива на маршруті  (в літрах на 100 кілометрів).
       Витрати палива на маршруті  відображуються  тільки під час руху автомобіля;

·         Ознака наявності  детонації (такі);

·         Ознака блокування паливоподачі (такі);

·         Ознака холостого ходу (такі);

·         Ознака  потужносного збагачення (такі).

"БК" в режимі перегляду внутрішніх змінних ЕБУ відслідковує їх збільшення чи зменшення за межі допуску, у разі перевищення цих меж, БК  звуковим сигналом попереджує про це  у одному з наступних випадків:

·         в режимі відображення температури охолоджуємої рідини в разі її перевищення значеня 110 градусів за Цельсієм.

·         в режимі відображення обертів двигуна при перевищенні їх значень 5520 обертів за хвилину;

·         в режимі відображення напруги бортової мережі при зменшенні напруги нижче 10 вольт;

·         в режимі відображення напруги бортової мережі при зменшенні напруги нижче 15 вольт;

·         в режимі відображення ознак детонації при наявності ознак детонації;

·         в режимі відображення ознак блокування паливоподачі при наявності блокування паливоподачі;

·         в режимі відображення ознак потужносного збагачення  при наявності потужносного збагачення.


перегляд параметрів, що відображуються, здійснюється кнопками "Влево" чи "Вправо".

 

Режим перегляду та стирання кодів несправностей ЕБУ

       В режимі відображення кодів несправностей "БК" в циклі зчитує із блоку управління коди несправностей та відображує на дисплеї їх кількість. Якщо кодів несправностей немає, то доступною є тільки кнопка "Режим", при натисканні на яку відбувається вихід  з режиму відображення кодів несправностей. Якщо коди несправностей є, то для  перегляду цих кодів необхдно натиснути кнопки "Выбор", "Влево" або "Вправо".  Считування кодів несправностей здійснюється кнопками "Влево" або "Вправо". Для виходу з режиму відображення кодів несправностей без їх ліквідації необхідно натиснути кнопку "Режим". Для стирання кодів несправностей необхідно натиснути кнопку "Ввод" и утримувати її не менш як 1,5 секунд. У цьому випадку "БК" ліквідує коди несправностей в ЕБУ і вдруге їх считає  (після стирання повинно бути считано 0 несправностей). Коди несправностей відображуються  за стандартом SAE J2012. Їх розшифровка надається у технічній  документації на ЕБУ чи БК.

 


Режим управління виконавчими механізмами ЕБУ


       В режимі управління виконавчими механізмами ЕБУ доступними є такі виконавчі механізми та внутрішні змінні ЕБУ:

·         Лампа Check Engine;

·         Реле вентилятора системи охолоджування двигуна;

·         Реле управління бензонасосом;

·         Котушка запалювання 1 (1 та 4 циліндри);

·         Катушка запалювання 2 (2 и 3 циліндри);

·         Форсунка 1;

·         Форсунка 2;

·         Форсунка 3;

·         Форсунка 4;

·         Коефіцієнт корекції СО для двигуна без датчика кисню;

·         Оберти холостого ходу;

·         Положення регулятора холостого ходу.

Перегляд виконавчих механізмів здійснюється кнопками "Влево" и "Вправо". Отже  для кожного механізму відображується його поточний стан (окрім котушок запалювання та форсунок). Для переходу до управління поточним виконавчим механізмом необхідно натиснути кнопку "Выбор". Після цього можливо змінити стан виконавчого механізму одноразовим натисканням або натисканням  та утриманням кнопок "Влево" и "Вправо". Зміна стану виконавчого  механізму відображується символом '*' у першій позиції дисплея. Для повернення управління виконавчим механізмом ЕБУ необхідно вдруге натиснути кнопку "Выбор".

Примітка 1. При управлінні будь яким виконавчим механізмом з боку діагностичного обладнання ЕБУ позбавляється можливості управління цим виконавчим механізмом. Отже після переходу до управління виконавчим механізмом (символ '*' в першій позиції дисплея) неможливо перейти на другий режим, доки управління не буде повернуто ЕБУ вторинним натисканням кнопки "Выбор".

Примітка 2: Реле управління бензонасосом є доступним виключно при увімкненому запалюванні і не працюючому двигуні. При натисканні на кнопку "Влево" бензонасос вимикається, при натисканні на кнопку "Вправо" бензонасос вмикається. Якщо управління бензонасосом неможливо, на позиції стану бензонасоса відображуються риски.

Примітка 3: Котушки запалювання можливо діагностувати  при увімкненому запалюванні і не працюючому двигуні. При натисканнні на кнопку "Выбор" на котушку запалювання буде подаватись 20 імпульсів тривалістю 5 мсек та періодом 10 мсек. Робота котушки запалювання відображується символами '***' та звуковым сигналом.

