Цифровая электронная система управления выполняет следующие функции:
При включении зажигания сначала происходит краткий впрыск топлива во все цилиндры. С момента пуска двигателя осуществляется распределенный впрыск топлива по цилиндрам 1 раз за цикл (2 оборота коленчатого вала).
Время впрыска (ti) получается из запрограммированного базового количества впрыскиваемого топлива при запуске и корректировочных величин, полученых на основе входных сигналов температуры охлаждающей жидкости и всасываемого воздуха. Активизация цилиндров осуществляется на основании сигнала от датчика положения поршня первого цилиндра в ВМТ.
После нескольких оборотов двигателя (в зависимости от положения распредвала и частоты вращения в момент пуска) ЭБУ системы DME получает сигнал от датчика положения распредвала.
До момента определения положения распредвала всегда осуществляется двойное зажигание (один разряд на каждый оборот коленвала). Теперь становится ясно, необходима ли коррекция порядка работы цилиндров.
Если и при работающем двигателе сигнал от датчика положения распредвала не распознается, то по-прежнему осуществляется двойное зажигание. В этом случае, однако, не всегда время впрыска приходится на рабочий такт.
Обогащение горючей смеси при разгоне происходит тогда, когда водитель хочет увеличить нагрузку (сигнал от потенциометра дроссельной заслонки) и этого требует установленная частота вращения коленвала. При этом в цилиндры, у которых уже закончилось время впрыска, осуществляется промежуточный впрыск. У следующих цилиндров обычное время впрыска (ti) увеличивается для обогащения рабочей смеси.
Система DME M3.3 имеет систему распределенного впрыска топлива CIFI. Под CIFI понимается управление работой каждого цилиндра отдельно. Это обеспечивает окончание впрыска в каждый цилиндр прежде, чем открывается впускной клапан. Тем самым достигается оптимальный состав рабочей смеси и наилучшие показатели сгорания при низком расходе топлива.
При ошибке в системе зажигания или впрыска выходной каскад можно отключить отдельно для каждого цилиндра. Эти ошибки записываются в ЗУ неиправностей.
Каждый цилиндр имеет собственную катушку зажигания с управляющим выходным каскадом, которая передает высокое напряжение (до 32 кВ) через наконечник провода к свече зажигания Благодаря этому можно быстро и автономно производить изменения угла опережения зажигания
Благодаря отсутствию вращающихся деталей увеличивается диапазон управления углом опережения зажигания За соблюдением правильного порядка работы цилиндров следит датчик положения распредвала.
На основе сигналов частоты вращения и нагрузки ЭБУ системы DME определяет угол опережения зажигания (момент зажигания) и выдает его через выходные каскады. При этом учитываются также и другие входные сигналы, как например, температура двигателя, температура всасываемого воздуха, положение дроссельной заслонки, сигналы системы управления детонацией и системы управления коробкой передач.
При выходе из строя датчика распознавания цилиндров (датчик положения распредвала) происходит переключение на параллельное зажигание, т.е. катушки зажигания отдельных цилиндров активизируются в соответствующие фиксированные моменты зажигания при каждом обороте коленчатого вала.
Контроль цепей системы зажигания позволяет определить, в каком цилиндре произошел сбой искрообразования (самодиагностика), и предотвратить повреждение катализатора. Показатели выброса ОГ не ухудшаются, т.к. впрыск топлива в данный цилиндр прекращается.
Контроль вторичных цепей системы зажигания работает на основе сигнала с "шунта" (сопротивление в общем проводе на массу вторичных обмоток восьми катушек зажигания) При каждом зажигании в ЭБУ поступает информация о кривой напряжения на шунтирующем сопротивлении.
Если после успешного зажигания (контроль первичной цепи каждого цилиндра отдельно в порядке) не достигается пороговое напряжение, необходимое для распознавания сбоя искроообразования (5 В), то поступает сообщение об ошибке, зажигается аварийная сигнальная лампа (только в моделях США) и отключается выходной каскад соответствующей форсунки.
