Elektrický obvod riadiaceho systému motora je uvedený na konci knihy.
Varovania: Pred odstránením akýchkoľvek komponentov ECM odpojte kábel od «mínus» batérie.
Neštartujte motor, ak sú káblové oká na batérii uvoľnené.
Nikdy neodpájajte akumulátor od elektrického systému vozidla, keď je motor v chode.
Pri nabíjaní batérie ju odpojte od palubnej siete auta.
Nevystavujte elektronickú riadiacu jednotku (ECU) teplota nad 65°C v prevádzkovom stave a nad 80°C v mimopracovnom stave (napríklad v sušiarni). Ak sa táto teplota prekročí, ECU sa musí z vozidla odstrániť.
Neodpájajte ani nepripájajte konektory káblového zväzku k ECU, keď je zapnuté zapaľovanie.
Pred oblúkovým zváraním na vozidle odpojte vodiče od batérie a konektory vodičov od ECU. Všetky merania napätia vykonávajte digitálnym voltmetrom s vnútorným odporom aspoň 10 MΩ.
Množstvo paliva dodávaného vstrekovačmi je regulované elektrickým impulzným signálom z ECU Monitoruje údaje o stave motora, vypočítava potrebu paliva a určuje požadované trvanie dodávky paliva vstrekovačmi (trvanie impulzu - pracovný cyklus). Aby sa zvýšilo množstvo dodávaného paliva, ECU zvyšuje trvanie impulzu a pre zníženie dodávky paliva sa skracuje
ECU vyhodnocuje výsledky svojich výpočtov a príkazov, pamätá si režimy nedávnej prevádzky a koná v súlade s nimi. «samoštúdium» alebo prispôsobenie ECU je nepretržitý proces, ale príslušné nastavenia sú uložené v pamäti RAM elektronickej jednotky až do prvého vypnutia ECU.
ECU riadi dodávku paliva buď synchrónne, t.j. pri určitej polohe kľukového hriadeľa, alebo asynchrónne, t.j. nezávisle alebo bez synchronizácie s otáčaním kľukového hriadeľa. Synchrónne vstrekovanie paliva je najčastejšie používaný režim. Asynchrónne vstrekovanie paliva sa používa hlavne v režime štartovania motora. ECU zapína vstrekovače v sérii. Každá z trysiek sa aktivuje každých 720°otočenia kľukového hriadeľa. Táto metóda umožňuje presnejšie dávkovať palivo do valcov a znižovať úroveň toxicity výfukových plynov.
Množstvo dodaného paliva je dané stavom motora, t.j. spôsob jeho fungovania. Tieto režimy poskytuje ECU a sú popísané nižšie.
Keď sa kľukový hriadeľ motora začne posúvať so štartérom, prvý impulz zo snímača polohy kľukového hriadeľa spôsobí, že impulz z ECU zapne všetky vstrekovače naraz, čo vám umožní urýchliť štart motora.
Počiatočné vstreknutie paliva nastáva pri každom naštartovaní motora. Trvanie vstrekovacieho impulzu závisí od teploty. Pri studenom motore sa impulz vstrekovania zvyšuje, aby sa zvýšilo množstvo paliva, pri teplom motore sa trvanie impulzu skracuje. Po úvodnom vstreknutí sa ECU prepne do príslušného režimu ovládania vstrekovača.
Štartovací režim. Keď je zapnuté zapaľovanie, ECU aktivuje relé palivového čerpadla, ktoré natlakuje prívodné palivové potrubie do palivovej koľajnice.
ECU kontroluje signál zo snímača teploty chladiacej kvapaliny a určuje množstvo paliva a vzduchu potrebného na naštartovanie.
Keď sa kľukový hriadeľ motora začne otáčať, ECU generuje fázový impulz na zapnutie vstrekovačov, ktorého trvanie závisí od signálov zo snímača teploty chladiacej kvapaliny. Pri studenom motore je trvanie impulzu dlhšie (na zvýšenie množstva dodávaného paliva), a na teplom - menej.
Režim bohatý na zrýchlenie
ECU monitoruje náhle zmeny polohy škrtiacej klapky (signál snímača polohy škrtiacej klapky), ako aj za signálom snímača absolútneho tlaku a zabezpečuje prísun ďalšieho paliva zvýšením doby trvania vstrekovacieho impulzu. Režim bohatého zrýchlenia sa používa iba na prechodnú reguláciu paliva (pri pohybe plynu).
Režim odpojenia paliva počas brzdenia motorom
Pri brzdení so zaradeným motorom a zapnutou spojkou môže ECU na krátky čas úplne vypnúť impulzy vstrekovania paliva. Vypnutie a zapnutie prívodu paliva v tomto režime nastáva vtedy, keď sú vytvorené určité podmienky pre teplotu chladiacej kvapaliny, otáčky kľukového hriadeľa, rýchlosť vozidla a uhol otvorenia škrtiacej klapky.
