Электронные органы управления: описание и работа — входные сигналы Ford Mondeo IV рестайлинг

Входные сигналы

1 Среднескоростная шина передачи данных CAN (МS-CAN)2 диагностический разъём 3 модуль центральной электрики Служит шлюзом между обеими системами шин передачи данных CAN.4 Высокоскоростная шина передачи данных CAN (HS-CAN)5 Датчик Kupplungspedalstellung 6 Переключатель Bremspedalstellung 7 Датчик Люфтмассенстрем 8 Датчик Drosselklappenstellung Встроен в блок управления дроссельной заслонкой 9 Датчик температура охлаждающей жидкости 10 Датчик Kurbelwellenstellung 11 Датчик положения распределительного вала впускного распределительного вала 12 Датчик положения распределительного вала выпускного распределительного вала 13 Широкополосный подогреваемый лямбда-зонд 14 Датчик мониторинга каталитического нейтрализатора 15 Датчик давления системы кондиционирования воздуха (A/C) 16 датчик детонации 17 Датчик Fahrpedalstellung 18 Датчик Saugrohr-Absolutdruck und -temperatur 19 Датчик давления/температуры топлива 20 Датчик температуры наружного воздуха 21 Датчик уровня, температуры и качества масла 22 Выключатель зажигания 23 АКБ 24 PCM

Выходные сигналы

1

Среднескоростная шина передачи данных CAN (МS-CAN)

2

Диагностекер

3

модуль центральной электрики

Служит шлюзом между обеими системами шин передачи данных CAN.

4

Высокоскоростная шина передачи данных CAN (HS-CAN)

5

PCM

6

Шина передачи данных Steuergeräteunternetzwerk

7

Генератор

8

Нагревательный элемент широкополосного подогреваемый лямбда-зонд

9

Нагревательный элемент датчика мониторинга каталитического нейтрализатора

10

Реле модуля управления силовым агрегатом

11

Реле стартера

12

Modul - топливный насос

См. Kraftstofftank und Kraftstoffleitungen - 2.5L Duratec (147kW/200 л.с.) - VI5

13

Топливный насос

14

инжекторы

5 штук

15

Реле муфты компрессора системы кондиционирования воздуха

См. климатическая установка салона

16

Клапан EVAP

См. «Kraftstoffverdunstungs-Auffangsystem»

17

Электромагнитный клапан регулирования фаз газораспределения выпускного распределительного вала

18

Электромагнитный клапан регулирования фаз газораспределения впускного распределительного вала

19

Модуль вентилятора охлаждения

См. Kühlsystem - 2.5L Duratec (147kW/200 л.с.) - VI5

20

Электромагнитный клапан регулирования наддува

См. Турбокомпрессор

21

Катушка прямого зажигания

5 штук

22

Блок управления дроссельной заслонкой

Узел привода с электродвигателем

Управление двигателем осуществляется посредством PCM. PCM использует для этого информацию от датчиков, чувствительных элементов и переключателей. Кроме того, PCM получает по шине передачи данных CAN информацию от других управляющих устройств. Вся информация обрабатывается в PCM и используется для управления/регулирования различных исполнительных механизмов.

В их числе:

• блок управления дроссельной заслонкой,
• форсунки,
• система регулирования фаз газораспределения,
• электромагнитный клапан регулирования наддува,
• а также свечи зажигания.

Некоторые значения передаются по шине передачи данных CAN в другие системы.

Следующие функции регулируются/управляются PCM:

• Процесс запуска
• Работа двигателя Подача топлива в двигатель, включая лямбда-регулирование Установка зажигания, включая регулирование по детонации Регулировка холостого хода Управление давлением наддува Фазы газораспределения посредством изменения положения впускного и выпускного распределительных валов (включая внутреннюю рециркуляцию отработавших газов)
• Компрессор системы кондиционирования (включение и выключение, а также подача)
• Электромагнитный клапан EVAP вентиляции абсорбера
• Система зарядки

Подача топлива в двигатель осуществляется посредством многоточечного последовательного впрыска. Зажигание осуществляется безраспределительной системой зажигания с отдельной катушкой на каждый цилиндр.

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 пассивный Wegfahrsperre.

Напряжение аккумулятора подается на PCM через предохранитель в Баттерьевертайлербокс. Это напряжение необходимо для того, чтобы при выключении двигателя не потерять сохраненные данные.

