2.2.7. Система управления двигателем

Рис. 2.93. Схема системы управления двигателя 1СD-FTV

Рис. 2.94. Расположение основных компонентов системы управления двигателя 1СD-FTV

Система управления двигателя 1CD-FTV состоит из основных компонентов перечисленных в таблице 2.14.

ЭБУ двигателя создан на основе 32-битного процессора.

Рис. 2.95. Датчик положения коленчатого вала

На задающем роторе коленчатого вала имеется 34 зуба и участок, на котором 2 зуба пропущено. Датчик положения коленчатого вала посылает сигнал через каждые 10°, а по участку с пропущенными зубьями определяется верхняя мертвая точка.

Рис. 2.96. Датчик положения распредвала

Для определения положения распределительного вала на задающем роторе имеется выступ, с помощью которого формируется 1 импульс на каждые два оборота коленчатого вала.

Рис. 2.97. Датчик положения педали акселератора

Для принудительного возврата рычага датчика положения педали акселератора в полностью закрытое положение предусмотрен возвратный рычаг. Выключатель педали акселератора исключен.

Датчик положения педали акселератора преобразует ход педали в электрические сигналы с двумя различными характеристиками и передает их в ЭБУ двигателя. Сигнал VPA1 имеет линейную характеристику и генерируется на протяжении всего хода педали акселератора. Сигнал VPA2 имеет смещенную характеристику напряжения.

Рис. 2.98. Датчик давления топлива

В общей топливной магистрали Common-Rail установлен датчик давления топлива, который подает сигнал в ЭБУ двигателя. ЭБУ поддерживает оптимальное давление топлива.

Датчик давления топлива включает в себя две цепи (основную и дополнительную), сигналы которых непрерывно контролируются ЭБУ двигателя. Благодаря этому обеспечивается высокая точность определения давления и, следовательно, высокая надежность управления.

Рис. 2.99. Блок-схема регулирования объема впрыскиваемого топлива

На рисунке 2.99 приведена схема, по которой осуществляется регулирование объема впрыска топлива.

Регулировка угла опережения впрыска топлива

Рис. 2.100. Блок-схема регулировки угла опережения впрыска топлива

На рисунке 2.100 приведена схема, по которой осуществляется регулирование угла опережения впрыска топлива.

Рис. 2.101. Блок-схема регулятора давления в топливной системе

ЭБУ двигателя определяет заданное давление впрыска (30–135 МПа) на основании сигналов датчика положения педали акселератора и датчика положения коленчатого вала в зависимости от режима работы двигателя.

Для управления давлением топлива сигналы подаются на клапан регулирования подачи топлива (SCV) нагнетающего насоса, регулирующий объем подаваемого топлива. Параллельно управляющие сигналы поступают на разгрузочный клапан общей топливораспределительной магистрали, регулирующий объем топлива, сливаемого в возвратную магистраль. ЭБУ контролирует совпадение давления, определяемого датчиком давления топлива, с заданным давлением впрыска.

Для регулирования объема топлива, подаваемого нагнетающим насосом в общую топливораспределительную магистраль, ЭБУ двигателя управляет открыванием клапана регулирования подачи топлива (SCV). Таким образом, давление топлива в общей топливораспределительной магистрали поддерживается в соответствии с заданным значением.

Рис. 2.102. Схема работы клапана SCV при открытии на небольшую величину

a. При незначительном открытии клапана регулирования подачи топлива площадь отверстия, через которое засасывается топливо, минимально. Объем нагнетаемого топлива при этом также минимален.

b. Плунжер совершает полный ход, тем не менее, объем засасываемого топлива невелик из-за суженного отверстия.

Геометрический объем полости насоса превышает объем засасываемого топлива, в результате в камере создается разрежение.

c. Нагнетание топлива начинается, когда давление подачи топлива становится выше давления в общей топливораспределительной магистрали.

Рис. 2.103. Схема работы клапана SCV при открытии на большую величину

a. Когда клапан регулирования подачи топлива открыт на большую величину, площадь отверстия, через которое засасывается топливо, максимальна. Объем нагнетаемого топлива при этом также максимален.

b. Плунжер совершает полный ход, а объем засасываемого топлива увеличивается, т.к. площадь отверстия максимальна.

c. Нагнетание топлива начинается, когда давление подачи топлива становится выше давления в общей топливораспределительной магистрали.