Kompenzácia napájacieho napätia
Ak napájacie napätie klesne, zapaľovací systém môže spôsobiť slabú iskru a mechanický pohyb «objavov» vstrekovanie môže trvať dlhšie. ECU to kompenzuje zvýšením času uchovávania energie v zapaľovacích cievkach a trvaním vstrekovacieho impulzu.
V súlade s tým so zvyšujúcim sa napätím batérie (alebo napätie v palubnej sieti vozidla) ECU znižuje čas uchovávania energie v zapaľovacích cievkach a dobu trvania vstreku.
Režim zníženia paliva
Keď je motor zastavený (vypnuté zapaľovanie) palivo nie je dodávané tryskou, čím sa eliminuje samovznietenie zmesi v prehriatom motore. Okrem toho sa neposielajú žiadne impulzy na otvorenie vstrekovačov, ak ECU neprijíma referenčné impulzy zo snímača polohy kľukového hriadeľa, t.j. to znamená, že motor nebeží.
Prívod paliva sa preruší aj pri prekročení maximálnych povolených otáčok motora, aby sa motor chránil pred prevádzkou pri neprijateľne vysokých otáčkach.
Elektronická riadiaca jednotka
Elektronická riadiaca jednotka (ECU, ovládač) motor je umiestnený v centrálnej časti skrine nasávania vzduchu a je riadiacim centrom elektronického riadiaceho systému motora. Nepretržite spracováva informácie z rôznych senzorov a riadi systémy, ktoré ovplyvňujú emisie výfukových plynov a výkon vozidla.
ECU dostane nasledujúce informácie:
- poloha a frekvencia otáčania kľukového hriadeľa;
- poloha vačkového hriadeľa;
- teplota chladiacej kvapaliny;
- teplota a tlak nasávaného vzduchu;
- poloha plynového pedálu;
- poloha škrtiacej klapky;
- obsah kyslíka vo výfukových plynoch;
- prítomnosť detonácie v motore;
- rýchlosť vozidla;
- napätie v palubnej sieti vozidla;
- žiadosť o zapnutie klimatizácie.
Na základe prijatých informácií riadi ECU nasledujúce systémy a zariadenia:
- zásobovanie palivom (vstrekovače a palivové čerpadlo);
- prívod vzduchu (stupeň otvorenia škrtiacej klapky);
- Systém zapaľovania;
- adsorbér systému zachytávania výparov benzínu;
- ventilátor chladenia motora;
- spojka kompresora klimatizácie;
- diagnostický systém.
ECU zapína výstupné obvody (vstrekovače, rôzne relé a pod.) ich zatvorením «omša» cez výstupné tranzistory, jedinou výnimkou je obvod relé palivového čerpadla. Palivové čerpadlo je pripojené cez výkonové relé. Na druhej strane je vinutie relé riadené ECU uzavretím jedného z výstupov «omša».
ECU je vybavená vstavaným diagnostickým systémom. Dokáže rozpoznať poruchy ECM a upozorniť na ne vodiča prostredníctvom indikátora poruchy v systéme riadenia motora. Okrem toho ECU ukladá diagnostické kódy, ktoré indikujú poruchu konkrétneho prvku systému a povahu tejto poruchy, aby pomohla odborníkom pri diagnostike a opravách.
Diagnostický konektor
Diagnostický konektor slúži na výmenu údajov s počítačom a nachádza sa na ľavej strane pod prístrojovým panelom. K diagnostickému konektoru je pripojené skenovacie zariadenie na čítanie chybových informácií uložených v pamäti ECU, na kontrolu snímačov a akčných členov v reálnom čase, na ovládanie akčných členov a preprogramovanie ECU.
ECU obsahuje nasledujúce typy pamäte:
- programovateľná pamäť len na čítanie (STUŽKOVÁ);
- Náhodný vstup do pamäťe (RAM);
- elektricky preprogramovateľná pamäť (ERPZU).
Programovateľná pamäť iba na čítanie (STUŽKOVÁ). Obsahuje všeobecný program, ktorý obsahuje postupnosť pracovných príkazov (riadiacich algoritmov) a rôzne informácie o kalibrácii. Týmito informáciami sú údaje o vstrekovaní, zapaľovaní, voľnobehu atď., ktoré závisia od hmotnosti vozidla, typu a výkonu motora, prevodových pomerov a iných faktorov. PROM sa nazýva aj kalibračná pamäť. Po naprogramovaní nie je možné obsah PROM zmeniť. Táto pamäť nepotrebuje napájanie na uloženie v nej zaznamenaných informácií, ktoré sa pri vypnutí napájania nevymažú, t.j. táto pamäť je energeticky nezávislá.