Для дальнейшего электропитания PCM включает реле в Баттерьевертайлербокс, которое отвечает за подачу напряжения к PCM, а также к некоторым датчикам и исполнительным элементам. Они также защищены предохранителями в Баттерьевертайлербокс.

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 заменяющим значением. 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. Эти коды можно считать при помощи интегрированная система диагностики через Диагностекер.

PCM обрабатывает и анализирует поступающие от датчиков сигналы. Следующие датчики передают сигналы в PCM:

• Датчики положения распределительного вала
• Датчик Kurbelwellenstellung
• Датчик Люфтмассенштром
• Датчик детонации
• Датчик температура охлаждающей жидкости
• Датчик Drosselklappenstellung
• Датчик Fahrpedalstellung
• Широкополосный подогреваемый лямбда-зонд
• Датчик мониторинга каталитического нейтрализатора
• Датчик Saugrohr-Absolutdruck und -temperatur
• Датчик давления системы кондиционирования воздуха (A/C)
• Генератор
• Датчик температуры и давления топлива
• Датчик уровня, температуры и качества масла
• Датчик температуры наружного воздуха

Следующие элементы получают сигналы от PCM:

• Реле модуля управления силовым агрегатом
• Реле муфты компрессора кондиционера
• инжекторы
• Катушки прямого зажигания
• Модуль вентилятора охлаждения.
• Блок управления дроссельной заслонкой
• Электромагнитный клапан регулирования фаз газораспределения
• Реле стартера
• Электромагнитный клапан EVAP вентиляции абсорбера
• Генератор
• Нагревательный элемент широкополосного подогреваемый лямбда-зонд
• Нагревательный элемент датчика мониторинга каталитического нейтрализатора
• Modul - топливный насос
• Электромагнитный клапан регулирования наддува
• Компрессор хладагента

Следующие сигналы PCM получает по шине передачи данных CAN:

• Fahrpedalstellung
• Kupplungspedalstellung
• Bremspedalstellung
• Скорость автомобиля
• Запрос для компрессора системы кондиционирования
• пассивный Wegfahrsperre
• Запрос на понижение крутящего момента (система курсовой устойчивости (ESP))
• Запрос для системы управления скоростью

Следующие сигналы PCM посылает по шине передачи данных CAN:

• Включение/выключение реле топливного насоса
• Частота вращения коленчатого вала двигателя.
• Включение/выключение контрольных ламп ( Motorregelungskontrolleuchte, контрольная лампа зарядки)
• пассивный Wegfahrsperre
• температура охлаждающей жидкости
• Датчик давления хладагента
• температура наружного воздуха

С помощью названных выше входных и выходных сигналов PCM регулирует / управляет запуском двигателя, впрыском и давлением топлива, зажиганием, давлением наддува, системой регулирования фаз газораспределения, системой вентиляции топливного бака, вентилятором охлаждения, а также компрессором системы кондиционирования.

Регистрация частоты вращения и в.м.т.

Датчик Kurbelwellenstellung служит PCM для регистрации частоты вращения и для распознавания oberer Totpunkt первого цилиндра.

На маховике установлен дополнительный импульсный диск для датчика Kurbelwellenstellung. Он имеет 60-2 зуба. Впадина между зубьями 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 двойной впадины между зубьями на импульсном диске при каждом обороте коленчатого вала двигателя генерируется измененное синусоидальное колебание, с помощью которого PCM распознает положение oberer Totpunkt первого цилиндра.

Сигнал датчика Kurbelwellenstellung служит для определения

• положения коленчатого вала
• частоты оборотов двигателя
• момента зажигания
• момента впрыска, а также
• угла опережения зажигания блоков Ventilverstellung.

1 Датчик Kurbelwellenstellung 2 Распределение зубьев 3 Зубчатый обод маховика 4 Опорная метка 5 Напряжение (синусоидальная характеристика сигнала) 6 60-2 импульсов на оборот коленчатого вала 7 Середина зуба 8 Опорная метка 9 Распределение зубьев

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.

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 гарантируется, что максимальное давление сгорания достигается непосредственно после того, как поршень достигнет верхней мертвой точки, и на поршень действует максимальное давление сгорания.

