Obwód elektryczny układu sterowania pracą silnika podany jest na końcu książki.
Ostrzeżenia: Przed wymontowaniem jakichkolwiek elementów modułu ECM odłącz przewód od «minus» bateria.
Nie uruchamiaj silnika, jeśli końcówki przewodów akumulatora są poluzowane.
Nigdy nie odłączaj akumulatora od układu elektrycznego pojazdu, gdy silnik pracuje.
Podczas ładowania akumulatora odłącz go od sieci pokładowej samochodu.
Nie wystawiać elektronicznej jednostki sterującej (ECU) temperatura powyżej 65°C w stanie roboczym i powyżej 80°C w stanie spoczynkowym (np. w suszarni). W przypadku przekroczenia tej temperatury należy wyjąć ECU z pojazdu.
Nie odłączaj ani nie podłączaj złączy wiązki przewodów do ECU, gdy zapłon jest włączony.
Odłącz przewody od akumulatora i złącza przewodów od ECU przed spawaniem łukowym pojazdu. Wszystkie pomiary napięcia wykonaj woltomierzem cyfrowym o rezystancji wewnętrznej co najmniej 10 MΩ.
Ilość paliwa dostarczanego przez wtryskiwacze jest regulowana impulsowym sygnałem elektrycznym z ECU Monitoruje dane o stanie silnika, oblicza zapotrzebowanie na paliwo i określa wymagany czas podawania paliwa przez wtryskiwacze (czas trwania impulsu - cykl pracy). Aby zwiększyć ilość dostarczanego paliwa, ECU zwiększa czas trwania impulsu, a aby zmniejszyć dopływ paliwa, skraca go
ECU ocenia wyniki swoich obliczeń i poleceń, zapamiętuje tryby ostatniej pracy i działa zgodnie z nimi. «samodzielnego uczenia się» lub adaptacja ECU jest procesem ciągłym, ale odpowiednie ustawienia są przechowywane w pamięci RAM jednostki elektronicznej aż do pierwszego wyłączenia zasilania ECU.
ECU steruje dopływem paliwa albo synchronicznie, tzn. w określonym położeniu wału korbowego lub asynchronicznie, tj. niezależnie lub bez synchronizacji z obrotami wału korbowego. Synchroniczny wtrysk paliwa jest najczęściej stosowanym trybem. Asynchroniczny wtrysk paliwa jest stosowany głównie w trybie rozruchu silnika. ECU włącza wtryskiwacze szeregowo. Każda z dysz uruchamiana jest co 720°obrotu wału korbowego. Metoda ta pozwala na dokładniejsze dozowanie paliwa do cylindrów oraz obniżenie poziomu toksyczności spalin.
Ilość podawanego paliwa zależy od stanu silnika, tj. jego tryb działania. Te tryby są dostarczane przez ECU i są opisane poniżej.
Gdy wał korbowy silnika zaczyna obracać się wraz z rozrusznikiem, pierwszy impuls z czujnika położenia wału korbowego powoduje, że impuls z ECU włącza wszystkie wtryskiwacze jednocześnie, co pozwala przyspieszyć rozruch silnika.
Początkowy wtrysk paliwa następuje przy każdym uruchomieniu silnika. Czas trwania impulsu wtrysku zależy od temperatury. Na zimnym silniku impuls wtrysku wzrasta, aby zwiększyć ilość paliwa; na ciepłym silniku czas trwania impulsu maleje. Po wstępnym wtrysku, ECU przechodzi w odpowiedni tryb sterowania wtryskiwaczami.
Tryb uruchamiania. Gdy zapłon jest włączony, ECU aktywuje przekaźnik pompy paliwa, który zwiększa ciśnienie w przewodzie doprowadzającym paliwo do szyny paliwowej.
ECU sprawdza sygnał z czujnika temperatury płynu chłodzącego i określa ilość paliwa i powietrza wymaganą do rozruchu.
