Входные сигналы
1 Высокоскоростная шина передачи данных CAN (HS-CAN)2 Среднескоростная шина передачи данных CAN (МS-CAN)3 модуль центральной электрики Служит шлюзом между обеими системами шин передачи данных CAN.4 DLC 5 PCM 6 Переключатель Motoröldruck 7 Luftmassenstrom Датчик Ansauglufttemperatur является встроенным.8 Датчик температура охлаждающей жидкости 9 Датчик Kurbelwellenstellung 10 Датчик положения распределительного вала По одному датчику для впускного и выпускного распределительного вала. 11 подогреваемый лямбда-зонд и кислородный датчик мониторинга каталитического нейтрализатора По одному подогреваемый лямбда-зонд и одному датчику мониторинга каталитического нейтрализатора на каждом Drei-Wege-Katalysator.12 Переключатель Bremspedalstellung Через модуль центральной электрики по шине CAN к PCM.Кроме того, сигнал от выключателя стоп-сигналов направляется через модуль центральной электрики к PCM.13 Переключатель Серволенкунгсдрук 14 Датчик Fahrpedalstellung 15 Генератор 16 датчик детонации 17 Реле стартера 18 Замок (выключатель) зажигания 19 Реле модуля управления силовым агрегатом 20 Аккумулятор 21 Датчик давления системы кондиционирования воздуха (A/C) 22 Блок управления дроссельной заслонкой 23 Переключатель Kupplungspedalstellung Через модуль центральной электрики по шине передачи данных CAN к PCM.На автомобилях с кнопкой запуска/остановки устанавливается дополнительный датчик-переключатель, который при полностью выжатой педали сцепления посылает сигнал в PCM.24 Приемо-передающий модуль Электронише Вегфахрсперре
Выходные сигналы
1 Высокоскоростная шина передачи данных CAN (HS-CAN)2 Среднескоростная шина передачи данных CAN (МS-CAN)3 модуль центральной электрики Служит шлюзом между обеими системами шин передачи данных CAN.4 DLC 5 PCM 6 Панель приборов Получает по шине передачи данных CAN сигналы частоты вращения, Motorregelungskontrolleuchte, контрольной лампы системы зарядки, скорости, а также контрольной лампы Электронише Вегфахрсперре 7 Реле топливного насоса Сигнал на включение реле топливного насоса передается по шине передачи данных CAN от PCM в модуль центральной электрики.8 инжекторы 9 Модуль вентилятора охлаждения 10 Электромагнитный клапан Ventilverstellung 11 Катушка зажигания elektronische Zündung 12 Реле муфты компрессора кондиционера 12 Реле стартера Для системы запуска "Smart система пуска". 13 Электромагнитный клапан EVAP вентиляции абсорбера 14 Блок управления дроссельной заслонкой
Управление двигателем осуществляется посредством PCM. В PCM собирается информация от всех датчиков и переключателей. Кроме того, PCM получает информацию от других модулей управления по шине передачи данныхSteuergerätenetzwerk. Вся информация обрабатывается в PCM и используется для управления/регулирования различных исполнительных механизмов.
К ним относятся: блок управления дроссельной заслонкой, форсунки, механизм регулирования фаз газораспределения, а также катушка зажигания. Некоторые значения передаются по шине передачи данных CAN в другие системы.
Обзор
Следующие функции регулируются/управляются PCM:
- Процесс запуска
- Подача топлива в двигатель, включая лямбда-регулирование
- Момент зажигания, включая регулирование по детонации
- Регулировка холостого хода
- Фазы газораспределения через механизм регулирования для впускного и выпускного распределительных валов, включая внутреннюю рециркуляцию ОГ
- Компрессор хладагента
- Электромагнитный клапан EVAP вентиляции абсорбера
Подача топлива в двигатель осуществляется посредством многоточечного последовательного впрыска. За зажигание отвечает безраспределительная система зажигания с одним блоком катушки зажигания, который подает напряжение зажигания ко всем цилиндрам. Зажигание каждого отдельного цилиндра регулируется индивидуально.
Процесс запуска
PCM разрешает запуск двигателя, когда Электронише Вегфахрсперре считывает данные ключа, содержащего действительный код. Этот код затем проверяется в модуль центральной электрики и сравнивается с кодом, сохраненным в памяти. Если код признается правильным, производится синхронизация с другими модулями. Только после успешной синхронизации с другими модулями в PCM разрешается запуск двигателя. PCM подключает на массу реле стартера, которое затем подает напряжение на электромагнит стартера. Как только частота вращения коленчатого вала двигателя достигает определенного значения, PCM выключает реле стартера и вместе с ним стартер. Благодаря этому стартер используется в щадящем режиме.
Если коленчатый вал двигателя не проворачивается или проворачивается медленно, процедура запуска прерывается PCM.
Расчет угла опережения фаз газораспределения
Двигатель 1.6L Duratec-16V Ti-VCT (Sigma) имеет два независимых механизма регулирования фаз газораспределения.
Это позволяет PCM постоянно и независимо друг от друга регулировать сдвиг фаз впуска и выпуска путем относительного поворота распределительных валов. Регулирование фаз газораспределения осуществляется PCM на основании калибровки, которая, прежде всего, зависит от нагрузки на двигатель и частоты оборотов двигателя.
Преимущества этой системы:
- Увеличенный крутящий момент, развиваемый двигателем, и более благоприятная характеристика крутящего момента
- Снижение расхода топлива
- Уменьшение вредных выбросов в атмосферу
Бесступенчатое изменение положения распределительных валов посредством PCM обеспечивается за счет электромагнитных клапанов Ventilverstellung, механизмов регулирования фаз газораспределения и двух датчиков положения распределительного вала. Диапазон регулирования работающих по лопастному принципу механизмов регулирования фаз газораспределения составляет 52° коленчатого вала для впускного распределительного вала и 47° коленчатого вала для выпускного распределительного вала. При запуске двигателя оба распределительных вала механически заблокированы в своем исходном положении. Впускной распределительный вал находится в положении максимального запаздывания, а впускной распределительный вал - в положении максимального опережения.