Используя информацию о положении распределительных валов (датчики положения распределительного вала) и положении коленчатого вала (датчик Kurbelwellenstellung), PCM при запуске двигателя определяет момент зажигания только на основании регулировочной характеристики зажигания. После запуска двигателя в качестве основы для расчета угла опережения зажигания служат следующие значения:

• частота оборотов двигателя,
• нагрузка двигателя,
• температура охлаждающей жидкости и
• сигнал Датчик детонации.

Величина угла зажигания оказывает существенное влияние на работу двигателя. Он влияет на:

• мощность двигателя,
• токсичность отработавших газов;
• расход топлива,
• детонационную характеристику, а также
• температуру двигателя.

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.

Нагрузка на двигатель определяется PCM на основании сигнала датчика Люфтмассенштром, положения дроссельной заслонки и частоты вращения двигателя. Это происходит на основании регулировочных характеристик зажигания, 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

Регулировочные характеристики зажигания были определены в ходе серии испытаний. 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 происходит 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 начинается тогда, когда скорость распространения фронта пламени достигает скорости звука. Это может происходить, прежде всего, в конце процесса сгорания, если после нормального сгорания вследствие возникшего повышения давления самовозгорается несгоревшая топливовоздушная смесь у стенок камеры сгорания. Возникающие при этом пики давления могут повредить поршни, уплотнительную прокладку головки цилиндров и головку цилиндров.

Цилиндр с детонационным сгоранием определяется посредством информации о положении распределительных валов (датчики положения распределительного вала) и положении коленчатого вала (датчик Kurbelwellenstellung).

Если PCM распознает детонационное сгорание, момент зажигания соответствующего цилиндра на несколько оборотов коленчатого вала пошагово устанавливается на запаздывание, пока не пройдет детонационное сгорание. После этого момент зажигания снова медленно смещается к расчетному значению. Такой алгоритм делает возможным работу двигателя с индивидуальным зажиганием цилиндров на границе детонации с максимальным КПД.

Подача топлива

Подача топлива осуществляется топливной системой без обратного слива топлива.

Управление давлением и подачей топлива осуществляется посредством PCM с помощью Modul - топливный насос. На топливный насос через Modul - топливный насос подается тактированное напряжение. Благодаря этому тактированию напряжения возможна бесступенчатая адаптация производительности топливного насоса. Давление топлива может бесступенчато регулироваться в диапазоне от 3 до 5 бар.

Адаптация производительности топливного насоса имеет следующие преимущества:

• Сокращается энергопотребление топливного насоса и, тем самым, разгружается система электропитания автомобиля.
• Увеличивается срок службы топливного насоса.
• Уменьшается шумность топливного насоса.

Регулирование давления топлива

PCM на основании режимов работы вычисляет необходимое давление топлива. PCM передает соответствующий сигнал ШИМ в Modul - топливный насос. Топливный насос управляется Modul - топливный насос со стороны массы с помощью этого сигнала, а также сигнала ШИМ. За счет изменения широты импульса сигнала ШИМ осуществляется бесступенчатое регулирование топливного насоса.

PCM с помощью датчиков температуры и давления топлива непрерывно контролирует давление в топливном коллекторе. Если давление отклоняется от расчетного значения, PCM соответствующим образом адаптирует сигналPulsweitenmodulierung к Modul - топливный насос. Так давление топлива стабилизируется на значении ок. 4 бар.

PCM отключает подачу топлива по соображениям безопасности, если модуль SRS регистрирует столкновение.

Регулировка количества впрыскиваемого топлива

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. Форсунки 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 в Баттерьевертайлербокс. Количество впрыскиваемого топлива зависит от продолжительности открытия, давления подачи и свободного диаметра отверстий распылителя.

Определение дозировки топлива осуществляется либо в открытом, либо в замкнутом контуре регулирования.

Открытый контур регулирования отличается от замкнутого тем, что лямбда-регулирование отключено.

PCM переключается от замкнутого к открытому контуру регулирования, когда подогреваемый лямбда-зонд охлаждается ниже 600°C или выходит из строя, а также при ускорении, движении накатом и при полной нагрузке.

Регулировка количества впрыскиваемого топлива посредством PCM охватывает:

• управление топливным насосом,
• вычисление необходимого количества топлива при запуске двигателя,
• поддержание желаемого соотношения масс воздуха и топлива,
• вычисление воздушной массы,
• а также 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.

За счет применения широкополосного подогреваемый лямбда-зонд можно поддерживать этот нерегулируемый диапазон очень маленьким.

