Електронний блок керування зі 128 контактами
Блок S3000 марки SAGEM керує системами впорскування та запалювання і має багатоточковий послідовний впорскування (двигуни F4R, K4J).
На розподільчому валі відсутній датчик ВМТ поршня першого циліндра, тому синхронізація керування елементами системи з робочим процесом двигуна здійснюється за програмою за допомогою сигналів датчика ВМТ.
Запуск двигуна здійснюється в напівпослідовному режимі (для синхронізації керування елементами системи з робочим процесом двигуна), потім переходить у послідовний синхронізований режим.
Двигуни K4M оснащені датчиком ВМТ поршня першого циліндра на розподільчому валі.
Синхронізація керування елементами системи з робочим процесом двигуна (визначення ВМТ поршня 1-го циліндра) здійснюється за сигналом цього датчика.
Запуск двигуна відбувається в напівпослідовному режимі (для синхронізації керування елементами системи з робочим процесом двигуна), потім переходить у послідовний синхронізований режим.
Рис. 1. Розташування елементів системи впорскування в підкапотному просторі автомобіля Megane 2 з двигуном K4J: 1 - електромагнітний клапан рециркуляції паливних парів; 2 - датчик абсолютного тиску; 3 - блок дросельної заслінки з сервоприводом; 4 - котушка запалювання; 5 - ЕБУ системи впорскування; 6 - блок захисту та комутації; 7 - датчик температури охолоджувальної рідини; 8 - датчик детонації; 9 - датчик температури повітря; 10 - рампа та форсунки
Сигнальна лампа несправності системи впорскування на приладовому щитку діє
Застосування спеціальної сигнальної лампи несправності системи впорскування (сигнальна лампа OBD «Бортової системи діагностики»).
Її наявність зумовлена встановленням «бортової системи діагностики».
Особливі заходи безпеки у зв'язку з наявністю системи електронної протиугінної блокування запуску двигуна
Внаслідок встановлення системи електронної протиугінної блокування запуску двигуна третього покоління заміна ЕБУ проводиться за спеціальною методикою.
Система подачі палива без повернення палива в паливний бак
Регулятор тиску знаходиться у вузлі «паливний насос – датчик рівня палива». Режим холостого ходу (гарячого двигуна).
Номінальна частота холостого ходу
Режим холостого ходу коригується залежно від: – температури охолоджувальної рідини; – напруги акумуляторної батареї;
- стану кондиціонера (ввімкнено/вимкнено);
- тиску оливи (автомобіль з двигуном К4М);
- положення важеля селектора АКП (автомобіль з двигуном F4R).
Рис. 2. Розташування елементів системи впорскування в моторному відсіку автомобіля Megane 2 з двигуном К4М: 1 - електромагнітний клапан рециркуляції паливних парів; 2 - електромагнітний клапан фазорегулятора розподільчого вала; 3 - датчик абсолютного тиску; 4 - котушка запалювання; 5 - датчик положення розподільчого вала; 6 - блок дросельної заслінки з сервоприводом; 7 - ЕБУ системи впорскування; 8 - блок захисту та комутації; 9 - датчик температури охолоджувальної рідини; 10 - датчик детонації; 11 - датчик температури повітря; 12 - рампа та форсунки
Максимальна частота обертання колінчастого вала
Захист при перевищенні максимально допустимої частоти обертання колінчастого вала холодного двигуна K4J.
Якщо температура охолоджувальної рідини нижче 60 °С, або протягом 10 с після запуску двигуна, подача палива припиняється при 5800 хв-1.
K4M
Якщо температура охолоджувальної рідини нижче 75 °С, або протягом 10 с після запуску двигуна, подача палива припиняється при 5800 хв-1.
F4R
Якщо температура охолоджувальної рідини нижче 75 °С, або протягом не більше 17 с після запуску двигуна, подача палива припиняється при 5900 хв-1.
Захист при перевищенні максимально допустимої частоти обертання колінчастого вала гарячого двигуна
Якщо двигун гарячий, ця величина набуває свого звичайного значення.