Регулирование подразделяется на 4 основных диапазона:
- Малая нагрузка двигателя при низкой частоте вращения коленчатого вала
- Частичная нагрузка двигателя
- Высокая нагрузка двигателя при низкой частоте вращения коленчатого вала
- Высокая нагрузка двигателя при высокой частоте вращения коленчатого вала
При малой нагрузке двигателя и низкой частоте вращения коленчатого вала выпускные клапаны открываются раньше, а впускные - позже. В результате такого сдвига фаз снижается расход топлива и повышается плавность работы двигателя на холостом ходу.
В зоне частичных нагрузок двигателя выпускные и впускные клапаны открываются позже. Более позднее открытие выпускных клапанов обеспечивает полное использование энергии газов, расширяющихся в цилиндрах двигателя. Закрытие выпускных клапанов после прохождения поршнем верхней мертвой точки позволяет осуществлять Abgasrückführung внутреннюю за счет всасывания ОГ в камеру сгорания. Более того, впускные клапаны, закрываясь после прохождения поршнем нижней мертвой точки, обеспечивают возможность вытеснения смеси свежего топливовоздушного заряда с отработавшими газами обратно во впускной тракт двигателя. Благодаря этому сокращается расход топлива и выброс вредных веществ.
При низкой частоте вращения коленчатого вала и высокой нагрузке двигателя выпускные клапаны открываются позже, а впускные - раньше. При этом в момент прохождения поршнем верхней мертвой точки достигается перекрытие фаз открытого состояния впускных и выпускных клапанов. Это позволяет использовать пульсирующее движение воздуха во впускном тракте для улучшения наполнения цилиндров топливовоздушной смесью. За счет этого обеспечивается более высокий крутящий момент в нижнем диапазоне частоты вращения коленчатого вала двигателя.
При высокой частоте вращения коленчатого вала и высокой нагрузке двигателя выпускные клапаны открываются раньше, а впускные закрываются позже. Поскольку при высоких оборотах двигателя необходимо обеспечить быстрый газообмен, то раннее открытие выпускных клапанов позволяет оптимизировать выпуск отработавших газов, а позднее закрытие впускных клапанов способствует улучшению наполнения цилиндров свежей топливовоздушной смесью. При этом достигается высокая мощность двигателя.
Дозирование топлива
При включенном зажигании и выключенном двигателе топливный насос включается на одну секунду, чтобы создать давление в системе, после чего, из соображений безопасности, выключается.
Определение дозировки топлива осуществляется либо в открытом, либо в замкнутом контуре регулирования.
Открытый контур регулирования отличается от замкнутого тем, что лямбда-регулирование отключено.
PCM возвращается от замкнутого к открытому контуру регулирования, когда подогреваемый лямбда-зонд охлаждается или выходит из строя, а также при ускорении, движении накатом и при полной нагрузке.
Расчет дозировки топлива посредством PCM зависит от режима работы двигателя и включает в себя:
- управление топливным насосом,
- расчет количества топлива при запуске (проворачивании) двигателя,
- расчет желаемого соотношения масс воздуха и топлива,
- расчет массового расхода воздуха,
- расчет количества топлива для различных режимов работы и соответствующие меры по коррекции подачи топлива.
Открытый контур регулирования
Открытый контур регулирования используется для управления впрыском топлива, прежде всего, пока сигналы подогреваемый лямбда-зонд не поступают в PCM для расчета.
Двумя важнейшими причинами, которые делают обязательной работу двигателя без лямбда-регулирования (открытый контур регулирования), являются следующие режимы работы двигателя:
- холодный двигатель (запуск, период прогрева)
- Полная нагрузка ( Volllaststellung)
В этих режимах, чтобы обеспечить стабильность частоты вращения двигателя или оптимальные мощностные характеристики, двигателю необходима богатая топливовоздушная смесь с Лямбда-значением ниже λ = 1.
Замкнутый контур регулирования
Замкнутый контур регулирования при участии Дрей-Веге-Катализатор обеспечивает точное регулирование выбросов ОГ и экономичный расход топлива. В замкнутом контуре регулирования сигналы подогреваемый лямбда-зонд обрабатываются PCM и двигатель постоянно работает в оптимальном диапазоне λ = 1. В дополнении к обычному подогреваемый лямбда-зонд при регулировании также учитывается сигнал датчика мониторинга каталитического нейтрализатора. На основании этих данных оптимизируется лямбда-регулирование.
Расчет угла опережения зажигания
Поскольку на распространение фронта пламени в топливовоздушной смеси всегда требуется одинаковое время, воспламенение топливовоздушной смеси должно происходить раньше или позже в зависимости от частоты оборотов двигателя. Чем выше частота вращения, тем раньше должен быть момент зажигания. Тем самым, обеспечивается максимальное давление сгорания непосредственно после того, как поршень достигнет верхней мертвой точки.
В качестве основы для расчета угла опережения зажигания используются:
- Частота вращения коленчатого вала двигателя.
- Нагрузка на двигатель
- Температуры охлаждающей жидкости
- Сигнал Датчик детонации
Величина угла зажигания оказывает существенное влияние на работу двигателя. Угол опережения зажигания влияет на:
- мощность двигателя,
- токсичность отработавших газов и
- расход топлива.
Чем выше нагрузка на двигатель, иными словами потребность в крутящем моменте, тем богаче должна быть топливовоздушная смесь, тем дольше продолжительность сгорания, и тем раньше момент зажигания.
PCM определяет нагрузку на двигатель на основании сигналов Люфтмассенштром и положения дроссельной заслонки. Момент зажигания определяется с учетом обоих этих показателей и частоты вращения коленчатого вала двигателя. Это делается, исходя из регулировочных характеристик, сохраненных в PCM. Момент зажигания дополнительно корректируется в зависимости от условий эксплуатации двигателя, например: при холодном пуске.