В двигателе М60 установлен новый неизнашивающийся двухобмоточный регулятор частоты вращения в качестве клапана холостого хода. Поворотную заслонку в клапане холостого хода можно проверить только управляющим воздействием тестера или посредством встряхивания. Не разрешается поворачивать заслонку пальцем или каким-либо приспособлением, например, отверткой. Это может привести к неустранимому нарушению функционирования заслонки
Клапан холостого хода выполняет несколько функций и потому является важным элементом системы подачи воздуха в двигатель.
Незначительные потери воздуха вследствие негерметичности гофрированных шлангов или фланцев, а также из-за различных зазоров в дроссельной заслонке, могут компенсироваться клапаном холостого хода.
Во время движения автомобиля накатом клапан холостого хода полностью открыт и закрывается только непосредственно перед достижением частоты холостого хода. Благодаря этому предотвращается высокое разряжение во всасывыющем патрубке и голубое дымление (подсасывание паров масла через маслосъемные колпачки).
Клапан холостого хода устанавливает в момент пуска двигателя проходное сечение больше, чем при частоте холостого хода Благодаря этому двигатель лучше заводится.
Клапан холостого хода имеет аварийное отверстие, которое при исчезновении напряжения в сети обеспечивает выполнение заданных функций.
В автомобилях с системами ASC или ASC + T тормозящий момент двигателя управляется клапаном холостого хода (функция MSR). Клапан холостого хода открывается, если существует опасность остановки ведущих колес. При этом увеличивается частота вращения и уменьшается тормозящий момент двигателя.
Продолжительная работа двигателя с детонационным сгоранием топлива может привести к его значительным повреждениям. Детонация может быть вызвана:
Значения степени сжатия могут быть повышенными также вследствие разброса, вызванного отложениями и допусками изготовления.
В двигателях без системы управления детонацией следует учитывать указанные неблагоприятные воздействия при определении параметров зажигания, устанавливая безопасный промежуток до границы детонации. При этом неизбежны потери эффективности в верхнем диапазоне нагрузок.
Система управления детонацией может предотвратить детонацию во время работы двигателя. Для этого она устанавливает момент зажигания одного или нескольких цилиндров настолько "поздним", насколько это позволяют условия реального возникновения детонации. Благодаря этому поле характеристик параметров зажигания можно оптимизировать в отношении расхода топлива без учета границы детонации. Безопасный промежуток до границы детонации при этом не требуется.
Система управления детонацией осуществляет коррекцию момента зажигания для устранения детонации и делает возможной безупречную работу двигателя даже на обычном топливе (минимум ROZ 91).
Система управления детонацией обеспечивает:
Двигатель М60 оснащен самонастраивающейся системой управления детонацией в каждом отдельном цилиндре. Четыре датчика обнаруживают детонацию при сгорании. Сигналы от датчиков обрабатываются в ЭБУ системы DME.
Датчик детонации представляет собой пьезоэлектрический микрофон для определения вибраций в диапазоне звуковых частот. Он улавливет вибрации и преобразует их в электрические сигналы.
При обнаружении детонации угол опережения зажигания уменьшается на определенное число тактов, а затем постепенно приближается к первоначальному значению. Момент зажигания с запаздыванием может устанавливаться для каждого цилиндра отдельно (избирательно) Таким образом, воздействие оказывается фактически только на цилиндр, работающий с детонацией
Выход из строя датчика детонации заносится в ЗУ неисправностей ЭБУ системы DME. В случае неисправности устанавливается постоянный меньший угол опережения зажигания и таким образом осуществляется защита двигателя.
4 датчика детонации крепятся с помощью болтов 8 мм к водяной рубашке блока между рядами цилиндров. Они устроены таким образом, что каждый датчик контролирует работу двух соседних цилиндров.
Для фиксации болтов можно использовать только фиксирующий состав. Ни в коем случае нельзя использовать подкладные, зубчатые или упругие шайбы.
