Ogólny opis i działanie systemu zarządzania pracą silnika

Opis sterownika elektronicznego układu sterowania pracą silnika (ECM)

Moduł ECM komunikuje się z wieloma innymi elementami i układami kontroli emisji oraz sprawdza ich stan. Diagnostyka OBD II monitoruje działanie systemu i ustawia diagnostyczny kod usterki (DTC), jeśli się pogorszy.

Działanie lampek MIL i zapisywanie kodów DTC zależy od rodzaju kodu DTC. Kody DTC emisji są klasyfikowane jako kody typu A lub typu B. Kody typu C nie mają zastosowania do emisji.

Moduł ECM znajduje się w komorze silnika. ECM to centrum sterowania układu sterowania silnikiem. ECM steruje następującymi komponentami:

• układ wtrysku paliwa
• Sytem zapłonu
• Systemy kontroli emisji
• Pokładowy system diagnostyczny
• Klimatyzacja i wentylatory
• Układ sterowania siłownikiem przepustnicy (TAC)

ECM stale monitoruje informacje z różnych czujników i innych źródeł oraz monitoruje systemy, które wpływają na osiągi pojazdu i emisje. ECM przeprowadza również kontrole diagnostyczne różnych części systemu. ECM jest w stanie rozpoznać problemy z wydajnością i powiadomić kierowcę za pomocą lampek kontrolnych awarii. Jeśli moduł ECM wykryje problem, generuje kod DTC. Obszar, do którego należy usterka, można określić na podstawie określonego kodu DTC. Pomaga to technikowi podczas wykonywania napraw.

Działanie ECM

Moduł ECM może dostarczać napięcie 5 V lub 12 V do różnych czujników i przełączników. Odbywa się to za pomocą rezystorów podciągających odpowiednie linie do stabilizowanych linii zasilania wewnątrz ECM. W niektórych przypadkach konwencjonalny woltomierz szeregowy nie pozwala na dokładny pomiar ze względu na niską rezystancję wewnętrzną. Dlatego do dokładnego pomiaru napięć wymagany jest multimetr cyfrowy o impedancji wejściowej co najmniej 10 MΩ.


ECM steruje obwodami wyjściowymi poprzez przykładanie potencjału masy lub napięcia zasilania poprzez tzw. kształtowniki wyjściowe.

EEPROM

Elektrycznie kasowana programowalna pamięć tylko do odczytu (EEPROM) jest nieulotnym urządzeniem pamięci masowej, które jest częścią ECM. EEPROM przechowuje informacje o programowaniu i kalibracji, których ECM potrzebuje do sterowania obwodami zasilania.

Przeprogramowanie ECM wymaga specjalnego sprzętu oraz odpowiednich programów i danych kalibracyjnych.

Programowanie kodu częstotliwości antykradzieżowej

Pojazd wyposażony jest w system antykradzieżowy komunikujący się z ECM. Jeśli ECM zostanie wymieniony, kod częstotliwości modułu antykradzieżowego pojazdu musi zostać zaprogramowany w nowym ECM. Bez tej procedury samochód nie uruchomi się.

Moduł czujnika stuków

Moduł ECM stale monitoruje stan obwodu oceny kontroli spalania stukowego za pomocą wbudowanego układu scalonego. moduł czujnika stuków (KS) zawiera obwody elektroniczne, które umożliwiają modułowi ECM analizę sygnałów czujnika spalania stukowego oraz diagnozowanie czujników spalania stukowego i powiązanych obwodów. Jeśli moduł ECM wykryje, że moduł czujnika spalania stukowego nie odczytuje tych sygnałów, zostanie ustawiony kod DTC.

Blok diagnostyczny

Złącze diagnostyczne (DLC) to 16-stykowe złącze, za pomocą którego technik może odczytać dane szeregowe w celach diagnostycznych. Podłączając tester diagnostyczny do tego złącza, technik może monitorować różne parametry szeregowego łącza danych i wyświetlać informacje o diagnostycznych kodach usterek. Złącze DLC znajduje się w kabinie kierowcy, pod deską rozdzielczą.