Регулировочная характеристика угла опережения зажигания
1 Нагрузка на двигатель 2 Частота вращения коленчатого вала двигателя 3 Угол опережения зажигания
Данные в регулировочных характеристиках определены путем проведения серии тестов. При этом особое внимание уделено составу отработавших газов, мощности и расходу топлива. Регулировочная характеристика зажигания сохранена в памяти PCM.
Путем установки момента зажигания можно также в определенной степени повлиять на частоту оборотов двигателя без изменения положения дроссельной заслонки. Это дает преимущества при стабилизации частоты вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу, так как частота вращения и крутящий момент двигателя значительно быстрее реагируют на изменение момента зажигания, чем на изменение положения дроссельной заслонки. Кроме того, изменение момента зажигания может происходить значительно быстрее.
Чтобы поддерживать момент зажигания как можно ближе к границе детонации и, тем самым, оптимизировать коэффициент полезного действия двигателя, на двигателе установлены два Датчик детонации, которые воспринимают механические колебания двигателя и преобразуют их в электрический сигнал для PCM.
A Нормальное сгорание B Детонационное сгорание 1 Изменение давления в цилиндре 2 Сигнал напряжения от Датчик детонации
Детонационное сгорание имеет место в том случае, когда скорость распространения пламени становится сопоставимой со скоростью звука. Это может происходить, прежде всего, в конце процесса сгорания, если после нормального сгорания вследствие возникшего повышения давления самовозгорается несгоревшая смесь у стенок камеры сгорания. Возникающие при этом пики давления могут повредить поршни, уплотнительную прокладку головки цилиндров и головку цилиндров.
Если возникает детонационное сгорание, момент зажигания соответствующего цилиндра смещается в сторону запаздывания, пока не пройдет детонационное сгорание. После этого момент зажигания медленно смещается в сторону опережения, пока снова не будет достигнуто значение момента зажигания, заданное PCM.
Система управления генератором (система Умная зарядка)
1 PCM 2 Потребители 3 Генератор 4 Шина передачи данных Steuergeräteunternetzwerk По Steuergeräteunternetzwerk-шине PCM получает информацию о нагрузке на генератор, а генератор информацию об оптимальном напряжении, вычисленном PCM.5 Контрольная лампа системы зарядки на щитке приборов Управляется PCM по шине передачи данных CAN.6 Сигнал температуры от датчика Ansauglufttemperatur 7 Блок управления дроссельной заслонкой 8 Реле PCM
Система "Smart Charging" объединяет следующие функции:
- Оценка температуры аккумулятора и контроль зарядного напряжения
- Передача информации о нагрузке генератора
- Отключение генератора при запуске двигателя
- Увеличение частоты вращения коленчатого вала в условиях низкого напряжения/высокой электрической нагрузки (для увеличения выходной мощности генератора и уменьшения разрядки аккумулятора).
На обычном генераторе постоянное значение напряжения (заданное значение) задается внутренним регулятором напряжения и на основании этого значения регулируется напряжение в системе. Генератор с системой "Smart Зарядка", хотя и сохраняет за собой функции регулятора напряжения, но заданное значение напряжения вычисляется в PCM.
Система "Smart Зарядка" обходится без дополнительных элементов, функция самопроверки содержится в PCM, диагностика осуществляется через интегрированную диагностическую систему (IDS).
При высокой нагрузке генератора, чтобы повысить мощность генератора, PCM может постепенно увеличить частоту оборотов холостого хода по отношению к базовой частоте оборотов холостого хода на 150 об/мин.
Когда двигатель запускается, генератор начинает генерировать переменный ток (AC), который внутри преобразовывается в постоянный ток (DC). Постоянный ток подается в аккумулятор и на потребители электрической нагрузки в автомобиле под напряжением, которое контролируется регулятором напряжения (регулятор расположен в задней части генератора). Напряжение системы зарядки управляется от PCM. Это происходит в зависимости от температуры. Аккумулятор более эффективно заряжается при повышенном напряжении, когда он холодный, и при пониженном напряжении, когда он теплый. PCM может регулировать напряжение зарядки в соответствии с температурой аккумулятора. Температура аккумулятора вычисляется на основании Ansauglufttemperatur и температура охлаждающей жидкости.
PCM одновременно выполняет мониторинг и управление выходного напряжения генератора. Когда текущее потребление становится высоким или аккумулятор очень сильно разряжен, система может увеличить частоту вращения коленчатого вала в режиме холостого хода. Для того чтобы свести к минимуму сопротивление при запуске двигателя, PCM деактивирует генератор. После запуска двигателя PCM постепенно увеличивает мощность генератора до требуемого значения.
PCM контролирует работу контрольной лампы системы зарядки, которая расположена на щитке приборов. Поэтому PCM отвечает за выключение контрольной лампы после запуска двигателя и ее включение при наличии неполадок. PCM также включает эту контрольную лампу при включенном зажигании и выключенном двигателе, и при глушении двигателя.
За счет непрерывного расчета температуры аккумулятора и контроля выходного напряжения генератора обеспечивается оптимизация зарядного тока аккумулятора. Благодаря функции предварительного предупреждения о нагрузке генератора PCM заранее информируется о предстоящей электрической нагрузке и, таким образом, о предстоящем изменении крутящего момента генератора. Основываясь на этой информации, PCM может обеспечить более высокую стабильность частоты вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу.
При неполадках в системе "Smart Зарядка" заданное значение напряжения устанавливается на значение, заложенное в генератор. Контрольная лампа системы зарядки включается при неполадках в системе и при низком напряжении зарядки.
Модуль управления силовым агрегатом (PCM)
PCM постоянно оптимизирует мощность двигателя и выброс вредных веществ, для этого он обрабатывает сигналы датчиков и информацию, поступающие по шине передачи данных CAN, и соответствующим образом использует их для управления/регулирования различных управляющих параметров.