Gdy wał korbowy silnika zaczyna się obracać, ECU generuje fazowy impuls w celu włączenia wtryskiwaczy, którego czas trwania zależy od sygnałów z czujnika temperatury płynu chłodzącego. Na zimnym silniku czas trwania impulsu jest dłuższy (zwiększyć ilość dostarczanego paliwa), a na ciepło - mniej.
Tryb bogaty w przyspieszenie
ECU monitoruje nagłe zmiany położenia przepustnicy (sygnał czujnika położenia przepustnicy), a także za sygnałem czujnika ciśnienia bezwzględnego i zapewnia dopływ dodatkowego paliwa poprzez wydłużenie czasu trwania impulsu wtrysku. Tryb bogaty w przyspieszenie jest używany tylko do przejściowej kontroli paliwa (podczas poruszania przepustnicą).
Tryb odcięcia paliwa podczas hamowania silnikiem
Podczas hamowania silnikiem na biegu i włączonym sprzęgle, ECU może całkowicie odciąć impulsy wtrysku paliwa na krótkie okresy czasu. Włączanie i wyłączanie dopływu paliwa w tym trybie następuje po stworzeniu określonych warunków dla temperatury płynu chłodzącego, prędkości obrotowej wału korbowego, prędkości pojazdu oraz kąta otwarcia przepustnicy.
Kompensacja napięcia zasilania
Jeśli napięcie zasilania spadnie, układ zapłonowy może wytworzyć słabą iskrę i ruch mechaniczny «odkrycia» wtryskiwacze mogą działać dłużej. ECU kompensuje to, zwiększając czas magazynowania energii w cewkach zapłonowych i czas trwania impulsu wtrysku.
Odpowiednio, wraz ze wzrostem napięcia akumulatora (lub napięcia w sieci pokładowej pojazdu) ECU skraca czas magazynowania energii w cewkach zapłonowych oraz czas trwania wtrysku.
Tryb odcięcia paliwa
Gdy silnik jest zatrzymany (wyłączony zapłon) paliwo nie jest podawane przez dyszę, co eliminuje samozapłon mieszanki w przegrzanym silniku. Dodatkowo nie są wysyłane żadne impulsy otwierające wtryskiwacze, jeśli ECU nie odbiera impulsów odniesienia z czujnika położenia wału korbowego, tj. oznacza to, że silnik nie pracuje.
Dopływ paliwa jest również odcinany w przypadku przekroczenia maksymalnej dopuszczalnej prędkości obrotowej silnika, aby zabezpieczyć silnik przed pracą na niedopuszczalnie wysokich obrotach.
Elektroniczna jednostka kontrolująca
Elektroniczna jednostka kontrolująca (ECU, sterownik) Silnik znajduje się w centralnej części wlotu powietrza i stanowi centrum sterowania elektronicznego układu sterowania silnikiem. Nieustannie przetwarza informacje z różnych czujników i zarządza systemami, które wpływają na emisję spalin i osiągi pojazdu.
ECU otrzymuje następujące informacje:
- położenie i częstotliwość obrotów wału korbowego;
- położenie wałka rozrządu;
- temperatura płynu chłodzącego;
- temperatura i ciśnienie powietrza dolotowego;
- położenie pedału przyspieszenia;
- pozycja przepustnicy;
- zawartość tlenu w spalinach;
- obecność detonacji w silniku;
- prędkość pojazdu;
- napięcie w sieci pokładowej pojazdu;
- żądanie włączenia klimatyzatora.
Na podstawie otrzymanych informacji ECU steruje następującymi układami i urządzeniami:
- zapas paliwa (wtryski i pompa paliwa);
- dopływ powietrza (stopień otwarcia przepustnicy);
- sytem zapłonu;
- adsorber systemu wychwytywania oparów benzyny;
- wentylator chłodzący silnik;
- sprzęgło sprężarki klimatyzacji;
- układ diagnostyczny.
ECU włącza obwody wyjściowe (wtryskiwacze, różne przekaźniki itp.) zamykając je «masa» przez tranzystory wyjściowe, jedynym wyjątkiem jest obwód przekaźnika pompy paliwowej. Pompa paliwa jest podłączona przez przekaźnik mocy. Z kolei uzwojenie przekaźnika jest sterowane przez ECU poprzez zwarcie jednego z wyjść do «masa».