Lampka kontrolna awarii

Lampka kontrolna awarii znajduje się wewnątrz tablicy rozdzielczej. Lampka kontrolna awarii (MIL) jest sterowana przez ECM i zapala się, gdy ECM wykryje stan, który wpływa na emisje pojazdu.

Środki ostrożności dotyczące konserwacji ECM

ECM jest przeznaczony do obsługi normalnych prądów obciążenia, które są generowane podczas pracy pojazdu. Należy jednak unikać przeciążania tych obwodów. Podczas sprawdzania obwodu otwartego lub zwarcia nie uziemiaj ani nie doprowadzaj napięcia do żadnych obwodów modułu ECM, chyba że jest to zalecane. Takie obwody można przetestować tylko za pomocą multimetru cyfrowego.

Po wyprzedażach (dodatkowy) sprzęt elektryczny i próżniowy.

Uwaga: akcesoria zasilane próżniowo nie mogą być podłączane do tego pojazdu. Instalowanie akcesoriów zasilanych próżniowo może spowodować uszkodzenie podzespołów lub układów pojazdu.

Uwaga: Dodatkowe wyposażenie elektryczne musi być podłączone do sieci pokładowej w pobliżu akumulatora, aby uniknąć uszkodzenia pojazdu (zarówno żywności, jak i masy).

po wyprzedażach (dodatkowy) wyposażenie elektryczne i podciśnieniowe to każde wyposażenie zamontowane w pojeździe po opuszczeniu fabryki, które jest podłączone do układu elektrycznego lub podciśnieniowego pojazdu. Konstrukcja samochodu nie przewiduje żadnych rezerw na instalację takiego wyposażenia.

Dodatkowe wyposażenie elektryczne, nawet jeśli zostało zainstalowane zgodnie z tymi surowymi wymaganiami, może powodować problemy z układem elektrycznym pojazdu. Może to również dotyczyć urządzeń niepodłączonych do instalacji elektrycznej pojazdu, takich jak telefony przenośne i radia. Dlatego pierwszym krokiem w diagnozowaniu jakichkolwiek problemów z siecią pokładową jest usunięcie z samochodu wszystkich nieoryginalnych urządzeń elektrycznych. Jeśli po tym problem pozostanie, jego diagnoza jest przeprowadzana w zwykły sposób.

Uszkodzenia spowodowane elektrycznością statyczną

Important: Aby uniknąć uszkodzenia elektrostatycznego modułu ECM, NIE WOLNO dotykać styków złącza modułu ECM.

Elementy elektroniczne stosowane w układach sterowania są często projektowane na bardzo niskie napięcia. Elementy elektroniczne łatwo ulegają uszkodzeniu przez wyładowania elektrostatyczne. Do uszkodzenia niektórych elementów elektronicznych wystarczy napięcie elektrostatyczne mniejsze niż 100 V. Dla porównania, aby człowiek mógł jedynie odczuć wyładowanie elektrostatyczne, potrzebne jest napięcie 4000 V.

Osoba może uzyskać ładunek elektrostatyczny na różne sposoby. Najbardziej typowe to elektryfikacja przez tarcie i indukcję elektrostatyczną. Na przykład elektryfikacja przez tarcie może wystąpić, gdy osoba wsunie się na fotelik samochodowy.

Elektryfikacja przez indukcję elektrostatyczną ma miejsce, gdy osoba w dobrze izolowanych butach, stojąc obok silnie naładowanego przedmiotu, na chwilę dotknie ziemi. Ładunki o tej samej nazwie płyną do ziemi, a osoba pozostaje naładowana ładunkiem o przeciwnej biegunowości. Ładunek elektrostatyczny może spowodować uszkodzenie elementów elektronicznych, dlatego należy zachować ostrożność podczas obsługi i sprawdzania.

Inspekcja urządzeń pod maską

Ważne: Ta kontrola jest bardzo ważna i musi być przeprowadzona ostrożnie i ostrożnie.