Рис. 2.104. Схема работы перепускного клапана

При превышении давлением в общей топливной магистрали заданного значения ЭБУ двигателя перепускает топливо в бак, открывая разгрузочный клапан. Таким образом, в общей топливораспределительной магистрали поддерживается заданное давление.

Предварительный впрыск выполняется перед основным впрыском топлива и предназначен для того, чтобы сделать начало процесса сгорания плавным и снизить уровень шума при работе двигателя.

Рис. 2.105. Блок – схема регулировки предварительного впрыска топлива

На рисунке 2.105 приведена схема, по которой происходит регулирование объема, угла опережения и интервала (между предварительным и основным впрыском топлива) в процессе с предварительным впрыском.

ЭБУ двигателя рассчитывает частоту вращения коленчатого вала двигателя в зависимости от рабочих параметров двигателя и определяет объем впрыскиваемого топлива, необходимый для поддержания заданных оборотов холостого хода.

Для повышения эффективности работы нагревателя при холодном двигателе частота вращения коленчатого вала двигателя холостого хода увеличивается при включении соответствующего выключателя.

Рис. 2.106. Блок – схема регулировки системы рециркуляции отработавших газов

В зависимости от режима работы двигателя электронный блок одновременно управляет клапаном РОГ и контролирует подачу топлива с помощью шагового электродвигателя. Таким образом регулируется объем рециркулируемых отработавших газов.

Соответственно, из конструкции исключены клапан управления давлением наддува (VRV) РОГ и исполнительный механизм (VSV) (для отключения рециркуляции).

Рис. 2.107. Блок – схема регулятора давления наддува

Давление наддува (давление во впускном коллекторе) регулируется путем изменения площади сопла, расположенного за турбиной. Площадь сопла регулируется непосредственно соединенным с ним приводом. Привод управляется разрежением, которое регулируется клапаном VRV по сигналам, получаемым от ЭБУ двигателя.

ЭБУ двигателя рассчитывает оптимальное значение давления наддува в зависимости от режима работы двигателя (частоты вращения коленчатого вала, объема впрыскиваемого топлива, атмосферного давления и температуры охлаждающей жидкости) и регулирует проходное сечение направляющего сопла таким образом, чтобы давление, регистрируемое датчиком давления наддува, соответствовало расчетному значению.

Принцип работы функции управления стартером «Полуавтоматический запуск» на двигателе 1CD-FTV аналогичен применяемым на двигателях 1ZZ-FE и 3ZZ-FE.

Рис. 2.108. Диаграмма функции управления стартером

Как показано на диаграмме на рисунке 2.108, в момент получения ЭБУ двигателя сигнала запуска (STSW) от ЭБУ системы электропитания одновременно с выключением контрольной лампы предпускового подогрева двигателя ЭБУ двигателя подает сигналы STAR и ACCR на ЭБУ системы электропитания. Последний в свою очередь подает сигнал на реле стартера для запуска двигателя. Если двигатель уже работает, ЭБУ двигателя не подает сигналы STAR и ACCR на ЭБУ системы электропитания. В этом случае включения стартера не происходит.

Кроме того, если ЭБУ двигателя повторно получает с ЭБУ системы электропитания сигнал запуска при включенной контрольной лампе предпускового подогрева двигателя, он подает сигналы STAR и ACCR. ЭБУ системы электропитания в свою очередь подает сигнал на реле стартера для запуска двигателя.

После включения стартера и после того, как частота вращения коленчатого вала превысит примерно 500 мин^–1, ЭБУ двигателя определяет, что двигатель запущен, и выключает стартер.

Если в двигателе имеется неисправность, и он не заводится, стартер работает в течение максимально допустимого времени, после чего автоматически выключается. Максимальное время работы стартера составляет примерно от 2 до 25 с, в зависимости от температуры охлаждающей жидкости. Если температура охлаждающей жидкости очень низкая, стартер работает около 25 с, а при достаточно прогретом двигателе стартер работает не более 2 с.

Чтобы избежать работы вспомогательного электрооборудования при нестабильном напряжении во время запуска двигателя, на это время система отключает питание вспомогательного оборудования.