ECU posiada wbudowany system diagnostyczny. Może rozpoznawać awarie ECM i ostrzegać o nich kierowcę za pomocą wskaźnika awarii w systemie zarządzania silnikiem. Ponadto ECU przechowuje kody diagnostyczne, które wskazują na awarię konkretnego elementu systemu i charakter tej awarii, aby pomóc specjalistom w diagnozowaniu i naprawie.
Złącze diagnostyczne
Złącze diagnostyczne służy do wymiany danych z komputerem i znajduje się po lewej stronie pod tablicą rozdzielczą. Urządzenie skanujące jest podłączone do złącza diagnostycznego w celu odczytania informacji o błędach zapisanych w pamięci ECU, sprawdzenia czujników i siłowników w czasie rzeczywistym, sterowania siłownikami i przeprogramowania ECU.
ECU zawiera następujące typy pamięci:
- programowalna pamięć tylko do odczytu (BAL STUDENCKI);
- pamięć o swobodnym dostępie (Baran);
- elektrycznie przeprogramowalna pamięć (ERPZU).
Programowalna pamięć tylko do odczytu (BAL STUDENCKI). Zawiera ogólny program, który zawiera sekwencję poleceń roboczych (algorytmy sterowania) oraz różne informacje o kalibracji. Informacje te to dane dotyczące wtrysku, zapłonu, kontroli biegu jałowego itp., które zależą od masy pojazdu, typu i mocy silnika, przełożeń skrzyni biegów i innych czynników. PROM jest również nazywany pamięcią kalibracji. Zawartość PROM nie może być zmieniona po zaprogramowaniu. Pamięć ta nie potrzebuje zasilania do zapisania zapisanych w niej informacji, które nie są kasowane po wyłączeniu zasilania tj. ta pamięć jest nieulotna.
Pamięć o dostępie swobodnym (Baran)
Ten «zeszyt» ECU. Mikroprocesor urządzenia wykorzystuje go do tymczasowego przechowywania zmierzonych parametrów do obliczeń i pośrednich informacji. Mikroprocesor może wprowadzać do niego dane lub w razie potrzeby je odczytywać.
Układ pamięci RAM jest zamontowany na płytce drukowanej kontrolera. Ta pamięć jest ulotna i do utrzymania wymaga zasilacza awaryjnego. Przerwa w zasilaniu powoduje skasowanie diagnostycznych kodów usterek i danych obliczeniowych zawartych w pamięci RAM.
Elektrycznie przeprogramowalna pamięć (ERPZU)
Służy do tymczasowego przechowywania haseł systemu antykradzieżowego samochodu (immobilizer). Kody haseł otrzymane przez ECU z jednostki sterującej immobilizera są porównywane z kodami zapisanymi w pamięci EEPROM, w wyniku czego uruchomienie silnika jest dozwolone lub zabronione.
EEPROM rejestruje parametry pracy pojazdu, takie jak całkowity przebieg pojazdu, całkowite zużycie paliwa i czas pracy silnika.
ERPZU rejestruje również niektóre naruszenia silnika i samochodu:
- czas pracy silnika z przegrzaniem;
- czas pracy silnika na paliwie niskooktanowym;
- czas pracy silnika przekraczający maksymalną dopuszczalną prędkość;
- czas pracy silnika z przerwą w zapłonie mieszanki paliwowo-powietrznej, której obecność sygnalizuje sygnalizator układu sterowania pracą silnika;
- czas pracy silnika z uszkodzonym czujnikiem spalania stukowego;
- czas pracy silnika z uszkodzonymi czujnikami stężenia tlenu;
- czas ruchu samochodu z przekroczeniem maksymalnej dozwolonej prędkości w okresie docierania;
- czas ruchu pojazdu z uszkodzonym czujnikiem prędkości;
- liczba odłączeń akumulatora przy włączonym zapłonie.
EEPROM jest pamięcią nieulotną i może przechowywać informacje bez zasilania sterownika.