Самодиагностика системы управления детонацией включает в себя следующие проверки:
Если в результате одной из этих проверок обнаруживается ошибка, то система управления детонацией отключается. Функции управления углом опережения зажигания берет на себя аварийная программа. Одновременно делается запись в ЗУ неисправностей. Аварийная программа обеспечивает безопасную работу двигателя на топливе начиная с октанового числа 91. Она зависит от нагрузки, частоты вращения и температуры двигателя.
Диагностика не позволяет определить, были ли перепутаны разъемы датчиков. Такое неправильное подключение датчиков ведет к повреждению двигателя. При проведении сервисного обслуживания следует обязательно обратить внимание на то, правильно ли подключены датчики (см.Руководство по ремонту).
Для поддержания оптимальной эффективности работы катализатора необходимо стремиться к идеальному соотношению компонентов сжигаемой рабочей смеси (лямбда = 1). В качестве датчиков служат два подогреваемых лямбда-зонда (по одному на каждый ряд цилиндров с соответствующей линией ОГ = контроль ОГ с двумя лямбда-зондами), которые измеряют оставшееся количество кислорода в ОГ и передают в ЭБУ соответствующие значения напряжения. Там, в случае необходимости, состав смеси соответственно корректируется путем изменения времени впрыска. При выходе из строя лямбда-зонда ЭБУ системы DME вводит в управление запрограммированное фиксированное эквивалентное значение (0,45 В).
Поскольку для работы лямбда-зондов необходимо нагреть их до температуры ок. 300 градусов, то на нагревательные сопротивления, установленные в лямбда-зонды, через специальное реле подается напряжение Активизацию реле осуществляет ЭБУ системы DME.
Температура обогреваемой поверхности термоанемометрического датчика постоянно поддерживается на 180 o C выше по отношению к всасываемому воздуху Проходящий поток всасываемого воздуха охлаждает нагретую поверхность и тем самым изменяет ее сопротивление. Сила тока, необходимая для поддержания постоянного превышения температуры является величиной измерения объема всасываемого воздуха На основании этого ЭБУ рассчитывает время впрыска.
Существенные преимущества:
Благодаря использованию термоанемометрического расходомера воздуха становится излишней очистка датчика после останова двигателя. Возможные отложения на поверхности не оказывают непосредственного влияния на сигнал датчика, т.к. благодаря постоянной повышенной температуре происходит самоочищение защитной пленки.
Вентиляционный трубопровод топливного бака подходит к фильтру с активированным углем, в котором осаждаются образовавшиеся в баке пары топлива. Фильтр в свою очередь соединен другим трубопроводом с воздушным коллектором. В этот трубопровод встроен клапан вентиляции топливного бака.
При открытом клапане происходит всасывание наружного воздуха через фильтр с активированным углем благодаря разрежению в воздушном коллекторе. Поток свежего воздуха забирает с собой осевшее в фильтре топливо и подводит его к двигателю для сжигания.
Поскольку данная, дополнительно подводимая, смесь оказывает значительное влияние на процесс сгорания, клапан вентиляции топливного бака состоит из обратного клапана и электромагнитного клапана. В обесточенном состоянии клапан вентиляции бака закрыт благодаря обратному клапану. Обратный клапан препятсвует накоплению топлива в воздушном коллекторе во время остановки автомобиля. При повышении разрежения в воздушном коллекторе обратный клапан открывается.
Электрическое открытие (цикличность) осуществляется в зависимости от частоты вращения и нагрузки. Вентиляционный цикл (период продувки) начинается, как только активизируется лямбда-зонд. По кончании цикла клапан закрывается примерно на 1 мин (период покоя).
Коррекцию содержания СО можно осуществлять путем изменения корректировочного значения в ЭБУ системы DME. Ее может выполнять только соответствующая диагностическая программа.
Смесь, образовавшаяся во впускном тракте, достигает лямбда-зонд в составе ОГ лишь через определенный промежуток времени. Это время сокращается с увеличением нагрузки и частоты вращения. Таким образом время срабатывания системы регулировки состава смеси с лямбда-зондом также зависит от нагрузки и частоты вращения коленвала Отклонения в составе смеси, обнаруженные лямбда-зондом, приводят также к записи в ЗУ значений адаптации (запомненных корректировочных значений). Благодаря адаптации параметры впрыска могут быть уже заранее приближены к заданным значениям. Благодаря этому сокращается время реакции.