Dokładnie obejrzyj urządzenia pod maską podczas wykonywania jakiejkolwiek procedury diagnostycznej lub podczas diagnozowania przyczyny niepowodzenia testu emisji. To często pozwala rozwiązać problem bez żadnych dodatkowych kroków. Podczas sprawdzania przestrzegaj następujących zasad:

• Sprawdź węże podciśnieniowe - poprawność okablowania, zaciśnięcia, przecięcia, rozłączenia.
• Sprawdź trudno dostępne węże.
• Sprawdź przewody w komorze silnika pod kątem następujących usterek:
• Spalone lub zużyte obszary
• Ściśnięte przewody
• Dotykanie ostrych krawędzi
• Dotknięcie gorących rur wydechowych

Wymagana podstawowa wiedza

Uwaga: Niezrozumienie podstawowych zasad tego układu elektrycznego podczas wykonywania procedur diagnostycznych może spowodować błędną diagnozę lub uszkodzenie elementów układu elektrycznego. Bez takiej podstawowej wiedzy nie należy podejmować prób diagnozowania problemów z instalacją elektryczną.

Aby skutecznie korzystać z tej części Instrukcji Obsługi Technicznej, wymagane są podstawowe umiejętności obsługi narzędzi ręcznych.

Aby skorzystać z tej części instrukcji serwisowej, należy znać podstawowe zasady obsługi silnika i diagnostykę elektryczną.

• Podstawy obwodów elektrycznych - Musisz znać podstawy elektryczności i rozumieć, czym jest napięcie, prąd i rezystancja. Musisz zrozumieć, co dzieje się z obwodem elektrycznym, gdy pęka lub zwarcie, i musisz być w stanie określić zwarcie lub przerwanie obwodu za pomocą multimetru cyfrowego. Musi umieć czytać i rozumieć schematy elektryczne.
• Korzystanie z multimetru cyfrowego - Trzeba umieć pracować z multimetrem cyfrowym - niezwykle cennym instrumentem. Musisz umieć zmierzyć napięcie multimetrem (W), opór (Om), aktualny (A), sygnały zmienne (minimum maksimum) i częstotliwość (Hz).
• Używanie testerów obwodów - Nie używaj próbnika do testowania elementów sterujących silnika, chyba że jest to wyraźnie zalecane. Musisz umieć używać zworek do testowania komponentów i multimetru cyfrowego bez uszkadzania styków. Powinieneś być zaznajomiony z użyciem zestawu adaptera testowego złącza J 35616 i używać go zawsze, gdy procedury diagnostyczne wymagają podłączenia do złącza po stronie pinów.

Opis układu sterowania siłownikiem przepustnicy (TAC)

Układ sterowania siłownikiem przepustnicy (TAC) stosowane w celu poprawy emisji, oszczędności paliwa i poprawy ogólnych właściwości jezdnych. Układ sterowania siłownikiem przepustnicy (TAC) eliminuje mechaniczne połączenie między pedałem przyspieszenia a przepustnicą. Układ sterowania siłownikiem przepustnicy (TAC) eliminuje potrzebę stosowania automatycznego tempomatu i silnika sterującego powietrzem biegu jałowego. Poniżej znajduje się lista elementów układu sterowania siłownikiem przepustnicy (TAC):

• Zespół pedału przyspieszenia zawiera następujące elementy:
• Pedał gazu.
• Czujnik położenia pedału przyspieszenia 1 (APP).
• Aplikacja czujnika 2.
• Zespół korpusu przepustnicy zawiera następujące elementy:
• Czujnik kąta przepustnicy 1 (TP)
• Czujnik kąta przepustnicy 2 (TP)
• Silnik siłownika przepustnicy
• zawór dławiący
• sterownik ECM

ECM monitoruje wymagane przez kierowcę przyspieszenie za pomocą 2 czujników APP. Zakres napięcia czujnika APP 1 wynosi około 0,98 do 4,16 V i zmienia się wraz ze zmianą położenia pedału przyspieszenia od początkowego położenia pedału niewciśniętego do położenia całkowicie wciśniętego. Zakres czujnika APP 2 wynosi około 0,49 do 2,08 V i zmienia się wraz ze zmianą położenia pedału przyspieszenia z początkowego położenia pedału niewciśniętego do położenia całkowicie wciśniętego. Moduł ECM przetwarza te informacje wraz z sygnałami z innych czujników, aby ustawić przepustnicę w określonej pozycji.