Примітка 4: Форсунки можливо діагностувати  при увімкненому запалюванні і не працюючому двигуні. При натисканнні на кнопку "Выбор" на форсунку буде подаватись імпульс тривалістю 2 мсек. Робота форсунки відображується символами '***' та звуковим сигналом.
Для блок
ів управління з одночасним впорскуванням є доступним тільки параметр "Форсунка 1". При натисканні на кнопку "Выбор" для параметра "Форсунка 1" імпульс буде подаватись одночасно на форсунки всіх циліндрів.
Для блок
ів управління з попарно-паралельным впорскуванням є доступними тільки параметри "Форсунка 1" і "Форсунка 2". При натисканні на кнопку "Выбор" для параметра "Форсунка 1" імпульс буде подаватись на форсунки 1 та 4 циліндрів. При натисканні на кнопку "Выбор" для параметра "Форсунка 2" імпульс буде подаватись на форсунки 2 та 3 циліндрів.
Для блок
ів управління з фазованим впорскуванням є доступними всі форсунки.
               Увага: Для двигунів з одночасним і попарно-паралельным впорскуванням не рекомендується більш як 5 раз поспіль вмикати форсунки, бо свічки будут залиті  бензином, який впорскується і наступний пуск двигуна буде з труднощами.

Примітка 5: Зміна коефіцієнта корекції  можливе лише двигунах без датчика кисню і прошивках, що допускають відсутність СО-потенціометра (наприклад M1V13R55, M1V13R59, M1V13R61). При натисканні на кнопку "Вліво" коефіцієнт корекції  зменшується (на 0.003 для однократного натискання і на 0.019 для утримання кнопки), при натисканні на кнопку "Вправо" коефіцієнт корекції  збільшується (на 0.003 для однократного натискання і на 0.019 для утримання кнопки). Максимальному збіднінню суміші відповідає коефіцієнт корекції З -0.25, максимальному збагаченню суміші відповідає коефіцієнт корекції 3 +0.25. Збереження зміненого значення в пам'яті ЕБУ відбувається при натисненні на кнопку "Вибір" та можливо тільки при відключеному СО-потенціометрі (відключення СО-потенціометра рекомендується фахівцями автоваза для прошивок, що допускають його відсутність), так як СО-потенціометр має більш високий пріоритет, ніж діагностичне обладнання.

Примітка 6: При управлінні становищем регулятора холостого ходу натискання на кнопку "Вліво" зменшує його поточне положення (на 1 для однократного натискання і на 5 для утримання кнопки), натискання на кнопку "Вправо" збільшує його поточний стан (на 1 для однократного натискання і на 5 для утримання кнопки). При положенні РХХ рівному 255 кроків шток регулятора холостого ходу повністю вставлений (повітряний канал відкритий, оберти максимальні), при положенні РХХ рівному 0 кроків шток регулятора холостого ходу повністю висунутий (повітряний канал закритий, двигун заглушений).

 

           УВАГА: При встановленні положення РХХ 0 кроків на знятому з двигуна РХХ можливо випадання штока регулятора. 

Примітка 7: При управлінні обертами холостого ходу натискання на кнопку "Вліво" зменшує значення бажаних обертів (на 10 для одноразового натискання і на 50 для утримання кнопки), натискання на кнопку "Вправо" збільшує значення бажаних обертів (на 10 для одноразового натискання і на 50 для утримання кнопки). Зауважте - управління відбувається значенням бажаних обертів Х.Х., а на дисплеї відображається поточний значення обертів Х.Х. У зв'язку з цим можлива затримка в установці обертів (двигуну необхідно якийсь час на те, щоб бажані оберти стали поточними).

 

Режим відображення інформації про прилад 

 Для переходу в режим видачі інформації про "БК" необхідно вимкнути запалювання, натиснути кнопку "Режим" і увімкнути запалювання (утримуючи її натиснутою). У цьому режимі можна переглянути інформацію про версії приладу та його авторів.

Перебір відображуваної інформації здійснюється кнопками "Вліво" та "Вправо". Вихід з режиму здійснюється натисканням кнопки "Режим".


 Інформація по підключенню 

                    Якщо Ваш автомобіль не обладнаний іммобілайзером, то зв'язок інформаційної лінії діагностичного інтерфейсу (K-Line) блоку управління і контакту "М" колодки діагностики, до якого підключається контакт 1 роз'єму X3 "БК", розірваний. Для виправлення цієї ситуації необхідно поставити ланцюг між виводами 9 і 18 колодки для підключення іммобілайзера. Якщо Вам вже робили діагностику в автосервісі, то, швидше за все, цей ланцюг вже встановлено​​.