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.

Лямбда-регулирование компенсирует определенны факторы как, например, возможный износ, допуски в элементах или незначительные дефекты такие, как воздушная негерметичность в системе впуска. Если отклонение проявляется более длительное время, оно регистрируется адаптивной (самообучающейся) функцией лямбда-регулирования. В этом случае вся параметрическая характеристика смещается на соответствующее значение так, что регулирование снова может исходить от виртуальной нулевой линии.

Данные адаптивные настройки сохраняются в PCM и используются также при открытом контуре регулирования.

Если адаптационное значение слишком высокое или слишком низкое, в памяти неисправностей PCM сохраняется информация об ошибке.

Кислородный датчик (HO2S) и датчик мониторинга каталитического нейтрализатора.

В качестве подогреваемый лямбда-зонд используется широкополосный подогреваемый лямбда-зонд. подогреваемый лямбда-зонд находится перед Дрей-Веге-Катализатор. Датчик мониторинга каталитического нейтрализатора установлен по центру в Дрей-Веге-Катализатор для более быстрого распознавания ухудшения очищающего воздействия Дрей-Веге-Катализатор.

подогреваемый лямбда-зонд измеряет остаточное содержание кислорода в ОГ перед Дрей-Веге-Катализатор.

Датчик мониторинга каталитического нейтрализатора измеряет количество кислорода в отработавших газах после или в Дрей-Веге-Катализатор.

И подогреваемый лямбда-зонд, и датчик мониторинга каталитического нейтрализатора передают эти данные в PCM.

Широкополосный подогреваемый лямбда-зонд работает при температурах 650-900 °C. Если температура превышает 1000°C, кислородный датчик получает непоправимое повреждение.

Для наиболее быстрого достижения оптимальной рабочей температуры устанавливается кислородный датчик с электрическим подогревом. Подогрев служит также для того, чтобы поддерживать рабочую температуру, например, во время движения накатом, когда кислородный датчик не обтекают горячие отработавшие газы.

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.

Датчик мониторинга каталитического нейтрализатора служит PCM для измерения содержания кислорода в отработавших газах в 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.

Датчик мониторинга каталитического нейтрализатора по принципу действия схож с подогреваемый лямбда-зонд. Исходящий сигнал датчика мониторинга каталитического нейтрализатора очень сильно изменяется, когда изменяется содержание кислорода в отработавших газах. По этой причине датчики мониторинга каталитического нейтрализатора также называют кислородными датчиками со скачкообразной характеристикой (потому что изменение сигнала датчика происходит скачкообразно).

Вентиляция топливного бака

Электромагнитный клапан EVAP вентиляции абсорбера включается PCM только тогда, кода температура охлаждающей жидкости составляет не менее 60°C. Управление осуществляется со стороны массы с помощью сигнала ШИМ. За счет этого возможны все варианты проходного сечения отверстия - от закрытого состояния до открытого. PCM на основании режимов работы определяет, когда и насколько откроется электромагнитный клапан EVAP вентиляции абсорбера. Если электромагнитный клапан EVAP вентиляции абсорбера открывается, двигатель за счет разрежения 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 не активируется и очистка системы прерывается, если двигатель работает в режиме холостого хода и/или в замкнутом контуре регулирования.

Подача напряжения от аккумулятора осуществляется через реле модуля управления силовым агрегатом в Баттерьевертайлербокс. Сопротивление катушки электромагнита находится в диапазоне от 17 до 24 Ом при 20°C.

Регулирование частоты вращения

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 регистрируется датчиком Drosselklappenstellung. Информация об этом обрабатывается и контролируется PCM. Датчик Drosselklappenstellung состоит из двух потенциометров. Эти потенциометры работают в противоположных направлениях. На одном потенциометре при открытии дроссельной заслонки сопротивление растет, на другом - падает. Эта особенность служит для проверки работы потенциометров. Сигнал датчика Drosselklappenstellung в нижнем диапазоне (холостой ход до приблизительно четверти открытия) усиливаетсяAntriebsstrangsteuergerät, чтобы обеспечить в этом диапазоне более точное регулирование дроссельной заслонки. Это необходимо, так как двигатель в этом диапазоне открытия дроссельной заслонки очень чувствительно реагирует на изменение угла положения дроссельной заслонки.

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).

