Блок управления охлаждением двигателя. Дополнительный модуль управления вентилятором охлаждения

Решил рассказать об одной своей давней микроконтроллерной разработке (2006 год), сделанной для плавного управления электровентилятором охлаждения двигателей переднеприводных моделей ВАЗа.

Надо сказать, что на тот момент уже существовало немало разнообразных решений - от чисто аналоговых до микроконтроллерных, с той или иной степенью совершенства выполняющих нужную функцию. Одним из них был контроллер вентилятора компании Силычъ (то, что сейчас выглядит вот так , известной среди интересующихся своим автоматическим регулятором опережения зажигания, программно детектирующим детонационные стуки двигателя. Я некоторое время следил за форумом изготовителя этих устройств, пытаясь определить, чтов устройстве получилось хорошо, а что - не очень, и в результате решил разработать свое.

По задумке, в отличие от существующих на то время решений, новый девайс должен был a) помещаться в корпус обычного автомобильного реле;
б) не требовать изменений в штатной проводке автомобиля; в) не иметь регулировочных элементов; г) надежно и устойчиво работать в реальных условиях эксплуатации.

История появления девайса и алгоритм работы первой версии обсуждалась - для тех, кто не хочет кликать, опишу ключевые вещи инлайн:

1. Алгоритм работы устройства предполагался следующий: измерялось напряжение на штатном датчике температуры двигателя; по достижении нижней пороговой температуры вентилятор начинал крутится на минимальных оборотах, и в случае дальнейшего роста линейно увеличивал скорость вращения вплоть до 100% в тот момент, когда по мнению ЭСУД (контроллера управления двигателем), пора бы включать вентилятор на полную мощность.
То есть, величина температуры, соответствующая 100% включению могла быть получена при первом включении устройства, т.к. оно имеет вход, соответствующий выводу обмотки штатного реле.
Нижний порог в первой версии нужно было каким-то образом установить, проведя таким образом через две точки линейную характеристику регулирования.

0. При токах порядка 20А очевидно, что для плавного регулирования применяется ШИМ, а в качестве ключевого элемента - мощный полевик.

1. Размещение устройства в корпусе обычного реле означает практическое отсутствие радиатора теплоотвода. А это в свою очередь накладывает жесткие требования к рассеиваемой ключевым элементом мощности в статическом (сопротивление канала) и динамическом (скорость переключения) режимах - исходя из теплового сопротивления кристалл-корпус она не должна превышать 1 Вт ни при каких условиях

2. Решением для п.1 может являться либо применение драйвера полевика, либо работа на низкой частоте ШИМ.
В отличие от аналогов, из соображений компактности и помехозащищенности был выбран вариант с низкой частотой ШИМ - всего 200 Гц.

4. Программирование порога включения устройства должно быть либо очень простым, либо быть полностью автоматическим. Изначально в устройстве был установлен геркон, поднесением магнита к которому сквозь корпус программировался нижний порог (значение естественно, запоминалось в EEPROM). Верхний порог устанавливался сам в момент первого импульса от контроллера ЭСУД.
В дальнейшем я придумал и реализовал алгоритм полностью автоматической установки порогов, основанный на нахождении термостабильной точки двигателя (точки срабатывания термостата) в условиях отсутствия насыщения по теплопередаче радиатор-воздух.

5. Устройство должно предоставлять диагностику пользователю. Для этого был добавлен светодиод, который промаргивал в двоичном коде два байта - текущий код АЦП и слово флагов состояния.

Устройство было собрано частично навесным монтажом прямо на выводах бывшего реле, частично на подвернувшейся откуда-то печатной платке.
Силовой MOSFET выводом стока был припаян прямо к ламелю вывода реле, что увеличило запас по рассеиваемой мощности. Устройство без глюков проработало на ВАЗ-2112 c 2006 по 2010 год, когда я его снял перед продажей, и побывало не только в холодном питерском климате, но и на горных крымских дорогах (да еще на машине в наддувном варианте - стоял у меня на впуске приводной компрессор), несмотря на монтаж уровня прототипа и контроллер в панельке.

Вот оригинальная схема (рисовал только на бумаге):

А это вид устройства изнутри:

Устройство было повторено несколькими людьми, один из них (офф-роудер Геннадий Оломуцкий из Киева) применил его на УАЗе, нарисовав схему в sPlan и разведя печатную плату - в его варианте это выглядит так:

А вот кусок из переписки с одним из повторивших этот девайс - в нем впервые детально выписан алгоритм (!) - до этого писал прямо из мозга в ассемблер:
Теперь идея и реализация собственно алгоритма автоустановки (все шаги ниже соответствуют неустановленным порогам):