Если, например, основные параметры впрыска поля характеристик системы DME на холостом ходу слишком низкие для того, чтобы поддерживать идеальное соотношение рабочей смеси, то система регулировки состава смеси с лямбда-зондом вынуждена постоянно увеличивать значение времени впрыска. В этом случае запоминается корректировочное адаптации, которое корректирует основное значение момента впрыска. Система регулировки состава смеси с лямбда-зондом выполняет затем лишь точную настройку.
При работающем двигателе проводятся следующие корректировки:
Если клапан вентиляции топливного бака открыт, то в двигатель дополнительно подается горючая смесь из фильтра с активированным углем. Обнаруженное лямбда-зондом отклонение в составе рабочей смеси почти полностью компенсируется с помощью корректировочного значения вентиляции топливного бака.
Функцию коррекции количества всасываемого воздуха на холостом ходу выполняет клапан холостого хода. Регулируя количество поступающего воздуха, он поддерживает постоянную частоту вращения коленвала на холостом ходу.
Если в период покоя системы вентиляции толивного бака по положению дроссельной заслонки распознается, что двигатель работает на холостом ходу, то через определенные промежутки времени проводится коррекция состава смеси холостого хода.
В диапазоне частичной нагрузки также проводится коррекция состава смеси через определенные промежутки времени. Полученное корректировочное значение учитывается во всем диапазоне частичной нагрузки.
Датчик температуры всасываемого воздуха ввернут в воздушный коллектор. Для преобразования "температуры" в "сопротивление", значение которого может быть обработано в ЭБУ системы DME, используется прецизионный терморезистор (сопротивление NTC).
Датчик температуры всасываемого воздуха не используется для коррекции времени впрыска,поскольку температура всасываемого воздуха автоматически учитывается при измерении расхода воздуха. Датчик температуры всасываемого воздуха (NTC-I) необходим в момент пуска двигателя в сочетании с датчиком температуры охлаждающей жидкости (NTC-II). Значения сопротивления на обоих датчиках дают точную информацию для определения времени впрыска, что позволяет избежать проблем, в частности, при пуске горячего двигателя.
В момент пуска двигателя возникают сильные пульсации воздушного столба в расходомере воздуха. Вследствие этого значение, выдаваемое расходомером, не может быть использовано в качестве правильного при установке времени впрыска.
Поэтому при пуске двигателя и до достижения им запрограммированного порогового значения частоты вращения в качестве источника информации используется термодатчик.
Сигнал скорости движения (сигнал V), поступающий в ЭБУ системы DME, выполняет несколько функций.
В автомобилях с ASC установлена дополнительная первичная дроссельная заслонка с серводвигателем и блок управления ADS (автономная система управления дроссельной заслонкой).
Автоматический система контроля устойчивости (ASC) и регулировка тормозящего момента двигателя (MSR) осуществляется по следующим принципам:
Для выполнения необходимых функций системы ASC внутри системы DME M3.3 или для оценки частоты вращения двигателя требуется следующий интерфейс ASC:
Обозначение |
ЭБУ системы DME |
ЭБУ системы ABS/ASC |
|---|---|---|
Изменение угла опережения зажигания |
Штырь 82 |
Штырь 77 |
Отключение зажигания в цилиндре |
Штырь 83 |
Штырь 81 |
Увеличение частоты вращения холостого хода |
Штырь 62 |
Штырь 18 |
Сигнал частоты вращения |
Штырь 20 |
Штырь 47 |
Фактическое значение степени открытия дроссельной заслонки |
Штырь 11 |
Штырь 20 |
В зависимости от степени пробуксовывания ЭБУ системы DME получает информацию от ЭБУ системы ABS/ASC. ЭБУ системы ABS/ASC определяет, какая мера или комплекс мер будет затем выполнена ЭБУ системы DME. Максимальное время поступления сигнала на интерфейс не превышает 2 секунд. Если на поступление одного или нескольких сигналов затрачивается больше 2 секунд, в ЗУ неисправностей поступает сообщение об ошибке и система ASC отключается
Функция ZA в системе DME M3.3 аналогична уже имеющейся функции в системах DME M1.1, M1.2 и 1.7 для двигателей M30 и M70
Если одновременно происходит повышение частоты холостого хода и отключение зажигания, то наряду с изменением открытия дроссельной заслонки происходит отключение зажигания и прерывание впрыска топлива. Отключение зажигания длится максимум 2 секунды.