В системе предусмотрены следующие ступени защиты:

– если двигатель уже работает, стартер не включится, даже если повернуть ключ зажигания в положение START;

– даже если водитель удерживает ключ в замке зажигании в положении START, после того, как двигатель запускается с полуоборота, ЭБУ двигателя выключит стартер, когда частота вращения коленчатого вала достигнет значения примерно 1200 мин^–1 или более;

– даже если водитель удерживает ключ в замке зажигании в положении START, и двигатель не запускается, ЭБУ двигателя выключит стартер примерно через 30 с;

– если стартер включен, но сигнал частоты вращения коленчатого вала не определяется, ЭБУ двигателя сразу же выключит стартер.

Рис. 2.109. Блок-схема функционирования системы предупреждения о сроке замены масла

Введена система предупреждения о сроке замены масла. Данная система определяет снижение качества моторного масла и предупреждает водителя о необходимости замены моторного масла и масляного фильтра с помощью контрольной лампы. Таким образом, выдерживается периодичность технического обслуживания (максимум 30 000 км пробега), соответствующая реальному сроку службы моторного масла.

ЭБУ двигателя определяет степень снижения качества моторного масла косвенным способом.

Рис. 2.110. Расположение компонентов системы в салоне автомобиля

Рис. 2.111. Условия образования сажи

ЭБУ двигателя определяет качество моторного масла по содержанию сажи. Он рассчитывает содержание сажи в моторном масле в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя, угла опережения впрыска топлива, объёма впрыска топлива и состава топливовоздушной смеси. Если расчетное значение содержания сажи превысит заданную величину, ЭБУ двигателя включает контрольную лампу замены моторного масла. Таким образом, данная система предупреждает водителя о необходимости замены моторного масла и масляного фильтра.

ЭБУ двигателя включает контрольную лампу замены моторного масла не только при увеличении содержания сажи, но и через каждые 30 000 км пробега. Таким образом, повышается надежность работы системы.

ПРИМЕЧАНИЕ Данная система не оценивает качество моторного масла по времени. Даже если контрольная лампа замены моторного масла не включается, замену моторного масла и масляного фильтра следует.

Обнулить записанные в память ЭБУ двигателя значения пробега, измеряемого для включения контрольной лампы замены масла, можно следующим образом:

– нажать выключатель двигателя и включить зажигание (режим системы запуска IG-ON);

– убедиться, что жидкокристаллический дисплей находится в режиме одометра (ODO). (В режиме счетчика суточного пробега (TRIP) обнуление показаний невозможно);

– нажать выключатель двигателя и выключить зажигание (режим системы запуска IG-OFF);

– нажимая кнопку DIM ODO/TRIP, нажать выключатель двигателя для включения зажигания (режим системы запуска IG-ON), не нажимая педаль сцепления. После включения зажигания (режима системы запуска IG-ON) удерживать кнопку DIM ODO/TRIP не менее 5 с. После обнуления показаний жидкокристаллического дисплея отпустить кнопку DIM ODO/TRIP;

– контрольная лампа замены масла выключится, а на жидкокристаллическом дисплее примерно на 1 сотобразится значение «000000»;

– убедиться, что жидкокристаллический дисплей переключился в режим одометра (ODO);

– процедура обнуления показаний счетчика пробега для замены масла закончена.

Система диагностики типа EURO-OBD (Европейская система бортовой диагностики), используемая на двигателе 1CD-FTV, удовлетворяет требованиям норм Евросоюза.

Если ЭБУ двигателя обнаруживает неисправность, он диагностирует и регистрирует в памяти неисправный узел. Кроме того, на щитке приборов загорается контрольная лампа двигателя «Chk Eng», чтобы предупредить водителя.

Также в памяти ЭБУ двигателя регистрируются электронные коды (DTC).

Эти коды можно считать с помощью микропроцессорного тестера П.

Все электронные коды DTC соответствуют требованиям SAE. Некоторые DTC разбиты на более мелкие подразделы, чем ранее, подразделам присвоены новые коды DTC.

В таблице 2.15 приведены условия, при которых при обнаружении неисправности ЭБУ двигателя выключает или переводит двигатель в аварийный режим работы по данным, записанным в память.