1. Ждем сигнала включения вентилятора от ЭСУД (либо от датчика температуры в радиаторе в варианте Геннадия)
2. Запоминаем температуру в момент появления сигнала как T1 (реально запоминается код канала АЦП оцифровки сигнала датчика - назовем его C1)
3. Включаем вентилятор на 100%. Ставим флаг «режим автоустановки активен (бит 3)»
4. Через 3 секунды считываем код АЦП (назовем его C1"). Это действие нужно для того, чтобы определить величину компенсации значения температуры из-за влияния тока, протекающего через вентилятор, и вызванного им падения напряжения в измерительной цепи, на оцифрованное значение температуры. Реально за 3 секунды мотор не успевает охладиться, зато вентилятор стартует и выходит на номинальный ток.
5. Вычисляем коррекцию АЦП для 100% мощности вентилятора (назовем ее K100 = C1 - C1"). Запоминаем К100.
6. Ждем снятия сигнала включения вентилятора от ЭСУД (либо отключения датчика в радиаторе).
7. Плавно снижаем мощность с 75% до 12% примерно на 1.5% в секунду.
8. Выключаем вентилятор, ждем 60 секунд.
9. Запоминаем температуру как T2 (код АЦП С2).
10. Корректируем нижний порог (увеличиваем на 1/8 разницы между верхним и нижним), для того, чтобы он был выше термостабильной точки термостата. T2 = T2 + (T1 - T2) / 8. В кодах АЦП это C2 = C2 - (C2 - C1) / 8, т.к. напряжение на датчике с ростом температуры падает.
11. Сохраняем C1, C2, K100 во внутреннем EEPROM реле.
12. Устанавливаем флаг «пороги установлены» (бит 5), снимаем флаг «режим автоустановки активен», выходим из режима автоустановки в рабочий режим

Идея алгоритма в том, что он продувает радиатор до термостабильной точки термостата, но дует не сильно, чтобы не остужать двигатель прямым охлаждением блока и головки. Затем вентилятор выключается и реле дает мотору чуть нагреться - таким образом мы автоматически получаем точку для начала работы вентилятора.

Во время автоустановки реле воспринимает сигнал с геркона в течение шагов 7 и 8 - поднесение магнита к реле в эти моменты вызывает последовательность шагов 9, 11, 12. Коррекция порога на шаге 10 при этом не производится).

Если во время автоустановки нарушились некоторые ожидаемые реле условия, устанавливается флаг «ошибка автоконфигурации (бит 4)» и реле выходит из режима автоустановки. Чтобы реле опять смогло войти в этот режим по условию шага 1, надо выключить и включить питание реле.

Ошибки ловятся такие:
Шаг 2 - значение АЦП вне диапазона (слишком низкое или высокое). Диапазон автоконфигурации по коду АЦП 248..24 (11111000...00011000). В этом случае реле просто не входит в режим автоконфигурации без установки флага ошибки.
Шаг 4 - в течение времени ожидания 3 секунд обнаружено снятие внешнего сигнала включения вентилятора.
Шаг 7 - во время снижения оборотов обнаружен активный внешний сигнал включения вентилятора Шаг 8 - во время ожидания обнаружен активный внешний сигнал включения вентилятора Шаг 11 - установленные пороги вне диапазона 248..24, либо разница C2 - C1 < 4 (то есть они слишком близко друг к другу, либо по какой-то причине C2 > C1 - например, когда вентилятор на самом деле не срабатывает, и температура продолжает расти)

Теперь рабочий режим:

Расчет требуемой мощности (Preq)
1. Если внешний сигнал активен - Preq = 100% 2. Если неактивен, то смотрится текущий код АЦП © и соответствующая ему температура T:
T < T2 (C > C2): Preq = 0%
T > T1 (C < C1): Preq = 100%
T2 <= T <= T1 (C2 >= C >= C1): Preq = Pstart + (100% - Pstart) * (C2 - C) / (C2 - C1), где Pstart = начальная мощность (12%)

При этом, требуемая мощность не сразу подается на вентилятор, а проходит через алгоритм плавного разгона и органичения частоты пуска/останова вентилятора.
Этот алгоритм работает только в рабочем режиме и при отсутствии внешнего сигнала включения:
Пусть Pcurr - текущая мощность вентилятора
1. Если Pcurr > 0 и Preq = 0, либо Pcurr = 0 и Preq > 0 - то есть требуется запуск остановленного или останов работающего вентилятора, то:
- Смотрится время находжения вентилятора в данном состоянии (запущен или остановлен). Если время меньше порога - состояние вентилятора не меняется.
- При этом, если Pcurr > Pstart и Preq = 0, то на остаток времени запущенного состояния устанавливается Pcurr = Pstart (то есть вентилятор крутится на минимальных оборотах) 2. Если п.1 не выполняется, либо время нахождения в состоянии прошло, то:
- Если Preq < Pcurr, то устанавливается Pcurr = Preq (то изменение скорости вращения в сторону снижения происходит сразу, как рассчитано новое значение)
- Если Preq > Pcurr, то набор скорости вращения ограничивается сверху величиной примерно 1.5% в секунду (кроме случая, когда включение вентилятора запрашивается внешним сигналом) - то есть если Preq - Pcurr > Pdelta, то Pcurr = Pcurr + Pdelta, иначе Pcurr = Preq