Czujnik położenia wału korbowego
Indukcyjny czujnik położenia wału korbowego przeznaczony jest do synchronizacji działania elektronicznej jednostki sterującej z GMP tłoków 1. i 4. cylindra oraz położeniem kątowym wału korbowego.
Czujnik montowany jest z tyłu bloku silnika naprzeciw tarczy napędowej na wale korbowym. Tarczą napędową jest koło zębate z 58 rowkami, z których 57 jest rozmieszczonych co 6°. Ostatni rowek jest szerszy, aby utworzyć impuls synchronizacji («odniesienie» pęd), który jest niezbędny do skoordynowania działania jednostki sterującej z GMP tłoków w 1. i 4. cylindrze.
Gdy wał korbowy obraca się, zmienia się pole magnetyczne czujnika, indukując impulsy napięcia AC. Jednostka sterująca określa prędkość obrotową wału korbowego na podstawie sygnałów z czujnika i wydaje impulsy do sterowania silnikiem.
Awaria tego czujnika powoduje całkowitą awarię układu sterowania silnikiem: przy braku jego sygnału niemożliwe jest uruchomienie silnika.
Czujnik ciśnienia bezwzględnego w kolektorze
Czujnik ciśnienia bezwzględnego w przewodzie dolotowym przetwarza podciśnienie w tym przewodzie na napięcie elektryczne, z którego ECU określa obciążenie silnika. Czujnik jest zainstalowany na rurze wlotowej i jest podłączony do jej wnęki za pomocą gumowej rurki. Napięcie wyjściowe czujnika zmienia się zgodnie z ciśnieniem w rurze dolotowej - od 4,9 V (przy szeroko otwartej przepustnicy) do 0,3 V (z zamkniętą klapą). Gdy silnik nie pracuje, sterownik określa ciśnienie atmosferyczne z napięcia czujnika i dostosowuje parametry sterowania wtryskiem do określonej wysokości nad poziomem morza. Zapisane w pamięci wartości ciśnienia atmosferycznego są okresowo aktualizowane, gdy pojazd jest w stałym ruchu oraz podczas pełnego otwarcia przepustnicy.
Czujnik temperatury powietrza dolotowego
Czujnik temperatury powietrza dolotowego wkręca się w otwór w wężu doprowadzającym powietrze w pobliżu filtra powietrza. Czujnik to termistor NTC. Na podstawie informacji o temperaturze powietrza z czujnika sterownik reguluje ilość wtryskiwanego paliwa.
Na czujniku temperatury powietrza sprawdź rezystancję na zaciskach czujnika w różnych warunkach temperaturowych.
Czujnik fazy
Czujnik fazy jest zainstalowany w przedniej części głowicy cylindrów między zębatymi kołami pasowymi wałków rozrządu. Zasada jego działania opiera się na efekcie Halla. Czujnik określa TDC suwu sprężania tłoka 1. cylindra. Sygnał czujnika jest wykorzystywany przez sterownik do organizowania stopniowego wtrysku paliwa zgodnie z kolejnością pracy cylindrów. W przypadku awarii obwodu sterownik zapisuje swój kod w pamięci i włącza alarm układu sterowania silnikiem.
Czujnik temperatury chłodzenia
Czujnik temperatury płynu chłodzącego jest zainstalowany po prawej stronie głowicy cylindrów, między pierwszym a drugim cylindrem. Czujnik jest termistorem NTC: rezystancja elektryczna czujnika maleje wraz ze wzrostem temperatury. ECU przetwarza sygnał czujnika i ustawia optymalne wzbogacenie mieszanki roboczej, gdy silnik się rozgrzeje.
Jednostka elektroniczna zasila obwód czujnika temperatury stałą «kluczowy» Napięcie. Napięcie sygnału czujnika jest maksymalne, gdy powietrze w rurze dolotowej jest zimne i maleje wraz ze wzrostem jego temperatury. Na podstawie wartości napięcia ECU określa temperaturę powietrza dolotowego i dokonuje korekt podczas obliczania kąta wyprzedzenia zapłonu. Jeśli czujnik ulegnie awarii lub wystąpią naruszenia w jego obwodzie połączeniowym, ECU ustawia kod błędu i zapamiętuje go. Jeżeli ECU nadal generuje kod DTC przy dobrych połączeniach styków w okablowaniu, wymienić czujnik temperatury powietrza.