Pamäť s náhodným prístupom (RAM)
Toto «notebook» ECU. Mikroprocesor jednotky ho používa na dočasné uloženie nameraných parametrov pre výpočty a prechodné informácie. Mikroprocesor doň môže vkladať údaje alebo ich podľa potreby čítať.
Čip RAM je namontovaný na PCB radiča. Táto pamäť je nestála a vyžaduje si neprerušiteľné napájanie. Keď sa preruší napájanie, diagnostické chybové kódy a vypočítané údaje obsiahnuté v pamäti RAM sa vymažú.
Elektricky preprogramovateľná pamäť (ERPZU)
Používa sa na dočasné uloženie hesiel systému proti krádeži auta (imobilizér). Kódy hesiel prijaté ECU z riadiacej jednotky imobilizéra sa porovnávajú s kódmi uloženými v EEPROM, v dôsledku čoho je povolený alebo zakázaný štart motora.
EEPROM zaznamenáva prevádzkové parametre vozidla, ako je celkový počet najazdených kilometrov, celková spotreba paliva a prevádzkový čas motora.
ERPZU eviduje aj niektoré porušenia motora a auta:
- prevádzková doba motora s prehriatím;
- prevádzková doba motora na nízkooktánové palivo;
- čas prevádzky motora presahujúci maximálne prípustné otáčky;
- čas prevádzky motora s vynechávaním zmesi vzduch-palivo, ktorej prítomnosť je indikovaná signalizačným zariadením systému riadenia motora;
- čas prevádzky motora s chybným snímačom klepania;
- doba prevádzky motora s chybnými snímačmi koncentrácie kyslíka;
- čas pohybu vozidla s prekročením maximálnej povolenej rýchlosti počas doby zábehu;
- čas pohybu vozidla s chybným snímačom rýchlosti;
- počet odpojení batérie pri zapnutom zapaľovaní.
EEPROM je energeticky nezávislá pamäť a môže ukladať informácie bez napájania regulátora.
Snímač polohy kľukového hriadeľa
Snímač polohy kľukového hriadeľa indukčného typu je určený na synchronizáciu činnosti elektronickej riadiacej jednotky s TDC piestov 1. a 4. valca a uhlovou polohou kľukového hriadeľa.
Snímač je inštalovaný v zadnej časti bloku motora oproti hnaciemu disku na kľukovom hriadeli. Hnacím kotúčom je ozubené koleso s 58 drážkami, z ktorých 57 je rozmiestnených v 6°intervaloch. Posledná drážka je širšia, aby sa vytvoril synchronizačný impulz («odkaz» spád), ktorý je potrebný na zosúladenie činnosti riadiacej jednotky s TDC piestov v 1. a 4. valci.
Pri otáčaní kľukového hriadeľa sa mení magnetické pole snímača, čo vyvoláva impulzy striedavého napätia. Riadiaca jednotka určuje otáčky kľukového hriadeľa zo signálov snímača a vydáva impulzy na riadenie motora.
Porucha tohto snímača spôsobuje úplné zlyhanie riadiaceho systému motora: pri absencii jeho signálu nie je možné naštartovať motor.
Senzor absolútneho tlaku v potrubí
Snímač absolútneho tlaku v sacom potrubí premieňa vákuum v tomto potrubí na elektrické napätie, z ktorého ECU určuje zaťaženie motora. Snímač je inštalovaný na sacom potrubí a je spojený s jeho dutinou gumovou trubicou. Výstupné napätie snímača sa mení v súlade s tlakom v sacom potrubí - od 4,9 V (pri široko otvorenom plyne) do 0,3V (so zatvorenou klapkou). Keď motor nebeží, riadiaca jednotka určí atmosférický tlak z napätia snímača a prispôsobí parametre riadenia vstrekovania konkrétnej nadmorskej výške. Hodnoty atmosférického tlaku uložené v pamäti sa pravidelne aktualizujú, keď je vozidlo v stálom pohybe a pri otvorení na plný plyn.
Snímač teploty nasávaného vzduchu
Snímač teploty nasávaného vzduchu je naskrutkovaný do otvoru v hadici prívodu vzduchu v blízkosti vzduchového filtra. Senzor je NTC termistor. Na základe informácií o teplote vzduchu zo snímača regulátor reguluje množstvo vstrekovaného paliva.
Na snímači teploty vzduchu skontrolujte odpor na svorkách snímača pri rôznych teplotných podmienkach.
Fázový snímač
Fázový snímač je inštalovaný v prednej časti hlavy valcov medzi ozubenými remenicami vačkových hriadeľov. Princíp jeho fungovania je založený na Hallovom efekte. Snímač určuje TDC kompresného zdvihu piesta 1. valca. Signál snímača používa regulátor na organizáciu fázového vstrekovania paliva v súlade s poradím činnosti valcov. V prípade poruchy obvodu si ovládač uloží svoj kód do pamäte a zapne alarm riadiaceho systému motora.