При расчете мощности используется усредненное значение кода текущей температуры С (см. Расчет требуемой мощности), получаемое средним арифметическим последних 8 значений Сm1, Cm2, Cm3… Cm8. Усреднение происходит методом «скользящего окна» - то есть помещение нового значения в буфер из 8 значений выталкивает наиболее старое и вызывает пересчет среднеарифметического С. Цикл АЦП (и пересчет среднего) происходит каждые 640 мс.
«Сырое» (считанное из АЦП) значение Cadc, прежде чем попадет в буфер подсчета, участвует в следующем алгоритме:
1. Проверяется, что Cadc > Cdisc, где Cdics - макс. Значение АЦП для неподключенного измерительного вывода.
2. Если Cadc > Cdisc, то выставляется флаг «датчик не подключен (бит 6)», значение не попадает в буфер 8 последних значений, и пересчет среднего не выполняется.
3. Если Cadc >= Cdisc - то есть датчик подключен, то Сadc корректируется на определенную величину в зависимости от текущей мощности вентилятора и величины коррекции для 100% мощности (см. шаг 4 алгоритма автоустановки): Cadc = Cadc + Кcurr, где Кcurr = К100 * (Pcurr / 100%). Если при этом Кcurr > 0, то устанавливается флаг «значение АЦП скорректировано (бит 7)». Алгоритм коррекции работает только в рабочем режиме и не работает в режиме автоконфигурации.
4. Выполняется ограничение отрицательной динамики Cadc, чтобы подавить резкие снижения С из-за импульсной нагрузки в общих с датчиком температуры цепях питания автомобиля: Если C - Cadc > Сdelta, то Cadc = C - Cdelta. Ограничение не работает в течение первых 15 секунд после включения зажигания, для того, чтобы в буфере значений быстро сформировались правильные значения Cm1, Cm2...Cm8.
5. Скорректированное по мощности и динамике значение Cadc заталкивается в буфер значений для усреднения как Cm1..Cm8 в зависимости от текущего значения указателя головы буфера (буфер циклический, указатель головы принимает значения от 1 до 8).

Теперь про диагностику светодиодом:

Первый байт - это «сырой» код АЦП (в ранних версиях здесь индицировалось среднее значение C) Второй байт - слово состояния Между первым и вторым байтом пауза порядка 1.5 секунд.
Между циклами индикации пауза 3-4 секунды.
Байты индицируются побитно, начиная со старшего (бит 7, бит 6,… бит 0).
Длинная вспышка соответствует биту, установленному в «1», короткая - в «0».

Расшифровка слова состояния:
Бит 7 - значение АЦП откорректировано по текущей мощности вентилятора
Бит 6 - датчик температуры не подключен
Бит 5 - пороги установлены
Бит 4 - ошибка установки порогов
Бит 3 - режим автоконфигурации активен
Бит 2 - внутренний сброс процессора из-за зависания - нештатная ситуация
Бит 1 - внешний сигнал включения вентилятора активен
Бит 0 - режим продувки при остановке двигателя активен

Когда я описал алгоритм, то удивился как его удалось впихнуть в 1024 слова программной памяти tiny15. Однако, со скрипом, но поместился! ЕМНИП, оставалось всего пару десятков свободных ячеек. Вот что такое сила Ассемблера:)

Умное управление вентилятором радиатора:

• Снижение расхода топлива
• Увеличение срока службы двигателя
• Вентилятор работает практически бесшумно

Модификации (виды) «Борея»

Существуют два вида «Борея» - с коммутацией либо минусового либо плюсового провода к вентилятору. Соответственно в «Борее» будет присутствовать либо буква «К»(минусовой) либо буква «А»(плюсовой). Все версии герметичны в отношении платы, версии с проводами также герметичны и в месте впайки проводов.

Остальные модификации связаны с наличием\отсутствием впаянных проводов, толщиной силовых проводов (2.5 или 4 кв.мм.) и мощностью (360 или 520вт), типом разъема к вентилятору(российский или импортный), напряжением батареи 12В или 24В(грузовики).

Корпус «Борея» - алюминиевый размером 45х45мм либо 35х90мм, размер не привязан к какому-то виду Борея и может меняться от партии к партии. Корпус служит теплоотводом и электрически изолирован от платы.

Узнать, какой из проводов к вентилятору коммутирует реле штатной системы автомобиля можно следующим образом. При включенном зажигании, но на не заведенном ДВС и выключенном вентиляторе нужно тестером померять напряжение на любом из выводов вентилятора относительно массы. Если тестер покажет +12В, то вентилятор коммутируется проводом "массы" и Вам нужен «Борей-К» или «Борей-КВ». Если покажет 0Вольт - то "плюсовым" проводом, соответственно Вам нужен «Борей-А» или «Борей-АВ» .