Контроль параметров масла

Двигатель не имеет датчика давления масла. Уровень и качество масла вычисляются.

Вычисление уровня моторного масла

Уровень масла определяется путем непрерывного измерения емкостного сопротивления (способность накапливать электрический заряд) между обоими емкостными элементами датчика уровня, температуры и качества масла. Различные уровни масла между элементами ведут к изменению емкостного сопротивления. Данные регистрируются PCM и пересчитываются в единое значение уровня масла. Временные колебания уровня масла автоматически отфильтровываются PCM.

Вычисление качества масла

PCM вычисляет качество масла на основании измеренного уровня масла и замеренной датчиком температуры масла, а также на основании частоты вращения двигателя и среднего расхода топлива. Водитель информируется о необходимости замены масла.

Расчет угла опережения фаз газораспределения

Двигатель 2.5L Duratec (VI5) имеет два независимых механизма регулирования фаз газораспределения.

Для впускного и выпускного распределительных валов устанавливается по одному электромагнитному клапану 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 характеристик, которые прежде всего зависят от нагрузки на двигатель и частоты вращения двигателя.

За счет этого увеличивается мощность двигателя и реализуется внутренняя рециркуляция ОГ.

Преимуществами системы регулирования фаз газораспределения являются:

• Увеличенный крутящий момент, развиваемый двигателем, и более благоприятная характеристика крутящего момента
• Уменьшенный расход топлива
• Улучшенные характеристики токсичности отработавших газов

Электромагнитные клапаны регулирования фаз газораспределения управляются сигналом ШИМ посредством PCM.

Бесступенчатое регулирование положения распределительных валов, осуществляемое PCM, обеспечивается электромагнитными клапанами регулирования фаз газораспределения, механизмами регулирования фаз газораспределения и двумя датчиками положения распределительного вала. Через электромагнитные клапаны регулирования фаз газораспределения определенное количество моторного масла направляется в механизмы регулирования фаз газораспределения или откачивается из них. При этом учитывается имеющийся Motoröldruck. За счет этого фазы газораспределения регулируются в соответствии с режимом работы двигателя. Механизмы регулирования фаз газораспределения работают по лопастному принципу. 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. Результатом этого является пониженный расход топлива и равномерная работа в режиме холостого хода.

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 внутреннюю рециркуляцию отработавших газов за счет всасывания отработавших газов 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. Вследствие этого обеспечивается пониженный расход топлива и низкий уровень выбросов 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.

Наряду с этими настройками возможны многие другие регулировки фаз газораспределения.

Чтобы избежать неправильной работы механизмов регулирования фаз газораспределения при низкой наружной температуре или низкой температуре моторного масла, они замедленно активируются PCM посредством электромагнитных клапанов регулирования фаз газораспределения. Необходимую для этого информацию PCM получает от датчика температура охлаждающей жидкости и от датчика температуры наружного воздуха.

Во время работы двигателя на холостом ходу и движения автомобиля накатом электромагнитные клапаны регулирования фаз газораспределения многократно активируются PCM для очистки от грязи, осевшей в отверстиях и кольцевых канавках.

Управление давлением наддува

Оптимальное регулирование обеспечивается за счет электронноуправляемого электромагнитного клапана регулирования давления наддува. (см. Турбокомпрессор)

Процесс запуска

PCM разрешает запуск двигателя, когда пассивный Wegfahrsperre считывает данные ключа, содержащего действительный код. (см. Система запуска)

Система управления генератором (система Умная зарядка)

Автомобиль оснащен системой зарядки Умная зарядка.

В этой системе напряжение зарядки регулируется PCM. (см. Генератор)

PCM

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, катушки зажигания с каскадами в самих катушках).

положения распределительного вала

Устанавливается по одному датчику для впускного и выпускного распределительного вала.

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. Если в зоне датчика находится возвышение, PCM получает высокий "высокий" сигнал с максимальным напряжением 4,5 В. Если в зоне датчика находится просвет, в PCM посылается низкий "низкий" сигнал. В данном случае напряжение составляет ок. 0,5 В.

Датчик Kurbelwellenstellung

Датчик Kurbelwellenstellung работает по индуктивному принципу. В PCM подается синусоидальное напряжение. При проверке напряжения необходимо удостовериться, что датчик Kurbelwellenstellung соединен со жгутом электропроводки двигателя. Это необходимо, так как иначе на датчик не будет подаваться напряжение, что может привести к неправильным измерениям.