 Підрахунок пройденої відстані і швидкості руху здійснюється за сигналами від датчика швидкості системи управління двигуном (контакт 3 (SPEED) роз'єму X3 схеми "БК"). Даний сигнал можна зняти з зелено / червоного дроту жгута системи упорскування, що йде на контакт 9 з'єднувача контролера. 

Підрахунок витраченого палива здійснюється за сигналом витраті палива ЕБУ (контакт 1 (FUEL) роз'єму X3 схеми "БК"). Даний сигнал можна зняти з оранжево / блакитного дрота жгута системи упорскування, що підєднаний  до контакту 54 з'єднувача контролера. Живлення (контакт 1 (+ АКБ) роз'єму X2 схеми "БК") на "БК" рекомендується подавати з вимикача запалювання - синьо / червоний дріт жгута системи упорскування, що підєднаний до контакту 27 з'єднувача контролера. При цьому "БК" буде автоматично вмикатися при включенні запалювання і вимикатися при вимиканні запалювання. У деяких комплектаціях автомобілів присутній роз'єм для підключення маршрутного комп'ютера, до якого входять сигнали з датчика швидкості, витрати палива і напруга живлення з замка запалювання. При наявності такого роз'єму рекомендується брати ці сигнали з нього.

 

Важливе зауваження 

Після включення запалювання контроллер Bosch M1.5.4 намагається встановити зв'язок з іммобілайзером. Якщо Ваш автомобіль не обладнаний імобілайзером, то сигнали до імобілайзеру потраплять на вхід "БК". Якщо в момент встановлення зв'язку контролера двигуна з іммобілайзером "БК" підключений до діагностичної лінії і працює в режимі перегляду внутрішніх змінних, кодів несправностей або управління виконавчими механізмами ЕБУ, то двигун може вимкнутись. Для запобігання цієї ситуації не рекомендовано переводити "БК" в названі режими відразу після включення запалювання.

УВАГА:У програмному забезпеченні імобілайзерів, випущених до березня 2000 року є помилка, пов'язана з можливою розсинхронізації інформації в ЕБУ і іммобілайзера при роботі діагностичного обладнання, що може призвести до заміни іммобілайзера і ЕБУ. При проведенні діагностики, в цьому випадку, необхідно перевести іммобілайзер в режим технічного обслуговування. До автомобілів, обладнаних іммобілайзером, все вищесказане не відноситься.

 

4. Опис схеми та рекомендації щодо вибору елементної бази

Формувач сигналу "Скидання"

Для надійного запуску мікроконтролера після подачі напруги живлення і блокування роботи мікроконтролера при зниженні напруги живлення в схемі "БК" застосована мікросхема супервізора напруги живлення КР1171СП42 (DA1), що утримує на своєму виході рівень логічного нуля при напрузі живлення меншому 4.2В. Затримку переходу виходу в стан логічної одиниці після установки напруги живлення вище 4.2В забезпечує конденсатор C2. Дана мікросхема може бути замінена на функціонально аналогічну Mitsumi PST529D (повні функціональний і конструктивний аналог); Dallas Semiconductor DS1233-15 (повний функціональний аналог, інша цокольовка); Analog Devices ADM705, Maxim MAX705 (супервізор живлення з Watch Dog). В крайньому випадку дану мікросхему можна не ставити взагалі. Формувати сигнал скидання буде RC комірка R1-C2. Бажано при цьому збільшити ємність C2 до 1 мкФ, і паралельно резистору R1 поставити діод типу КД510 - КД522 катодом на "+" джерела живлення. Але при цьому будуть можливі випадки зависання приладу при провалах живлення.

 

Вибір РК індикатора

Для відображення інформації обрано однорядковий 16-ти символьний русифікований РК індикатор зі світлодіодним підсвічуванням (DD3). У схемі закладений РКІ фірми Data Vision DV16110 з розширеним температурним діапазоном, хоча включений за "звичайною" схемою (для задіяння функцій розширеного температурного діапазону необхідне двополярне джерело живлення).

Даний індикатор може бути замінений аналогічним від інших фірм, головне дотримати наступні вимоги: контролер РКІ сумісний з KS0066; русифікований; 1 рядок 16 символів. Прикладом можуть служити Seico, Hantronic (продає "Аргуссофт"), JA-16101 фірми JE-AN Electronic (продає "Аргуссофт"), AC161B фірми Ampire (продає "Гамма") і т.і. 