	Борей-К	«Борей-К» коммутирует "массу". Мощность модели 360вт. Будет заказное исполнение на 24Вольта.
	Борей-А	Это исполнение с разъемом для подсоединения проводов. Разъемы находятся внутри корпуса, чтобы грязь в них не попадала, для ввода проводов используется штуцер. Вся плата залита герметиком, за исключением контактов разъема для подключения проводов. Провода в комплект не входят. Версия без проводов удобна тем, что силовые провода могут быть сделаны оптимальной длины "по месту". Штуцер предназначен для проводов до 4кв.мм., но на пределе возможны и 6кв.мм. «Борей-А» коммутирует провод "плюс". Мощность модели 360вт. Исполнения на 24Вольта не будет. Эта версия находится в производстве с весны 2018года, имеет существенные улучшения в части электроники, реализуемых функций и программирования.
	Борей-КВ	Эта версия находится на текущей странице. «Борей-КВ» коммутирует "массу". Мощность модели 360вт. Имеется исполнение на 24Вольта.
	Борей-АВ	Эта версия находится на другой странице. «Борей-АВ» коммутирует провод "плюс". Мощность модели 360вт. Герметичное исполнение «Борея», провода 2.5кв.мм. в комплект входят и запаяны непосредственно в плату. Модуль полностью залит компаундом. Версия со впаянными проводами не подразумевает их удлинение или укорочение. Их длина, конечно, может быть изменена, но без скрутки\пайки\переобжима это не получится.
	Борей-КВ4	Эта мощная версия находится на текущей странице. «Борей-КВ» коммутирует "массу". Мощность модели 520вт. Герметичное исполнение «Борея», провода 4кв.мм. в комплект входят и запаяны непосредственно в плату. Модуль полностью залит компаундом. Версия со впаянными проводами не подразумевает их удлинение или укорочение. Их длина, конечно, может быть изменена, но без скрутки\пайки\переобжима это не получится.

Назначение блока управления вентилятором (БУ ЭВСО)

Все люксовые автомобили, оснащенные электровентиляторами радиатора системы охлаждения, имеют и модуль плавного управления скоростью вращения этого вентилятора. Это неслучайно, поскольку такое управление дает массу преимуществ в сравнении с классическим релейным управлением. Плавное управление скоростью вращения имеет только один существенный недостаток - высокую цену. Вот именно в плане цены наш блок управления вентилятором дает огромную фору импортным аналогам, ни в чем не уступая им по остальным параметрам. Историю создания «Борея» можно посмотреть .

«Борей» предназначен для изменения скорости вращения электровентилятора радиатора системы охлаждения в зависимости от текущей температуры двигателя автомобиля таким образом, чтобы температура ДВС не уходила выше 1-2градусов от установленной точки включения электровентилятора. C этой задачей «Борей» справляется гораздо лучше, чем штатная релейная система.

Блок управления «Борей» - это система управления вентиляторами , имеющая расширенные функции в сравнении со штатной системой.

• БУ ЭВСО решит для Вас проблему охлаждения двигателя машины в самых тяжелых условиях. «Борей» гораздо более надежен, чем реле.
• БУ ЭВСО может управлять вторым электровентилятором или электропомпой для увеличения теплосъема с радиатора системы охлаждения. Естественно, что для работы «Борея» необходим вентилятор(ы), производительность которого(ых) достаточна для самого тяжелого режима охлаждения двигателя автомобиля.
• БУ ЭВСО работает "впараллель" со штатной системой включения вентилятора, ничем не мешая ей. Эти две системы резервируют друг друга, тем самым повышая общую надежность.
• БУ ЭВСО обрабатывает и потребности кондиционера автомобиля, включая продув конденсора кондиционера тогда, когда это нужно кондиционеру. Этим ликвидируется необходимость в дополнительном вентиляторе для кондиционера.
• БУ ЭВСО подключается к штатному датчику автомобиля, при этом нет необходимости в подборе или калибровке этих датчиков. Температура стабилизации при этом задается самим водителем с помощью очень простой операции (все подробности есть ниже по тексту).

Для каких машин предназначен БУ ЭВСО?

Да, собственно, для всех, где есть электровентилятор. От "Оки" и до "Чероки", от 0.5литров объема двигателя и до 5-8л, в том числе серийно устанавливаются на вездеходах АВТОРОС. В мощных машинах разумно просто использовать два электровентилятора с двумя «Бореями» даже там, где справился бы и один. В расчете на литр объема установка «Борея» на "Чероки" гораздо более дешевое мероприятие, чем на "Оку". При замене вентилятора с вискомуфтой на электровентилятор рекомендуется применить "Борей-К" или "Борей-КВ". Для мощных машин предназначена версия «Борей-КВ1-4» с толстыми проводами сечением 4кв.мм. Для коммерческих машин и грузовиков, где бортовое напряжение составляет 24В, выпускается версия «Борей-КВ24»

Преимущества:

• автоматическая настройка температуры стабилизации без участия водителя;
• простота перестройки температуры стабилизации;
• контроль работы вентилятора системы охлаждения с помощью запрограммированных тестов;
• контроль рабочих параметров системы охлаждения при запуске двигателя;
• автоматическая защита от перегрузки по току свыше 30 А;
• автоматическая защита от короткого замыкания по току свыше 50 А;
• легкое встраивание в штатную систему охлаждения;
• стабилизация температуры двигателя , а не радиатора;
• высокая надежность;
• резервирование (штатная система охлаждения остается в качестве дублирующей).
• для управления блоком не используются механические кнопки, управление бесконтактное, магнитное.

Преимущества при использовании блока управления вентилятором

• снизить расход топлива;
• увеличить срок службы (ресурс) двигателя автомобиля;
• практически исключить шум от работы вентилятора;
• уменьшить электрическую нагрузку на бортовую сеть автомобиля.

Принцип работы блока управления вентилятором

Здесь никакого "открытия Америки" нет. Как и нет гигантского эффекта, он составляет в общем 15-30% по отношению к классической системе управления вентилятором.

Когда с помощью реле, включающего электровентилятор в классической системе, двигатель охлаждается на 10градусов, когда достаточно его охладить на 1градус, лишние 9градусов оказываюся действительно "лишней" работой, которую «Борей» зря не выполняет. Эффект здесь, конечно не в 9 раз, но вдвое выигрыш есть. Выше мы уже писали о том, что вентилятор должен обеспечивать охлаждение ДВС в максимально тяжелом режиме (режиме максимальной мощности). Когда вентилятор в пробке охлаждает двигатель, работающий на 10% своей мощности, ему достаточно и 30% скорости вращения, от большей мощности пользы не будет ().

В целом, именно эффективные алгоритмы работы управления вентилятором позволяют достичь небольшой экономии, но что более важно, позволяют более точно стабилизировать температуру двигателя. Водители, установившие «Борей», обычно говорят: "установил и забыл, а в пробках стрелка температуры стоит, как влитая".

Установка

Доступны для поставки четыре комплекта проводов, различающихся типом применяемого разъема вентилятора и полярностью (для «Борей-А» и «Борей-К»). Силовые провода имеют сечение 2.5кв.мм.

Первый тип с российским разъемом хорош тем, что если он не подходит по "пластмассе" к разъему вентилятора, то контакты можно извлечь из пластмассового корпуса и воткнуть по отдельности в разъем вентилятора, учитывая полярность. В автомобилях разных стран применяют разные разъемы, но внутренний тип контакта почти всегда один (размер 6.3мм), в том числе у вентиляторов "Бош" российского производства, а также "Шеви-Нивы" и "Калины".

Второй комплект проводов с разъемом Packard 12015987 (рисунок справа) подходит по "пластмассе" к большинству импортных вентиляторов, в том числе и вентиляторам "Бош" российского производства, а также к вентиляторам "Шеви-Нивы" и "Калины". Однако разобрать такой разъем уже не получится, контакты внутри специализированные и не подойдут к другому типу разъемов.

Особенности «Борея-КВ4»

Это мощная, более новая модель, она выпущена в 2018году, по программе и настройкам совместимая с «Борей-К». Это модель со впаянными проводами сечением 4кв.мм. Монтируется она аналогично «Борею-КВ», а программируется аналогично «Борею-К».

Повышенная мощность потребовала серьезного изменения внутренней платы. Если предыдущие версии использовали автоматизированный монтаж силовых элементов (первое фото ниже), то эта модель требует их ручного монтажа и пайки, что безусловно увеличивает ее себестоимость.

LED-шкала для индикации скорости вращения вентилятора

Светодиодная шкала "Фотон-1" показывает текущую скорость (мощность) вращения вентилятора. Фактически «Фотон-1» - измеритель среднего напряжения на моторе. "Фотон-3" дополнительно имеет шкалу температуры, показывающую отклонения температуры от точки срабатывания вентилятора.

Модуль управления силовым агрегатом (PCM) в зависимости от температуры изменяет параметры управления двигателем автомобиля. PCM управляется сигналом, поступающим с датчика температуры(ECT) , который находится на распределителе жидкости, под катушкой зажигания. Зависимость напряжения от температуры, измеренная на датчике ECT автомобиля представлена в таблице

Указатель температуры на панели приборов, тоже включен в PCM. Однако значения, которые указывает прибор, не соответствует истинной температуре охлаждающей жидкости. При Т=45°С на приборе стрелка на 60. Затем при прогреве она доходит до деления 90 при Т=80-83°С и останавливается. Дальнейший рост температуры на показания прибора не влияет. Стрелка стоит на отметки 90. И только на 116°С прибор начинает изменять свои показания. И при температуре 120°С стрелка становится на отметку 120.