Zawór dławiący jest sterowany przez silnik prądu stałego zwany silnikiem przepustnicy. ECM może napędzać ten silnik do przodu lub do tyłu, kontrolując napięcie akumulatora i/lub masę na 2 wbudowanych sterownikach. Przepustnica jest utrzymywana w pozycji spoczynkowej 7% przez sprężynę powrotną o stałej sile. Gdy silnik przepustnicy nie jest zasilany, ta sprężyna utrzymuje przepustnicę w jej pierwotnym położeniu.

ECM monitoruje kąt przepustnicy za pomocą 2 czujników TP. Napięcie czujnika TP 1 zmienia się od około 0,5 do 4,25 V, gdy przepustnica jest przesuwana z "0 procent" do szeroko otwartej przepustnicy (WOT). Napięcie czujnika TP 2 zmienia się z około 4,45 na 0,7 V, gdy przepustnica jest przesuwana z "0 procent" do szeroko otwartej przepustnicy (WOT).

Moduł ECM przeprowadza diagnostykę, która sprawdza poziomy napięcia obu czujników APP, obu czujników TP oraz obwodu silnika siłownika przepustnicy. Kontroluje również prędkość powrotu poprzez działanie obu sprężyn powrotnych, które są umieszczone wewnątrz zespołu korpusu przepustnicy. Ta diagnostyka jest uruchamiana w różnych momentach, w zależności od tego, czy silnik pracuje, czy nie i czy moduł ECM jest w trakcie wykrywania parametrów przepustnicy.

Za każdym razem, gdy zapłon jest włączony, moduł ECM przeprowadza szybki test sprężyny powrotnej przepustnicy, aby sprawdzić, czy przepustnica może powrócić do 7-procentowej pozycji wyjściowej z pozycji 0-procentowej. Ma to na celu zapewnienie możliwości powrotu przepustnicy do pierwotnego położenia w przypadku awarii obwodu silnika napędowego. Należy pamiętać, że w niskich temperaturach moduł ECM przesunie przepustnicę o 7% przy włączonym zapłonie i wyłączonym silniku, aby usunąć lód, który mógł utworzyć się na przepustnicy.

Procedura zmiany rozmiaru zaworu dławiącego

Moduł ECM zapamiętuje szereg parametrów, w tym najmniejszą pozycję przepustnicy (0%), pozycja początkowa (7%) oraz stopę zwrotu obu sprężyn. Te wartości są usuwane lub nadpisywane tylko wtedy, gdy ECM jest przeprogramowywany lub gdy wykonywana jest procedura resetowania przepustnicy. Należy pamiętać, że jeśli akumulator zostanie odłączony, moduł ECM wykona procedurę ponownego wuczania przepustnicy natychmiast po włączeniu zapłonu.

Procedura resetowania przepustnicy jest wykonywana po każdym włączeniu zapłonu, jeśli silnik był wyłączony przez ponad 29 sekund i spełnione są następujące warunki:

• Prędkość obrotowa silnika jest mniejsza niż 40 obr./min.
• Prędkość pojazdu wynosi 0 km/h (0 mph).
• Temperatura płynu chłodzącego silnik (EW) mieści się w zakresie 5-85°C (41-185°F).
• Temperatura powietrza wlotowego wynosi od 5 do 60°C (41-140°F).
• Sygnał czujnika położenia pedału przyspieszenia odpowiada kątowi mniejszemu niż 14,9%.
• Napięcie zapłonu 1 jest większe niż 10 woltów.