Датчик детонации

1 Вибропрозрачное вещество 2 Пьезокерамика 3 Корпус 4 Контакты на пьезокерамике 5 Электрический разъем

Датчик Датчик детонации преобразует механические колебания блока цилиндров в электрические импульсы, которые затем обрабатываются PCM.

Датчик детонации состоит из пьезокерамических кристаллов, которые генерируют напряжение при механической нагрузке.

При креплении Датчик детонации соблюдать предписанный крутящий момент. За счет этого обеспечивается определенное предварительное напряжение, действующее на кристаллы, и 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. Чем сильнее колебания, тем выше частота и величина переменного напряжения сигнала датчика. 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

Широкополосный - подогреваемый лямбда-зонд

Планарный широкополосный подогреваемый лямбда-зонд позволяет также выполнять измерения в отработавших газах, не соответствующих стехиометрическому соотношению (лямбда = 1). Широкополосный подогреваемый лямбда-зонд может измерять коэффициент избытка воздуха лямбда в диапазоне 0,7-2,8, причем он выдает однозначный, непрерывный сигнал.

Широкополосный подогреваемый лямбда-зонд состоит из гальванического элемента Нернста и элемента кислородной накачки, транспортирующего ионы кислорода.

1 Гальванический элемент Нернста 2 Элемент кислородной накачки 3 Область измерения 4 Ток, потребляемый элементом кислородной накачки 5 Электронный блок 6 Опорное напряжение 7 Нагревательный элемент 8 Напряжение накала 9 Воздушный канал с наружным воздухом

Между элементом кислородной накачки и гальваническим элементом Нернста есть диффузионный зазор, в который поступают отработавшие газы. Он является областью измерения. Гальванический элемент Нернста с одной стороны связан каналом с наружным воздухом, а с другой стороны с областью измерения. Он распознает состав смеси в области измерения. В область измерения организовывается такой приток ионов кислорода, чтобы коэффициент избытка воздуха лямбда в ней был равен 1 (это делается с помощью элемента кислородной накачки). Электронный блок, запитываемый опорным напряжением, анализирует создаваемую гальваническим элементом Нернста разность потенциалов и управляет током накачки ионов кислорода с целью поддержания этой разности потенциалов на определенном неизменном уровне. Генерируемая таким образом величина тока накачки и является выходным сигналом лямбда-зонда, по которому судят о концентрации кислорода в отработавших газах.

При наличии отработавших газов с большим содержанием кислорода (работа двигателя на бедных смесях) элемент кислородной накачки управляется таким образом, что он откачивает ионы кислорода из области измерения. Управление осуществляет электронный блок; направление тока при этом положительное.

При наличии отработавших газов с малым содержанием кислорода (работа двигателя на богатых смесях) элемент кислородной накачки управляется таким образом, что он накачивает ионы кислорода в измерительное пространство (электрический ток в обратную сторону). Управление осуществляет электронный блок; направление тока при этом отрицательное.

Ip Ток накачки, мА 1 положительный ток накачки 2 отрицательный ток накачки

По току накачки однозначно определяется состав смеси. Коэффициенту избытка воздуха лямбда = 1 (14,7 кг воздуха на 1 кг топлива) соответствует ток накачки 0 мА. Относительно небольшой ток в PCM преобразуется посредством соответствующего элемента в сигнал напряжения. На нагревательный элемент широкополосного подогреваемый лямбда-зонд подается опорное напряжение от 11 до 14 В. Рабочая температура широкополосного подогреваемый лямбда-зонд составляет 650-900 °C.

Характеристика широкополосного подогреваемый лямбда-зонд постоянна (линейна), скачок лямбды отсутствует.

Электромагнитный клапан регулирования фаз газораспределения

Электромагнитные клапаны регулирования фаз газораспределения являются многоходовыми электромагнитными клапанами, которые управляются сигналом ШИМ, что позволяет обеспечить любое промежуточное положение толкателя клапана.