Аналогично функции в системе DME M1.7 по требованию со стороны системы ASC производится уменьшение угла опережения зажигания.
Путем открывания клапана холостого хода система DME осуществляет функцию MSR (регулировка тормозящего момента двигателя) в режиме принудительного холостого хода. При наличии сигнала клапан холостого хода продолжает открываться, чтобы уменьшить тормозящий момент двигателя и предотвратить блокировку задних колес. Дополнительно система DME уменьшает подачу топлива, чтобы двигатель не заглох.
Когда автомобиль с системой ASC достигает диапазона регулирования, ЭБУ системы ABS/ASC подает соответствующие сигналы в ЭБУ системы DME (см.Принцип действия системы ASC). Наряду с изменением ЭБУ системы DME угла опережения зажигания и отключением зажигания, блок управления ADS может закрыть первичную дроссельную заслонку для уменьшения частоты вращения двигателя. Для определения величины изменения открытия первичной заслонки блок управления ADS получает фактическое значение положения дроссельной заслонки системы DME. Тогда, в случае необходимости, с помощью серводвигателя меняется положение первичной дроссельной заслонки независимо от желания водителя (педали акселератора).
С помощью входа системы DWA можно защитить автомобиль от угона. Вход активизируется при поступлении сигнала High.
Противоугонное устройство работает до определенного значения частоты вращения коленвала. Запрос частоты вращения предотвращает остановку автомобиля в случае неисправности мультиинформационного дисплея MID или системы DWA.
При частоте вращения ниже определенного значения при поступлении сигнала High срабатывает противоугонное устройство. В этом случае система DME M3.3 блокирует пуск двигателя. Запустить двигатель буксировкой автомобиля в этом состоянии также невозможно.
Для дополнительной обработки ОГ применяется воздушный нагнетатель. Привод пластинчатого нагнетателя осуществляется механически клиновым ремнем. Его кронштейн крепится на компрессоре кондиционера.
Подача воздуха осуществляется через шланги и трубопроводы в продольный канал головки блока и оттуда в выпускные каналы.
Два обратных клапана и один запорный клапан предотвращают возвращение ОГ в воздушный нагнетатель. Пневматический запорный клапан приводится в действие электрическим переключающим клапаном. Вся система при необходимости может включаться с помощью электромагнитной муфты.
Шина CAN (Controller Area Network) представляет собой систему шин, при которой все подключенные станции равноправны, т.е. каждый ЭБУ может посылать и принимать сигналы. Проще говоря, подключенные ЭБУ могут "общаться" друг с другом и обмениваться информацией посредством проводов.
Благодаря линейной структуре сети система шин при выходе из строя одной из станций продолжает полностью обслуживать все другие. Соединение состоит из двух информационных шин (CAN_L и CAN_H) и экрана от помех (CAN_S).
В настоящее время эта система соединяет между собой ЭБУ систем AGS и DME. В дальнейшем предполагается подсоединение других ЭБУ.
Подключенные устройства должны иметь одинаковый уровень CAN. Проверку уровня CAN можно проводить с помощью диагностического интерфейса. На идентификационнной странице соответствующего ЭБУ, подключеного к шине CAN, выдается уровень CAN (индекс CAN).
По шине CAN происходит обмен следующей информацией с самонастраивающейся системой управления коробкой передач AGS: