Материалы взяты из книги «Высокой мысли пламень (Часть третья)»
Управление главного конструктора АВТОВАЗ
Пакет документации на первый контроллер был разработан на отечественной элементной базе. Были изготовлены образцы контроллеров, но отдавать их на испытания не было смысла, поскольку к первым образцам элементной базы были замечания, они работали не в полном соответствии с ТТ и требовали доработки. Но наши предприятия МЭП один за другим вставали и ничего доработать не смогли, тем более при отсутствии финансирования. Мы с Федоренко уговорили Кокотова сделать показательную разработку, изготовить образцы и провести испытания контроллера на импортной элементной базе.
Показательную в том смысле, чтобы показать, к чему надо стремиться. Это, конечно, была уловка. Мы понимали, что в этой ситуации, с одной стороны, ничего другого сделать невозможно, а с другой – временное решение может стать постонным (что нас, как разработчиков, вполне устраивало).
Кстати, этот контроллер получил название Январь, а история здесь такая. Терентьев зашёл как-то к нам в бюро и в разговоре о том, как идут дела по разработке контроллера, сказал: «Дали бы имя какое-нибудь своему детищу, что ли». Мы подумали – почему бы и нет? Сразу определили ограничения – название должно быть скромным, простым по звучанию и нейтральным. После недолгих споров приняли мой вариант названия – Январь. Элементную базу для контроллеров автомобильной электроники в то время разрабатывали и производили такие фирмы, как Motorola (США), Siemens (ФРГ), Philips (Голландия), Thomson (Италия).После проработки импортной элементной базы были выбраны элементы фирмыThomson. Разработка контроллера на компонентах фирмы Thomson и микроконтроллере фирмы Siemens получила название Январь-2. На переговорах в Москве фирма Thomson передала нам около десятка комплектов микросхем для испытаний и оценки, которые мы пустили на изготовление первых образцов контроллеров Январь-2. Однако вскоре фирмой Thomson был предложен комплект новых, только что разработанных микросхем. В результате чего образцы контроллеров Январь-2 даже не испытывались, а быстро был разработан Январь-3. На контроллере Январь-3.1 начались калибровочные работы.
Параллельно с разработкой элементной базы контроллера совместно с Элкар и ПОРИА велось согласование структуры программного и аппаратного обеспечения вычислительного ядра контроллера. Элкар к тому времени имел контроллер и ПО на сложную двухпроцессорную аппаратную структуру, основанную на двух вычислительных процессах – по углам и по времени. Специалистам ВАЗа (С. Шпилёву и Ю. Федоренко) удалось показать, что современные специальные микроконтроллеры (к примеру, Siemens), имеющие специальные таймерные средства на кристалле, позволяют совместить угловые и временные вычислительные процессы, необходимые для управления двигателем.Тем самым удалось сократить количество элементов (процессоров) на печатной плате и упростить контроллер. Разработка ПО (по сути – перевод программы с двухпроцессорного варианта на однопроцессорный) велась совместными усилиями в Москве, на Элкаре, поскольку документации на алгоритмы не существовало.
С. Шпилёв и Ф. Гаджиев совместно с В. Муравлёвым (Элкар) и А. Бановым (ПОРИА) под руководством А. Гирявца два месяца сидели в боксах Элкар и писали базовое ПО для контроллера Январь-3. Базовое ПО – это синхронизация, ввод/вывод, выбор режимов, расчёт циклового наполнения и топливоподачи, регулятор кислорода, регулятор холостого хода.
Управление зажиганием, в том числе гашение детонации, решили делать вазовское, поскольку у нас имелся достаточный опыт. Первое описание алгоритмов контроллера Январь-3.1 было сделано А. Бановым (ПОРИА) с помощью А. Гирявца. Уже в процессе калибровочных работ пришлось сделать ещё одну доработку аппаратного обеспечения контроллера – внесение в схему энергонезависимого запоминающего устройства (EEPROM) для хранения кодов иммобилизатора. Этот доработанный вариант получил название Январь-4. Разработку ПО диагностики и иммобилизации я поручил перешедшему к нам в то время из отдела функциональных испытаний Д. Дударю. Контроллер Январь-4.1 пошёл в серийное производство. Производство было организовано на НПО Квант, г. Зеленоград и на ПТО ВАЗа. Система управления двигателем с контроллером Январь-4.1 была внедрена в 1995 году на автомобилях Самара и 2110.
Вскоре стало понятно, что не все компоненты могут быть разработаны и произведены в нашей стране – многих технологий у нас просто не существовало. Например, не нашлось производителя для датчика кислорода. Хотя в металлургической промышленности и применялся подобный датчик, но освоить массовое производство датчиков кислорода автомобильного применения со стабильными параметрами и с долговечностью не менее 120 тыс. км пробега оказалось невозможно.
То же можно сказать и о датчиках массового расхода воздуха, топливных форсунках и бензонасосах, а ведь это были ключевые компоненты системы. Встал вопрос об освоении производства ключевых импортных компонентов в России. В. Кокотову было поручено проработать вопрос организации СП по производству таких компонентов с одним из мировых глобальных поставщиков. В результате всех переговоров, анализа техники и цен была выбрана фирма Bosch. С ней было подписано соглашение о создании СП в Саратове по производству форсунок, датчиков расхода воздуха, бензонасосов и контроллеров. По соглашению предполагалось освоить два контроллера фирмы Bosch: М 1.5.4 для норм токсичности России (тогда это были нормы Евро-0, без нейтрализатора и без датчика кислорода) и МР 7.0 для норм токсичности Евро-2, Евро-3 и США-98 для Канады. На контроллер М 1.5.4 должно быть поставлено наше программное обеспечение наши калибровки, а на контроллер МР 7.0 – программное обеспечение Bosch и наши калибровки. В процессе переговоров с фирмой Bosch были рассмотрены все возможные варианты программного и аппаратного обеспечения контроллера для норм России, который должен быть освоен на СП, включая контроллер Январь-4. Самым дешёвым и быстрым оказался вариант – контроллер Motronic 1.5.4 с вазовским ПО. Самое интересное, что в такой вариант не верили ни моё руководство (Потапов, Вершигора), ни мои подчинённые – программисты и схемотехники КБ. Первые считали, что в принципе невозможно установить наше ПО на контроллер Bosch, а вторые – что немцы не дадут нам довести дело до конца. Так что, мне пришлось воевать как с верхами, так и с низами.
Перенос ПО с контроллера Январь-4.1 на М 1.5.4 выполнил С. Кабаков, вернувшийся к тому времени из Америки, и начались будни калибровочных работ и развития программного обеспечения. Основная работа по сопровождению калибровок и развитию ПО контроллера М 1.5.4 была выполнена Ф. Гаджиевым. Следует сказать, что мы не ограничились внедрением норм Евро-0 на автомобилях Самара и 2110, как было записано в соглашении с Bosch.
Мы перевели все проекты автомобилей ВАЗ (кроме Нивы) норм токсичности Евро-2 на контроллер М 1.5.4, который был намного дешевле контроллера МР 7.0, а эти проекты были самыми массовыми. Тем самым удалось сэкономить для завода довольно приличные суммы.Следующим этапом нашей работы стало внедрение контроллера Январь-5.1 отечественного аналога М 1.5.4 по функциям, присоединительным размерам и разъёму. Конструкцию контроллера и схемотехнику разработал Элкар, программное обеспечение – ВАЗ. Инициатива по его внедрению принадлежит Элкару. Дело было так. Работы на ВАЗе по калибровке ЭСУД с контроллером М 1.5.4 шли полным ходом, когда приехали А. Гирявец и Л. Сакулин и привезли конструкцию своего перспективного контроллера. Его конструкция коренным образом отличалась от конструкции контроллеров Январь– 4, М 1.5.4 и МР 7.0. Силовые микросхемы контроллера устанавливались не на теплоотводящие элементы конструкции контроллера (радиаторы), а прямо на печатную плату. Плата прижималась к корпусу контроллера, обеспечивая отвод тепла от теплонагруженных микросхем через металлизированные отверстия в фольгированном стеклотекстолите. Тем самым конструкция контроллера резко упрощалась, а если учесть, что все элементы контроллера установлены на одной стороне печатной платы, то сокращались и производственные затраты на сборку и пайку. Сначала у нас были опасения, что силовые микросхемы будут перегреваться, но разработчики нас уверили, что эксперименты подтверждают достаточную теплопере дачу от силовых микросхем корпусу. Конструкция была чрезвычайно перспективной. Во-первых, это конкуренция фирме Bosch; во-вторых – шаг вперёд в технологии производства контроллеров; в- третьих – затрат на ПО и калибровку почти никаких, они просто переносятся с контроллера М 1.5.4 на новый контроллер.
После переговоров Мирзоев дал добро на заключение договора на подготовку производства при условии, что производителем и поставщиком контроллера будет одно из предприятий бывшего Минавтомпрома (к примеру, калужский завод Автоэлектроника).
Так появилось совместное предприятие НПП Элкар и АОАвтоэлектроника – ООО НПП Автэл, начавшее выпуск контроллера Январь-5.1. С 1999 года он начал устанавливаться на автомобили Волжского автозавода, а к 2000 году был распространён на все автомобили ВАЗ (кроме Нивы) под нормы токсичности Евро-2. Учитывая, что контроллер Январь-5.1 был дешевле М 1.5.4, АВТОВАЗ получил дополнительное сокращение затрат. В 2000 году московская фирма Вист-Сервис предложила ВАЗу свои услуги по производству контроллера Январь-5.1. Вернее, его модернизированного двойника, поскольку от начала разработки Января-5.1 прошло три года и на рынке появились новые элементы, не меняющие суть контроллера, но позволяющие использовать имеющиеся ПО и калибровки. И в 2001 году фирма Вист-Сервис (позднее НПО Итэлма) начала выпуск контроллера ВС-5.1 и его поставку на ВАЗ. В это время в НТЦ полным ходом шли работы по калибровке ЭСУД с новым контроллером М 7.9.7 фирмы Bosch, шедшим на смену контроллерам М 1.5.4 и МР 7.0 с устаревшей конструкцией и элементной базой. Калибровочные работы велись по проектам Евро-2 (для России) и Евро-3 (для экспорта в Европу). Кроме того, начались также калибровки контроллера М 10, разработка которого была выполнена НПП АвтЭл. Его калибровка также должна была выполняться для норм Евро-2 и Евро-3. Причём, для достижения норм Евро-3 контроллер был разработан на 16-разрядном процессоре, как и М 7.9.7. Но на ВАЗе было принято решение снова разрабатывать контроллер на 8-разрядном процессоре под нормы токсичности Евро-2, но уже с разъёмом М 7.9.7.Это была уже шестая по счёту подобная конструкция (начиная ещё от ISFI-2Sфирмы Delco Electronics, о чём я говорил в самом начале).
Мы же считали своей задачей разработку современного контроллера уровня Евро-3 и проведение перспективных НИР – таких, как электрический привод дроссельной заслонки и ионная диагностика качества сгорания топливной смеси. Но решено было по-другому. Контроллер получил название Январь-7.2. Его разработка велась от имени НПО Итэлма. Производство этого контроллера началось в 2003 году практически одновременно на НПО Итэлма и НПП Автэл. В 2004 году были утверждены ПО и калибровки контроллера М 10 под нормы токсичности Евро-3 для 8– и 16-клапанных двигателей автомобилей Самара и 2110. Но они оказались на ВАЗе невостребованными, поскольку нормы Евро-3 в Европе в 2005 году уже заканчивались, а в России ещё не начинались. В 2005 году стало известно, что нормы токсичности Евро-3 в России будут приняты с 1 января 2008 года. И в 2006 году было принято решение, что на ВАЗе они будут выполняться с помощью ЭСУД с электроприводом дроссельной заслонки.
По инициативе ВАЗаНПП Автэл и НПО Итэлма подписали соглашение о распределении работ по контроллеру М 73. В соответствии с ним разработку ПО должен был выполнить НПП Автэл. ЗаНПО Итэлма была разработка конструкции и изготовление инженерных контроллеровдля нужд калибровки. АВТОВАЗ должен был выполнить калибровочные работы и провести приёмочные испытания контроллера М 73 для классики, Самары, 2110 и Калины. В 2007 году ВАЗ отложил применение электрического привода дроссельной заслонки под нормы Евро-3. Заодно было решено, что на классике и Калине (с двигателем 1,6 л) будет применено вазовское ПО. С ноября – декабря 2007 года АВТОВАЗ начал выпускать все свои автомобили под нормы токсичности Евро-3. При этом на Приору и Калину с модернизированными двигателями, а также на Ниву устанавливался контроллер М 7.9.7 (ф. Bosch).На 2110 и Самару – М73 с программным обеспечением Автэл, а на классику и Калину (с сентября 2008 г.) – М 73 с вазовским ПО. В том же 2007 году было принято решение, что с 2010 года на всех автомобилях ВАЗ (кроме классики) должна применяться ЭСУД под нормы токсичности Евро-4 с электрическим приводом дроссельной заслонки.Причём на автомобилях с 16-клапанными двигателями должен применяться контроллер ME 17 фирмы Bosch, а с 8-клапанными двигателями – М 74 производства Ав-тэл /Итэлма с вазовским ПО.
Выше было рассказано только о контроллерах, внедрённых в серийное производство. Но почти столько же конструкций, разработанных и изготовленных в нашем бюро, до производства не дошло. Это контроллер Январь-5.0, разработанный на элементной базе фирмы Bosch и предназначенный для производства на СПБош-Саратов.Это контроллеры Январь-6 для центрального впрыска топлива, Январь-8 для 8-канальной системы зажигания (по 2 свечи на цилиндр с независимым управлением каждой свечой), контроллер системы управления двигателем с двухтопливным питанием газ-бензин.Все эти контроллеры были разработаны на базе одного процессорного ядра с 8-разрядным микроконтроллером С509 фирмы Siemens и отличались только периферией. Особняком стоит целое семейство контроллеров Март на базе 32-разрядных микроЭВМ фирмы Motorola с ионной диагностикой в искровом промежутке свечей зажигания. С помощью такой диагностики существует принципиальная возможность исключить сразу несколько датчиков системы управления двигателем: неровной дороги, фазы, детонации и кислорода. Причём с одновременным улучшением диагностики пропусков сгорания, вялого сгорания и детонационного сгорания, а также индивидуального управления составом топливной смеси в каждом цилиндре. Но тут требовалась разработка не только новых контроллеров, но и новых катушек зажигания с элементами ионной диагностики.На что денег так и не нашлось. И это при том, что наше бюро сэкономило для завода сотни миллионов рублей.Впрыском мы на ВАЗе начали заниматься ещё в 70-х гг. Помню, что в ленинградском ЦНИИТА (институте топливной аппаратуры) был молодой энтузиаст впрыска по фамилии Каганер.
Он был провидцем в плане создания форсунки с распылителем в виде пластины, который применяется на всех современных форсунках (по другой, правда, технологии). Правда, тогда Каганеру проблему решить не удалось, форсунки были струйными, топливо подавалось прямо в цилиндр. Заливало, у нас постоянно возникали проблемы.И наше руководство отменило эту работу как неперспективную. А я занялся топливной аппаратурой, т.е. карбюраторами.
Но в 1990 году спираль развития сделала новый виток – было принято решение, что на автомобили надо ставить электронный впрыск...