PCM содержит в себе часть Электронише Вегфахрсперре.
Напряжение аккумулятора подается на PCM через предохранитель F10 в Баттерьевертайлербокс. Это напряжение необходимо для того, чтобы при выключении двигателя не потерять сохраненные данные. После выключения двигателя в течении следующих 10 секунд на PCM все еще подается напряжение, чтобы обеспечить сохранение данных из Schreib-Lese-Speicher PCM в постоянном запоминающем устройстве.
Трансформатор напряжения, интегрированный в PCM, обеспечивает подачу напряжения 5 В к различным элементам PCM и датчикам на двигателе. Элементы, работающие от напряжения аккумулятора, управляются через внутренний мощный выходной каскад (например, форсунки) или через внешний мощный выходной каскад (например, катушка зажигания с каскадом в самой катушке).
Чтобы всегда обеспечивать оптимальную работу двигателя PCM имеет несколько адаптивных (самообучающихся) функций. Посредством этих функций выходные сигналы адаптируются к изменяющимся обстоятельствам таким, как возможный износ или системная неисправность.
В определенных случаях ошибочный сигнал заменяется или ограничивается значением по умолчанию. Значение по умолчанию может быть получено при обработке других сигналов или заложено в PCM. Заменяющее значение позволяет продолжать движение на автомобиле без существенного изменения показателей состава ОГ. В зависимости от пропадания сигнала PCM переходит в аварийный режим работы. В этом режиме мощность двигателя и/или частота оборотов коленчатого вала сокращаются во избежание дальнейшего повреждения.
В соответствии с ошибочным сигналом в память неисправностей PCM записывается код неисправности.
PCM обрабатывает сигналы от различных датчиков и оценивает их с помощью своего программного обеспечения. Следующие датчики передают сигналы в PCM:
- Датчики положения распределительного вала
- Датчик Kurbelwellenstellung
- Датчик Люфтмассенштром
- Датчик детонации
- Датчик температура охлаждающей жидкости
- Переключатель Motoröldruck
- Датчик Drosselklappenstellung
- Датчик Fahrpedalstellung
- подогреваемый лямбда-зонд
- Датчик мониторинга каталитического нейтрализатора
- Датчик Ansauglufttemperatur
- Переключатель Серволенкунгсдрук
- Датчик давления системы кондиционирования воздуха (A/C)
- Генератор
Следующие элементы получают сигналы от PCM:
- Реле модуля управления силовым агрегатом
- Реле муфты компрессора кондиционера
- инжекторы
- Катушка зажигания elektronische Zündung
- Модуль вентилятора охлаждения.
- Блок управления дроссельной заслонкой
- Электромагнитный клапан Ventilverstellung
- Реле стартера
- Электромагнитный клапан EVAP вентиляции абсорбера
- Генератор
- Нагревательный элемент подогреваемый лямбда-зонд
- Нагревательный элемент датчика мониторинга каталитического нейтрализатора
Следующие сигналы PCM получает по шине передачи данных CAN:
- Температура наружного воздуха
- Fahrpedalstellung
- Kupplungspedalstellung
- Bremspedalstellung
- Скорость автомобиля
- Запрос компрессора кондиционера
- Электронише Вегфахрсперре
Следующие сигналы PCM посылает по шине передачи данных CAN:
- Включение/выключение реле топливного насоса
- Частота вращения коленчатого вала двигателя.
- Включение/выключение контрольных ламп
- Электронише Вегфахрсперре
- температура охлаждающей жидкости
Датчика положения распределительного вала
На основании вычисленного положения распределительных валов и информации о положении коленчатого вала двигателя PCM может определять правильный момент зажигания и правильный момент впрыска индивидуально для каждого цилиндра. Также можно точно определить цилиндр, склоняющийся к детонационному сгоранию.
Датчик положения распределительного вала является датчиком Холла и получает напряжение 5 В от PCM. Датчик Холла генерирует сигнал, когда зубья импульсного диска проходят мимо наконечника датчика. По форме и расположению зубьев импульсного диска и в сочетании с сигналами Kurbelwellenstellung-датчика PCM может в любой момент вычислить положение каждого распределительного вала. Если в зоне датчика находится возвышение, PCM получает низкий "низкий" сигнал с максимальным напряжением 0,5 В. Если в зоне датчика находится просвет, в PCM посылается высокий "высокий" сигнал. Напряжение этого сигнала составляет около 4,5 В.
При выходе из строя одного или обоих датчиков положения распределительного вала в памяти неисправностей PCM сохраняется код неисправности и деактивируется регулирование фаз газораспределения и регулирование по детонации.
Датчик положения коленчатого вала (CKP)
Датчик Kurbelwellenstellung используется PCM для регистрации частоты вращения и для распознавания oberer Totpunkt.
По окружности маховика со стороны двигателя имеется 35 углублений, одно из которых в два раза больше остальных. Оно используется для распознавания oberer Totpunkt Датчик Kurbelwellenstellung работает по индуктивному принципу и генерирует синусоидальное напряжение сигнала, высота и частота которого зависят от частоты вращения.
Из частоты сигнала PCM вычисляет частоту вращения коленчатого вала двигателя. За счет выемки двойного размера на маховике при каждом обороте коленчатого вала двигателя генерируется видоизмененное синусоидальное колебание, с помощью которого PCM распознает oberer Totpunkt-положение коленчатого вала.
Сигнал датчика Kurbelwellenstellung служит для определения:
- положения коленчатого вала
- частоты оборотов двигателя
- момента зажигания
- момента впрыска
- угла опережения зажигания механизмов Ventilverstellung
A высокая частота вращения B низкая частота вращения 1 Прохождение через нуль: незначительный интервал/большая амплитуда 2 Прохождение через нуль: большой интервал/малая амплитуда
Ускорение маховика при каждом рабочем такте вызывает изменение сигнала Kurbelwellenstellung.