1 Электрический разъем 2 Обмотка 3 Отверстие подвода масла из главной масляной магистрали двигателя и кольцевая канавка, соединенная с камерой А механизма регулирования фаз газораспределения 4 Толкатель клапана 5 Отверстие для подвода смазки из главной масляной магистрали двигателя к электромагнитному клапану регулирования фаз газораспределения 6 Отверстие подвода масла из главной масляной магистрали двигателя и кольцевая канавка, соединенная с камерой В механизма регулирования фаз газораспределения 7 Пружина 8 Отверстие для отвода моторного масла

Датчик Люфтмассенштром

1 Корпус 2 Крышка корпуса 3 Электронный блок управления 4 Чувствительный элемент 5 Элемент измерения температуры 6 Зона нагрева

Датчик Люфтмассенштром работает по принципу пленочного термоанемометра.

Напряжение на датчик Люфтмассенштром подается через реле модуля управления силовым агрегатом в Баттерьевертайлербокс. Соединение датчика Люфтмассенштром на массу осуществляется через PCM.

Датчик Люфтмассенштром посажен в формованный элемент, который установлен по центру выпускной трубы воздушного фильтра. Здесь он измеряет массу поступающего в двигатель 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. При большом массовом расходе воздуха напряжение сигнала высокое.

Датчик Люфтмассенштром способен также распознавать направление потока воздуха. Для этого чувствительный элемент на встроенном чипе электрически нагревается и охлаждается потоком воздуха. Блок управления подает на нагревательный элемент такой ток, чтобы поддерживать постоянную разницу между температурами нагревательного элемента и потока воздуха. На основании тока нагрева (в форме напряжения сигнала) можно определить массовый расход воздуха и направление потока. Ниже определенного значения напряжения происходит противоток. Направление потока регистрируется двумя разнонаправленными датчиками. Регистрация возможна без сложного программного обеспечения даже при сильной пульсации воздушной массы.

Saugrohr-Absolutdruck und -temperatur

Датчик Saugrohr-Absolutdruck und -temperatur объединяет в одном корпусе два датчика. Датчик Саугрор-Абсолютдрук, а также датчик Ansauglufttemperatur. Первый является пьезоэлектрическим резистором, а второй Отрицательный температуроэффициент-резистором.

Датчик Саугрор-Абсолютдрук получает от PCM опорное напряжение 5 В. Выходной сигнал чувствительного элемента Саугрор-Абсолютдрук является аналоговым сигналом напряжения, изменяющимся пропорционально преобладающему давлению во впускном коллекторе.

Датчик Ansauglufttemperatur регистрирует температуру всасываемого воздуха позади охладителя наддувочного воздуха.

Датчик Fahrpedalstellung

A Ток V Вольт 1 Ротор 2 Электронный блок обработки сигнала 3 Первичная обмотка катушки зажигания 4 Вторичная обмотка катушки зажигания 5 Аналоговое переменное напряжение 6 Сгенерированный сигнал ШИМ 7 PCM Сигнал ШИМ преобразуется в модуль центральной электрики и по шине передачи данных CAN направляется дальше.

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). При этом индукция во вторичной обмотке зависит от положения ротора:

• педаль акселератора не нажата - небольшая индукция, т. е. малая амплитуда переменного напряжения,
• педаль акселератора полностью нажата - сильная индукция, т. е. большая амплитуда переменного напряжения.

Чтобы PCM мог обрабатывать выдаваемый вторичной обмоткой сигнал переменного напряжения, его сначала необходимо преобразовать в ШИМ-сигнал. Эту функцию выполняет блок обработки сигнала датчика.

Сигналы датчика Fahrpedalstellung распределяются следующим образом:

1. АРР 1 = сигнал ШИМ передается к модуль центральной электрики, а оттуда через шину передачи данных CAN в PCM.
2. АРР 2 = аналоговый сигнал Глейхстрем направляется напрямую в PCM.

Достоверность обоих сигналов контролирует PCM.

Датчик Kupplungspedalstellung

Датчик работает на базе эффекта Холла и бесконтактно определяет положение поршня в главном цилиндре. Постоянный магнит, необходимый для распознавания положения находится в поршне главного цилиндра сцепления.

Сигнал датчика Kupplungspedalstellung принимается модуль центральной электрики и по шине передачи данных CAN передается в PCM.

Переключатель Bremspedalstellung

Датчик Bremspedalstellung выполнен как реле с размыкающим контактом. Его контакты являются нормально замкнутыми и в состоянии покоя проводят сигнал соединения с массой к модуль центральной электрики.

Выключатель стоп-сигналов выполнен как реле с замыкающим контактом. Его контакты являются нормально разомкнутыми.