Czujnik stukowy
Czujnik spalania stukowego jest przymocowany do górnej części bloku cylindrów i wykrywa nieprawidłowe wibracje (uderzenia detonacyjne) w silniku.
Czułym elementem czujnika jest płytka piezoelektryczna. Podczas detonacji na wyjściu czujnika generowane są impulsy napięciowe, które nasilają się wraz ze wzrostem intensywności oddziaływań detonacyjnych. Sterownik na podstawie sygnału z czujnika reguluje kąt wyprzedzenia zapłonu w celu wyeliminowania przebłysków paliwa detonacyjnego.
Czujnik położenia przepustnicy
Czujnik położenia przepustnicy (TPS) zamontowany z boku korpusu przepustnicy (pod przykryciem) i jest połączony z osią przepustnicy.
Jest to potencjometr, którego jeden koniec jest w komplecie «plus» napięcie zasilania (5 V), jego drugi koniec jest podłączony do «waga». Z trzeciego wyjścia potencjometru (z suwaka) jest sygnałem wyjściowym do ECU. Kiedy przepustnica jest przekręcona (przed uderzeniem w pedał sterujący), zmienia się napięcie na wyjściu czujnika. Gdy przepustnica jest zamknięta, jest poniżej 0,5 V. Gdy przepustnica się otwiera, napięcie na wyjściu czujnika rośnie i powinno być większe niż 4 V, gdy przepustnica jest całkowicie otwarta. Monitorując napięcie wyjściowe czujnika, ECU dostosowuje dopływ paliwa w zależności od kąta otwarcia przepustnicy (te. na żądanie kierowcy). TPS nie wymaga regulacji, ponieważ jednostka elektroniczna postrzega bieg jałowy (te. pełne zamknięcie przepustnicy) jako punkt zerowy.
W przypadku awarii czujnika przepustnicy, ECU zapamiętuje kod usterki czujnika, zapala lampkę ostrzegawczą układu sterowania silnikiem oraz oblicza szacunkową wartość kąta otwarcia przepustnicy na podstawie prędkości obrotowej wału korbowego oraz sygnałów z temperatury i bezwzględnej czujniki ciśnienia powietrza w rurze dolotowej.
Kontroluj czujnik tlenu
Czujnik kontroli stężenia tlenu jest stosowany w układzie wtrysku ze sprzężeniem zwrotnym i jest montowany w kolektorze wydechowym. Aby skorygować obliczenia czasu trwania impulsów wtrysku, wykorzystuje się informacje o obecności tlenu w spalinach, informacje te dostarczane są przez kontrolny czujnik stężenia tlenu. Tlen zawarty w spalinach reaguje z czujnikiem, tworząc różnicę potencjałów na wyjściu czujnika. Waha się od około 0,1 V (wysoka zawartość tlenu - uboga mieszanka) do 1V (mieszanka bogata w tlen o niskiej zawartości tlenu).
Monitorując napięcie wyjściowe czujnika stężenia tlenu, sterownik określa, które polecenie dostosować skład mieszanki roboczej do podania na wtryskiwacze. Jeśli mieszanka jest uboga (mała różnica potencjałów na wyjściu czujnika), wówczas sterownik wydaje polecenie wzbogacenia mieszanki; jeśli mieszanka jest bogata (duża różnica potencjałów) - zubożyć mieszankę.
Diagnostyczny czujnik tlenu
Diagnostyczny czujnik stężenia tlenu montowany jest w rurze wydechowej za konwerterem, działa na tej samej zasadzie co czujnik sterujący. Sygnał generowany przez diagnostyczny czujnik stężenia tlenu wskazuje na obecność tlenu w spalinach za konwerterem. Jeżeli przetwornica pracuje prawidłowo, wskazania czujnika diagnostycznego będą się znacznie różnić od wskazań czujnika sterującego,