Во время рабочего такта на поршни действует давление сгорания, вследствие чего ускоряется коленчатый вал и вместе с ним маховик. Это ускорение на кривой напряжения можно определить по несколько более высокой частоте и амплитуде сигнала Kurbelwellenstellung.
В случае пропадания сигнала Kurbelwellenstellung аварийный режим не предусмотрен. Двигатель заглохнет или не заведется, и в памяти неисправностей PCM сохранится информация о неисправности.
Датчики детонации (KS)
1 Вибропрозрачное вещество 2 Пьезокерамика 3 Корпус 4 Контакты на пьезокерамике 5 Электрический разъем
Датчики детонации преобразуют механические колебания блока цилиндров в электрические импульсы, которые затем обрабатываются PCM.
Каждый датчик Датчик детонации содержит пьезокерамический кристалл, который генерирует напряжение, когда на него оказывает воздействие внешняя сила или давление.
При креплении Датчик детонации соблюдать предписанный крутящий момент. За счет этого обеспечивается определенное предварительное напряжение, действующее на кристаллы, и, тем самым, оказывается влияние на работу Датчик детонации.
Во время работы двигателя колебания давления, возникающие вследствие процесса сгорания, приводят к колебаниям в блоке цилиндров. Они воздействуют на кристаллы в Датчик детонации и заставляют датчики генерировать сигналы напряжения. Эти сигналы напряжения оцениваются PCM и сравниваются с сохраненными данными.
A Нормальное сгорание B Детонационное сгорание 1 Изменение давления в цилиндре 2 Сигнал напряжения от Датчик детонации
PCM может определить детонационное сгорание в каждом отдельном цилиндре. В случае возникновения детонации момент зажигания соответствующего цилиндра на несколько оборотов коленчатого вала устанавливается на запаздывание, пока не пройдет детонационное сгорание. После этого момент зажигания снова медленно смещается к расчетному значению.
Если сигнал одного или обоих Датчик детонации недостоверен или пропадает, регулирование по детонации отключается. PCM переключается на регулировочную характеристику зажигания, которая во избежание повреждения двигателя удалена от границы детонации. В случае неисправности в память неисправностей PCM записывается код неисправности.
Лямбда-зонды (HO2S) и датчики мониторинга каталитического нейтрализатора
подогреваемый лямбда-зонд находятся перед Дрей-Веге-Катализатор. Датчики мониторинга каталитического нейтрализатора позади Drei-Wege-Katalysator. подогреваемый лямбда-зонд измеряет остаточное содержание кислорода в ОГ перед Дрей-Веге-Катализатор.
Датчик мониторинга каталитического нейтрализатора измеряет содержание кислорода в ОГ после Дрей-Веге-Катализатор.
Как подогреваемый лямбда-зонд, так и датчики мониторинга каталитического нейтрализатора передают эти данные в PCM.
Предварительный подогрев датчика подогреваемый кислородный датчик
Лямбда-зонд может работать только при температурах выше 300°C. Нормальная рабочая температура в автомобиле находится в диапазоне от 350°C до 850°C. Если температура превышает 1000°C, лямбда-зонд получает непоправимое повреждение.
Для того, чтобы как можно быстрее достичь оптимальной рабочей температуры, устанавливаются подогреваемый лямбда-зонд. Подогрев служит также для того, чтобы поддерживать рабочую температуру, например, во время движения накатом, когда датчик не обтекают горячие ОГ.
Нагревательный элемент в подогреваемый лямбда-зонд представляет собой Температуроэффективный позиционер-резистор. Нагревательный элемент получает напряжение аккумулятора, как только включается реле модуля управления силовым агрегатом. подогреваемый лямбда-зонд соединяется на массу через PCM. Так как при холодном нагревательном элементе через него проходит высокий ток накала, этот ток ограничивается ШИМ в PCM до определенного значения. Затем PCM включает постоянное соединение на массу нагревательного элемента.
PCM может обнаруживать неисправности в нагревательном элементе и сохранять информацию о них в памяти неисправностей.
Подогреваемый кислородный датчик
Оба подогреваемый лямбда-зонд установлены перед соответствующим Drei-Wege-Katalysator. подогреваемый лямбда-зонд состоят из массивного гальванического элемента из диоксида циркония, окруженного пористым керамическим корпусом. Выходное напряжение подогреваемый лямбда-зонд зависит от содержания кислорода в ОГ и при значении лямбда = 1 находится в диапазоне от 300 до 500 мВ. Если топливовоздушная смесь обогащается, напряжение поднимается вплоть до 900 мВ, если смесь обедняется, напряжение падает вплоть до 0 В.
подогреваемый лямбда-зонд используются PCM для определения содержания кислорода в ОГ перед входом в Дрей-Веге-Катализатор. За счет этого PCM может регулировать количество впрыскиваемого топлива таким образом, что всегда будет поддерживаться оптимальная для сгорания топливовоздушная смесь со значением лямбда = 1.
подогреваемый лямбда-зонд генерируют линейный сигнал напряжения, соответствующий содержанию кислорода в ОГ по отношению к содержанию кислорода в окружающем воздухе. Для этого сравнения в подогреваемый лямбда-зонд имеется небольшое отверстие, через которое внутрь поступает окружающий воздух.
Датчик мониторинга каталитического нейтрализатора
Оба датчика мониторинга каталитического нейтрализатора установлены позади соответствующего Дрей-Веге-Катализатор. Они используются PCM для измерения содержания кислорода в ОГ после выхода из Дрей-Веге-Катализатор. Если удовлетворяются все условия для выполнения диагностики каталитического нейтрализатора, PCM может использовать эту информацию для проверки правильности работы Дрей-Веге-Катализатор. Эта информация используется также для улучшения адаптации топливовоздушной смеси.