Датчик давления системы кондиционирования воздуха (A/C)

Датчик давления хладагента установлен со стороны высокого давления Климаанлаге. 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.

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

В случае неисправности дроссельная заслонка с помощью возвратной пружины возвращается в исходное положение. В этом положении дроссельная заслонка слегка приоткрыта. За счет этого устанавливается повышенная частота вращения в режиме холостого хода, благодаря чему сохраняется подвижность автомобиля в узком диапазоне.

Датчик температура охлаждающей жидкости

Датчик температура охлаждающей жидкости выполнен как Отрицательный температуроэффициент – резистор.

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.

Модуль вентилятора охлаждения

Напряжение аккумулятора подается на модуль вентилятора охлаждения напрямую через предохранитель 60 А в Баттерьевертайлербокс. Посредством ШИМ-сигнала от PCM управляется частота вращения вентилятора охлаждения.

инжекторы

1 Электрический разъем 2 Уплотнительное кольцо 3 Подача топлива с тонким ситом 4 Корпус 5 Катушка 6 Пружина 7 Игла форсунки 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. В дисковом распылителе имеется два отверстия. Они расположены таким образом, что впрыскивается две топливных струи. Каждая струя подается к одному впускному клапану соответствующего цилиндра.

Катушка прямого зажигания

1 Катушка прямого зажигания 2 Наконечник 3 Подключение цепи низкого напряжения 4 Набранный из пластин сердечник из магнитомягкой стали 5 Первичная обмотка 6 Вторичная обмотка 7 свеча зажигания 8 Подключение цепи высокого напряжения через подпружиненный контакт

Система зажигания с катушками прямого зажигания предусматривает подачу только одного управляющего сигнала индивидуально на каждый цилиндр за рабочий цикл. Катушки прямого зажигания установлены непосредственно на свечах зажигания и таким образом необходимость в проводах высокого напряжения, идущих от катушек к свечам, отсутствует.

Управление каждой отдельной катушкой зажигания осуществляется PCM со стороны низкого напряжения. Мощные оконечные каскады встроены в катушки прямого зажигания. PCM управляет только током активации этих оконечных каскадов.

Датчик давления/температуры топлива

Датчик давления/температуры топлива состоит из двух датчиков: датчика абсолютного давления топлива и датчика температуры топлива. Датчики регистрируют параметры топлива в топливном коллекторе. Датчик получает напряжение 5 В от PCM.

Датчик давления топлива является тензорезистором и генерирует аналоговый сигнал. Выходное напряжение изменяется аналогично давлению в топливном коллекторе. При незначительном давлении выходное напряжение также незначительно.

Датчик температуры топлива выполнен как Отрицательный температуроэффициент – резистор.

При отсоединенном датчике давления/температуры топлива сопротивление датчика температуры топлива можно измерить между первым и вторым контактом датчика.

Показания датчика давления/температуры топлива можно считать с помощью интегрированная система диагностики. Показанные значения являются абсолютными значениями (давление топлива + атмосферное давление).

Электромагнитный клапан регулирования наддува

Электромагнитный клапан регулирования давления наддува является 2/3-ходовым клапаном, управляемым ШИМ-сигналом. Таким образом можно бесступенчато управлять открытием клапана.

Подача напряжения от аккумулятора осуществляется через реле модуля управления силовым агрегатом в Баттерьевертайлербокс. Сопротивление катушки электромагнита составляет ок. 23 Ом при 20°.

Датчик уровня, температуры и качества масла

Датчик является комбинированным датчиком уровня и температуры масла.

Датчик включает в себя:

• электрический контакт
• встроенный электронный блок
• Температуроэффективный позиционер-резистор
• емкостный элемент, состоящий из двух трубок с промежуточным объемом. Одна трубка представляет положительную сторону (+), другая - отрицательную (-). За счет масла между трубками возникают емкостные свойства.

Датчик получает от PCM напряжение 5 В. Датчик генерирует ШИМ-сигнал, который посылается в PCM.

Датчик температуры наружного воздуха

Датчик температуры наружного воздуха представляет собой Отрицательный температуроэффициент-резистор и получает от Antriebsstrangsteuergerätнапряжение 5 В.

В зависимости от температуры изменяется сопротивление датчика температуры наружного воздуха и соответственно изменяется падение напряжения.