Snímač teploty chladiacej kvapaliny
Snímač teploty chladiacej kvapaliny je inštalovaný na pravej strane hlavy valcov medzi prvým a druhým valcom. Senzor je NTC termistor: elektrický odpor senzora klesá so zvyšujúcou sa teplotou. ECU spracuje signál snímača a pri zahriatí motora nastaví optimálne obohatenie pracovnej zmesi.
Elektronická jednotka napája obvod snímača teploty konštantne «kľúčový» Napätie. Signálne napätie snímača je maximálne, keď je vzduch v sacom potrubí studený a klesá so stúpajúcou jeho teplotou. Z hodnoty napätia ECU určí teplotu nasávaného vzduchu a vykoná úpravy pri výpočte časovania zapaľovania. Ak snímač zlyhá alebo dôjde k porušeniu jeho spojovacieho obvodu, ECU nastaví chybový kód a zapamätá si ho. Ak ECU naďalej generuje DTC s dobrými kontaktnými spojeniami v kabeláži, vymeňte snímač teploty vzduchu.
Senzor klopania
Snímač klepania je pripevnený k hornej časti bloku valcov a zachytáva abnormálne vibrácie (detonačné údery) v motore.
Citlivým prvkom snímača je piezoelektrická platňa. Pri detonácii vznikajú na výstupe snímača napäťové impulzy, ktoré sa zvyšujú so zvyšujúcou sa intenzitou detonačných nárazov. Regulátor na základe signálu snímača reguluje časovanie zapaľovania, aby sa eliminovali detonačné záblesky paliva.
Snímač polohy škrtiacej klapky
Snímač polohy škrtiacej klapky (TPS) namontovaný na boku telesa škrtiacej klapky (pod krytom) a je spojený s osou škrtiacej klapky.
Je to potenciometer, ktorého jeden koniec je dodávaný «plus» napájacie napätie (5 V), jeho druhý koniec je pripojený k «hmotnosť». Z tretieho výstupu potenciometra (z posúvača) je výstupný signál do ECU. Keď je plyn otočený (od nárazu na ovládací pedál), zmení sa napätie na výstupe snímača. Keď je škrtiaca klapka zatvorená, je pod 0,5 V. Pri otvorení škrtiacej klapky napätie na výstupe snímača stúpa a pri plne otvorenej škrtiacej klapke by malo byť viac ako 4 V. Monitorovaním výstupného napätia snímača ECU prispôsobuje prívod paliva v závislosti od uhla otvorenia škrtiacej klapky (tie. na žiadosť vodiča). TPS nevyžaduje nastavenie, pretože elektronická jednotka vníma voľnobeh (tie. zatváranie plného plynu) ako nulový bod.
V prípade poruchy snímača škrtiacej klapky si ECU zapamätá chybový kód snímača, rozsvieti výstražnú kontrolku systému riadenia motora a vypočíta odhadovanú hodnotu uhla otvorenia škrtiacej klapky z otáčok kľukového hriadeľa a zo signálov z teploty a absolútnej snímače tlaku vzduchu v sacom potrubí.
Ovládanie kyslíkového senzora
Senzor riadenia koncentrácie kyslíka sa používa v systéme spätného vstrekovania a je inštalovaný vo výfukovom potrubí. Na korekciu výpočtov dĺžky trvania vstrekovacích impulzov sa používa informácia o prítomnosti kyslíka vo výfukových plynoch, túto informáciu poskytuje riadiaci snímač koncentrácie kyslíka. Kyslík obsiahnutý vo výfukových plynoch reaguje so snímačom a vytvára potenciálny rozdiel na výstupe snímača. Pohybuje sa približne od 0,1 V (vysoký obsah kyslíka - chudá zmes) až 1 V (zmes bohatá na kyslík).
Monitorovaním výstupného napätia snímača koncentrácie kyslíka ovládač určuje, ktorý príkaz na úpravu zloženia pracovnej zmesi sa má aplikovať na vstrekovače. Ak je zmes chudá (nízky potenciálny rozdiel na výstupe snímača), potom ovládač vydá príkaz na obohatenie zmesi; ak je zmes bohatá (vysoký potenciálny rozdiel) - na chudnutie zmesi.
Diagnostický senzor kyslíka
Diagnostický snímač koncentrácie kyslíka je inštalovaný vo výfukovom potrubí za prevodníkom, pracuje na rovnakom princípe ako riadiaci snímač. Signál generovaný diagnostickým snímačom koncentrácie kyslíka indikuje prítomnosť kyslíka vo výfukových plynoch za prevodníkom. Ak prevodník funguje správne, hodnoty diagnostického snímača sa budú výrazne líšiť od hodnôt kontrolného snímača,