K4J і К4М
Подача палива припиняється при 6500 хв-1 незалежно від ввімкненої передачі (механічна або автоматична коробка передач).
F4R
Подача палива припиняється при 6000 хв-1 (механічна коробка передач) і 6300 хв-1 (автоматична коробка передач), незалежно від ввімкненої передачі.
Рис. 3. Розташування елементів системи впорскування в моторному відсіку автомобіля Megane 2 з двигуном F4R: 1 - електромагнітний клапан рециркуляції паливних парів; 2 - електромагнітний клапан фазорегулятора розподільчого вала; 3 - датчик абсолютного тиску; 4 - котушка запалювання; 5 - блок дросельної заслінки з сервоприводом; 6 - ЕБУ системи впорскування; 7 - блок захисту та комутації; 8 - датчик температури охолоджувальної рідини; 9 - датчик детонації; 10 - датчик температури повітря; 11 - рампа та форсунки
Фазорегулятор розподільчого вала К4М
Фази газорозподілу плавно змінюються від 0 до 43° за кутом повороту колінчастого вала.
Фазорегулятор керується електромагнітним клапаном, на який подається електроживлення у вигляді змінного сигналу ступеня циклічного відкриття від ЕБУ системи впорскування.
F4R
Фазорегулятор є електромагнітним клапаном, який живиться за принципом «так-ні» від ЕБУ системи впорскування.
Керування електровентилятором системи охолодження двигуна та сигнальною лампою аварійної температури охолоджувальної рідини.
Запит надходить від ЕБУ системи впорскування по мультиплексній мережі (функція централізованого керування температурою охолоджувальної рідини).
Напруга живлення подається на електровентилятор від блока захисту та комутації.
Керування компресором кондиціонера
Запит надходить від ЕБУ системи впорскування по мультиплексній мережі.
Запит виробляється на основі даних про роботу кліматичної установки, а також з урахуванням температури охолоджувальної рідини.
Компресор кондиціонера живиться через блок захисту та комутації.
Керування паливним насосом
Запит надходить від ЕБУ системи впорскування. Напруга живлення подається на паливний насос від блока захисту та комутації.
Регулятор – обмежувач
Регулятор – обмежувач швидкості руху та система кондиціонування повітря конфігуруються автоматично.
Кисневий датчик
Використовуються два кисневі датчики, встановлені на вході та виході каталітичного нейтралізатора.
Блок дросельної заслінки
Подача повітря та режим холостого ходу регулюються блоком дросельної заслінки з сервоприводом.
Блок захисту та комутації
Блок подає напругу живлення до наступних агрегатів:
- котушки запалювання;
- паливний насос;
- компресор кондиціонера;
- електровентилятор;
- деякі виконавчі механізми системи впорскування (форсунки, електромагнітний клапан продувки адсорбера тощо).
Блок захисту та комутації розміщений у моторному відсіку поруч з акумуляторною батареєю.
Блок забезпечує захист кіл деяких електричних приладів.
Для виконання цієї функції до складу блока входять запобіжники та кілька вбудованих реле:
- реле «+» після замка запалювання;
- реле паливного насоса;
- реле компресора кондиціонера;
- реле електровентилятора системи охолодження двигуна;
- реле стартера (керування тяговим реле стартера).
Ці реле незнімні.
ЕБУ системи впорскування
Блок постійно отримує по мультиплексній мережі інформацію про електричну потужність, що виробляється генератором.
Це необхідно для того, щоб споживання електроенергії на автомобілі не перевищувало можливостей генератора.
Основним завданням є забезпечення зарядки акумуляторної батареї.
Педаль акселератора
Заміна педалі акселератора не становить складності.
ЕБУ приймає як опорне значення відпущеної педалі значення, зчитане при ввімкненні запалювання.
Датчик, виконаний у вигляді дводоріжкового потенціометра, видає в ЕБУ інформацію про положення педалі акселератора.
Напруга сигналу з датчика має дві струмопровідні доріжки з різним опором.
З першої струмопровідної доріжки подається напруга (0–5 В), вдвічі вища за напругу сигналу з другої доріжки (0–2,5 В).