Датчики мониторинга каталитического нейтрализатора по своей функции близки к подогреваемый лямбда-зонд, но они посылают в PCM не линейный, а двоичный сигнал. Этот сигнал очень сильно изменяется при изменении содержания кислорода в ОГ. По этой причине датчики мониторинга каталитического нейтрализатора также называют лямбда-зондами со скачкообразной характеристикой (потому что изменение сигнала датчика происходит скачкообразно).
Электромагнитный клапан системы регулирования фаз газораспределения (VVT)
Впускной и выпускной распределительные валы имеют по одному электромагнитному клапану Ventilverstellung.
Электромагнитные клапаны Ventilverstellung служат для управления механизмами регулирования распределительных валов, которые, в свою очередь, служат для регулирования фаз газораспределения в направлении опережения или запаздывания. За счет этого увеличивается мощность двигателя и реализуется внутренняя рециркуляция ОГ. Электромагнитные клапаны Ventilverstellung для впускного и выпускного распределительных валов отличаются положением точек крепления, в которых они крепятся к перемычке системы регулирования фаз газораспределения.
Через электромагнитные клапаны Ventilverstellung в механизмы регулирования фаз газораспределения впускается и выпускается определенное количество моторного масла при господствующем Motoröldruck. За счет этого фазы газораспределения регулируются в соответствии с режимом работы двигателя.
Электромагнитные клапаны Ventilverstellung управляются сигналом ШИМ посредством PCM.
A Полость, соединенная с камерой А B Полость, соединенная с камерой В 1 Обмотка 2 Стержень клапана 3 Отверстие подвода масла из главной масляной магистрали двигателя и кольцевая канавка, соединенная с камерой В механизма регулирования фаз газораспределения 4 Кольцевая канавка для отвода масла 5 Отверстие подвода масла из главной масляной магистрали двигателя и кольцевая канавка, соединенная с камерой А механизма регулирования фаз газораспределения 6 Отверстие для подвода смазки из главной масляной магистрали двигателя к электромагнитному клапану Ventilverstellung 7 Пружина 8 Отверстие для отвода моторного масла
Во время работы двигателя на холостом ходу и движения автомобиля накатом электромагнитные клапаны Ventilverstellung многократно активируются PCM для очистки от грязи, осевшей в отверстиях и кольцевых канавках.
Если в электромагнитных клапанах Ventilverstellung обнаруживается неисправность, они отключаются.
Чтобы избежать неправильной работы механизмов Ventilverstellung при низкой наружной температуре или низкой температуре моторного масла, они замедленно активируются PCM через электромагнитные клапаны Ventilverstellung. Необходимую для этого информацию PCM получает от датчика температура охлаждающей жидкости и датчика Ansauglufttemperatur.
Датчик массового расхода воздуха (MAF) / датчик температуры воздуха на впуске (IAT)
1 Корпус 2 Крышка корпуса 3 Электронный блок управления 4 Чувствительный элемент 5 Элемент измерения температуры 6 Зона нагрева
Датчик Люфтмассенштром работает по принципу термоанемометра (нити накаливания).
Напряжение на датчик Люфтмассенштром подается через реле модуля управления силовым агрегатом в Баттерьевертайлербокс. Соединение на массу датчика Люфтмассенштром и датчика Ansauglufttemperatur обеспечивается через PCM.
Датчик Люфтмассенштром имеет профильную деталь, которая выступает в центр выпускного трубопровода воздушного фильтра для измерения всасываемой двигателем воздушной массы и температуры всасываемого воздуха.
Расход всасываемой двигателем воздушной массы определяется на основании охлаждающего эффекта всасываемого воздуха, оказываемого на термоанемометрический пленочный элемент в Люфтмассенштром. Чем больше всасываемая воздушная масса, тем сильнее охлаждающий эффект и тем меньше электрическое сопротивление термоанемометрического пленочного элемента. Электроника в датчике Люфтмассенштром обрабатывает это значение сопротивления и посылает в PCM сигнал, соответствующий всасываемой воздушной массе.
Напряжение этого аналогового сигнала находится в диапазоне от 0,5 до 5 В. При небольшом массовом расходе воздуха напряжение сигнала низкое, а при большом расходе - высокое.
На основании этого напряжения PCM вычисляет воздушную массу, всасываемую двигателем. При помощи этого значения определяется соответствующее количество впрыскиваемого топлива, а также установка зажигания.
Датчик Люфтмассенштром контролируется PCM и в случае неисправности в памяти неисправностей PCM сохраняются соответствующие коды неисправности. Если неисправность заключается в датчике Люфтмассенштром, из частоты вращения и положения дроссельной заслонки вычисляется заменяющее значение.
В датчик Люфтмассенштром встроен датчик Ansauglufttemperatur. Этот датчик представляет собой Отрицательный температуроэффициент-резистор и уменьшает свое сопротивление с ростом температуры. Через PCM на датчик Ansauglufttemperatur подается опорное напряжение 5 В. В зависимости от сопротивления на датчике Ansauglufttemperatur наблюдается различное падение напряжения. На основании этого падения напряжения PCM определяет температуру всасываемого воздуха.
Если датчик Ansauglufttemperatur неисправен, для расчетов используется фиксированное значение 20°C.
Датчик положения педали акселератора (APP)
Датчик Fahrpedalstellung определяет текущее положение педали акселератора и передает информацию об этом в PCM и модуль центральной электрики.
Датчик Fahrpedalstellung представляет собой сдвоенный бесконтактный индуктивный датчик. Датчик Fahrpedalstellung встроен в модуль педали акселератора.
Работа индуктивного датчика во многом аналогична работе трансформатора. Сначала необходимо преобразовать входящее постоянное напряжение в переменное напряжение. При нажатии педали акселератора перемещается ротор. Он является магнитопроводом для индуцирования переменного напряжения во вторичной обмотке (в результате переменное напряжение в первичной обмотке вызывает возникновение переменного напряжения во вторичной обмотке).
Сигналы датчика Fahrpedalstellung распределяются следующим образом:
- АРР 1 = сигнал ШИМ передается к модуль центральной электрики, а оттуда через шину передачи данных CAN в PCM.