Po 29 sekundach moduł ECM przesuwa płytkę przepustnicy z jej pierwotnego położenia do pełnego zamknięcia, a następnie do około 10% otwarcia. Ta procedura trwa około 6-8 sekund. Jeśli wystąpi jakakolwiek usterka w mechanizmie sterowania przepustnicą (TAC) ustawiony jest diagnostyczny kod usterki (DTC). Na początku procedury licznik TAC Learn na testerze diagnostycznym powinien wynosić 0, a do czasu zakończenia procedury powinien wzrosnąć do 11. Jeśli licznik nie zaczyna od 0 ani nie kończy na 11, oznacza to problem; DTC musi być napisane.

Domyślne działania systemu TAC/Tryby niskiego zużycia energii

Moduł ECM ma 2 tryby niskiego poboru mocy, do których może wejść w przypadku wykrycia usterki w układzie sterowania położeniem przepustnicy. Jeśli usterka obwodu czujnika 1 pozycji przyspieszenia lub obwodu czujnika APP 2, obwodu czujnika 2 pozycji przepustnicy lub obwodu czujnika 1 pozycji przepustnicy zostanie wykryta przy określonej pozycji pedału przyspieszenia, moduł ECM przejdzie w jeden z dwóch trybów niskiego poboru mocy. W tym trybie moment obrotowy silnika jest ograniczony, tak że pojazd nie może przyspieszyć powyżej 100 km/h (60 mil na godzinę). ECM pozostaje w tym trybie niskiego poboru mocy przez cały cykl zapłonu, nawet jeśli usterka zostanie usunięta.

Jeśli wystąpi usterka w obwodach sterowania położeniem przepustnicy, rozbieżność między zalecaną a rzeczywistą pozycją przepustnicy, niepowodzenie testu sprężyny powrotnej lub usterka obwodu czujnika TP 1, moduł ECM przejdzie w inny tryb niskiego poboru mocy. W tym trybie prędkość obrotowa silnika jest ograniczona do 2500 obr./min, a 3-6 losowo wybranych wtryskiwaczy paliwa zostaje wyłączonych. W takim przypadku wydawane jest polecenie włączenia wskaźnika niskiego poboru mocy. ECM pozostaje w tym trybie niskiego poboru mocy przez cały cykl zapłonu, nawet jeśli usterka zostanie usunięta. Zwróć uwagę, że jeśli usterka czujnika TP 1 lub obwodu sterowania położeniem przepustnicy zostanie zauważona, gdy silnik pracuje na biegu jałowym bez wciśnięcia pedału przyspieszenia, silnik może zgasnąć.

Opis układu sterowania położeniem wałka rozrządu

Układ sterowania położeniem wałka rozrządu umożliwia modułowi ECM zmianę ustawień rozrządu wszystkich 4 wałków rozrządu podczas pracy silnika. Zespół siłownika położenia wałka rozrządu (15) zmienia położenie wałka rozrządu zgodnie ze zmianami ciśnienia oleju. Zawór elektromagnetyczny elementu nastawczego położenia wałka rozrządu zmienia ciśnienie oleju, regulując wyprzedzenie lub opóźnienie wałka rozrządu. Zmiana rozrządu zaworowego przy zmianie zużycia paliwa przez silnik pozwala poprawić następujące parametry:

• Moc silnika
• Zużycie paliwa
• Redukcja emisji

Zawór elektromagnetyczny (7) Układ sterowania położeniem wałka rozrządu jest sterowany przez ECM. Zmiana położenia wałków rozrządu jest kontrolowana przez czujnik położenia wału korbowego (CKP) i czujniki położenia wałka rozrządu (CMP). ECM wykorzystuje następujące informacje do obliczenia żądanych pozycji wałka rozrządu:

• Sygnał czujnika temperatury płynu chłodzącego silnika (JEDZENIE)
• Szacunkowa temperatura oleju silnikowego (EOT)
• Sygnał czujnika masowego przepływu powietrza (MAF)
• Sygnał czujnika kąta przepustnicy (TP)
• Sygnał czujnika prędkości pojazdu (VSS)
• Współczynnik wypełnienia