Порівняння напруги обох сигналів дозволяє переконатися у відповідності виробленого сигналу поточному значенню.
Режим холостого ходу
Оберти холостого ходу збільшуються не більше ніж на 160 хв-1, якщо напруга акумуляторної батареї нижче 12,7 В.
У разі присутньої та запам'ятованої несправності датчика абсолютного тиску заданий режим холостого ходу встановлюється рівним:
- 896 хв-1 (двигуни K4J і К4М);
- 1024 хв-1 (двигун F4R).
Система впорскування S3000 керує ввімкненням трьох сигнальних ламп і відображенням повідомлень відповідно до ступеня тяжкості виявлених несправностей з метою визначення необхідної діагностики.
ЕБУ системи впорскування керує ввімкненням сигнальних ламп і виведенням повідомлень на приладовий щиток.
Дані сигнальні лампи вмикаються протягом фази запуску двигуна, а також при несправності системи впорскування або перегріві двигуна.
Команди на ввімкнення сигнальних ламп передаються на приладовий щиток по мультиплексній мережі.
Принцип дії сигнальних ламп
При запуску двигуна натисканням на кнопку запуску «start».
Сигнальна лампа «бортової системи діагностики» загоряється приблизно на 3 с і потім гасне.
При несправності системи впорскування (1-го ступеня тяжкості)
Висвічується письмове повідомлення «injection a controller» (перевірте систему впорскування), що супроводжується ввімкненням сигнальної лампи «service».
Це вказує на зниження рівня безпеки та необхідність використання двигуна в «щадному» режимі.
Власник повинен у найкоротший термін усунути несправності.
Причиною цих несправностей можуть бути:
- несправність блока дросельної заслінки з сервоприводом;
- несправність датчика положення педалі акселератора;
- несправність датчика абсолютного тиску;
- несправність ЕБУ;
- несправності в колах живлення виконавчих пристроїв;
- несправності в колі живлення ЕБУ.
При серйозній несправності системи впорскування (2-го ступеня тяжкості)
Висвічуються символи червоного кольору із зображенням двигуна та повідомлення «stop» (тільки на матричному дисплеї), і з'являється письмове повідомлення «injection defaillante» (система впорскування несправна), що супроводжується загорянням сигнальної лампи «stop» і звуковим сигналом.
При перегріві двигуна
З'являється символ аварійної температури двигуна (тільки на матричному дисплеї) з письмовим повідомленням «surchauffe moteur» (перегрів двигуна), що супроводжується загорянням сигнальної лампи «stop» і звуковим сигналом.
У цьому випадку слід негайно припинити рух.
При виявленні несправності, що призводить до перевищення норм токсичності відпрацьованих газів.
Вмикається сигнальна лампа «бортової системи діагностики» з символом двигуна:
- «миготливим світлом» при несправності, яка може призвести до руйнування каталітичного нейтралізатора (пропуски запалювання суміші, що ведуть до його руйнування).
У цьому випадку слід негайно припинити рух.
- «постійним світлом» у разі перевищення норм токсичності відпрацьованих газів (при пропусках запалювання суміші, що призводять до підвищення токсичності, несправності каталітичного нейтралізатора, несправності кисневих датчиків, невідповідності між сигналами кисневих датчиків та несправності адсорбера).
Спільне функціонування між ЕБУ системи впорскування та ЕБУ кліматичної установки
Керування кліматичною установкою здійснюють кілька ЕБУ.
До функцій ЕБУ системи впорскування входить:
- керування холодопродуктивністю на підставі запитів із салону та значення тиску в контурі;
- визначення споживаної компресором кондиціонера потужності, виходячи зі значення тиску в контурі;
- видача дозволів на керування електровентилятором системи охолодження двигуна залежно від швидкості автомобіля та тиску в контурі;
- видача дозволу та заборони на ввімкнення компресора.
При ввімкненні кондиціонера панель керування кліматичної установки запитує дозвіл на ввімкнення компресора кондиціонера.
ЕБУ системи впорскування дозволяє або не дозволяє:
- роботу компресора кондиціонера;
- роботу електровентилятора системи охолодження двигуна;
- перехід двигуна на холостий хід.