Данный алгоритм работы указателей температуры применен на многих автомобилях. И при отказах в системе охлаждения (сгоревший предохранитель, заклинивший вентилятор) легко довести температуру ОЖ до значения 110-115°С и выше. Что нежелательно сказывается на работе двигателя в целом.

Для односкоростного варианта температура включения вентилятора составляет 105°С . Для двухскоростного варианта при 94°С медленная, при 97°С максимальная скорость вентилятора.

Прочитав форум по электрооборудованию было принято решение снизить температуру включения со 105°С до 97°С. Для этого был сделан блок, который работает в параллель с PCM автомобиля и управляет вентилятором.

Принципиальная схема блока

Схема содержит два компаратора и усилитель тока. Первый компаратор включает реле вентилятора K8 и светодиод VD3 при достижении заданного напряжения на датчике температуры. Напряжение с датчика подается на вход Ud. Образцовое напряжение задается делителем R1,R2. Для создания гистерезиса в схеме включен резистор R6.Резистор подобран так, чтобы перепад межу включением и выключением составлял 80мВ., что соответствует 4°С Транзистор Q2 открывается, подает питание на реле K8 , которое включает вентилятор. Зажигается красный светодиод LED3. Происходит принудительное охлаждение радиатора двигателя.

Напряжение на датчике после этого возрастает, компаратор срабатывает, и на выходе появляется 0. Транзистор Q2 закрывается, отключая питание реле K8. Реле выключает мотор вентилятора.

На втором компараторе собран измеритель рабочей температуры. До 81°С охлаждающей жидкости горит желтый светодиод LED1. От 81°С до 97°С горит зеленый светодиод LED2, указывающий на нормальный рабочий режим.

Образцовое напряжение, соответствующее напряжению на датчике при Т=81°С, задается резисторами R8, R9.

Значение 81°С было выбрано не зря. По проведенным наблюдениям эта та температура, когда открывается термостат и включается в работу большой круг системы охлаждения двигателя.

Стабилизатор напряжения LM7809 можно заменить и на другие. Тогда придется пересчитать делители R1,R2 R8,R9 R5, и R7. Используется микросхема LM2903 (2 компаратора) , транзисторы VT1- КТ315 и VT2- КТ 815, или им подобные. Резисторами R10, R11 подбирается яркость свечения светодиодов.

Данный блок работает в параллель с РСМ автомобиля. Для включения используется основное реле K8, расположенное на блоке предохранителей.

В настройке блок не нуждается. Делителем R1,R2 выставлено напряжение 0.63-0.65 в, что соответствует Т=97°С.

При рабочей температуре и включении кондиционера могут гореть одновременно зеленый и красный светодиоды. В этом режиме вентилятор и красный светодиод включает РСМ.

Так выглядит блок.

Подвожу провод к датчику температуры

Подключение на блоке предохранителей

Блок стоит на автомобиле

Это устройство разрабтатывалось для контроля температуры двигателя и управления муфтой вентилятора охлаждения и подогревателем впускного коллектора, в автомобиле Мерседес 190. Схема устройства показана на рисунке и представляет из себя обычный термометр на датчике DS18B20 и микроконтроллере PIC16F628A. Устройство измеряет температуру двигателя, отображает ее на экране и в зависимости от нее включает исполнительные устройства.

* На схеме не указано - VD3 - КС522

Измеренная температура двигателя отображается в диапазоне от 0 до 99 градусов. Если температура ниже нуля градусов, то на дисплее высвечивается Lo (низкая), а когда больше 99 градусов - высвечивается Hi (высокая). Хотя предел индикации 99 градусов, термометр все равно продолжает измерять температуру. Как только температура дойдет до 110 градусов (что для двигателя мерседеса считается нормально, он не кипит при такой температуре) - то на дисплее будет высвечено Ot (перегрев). А на выходе RA4 микроконтроллера появляется сигнал логического 0 - ошибка, этот сигнал можно использовать для включения светодиода в салоне, или для управления бипером. Сигнал на RA4 будет сброшен только после выключения зажигания, снижение температуры двигателя никакого влияния на этот сигнал уже не окажет. При температуре ниже 40 градусов будет включен подогреватель впускного коллектора. Аналогично при температуре 89 градусов будет включен вентилятор охлаждения. Чтобы снизить нагрузку на аккумулятор, устройство имеет вход который соединяется с реле стартера. Когда включен стартер, не зависимо от температуры двигателя, выключаются вентилятор и подогреватель, как только стартер будет выключен, ветилятор и подогреватель включаться согласно измеренной температуры.