 

Схема живлення "МК"

Живлення "БК" передбачено від бортової мережі автомобіля у якій можливі значні стрибки живлення та перешкоди. Для захисту від несприятливих факторів необхідно низка додаткових елементів. Для захисту схеми від "переполюсовки" встановлено діод КД248 (VD6). Даний діод може бути замінений будь-яким аналогічним з прямим струмом не менш 300 mA, наприклад 1N4001 фірми DC Components. Для захисту схеми від стрибків по живленню служить спеціальний автомобільний варистор R19 фірми S + M (Siemens Matsushita Components) SIOV S10K14AUTO. Даний варистор може бути замінений стабілітроном (катод на "+ АКБ", анод на "-АКБ") з напругою стабілізації 15-20 В типу КС515, КС518.

Для захисту низьковольтної частини схеми від перегорання в результаті "пробою" стабілізатора (DA2) (такі випадки були відзначені експлуатацією) служить захисний діод VD7 P6KE 6.8A фірми Motorola. Даний захисний діод може бути замінений на подібні за характеристиками 1.5KE 6.8, SA5.0A фірми Motorola або стабілітрон з напругою пробою від 5,6 до 6,8 В (наприклад КС456).

Для захисту ланцюгів автомобіля, з яких береться напруга живлення для "БК", від короткого замикання в "БК" служить самовідновлюваний запобіжник FP1 MF-R025 фірми BOURNS зі струмом пропускання 250 мА.

 

Схема генерації звуку

 

Для підтвердження натискання кнопок і зміни режиму служить схема генерації звуку (DD1-2, VT4 і BQ2). Основним елементом схеми є п'єзоелектричний випромінювач звуку HPM14AX фірми JL-World. Його особливістю є вбудований генератор на частоту 3500 - 4000 Гц, тому для генерації звуку на нього достатньо подати напругу живлення (12 вольт). Подача напруги живлення на випромінювач здійснюється через транзистор VT4. Так як струм, що протікає через випромінювач, становить приблизно 40 - 50 мА, то транзистор повинен допускати струм колектора не менше 50 мА. Даний випромінювач може бути замінений на HPM14A, HPM24A, HPM24AX та аналогічні з напругою живлення не менш як 12В.

 

Схема сполучення з датчиками швидкості і витрати палива

 

Перетворення рівнів сигналів від датчиків швидкості і витрати палива в ТТЛ рівні здійснює схема сполучення, виконана на транзисторах VT7 (датчик витрати палива) і VT8 (датчик швидкості). Формування фронтів прийнятого від ЕБУ сигналу виконують тригери Шмітта DD1.5 і DD1.6. Для захисту входу "БК" від можливих викидів напруги позитивної і негативної полярності, що перевищують напругу живлення, служать діоди VD4, VD5, VD8 і VD9. Для цих цілей можуть бути використані будь-які малопотужні імпульсні діоди, типу КД510, КД511, КД522.

 

Схема сполучення з діагностичним інтерфейсом ISO9141 (K-Line)

 

       Перетворення сигналів з ​​ТТЛ рівнів у рівні сигналів діагностичної лінії (K-Line) здійснює схема сполучення з діагностичною лінією, виконана на транзисторах VT5 (приймальний ключ) і VT6 (передавальний ключ). Для захисту входу "БК" від можливих викидів напруги позитивної і негативної полярності, що перевищують напругу живлення, на діагностичній лінії служать діоди VD2 і VD3. Для цих цілей можуть бути використані будь-які малопотужні імпульсні діоди, типу КД510, КД511, КД522. Отже по специфікації ISO9141 рівень сигналу логічного нуля може мати рівень, значно вище нульової напруги, то необхідно забезпечити надійне закриття транзистора приймального ключа при рівні вхідної напруги не менше 3,3 В. Це завдання виконує стабілітрон VD1 типу КС133. Формування фронтів прийнятого від ЕБУ сигналу виконує тригер Шмітта DD1.3.


Компіляція керуючої програми


Модулі керуючої програми написані на мовах асемблер та Сі для компілятора Keil (Keil Electronik GmbH). Програму написано і скомпільовано в інтегрованому середовищі Keil mVision2 V2.04b, асемблері A51 v6.00f, компілятор Сі C51 v6.00i, лінковщик BL51 v4.00d. Файл проекту - mktstr.Uv2

             У файлі prog.zip знаходяться дистрибутиви модулів керуючої програми, у файлі mktstr.zip - відкомпільована програма в форматі Intel HEX, а у файлі tuning.zip - короткі рекомендації по налаштуванню.



ĉ
Дима Сильняк,
4 черв. 2013 р., 09:44
ĉ
Дима Сильняк,
4 черв. 2013 р., 09:44
Comments