Stanowisko

Zespół elementu nastawczego położenia wałka rozrządu znajduje się w obudowie zewnętrznej i jest napędzany łańcuchem rozrządu. Zespół ma stały wirnik łopatkowy zamontowany na wałku rozrządu. Ciśnienie oleju na nieruchomych łopatkach powoduje obrót odpowiedniego wałka rozrządu względem wału korbowego. Ruch wałków rozrządu zaworów dolotowych umożliwia ustawienie wyprzedzenia zaworów dolotowych do 50 stopni wału korbowego. Ruch wydechowych wałków rozrządu pozwala ustawić opóźnienie zaworów wydechowych do 50 stopni wału korbowego. Gdy ciśnienie oleju zostanie przyłożone do tylnej części łopatek, wałki rozrządu powracają do 0 stopni wału korbowego lub górnego martwego punktu (TDC). Moduł ECM wydaje solenoidowi sterującemu położeniem wałka rozrządu przesunięcie tłoka elektromagnesu i zaworu suwakowego w celu skierowania oleju do portu wyprzedzenia (11). Olej przepływający przez element nastawczy położenia wałka rozrządu z kanału wyprzedzenia solenoidu wytwarza ciśnienie po stronie wyprzedzenia łopatki zespołu nastawnika położenia wałka rozrządu. Gdy pozycja wałka rozrządu jest opóźniona, elektrozawór sterujący położeniem wałka rozrządu kieruje olej do elementu nastawczego pozycji wałka rozrządu przez kanał opóźnienia (3). Moduł ECM może również nakazać elektrozaworowi elementu nastawczego położenia wałka rozrządu odcięcie dopływu oleju do obu kanałów w celu ustalenia aktualnego położenia wałka rozrządu.

Moduł ECM steruje elektrozaworem sterującym położeniem wałka rozrządu poprzez podanie sygnału sterującego PWM do cewki elektromagnesu. Im większy cykl pracy sygnału szerokości impulsu, tym większa zmiana rozrządu zaworowego wałka rozrządu. Siłownik regulacji położenia wałka rozrządu ma również kołek blokujący (14), co uniemożliwia wzajemny ruch obudowy zewnętrznej i zespołu wirnika. Zanim element nastawczy pozycji wałka rozrządu będzie mógł się poruszyć, kołek blokujący musi zostać zwolniony przez ciśnienie oleju. Moduł ECM stale porównuje sygnały z czujników położenia wałka rozrządu z sygnałem z czujnika położenia wału korbowego w celu wykrycia położenia wałka rozrządu i rozwiązania problemu z układem. W przypadku usterki siłownika położenia wałka rozrządu zaworów dolotowych lub wydechowych, siłownik położenia wałka rozrządu zaworów dolotowych lub wydechowych przeciwnego rzędu jest ustawiany w położeniu domyślnym 0 stopni wału korbowego.

Działanie układu sterowania położeniem wałka rozrządu

Stan ruchu	Zmiana położenia wałka rozrządu	Cel	Wynik
Na biegu jałowym	Bez zmian	Minimalizacja nakładania się zaworów	Stabilizacja obrotów biegu jałowego
Lekkie obciążenie silnika	Opóźnienie zaworu	Redukcja nakładania się zaworów	Stabilizacja mocy silnika
Średnie obciążenie silnika	rozrząd zaworowy	Zwiększone nakładanie się zaworów	Oszczędność paliwa i redukcja emisji
Niskie lub średnie obroty przy dużym obciążeniu	rozrząd zaworowy	Wyprzedzenie zamykania zaworu wlotowego	Wzrost momentu obrotowego przy niskich i średnich prędkościach
Wysokie obroty pod dużym obciążeniem	Opóźnienie zaworu	Opóźnienie zamknięcia zaworu dolotowego	Zwiększenie mocy silnika