- АРР 2 = аналоговый сигнал Глейхстрем направляется напрямую в PCM.
Достоверность обоих сигналов контролирует PCM.
В случае выхода из строя одного из двух датчиков Fahrpedalstellung автомобиль продолжает движение, но разгоняется медленнее. Тем не менее, автомобиль может разогнаться до конечной скорости.
Если оба датчика Fahrpedalstellung выходят из строя, то после однократного срабатывания переключателя Bremspedalstellung и выключателя стоп-сигналов и проверки достоверности сигналов двигатель переводится в режим работы с фиксированной частотой вращения коленчатого вала. Автомобиль может разогнаться только до определенной скорости.
В обоих случаях в память неисправностей PCM записывается информация о неисправности.
Датчик-переключатель положения педали сцепления (CPP)
При нажатии педали сцепления переключатель Kupplungspedalstellung посылает сигнал массы в модуль центральной электрики. Этот сигнал передается от модуль центральной электрики по шине передачи данных CAN в PCM. PCM использует этот сигнал, чтобы улучшить характер работы двигателя при переключении передач.
Выход из строя переключателя Kupplungspedalstellung может привести к ощутимым толчкам при переключении.
Датчик-переключатель положения педали тормоза (ВРР)
Переключатель Bremspedalstellung сообщает в PCM о торможении автомобиля. Его контакты являются нормально замкнутыми и в состоянии покоя проводят сигнал соединения с массой к модуль центральной электрики. Этот сигнал передается по шине передачи данных CAN в PCM.
Выключатель стоп-сигналов также подсоединен к модуль центральной электрики, и его контакты разомкнуты в состоянии покоя. Если автомобиль тормозит, выключатель стоп-сигналов посылает сигнал в модуль центральной электрики. Здесь сравниваются сигналы от переключателя Bremspedalstellung и выключателя стоп-сигналов. В случае расхождения сигналов в память неисправностей модуль центральной электрики записывается информация о неисправности.
Информация обоих датчиков используется для аварийной функции при выходе из строя датчика Fahrpedalstellung.
Если датчик Fahrpedalstellung выходит из строя и включается переключатель Bremspedalstellung, PCM переводит двигатель на частоту оборотов холостого хода.
Датчик давления системы кондиционирования воздуха (A/C)
Датчик давления хладагента установлен со стороны высокого давления Климаанлаге. Датчик давления хладагента посылает в PCM непрерывный аналоговый сигнал о давлении в магистрали высокого давления хладагента. За счет линейной характеристики этого сигнала возможно более точное управление вентилятором. Входное напряжение составляет 5 В, выходное напряжение лежит в диапазоне от 0,5 до 4,5 В (в зависимости от давления хладагента). При незначительном давлении хладагента выходное напряжение также незначительно.
Сигнал используется также для того, чтобы при определенных значениях давления включать/выключать компрессор кондиционера посредством реле муфты компрессора кондиционера.
Реле муфты компрессора системы кондиционирования воздуха
Реле муфты компрессора кондиционера находится в Баттерьевертайлербоксгнезде R3.
Реле муфты компрессора кондиционера включает/выключает компрессор кондиционера. Оно управляется от PCM. Информацию о запросах водителя PCM получает от блока управления системой микроклимата по шине передачи данных CAN.
Если по причине условий давления в контуре хладагента возникает неисправность, компрессор кондиционера отключается посредством реле муфты компрессора системы кондиционирования. Также при определенных условиях PCM на некоторое время выключает реле муфты компрессора кондиционера (высокая нагрузка на двигатель, ускорение, высокая температура охлаждающей жидкости).
Блок управления дроссельной заслонкой
1 Датчик Drosselklappenstellung 2 Электродвигатель
1 Ограничительный винт 2 Зубчатый сектор 3 Вал дроссельной заслонки 4 Возвратная пружина дроссельной заслонки 5 Карданный вал 6 Электродвигатель с шестерней
ВниманиеБлок управления дроссельной заслонкой нельзя ремонтировать/регулировать. Регулировка упора дроссельной заслонки ни в коем случае недопустима.
От датчика Fahrpedalstellung модуль PCM получает информацию о стиле вождения водителя.
Блок управления дроссельной заслонкой получает соответствующий входной сигнал от PCM. На основании этого сигнала электродвигатель поворачивает вал дроссельной заслонки через зубчатый редуктор. Положение дроссельной заслонки постоянно контролируется датчиком Drosselklappenstellung, и эта информация обрабатывается и контролируется PCM. При неизменном положении дроссельной заслонки в зависимости от требуемой величины крутящего момента изменяются угол опережения зажигания и количество впрыскиваемого топлива. Изменение положения дроссельной заслонки на основании изменения положения датчика Fahrpedalstellung не является обязательным в зависимости от режима работы двигателя.
В случае сбоя в работе блока управления дроссельной заслонкой система начинает работать в аварийном режиме. Этот режим разрешает незначительное открытие дроссельной заслонки, что обеспечивает расход воздуха, достаточный для работы двигателя в ограниченном режиме. Для этой цели в корпусе дроссельной заслонки имеется ограничительный винт. Возвратная пружина закрывает дроссельную заслонку до положения, пока упор зубчатого сектора не ляжет на ограничительный винт. Благодаря этому дроссельная заслонка остается открытой на определенный угол, что позволяет двигателю работать в аварийном режиме.
Ограничительный винт дроссельной заслонки имеет подпружиненный штифт, который при работе в аварийном режиме держит открытой дроссельную заслонку. При нормальных условиях движения подпружиненный штифт сжимается под воздействием электродвигателя, если дроссельная заслонка должна быть закрыта сильнее, чем это предусмотрено при работе в аварийном режиме (например, для настройки частоты вращения в режиме холостого хода или при выключении тяги).
Датчик-переключатель давления моторного масла (ЕОР).
Переключатель в соответствии с Motoröldruck заземляет PCM. Этот сигнал необходим для управления электромагнитными клапанами Ventilverstellung.
Кроме того, информация передается по шине передачи данных CAN на щиток приборов, где соответственно включается/выключается контрольная лампа Motoröldruck.
Датчик температуры охлаждающей жидкости (ECT)
Датчик температура охлаждающей жидкости представляет собой Отрицательный температуроэффициент-резистор и служит для измерения точной температура охлаждающей жидкости.
PCM использует сигнал датчика температура охлаждающей жидкости для корректировки следующих значений:
- Определение продолжительности впрыска
- Частота вращения на холостом ходу
- Управление вентилятором охлаждения
- Управление компрессором кондиционера
Датчик температура охлаждающей жидкости получает напряжение 5 В от PCM. PCM может определить температуру охлаждающей жидкости на основании зависимого от температуры падения напряжения на датчике.
При пропадании сигнала датчика температура охлаждающей жидкости вентилятор охлаждения включается на постоянную работу, а Климаанлаге больше не активируется. При включении зажигания принимается значение датчика Ansauglufttemperatur. Во время работы двигателя температура вычисляется на основании сохраненных в PCM регулировочных характеристик температуры в соответствии со временем работы двигателя. Это заменяющее значение является основанием для вычисления количества впрыскиваемого топлива и момента зажигания.
Электромагнитный клапан вентиляции абсорбера
Электромагнитный клапан EVAP вентиляции абсорбера включается PCM только тогда, кода температура охлаждающей жидкости составляет не менее 60°C. При этом электромагнитный клапан EVAP вентиляции абсорбера открывается и разрежение во впускном коллекторе всасывает окружающий воздух в абсорбер через активированный уголь. Благодаря этому накопившиеся в абсорбере углеводороды попадают в камеру сгорания двигателя.
Электромагнитный клапан EVAP вентиляции абсорбера отключается, и очистка системы прекращается, когда система управления двигателя переходит в режим согласования холостого хода и/или топливной смеси.
Модуль вентилятора охлаждения
Напряжение аккумулятора подается на модуль вентилятора охлаждения напрямую через предохранитель 60 А в Баттерьевертайлербокс. Управление осуществляется в зависимости от режима работы двигателя и кондиционера посредством сигнала ШИМ от PCM.
Частота вращения электродвигателя вентилятора охлаждения управляется на основании этого сигнала.
Датчик-переключатель давления в системе усилителя рулевого управления (PSP)
Переключатель Серволенкунгсдрук регистрирует давление, возникающее в магистрали между насосом усилителя рулевого управления и рулевым механизмом. При достижении предварительно заданного значения давления переключатель размыкается и, тем самым, дает PCM возможность своевременно стабилизировать частоту оборотов холостого хода.
Если Серволенкунгсдрук переключатель выходит из строя, могут возникнуть колебания частоты оборотов холостого хода, которые при значительном повороте управляемых колес (например, при парковке) могут привести к глушению двигателя.
инжекторы
Топливные форсунки с электромагнитным управлением служат для дозировки и распыления топлива. Количество впрыскиваемого топлива регулируется временем открытия форсунок. Топливные форсунки либо закрыты (нет сигнала на входе), либо открыты (есть сигнал на входе). Каждый цилиндр имеет свою собственную форсунку. Впрыск осуществляется с точным дозированием и в момент времени, определенный PCM. Впрыск осуществляется непосредственно перед впускными клапанами цилиндра.
1 Электрический разъем 2 Уплотнительное кольцо 3 Подача топлива с тонким ситом 4 Корпус 5 Катушка 6 Пружина 7 Игла клапана с якорем электромагнита 8 Седло клапана с дисковым распылителем
Топливные форсунки состоят из корпуса с топливными каналами, катушки и иглы клапана с якорем электромагнита. Топливо подается в клапан через тонкое сито. Они управляются со стороны массы выходными каскадами, интегрированными в PCM, при помощи сигнала, вычисленного системой управления двигателем. Подача напряжения осуществляется через реле модуля управления силовым агрегатом и предохранитель F9 в Баттерьевертайлербокс. Количество впрыскиваемого топлива зависит от продолжительности открытия, давления подачи и свободного диаметра отверстий распылителя. В дисковом распылителе имеется два отверстия. Они расположены таким образом, что впрыскивается две топливных струи. Каждая струя подается к одному впускному клапану.
Катушка электронного зажигания
1 Провода свечей зажигания 2 Катушка зажигания elektronische Zündung 3 свеча зажигания
Электронная система зажигания является полностью электронной системой без распределителя и подвижных частей со стороны высокого напряжения.
Управление электронной системой зажигания интегрировано в PCM.
Распределение высокого напряжения по отдельным цилиндрам в электронной системе зажигания реализуется посредством двухдисковых катушек зажигания. Сигнал датчика Kurbelwellenstellung является основой для расчетов угла опережения зажигания. Посредством PCM на основании регулировочных характеристик определяется оптимальная продолжительность замыкания и нарастание тока в первичной цепи катушки зажигания, после чего соответствующие сигналы направляются к катушке зажигания через выходные каскады PCM. Момент зажигания определяется PCM на основании условий работы двигателя. После определения момента зажигания PCM прерывает подачу тока в первичную цепь катушки зажигания, таким образом инициируя импульс зажигания, который по проводам свечей зажигания проходит к свечам зажигания цилиндров, генерируя там искру зажигания.
Свечи зажигания включаются попарно (цилиндр 1 и 4, цилиндр 2 и 3) и во время такта сжатия генерируют в цилиндре сильную основную искру, а во время такта выпуска - слабую вспомогательную искру. Основная искра автоматически генерируется в цилиндре во время такта сжатия, так как из-за сильного сжатия между электродами образуется сильное сопротивление.
В одной свече зажигания искра проскакивает от центрального электрода к боковому, а в другой - от бокового электрода к центральному.