Сам термометр-термостат собран на печатной плате и размещен в пластиковом корпусе. Корпус закреплен двумя саморезами прямо в моторном отсеке. Размещать прибор нужно так, чтобы он был максимально удален от высоковольтных проводов зажигания и других силовых проводов, а также как можно дальше от горячих деталей двигателя. Очень желательно применить микроконтроллер в расширенном температурным исполнением - PIC16F628A-E/P, но можно и в промышленном - PIC16F628A-I/P. Плата разработана под сдвоенный светодиодный индикатор фирмы Bright LED - BD-A816RD. По большому счету индикатор в этом устройстве и не нужен, но я его установил, чтобы не было устройство совсем простым, а так же, чтобы прямо под капотом можно увидеть температуру двигателя. Микросхемный стабилизатор 7805 нужно установить на малогабаритный радиатор - полоску алюминия. Электролитические конденсаторы нужно выбирать из морозостойких экземпляров.

Для изготовления самого датчика температуры понадобилась болванка из латуни, из нее был выточен корпус для датчика DS18B20. Этот корпус изготовлен так, чтобы он легко вкручивался на место одного из штатных датчиков (они к сожалению благополучно умерли , поэтому и пришлось разработать это устройство). Корпус желательно сделать максимально облегченным, чтобы уменьшить его температурную инерцию. Соединять датчик с платой микроконтроллера нужно экранированным термостойким проводом.

Реле устанавливаются в любом удобном месте, вне корпуса устройства, защитные диоды шутирующие их обмотки на плате уже установлены.

Естественно это устройство можно установить и в салоне. Тогда оно еще и заменит штатный термометр охлаждающей жидкости.

1988 - 1995

информация подходит для ремонта и других автомобилей.

Если не запускается кондиционер или климат-контроль - частых причин две: либо мало фреона, либо неисправен блок управления вентилятором (БУВ).

Похоже у меня БУВ все таки накрылся. На разъеме радиатора замыкаю контакты 1-2, включается вентилятор на 1-ю скорость. Замыкаю 2-3 - ничего, даже релюха в БУВе не щелкает. Скорее всего отошла пайка в БУВ. Разбирается блок просто: вынимаете и выкручиваете все предохранители, снизу по периметру отковыриваете герметик и аккуратно, чтобы не сломать защёлки, снимете крышку. Плата там вся, как на ладони.

Нарыл схему подключения климатроника для своей машинки, а вместе с ним и БУВ разрисован

Есть косячок на схемке один - термосвич S516 в реальной жизни нормально замкнут.

Также попалась распиновка БУВа, для Фольксваген Гольф 3 / Венто, но наш для Фольксваген Пассат Б4 точно такой же.

Начал выяснять, куда у меня делась вторая скорость. Разобрал один из БУВов, вот он, вид со стороны платы. Откровенной холодной пайки нигде не наблюдается. Предохранители прикрутил и вставил на место для последующих тестов на машине.

Это с одного боку. Слева направо, реле: 1-включение 2-й скорости вентилятора, 2-включение 3-й скорости вентилятора, 3-включение дополнительной помпы ОЖ.

Это повернутый на 180 градусов. Слева реле включения соленоида муфты кондиционера.

В ходе тестирования на месте выяснилось, что вторая не включается из-за того, что на ноге реле №1, которая должна быть "минусом", при появлении сигнала на включение - плюса на другой ноге, тоже появляется плюс. Краткое обследование показало, что "минусовая" нога сидит на минус через встречновключенный диод. Ага, значит, где-то должен быть ключ.

Отнес домой, хорошенько просмотрел, в результате прорисовалась вот такая вот история по включению второй скорости:

То есть, вся эта хрень замучена исключительно для того, чтобы вторая скорость никоим образом не могла включиться при выключенном зажигании. Верней, чтобы она выключалась при выключении зажигания, если температура > 95-100 градусов.

Элементы пронумеровал вольно исключительно для этой картинки, работает это так: при включении зажигания через предохранитель №14 (у меня, на самой первой схеме выше он обозначен как №13) с шины 15 через контакт №7 разъёма Т10 БУВ через развязывающий диод VD1 напряжение бортсети через делители R1R2 и R3R4 (последний задает напряжение смещения 0,76В) попадает на базу транзистора Q1, который открывается, и при поступлении плюса от датчика на радиаторе с его контакта 3 на контакт БУВ Т10/7 включается вторая скорость.

Можно использовать "костыль" - запаять перемычку на диод VD2, тогда не будет отключаться вторая скорость после выключения зажигания до остывания ОЖ до порога срабатывания. Но это - крайняя мера, если первопричину найти не удастся.
С утра сегодня подключил, при включении зажигания напряжения на контакте Т10/9 не обнаружилось. Полез предохранитель 14-й смотреть - горелый. Гад, он же отвечает и за подсветку панели кулисы, и за фонари заднего хода. 10 ампер. Он уже у меня сгорал. Воткнул на 15А. Померил - напруга есть. Переткнулся на другой БУВ, который стоит на месте. Доехал до работы - не включается вторая скорость... Достал предохранитель - ну ж вот не сволочь же ж, горелый!

Учитывая, что он сгорал до того и с другим БУВом, вероятность, что дело не в БУВе - велика. Всего скорей, где то коротыш, и вероятней всего - в кулисе, т.к. сгорает не сразу. То есть, что-то двигается, видимо, замыкает и - опа!
Теперь придется выискивать этот поганый коротыш. Одна из самых неприятных историй, когда он "плавающий".

