Призначення, види і принципи побудови вимірювально-інформаційних систем на базі мікро-ЕОМ. Мікропроцесорні системи керування роботою двигуна автомобіля

Призначення, види і принципи побудови вимірювально-інформаційних систем на базі мікро-ЕОМ.

Вимі́рювальна інформаці́йна систе́ма (ВІС) — сукупність засобів вимірювальної техніки, засобів контролю, діагностування та інших технічних засобів, об'єднаних для створення сигналів вимірювальної та інших видів інформації^[1] з метою надання її споживачеві (в тому числі в АСК) у потрібному вигляді.

Основне призначення ВІС — цілеспрямоване оптимальне проведення вимірювального процесу і забезпечення суміжних систем вищого рівня достовірною інформацією. Виходячи з цього основні функції ВІС такі:

• отримання вимірювальної інформації з об'єкту дослідження;

• обробка, передача і подання вимірювальної інформації оператору або ЕОМ;

• запам'ятовування і зберігання вимірювальної інформації;

• формування керувальних впливів управління процесом вимірювання.

Вимірювальна інформаційна система є складним об'єктом техніки, що має ряд характеристик, основними з яких є інформаційні і метрологічні. Основні інформаційні характеристики такі:

• параметри інформаційного потоку від об'єкта на систему в цілому та на її окремі елементи;

• продуктивність елементів ВІС;

• необхідні ємкості запам'ятовувальних пристроїв елементів ВІС.

Основними метрологічними характеристиками ВІС точність та достовірність вимірювань.

Найпоширенішою є класифікація ВІС за функціональною ознакою, за якою вони реалізуються у вигляді:

• вимірювальних систем;

• систем автоматичного контролю;

• систем технічного діагностування;

• систем розпізнавання образів (ідентифікації);

• систем телевимірювання.

В системи технічної діагностики, автоматичного контрою та розпізнавання образів ВІС входить як підсистема.

До основних сфер використання інформаційних-вимірювальних систем відносяться:

• інженерні системи життєзабезпечення людини (тепло-, газо-, електро- і водопостачання, каналізація, вентиляція тощо);

• контроль та керування технологічними процесами;

• контроль та керування рухомими об'єктами;

• моніторинг навколишнього середовища;

• контроль якості продукції;

• випробування та діагностика складної техніки;

• автоматизація наукових досліджень;

• метрологічні випробування засобів вимірювання тощо.

Узагальнена структурна схема ІВС

Мікропроцесорні системи керування роботою двигуна автомобіля

Мікропроцесорні системи керування (ECU – Electronic Control Unit) відіграють ключову роль у роботі сучасних автомобільних двигунів. Вони забезпечують оптимальне керування подачею пального, запалюванням, турбонаддувом та іншими параметрами, щовпливають на ефективність роботи двигуна.

Основні функції мікропроцесорної системи керування двигуном:

Контроль подачі пального – розрахунок оптимального співвідношення повітря та пального (стехіометричне співвідношення).

Система запалювання – регулювання моменту іскри для покращення потужності та економічності.

Робота з датчиками – збір інформації від датчиків положення колінвала, масової витрати повітря, кисневого датчика тощо.

Система рециркуляції відпрацьованих газів (EGR) – зменшення шкідливих викидів.

Керування турбонаддувом – регулювання тиску наддуву для підвищення ефективності двигуна.

OBD (On-Board Diagnostics) – система самодіагностики, що виявляє несправності та генерує коди помилок.

Компоненти мікропроцесорної системи:

Процесор (ECU) – основний обчислювальний модуль, щоаналізує сигнали датчиків і коригує параметри роботи двигуна.

Датчики:

• Датчик положення дросельної заслінки (TPS)

• Датчик температури охолоджувальної рідини (ECT)

• Датчик детонації (KS)

• Датчик абсолютного тиску (MAP)

Актуатори:

• Форсунки (уприскування пального)

• Клапан EGR

• Котушки запалювання

Переваги мікропроцесорного керування:

✅ Зниження витрати пального
✅ Поліпшення екологічності
✅ Підвищення продуктивності двигуна
✅ Зменшення зносу деталей

Сучасні ECU підтримують адаптивне навчання, що дозволяє їм змінювати параметри роботи відповідно до стилю водіння та умов експлуатації. Деякі автомобілі також мають можливість оновлення програмного забезпечення (чип-тюнінг), що дозволяє змінювати заводські налаштування для збільшення потужності або економічності.

Дайте відповіді на питання

1. Що таке вимі́рювальна інформаці́йна систе́ма ?

2. Яке основне призначення ВІС?

3. В яких системах керування автомобілем застосовуються ВІС?