Есть еще одна проблема. При нагревании ОЖ >90 начинается дребезг контактов реле соленоида включения муфты кондея (естественно, при включенном кондее). Муфта при этом "тактует" - включается и выключается с частотой примерно 2 Гц. Крайне неприятный эффект. Единственная причина, которая с ходу приходит в голову - кранты термопаре в датчике F165. Хорошо, если в нем. Потому что, вторая возможная причина - кранты контактам в датчике давления. А его замена - это уже перезаправка системы.
Но - будем надеяться на лучшее.
И готовиться к худшему...

Боюсь сглазить, но, кажись, коротыш нашелся довольно просто - колхозно присобаченная лампочка подсветки панели кулисы, будь она неладна. Крайний раз был на разборе в Пушкино, взял одну в запас как раз, но поставить всё недосуг было. Вот теперь и придётся...

Отрисовал боле-мене БУВ полностью, с номиналами пассивки, правда, типы всех диодов не до конца понятны, но что-то похожее на КД521, и один помощней, не удается прочесть, на обратной стороне платы стоит неудобно. Но - непринципиально.
Один диод непонятен совсем. Похож на стабилитрон, но стоит именно как диод. На картинке обведен красным. По цветовой маркировке также не нашел, как его идентифицировать. Белая и зеленая полоски. Корпус стеклянный.
Подсказали что скорее всего это smd диод. Корпус и тип MELF DO213AB

Две другие обводки - это понятно, слева диод BAS21 (в голубом кружочке, маркировка JSp, корпус SOT23), в розовом - NPN-транзистор тоже в SOT23, также нашел его, щас не помню, записано на бумажке.

Решения схемотехнические, что применены - довольно угарные. В смысле, я угорал..

Нарисовал на досуге схемку БУВа.

Схема афтеррана дополнительной помпы не мудрствуя лукаво реализована на специализированной микрухе U6049B, включенной один в один по схеме из даташита на нее (отличаются только номиналы времязадающей цепочки времени выбега на R4С4). Вообще, эта микруха была придумана для задания времени афтеррана карлссонов, но тут - для помпы сделано. Какая, в сущности, разница?

Ну и, помимо того, помпа работает при включении зажигания (контакт Т10/9) и после выключения зажигания от датчика 1-й скорости вентилятора на радиаторе одновременно с карлссоном от контакта Т4/3. Чего это за термосвич S509, который заведен на контакт Т10/4, и от которого она должна (при каких, интересно, прочих условиях?) запускаться тоже, еще не разбирался. Кроме того, она должна запускаться еще и от контакта 10/3, непонятно только, какая комбинация событий для этого должна произойти, т.к. это завязано на второй уровень выключателя давления кондея, а как он может сработать, когда не работают все остальные ее "запускалки" - мне очень трудно себе представить. Предохранитель 5А на БУВе - это предохранитель дополнительной помпы.

Через контакт Т10/8 запускается электромуфта кондея. Как я понимаю, все эти навороты с приподнятым напряжением смещения и составным транзистором с танталовым конденсатором 10 мкф в эмиттере, а также кондёром параллельно обмотке реле как раз и призваны скомпенсировать "дребезг" от термодатчика в момент размыкания или замыкания его контактов в петле гистерезиса срабатывания. Как я уже успел убедиться, не на 100% эффективная история, смотря как дребезжит... Но, по крайней мере, соленоид муфты не дребезжит вместе с реле, а тактует, что, конечно, гораздо лучше, чем если бы дребезжал.

На контакт 10/7 приходит сигнал с контакта 3 датчика на радиаторе и включает вторую скорость. У меня нихрена не включает, датчик надо менять. А вот на контакт 10/2 приходит сигнал от датчика давления кондея первого уровня (5 атм, что ли, не запомнил). Вот он то у меня карлссон на 2-ю скорость и запускает. Даже, когда температура еще 60-70 по показометру. Про блокировку на выключенном зажигании на транзисторе VT4 писал выше.
Ну и, третья скорость тупо запускается через контакт Т10/5 напрямую на обмотку реле с датчика на движке.

В общем, такая вот немудрёная схемотехника. Диоды 1N4150 написал от балды, но если и не они, то близкие. Напряжение стабилитрона VD6 написано у него на корпусе. Считать, что за диод VD7, не удалось, но не меньше, чем на 2А прямого тока. VD5 написал FR303 тоже произвольно, считать не получилось с корпуса, но 303-й точно подойдет по параметрам, если что. Остальные номиналы должны быть правильными.
Нумерация элементов, естественно, от балды, по локализации функциональностей.

Если вы не нашли информацию по своему автомобилю - посмотрите ее на автомобили построенные на платформе вашего авто.
С большой долей вероятности информация по ремонту и обслуживанию подойдет и для Вашего авто.