Керуючі команди на ввімкнення електровентилятора системи охолодження двигуна та компресора надходять від ЕБУ системи впорскування по мультиплексній мережі.
Команди виробляються на підставі інформації про роботу кліматичної установки, а також з урахуванням температури охолоджувальної рідини та швидкості автомобіля.
Напруга живлення подається на електровентилятор і компресор від блока захисту та комутації.
Інформація, що використовується ЕБУ кліматичної установки, передається по мультиплексній мережі:
- контакт 4 АА – лінія мультиплексної мережі «CAN HIGH»;
- контакт 3 АА – лінія мультиплексної мережі «CAN LOW».
ЕБУ системи впорскування отримує інформацію від датчика тиску холодоагенту по контактах:
- у J3 – сигнал датчика тиску холодоагенту;
- у J2 – «+» електроживлення 5 В датчика тиску холодоагенту;
- у К2 – «маса» датчика тиску холодоагенту.
Алгоритм ввімкнення компресора кондиціонера
У певні періоди роботи ЕБУ системи впорскування забороняє роботу компресора кондиціонера.
Алгоритм підтримання динамічних характеристик двигуна при рушанні на підйомі.
Щоб полегшити рушання автомобіля на підйомі, робота компресора кондиціонера забороняється на 20 с.
Алгоритм захисту від перевищення максимально допустимої частоти обертання колінчастого вала двигуна.
Компресор кондиціонера зупиняється в наступних випадках:
- миттєва частота обертання колінчастого вала перевищує 6300 хв-1;
- постійна частота обертання колінчастого вала перевищує 5760 хв-1 протягом більше 10 с.
Алгоритм захисту від перегріву
Компресор не працює, якщо температура охолоджувальної рідини вище 115 °С при високій частоті обертання колінчастого вала та великому навантаженні на двигун.
Умови ввімкнення:
- при обертах двигуна вище 4512 хв-1 і тиску у впускному колекторі нижче 700 Мбар.
Умови вимкнення:
- після закінчення часової затримки в 10 с виконується функція централізованого керування температурою охолоджувальної рідини.
Принцип дії блока дросельної заслінки
Блок дросельної заслінки забезпечує регулювання холостого ходу та зміну кількості повітря, що надходить у двигун.
Блок складається з електродвигуна та потенціометричного датчика положення дросельної заслінки з двома струмопровідними доріжками.
На холостому ходу положення дросельної заслінки встановлюється залежно від заданої частоти обертання холостого ходу, яка залежить від кількості ввімкнених потужних споживачів електроенергії (кондиціонер) та умов роботи двигуна (температури повітря та охолоджувальної рідини).
При натисканні на педаль акселератора дросельна заслінка відкривається на відповідний кут.
Разом з тим, з метою поліпшення зручності керування відкриття дросельної заслінки не прямо пропорційне керуючому впливу водія.
Щоб виключити ривки, полегшити перемикання передач і забезпечити безпеку, блок дросельної заслінки дозволяє змінювати крутний момент двигуна.
Резервні режими блока дросельної заслінки
Існують чотири резервних режими блока дросельної заслінки.
1. Режим обмеження динамічних показників
Цей режим застосовується при несправностях в електричних колах, для яких існує безпечне рішення, придатне для системи впорскування (несправність однієї з двох струмопровідних доріжок датчика положення педалі акселератора або блока дросельної заслінки).
При цьому режимі обмежуються розгінні характеристики та максимальне відкриття дросельної заслінки (максимальна швидкість 90 км/год – для автомобілів з механічною коробкою передач і 100 км/год – для автомобілів з АКП).
2. Режим втрати керуючих впливів водія
Цей режим називають також «резервне електричне положення».
Даний режим застосовується при повній відсутності інформації про положення педалі акселератора, але при цьому ЕБУ системи впорскування продовжує контролювати наповнення повітрям циліндрів двигуна (привід дросельної заслінки залишається керованим).
У цьому режимі ЕБУ системи впорскування встановлює задані положення педалі акселератора для кожної передачі та переводить двигун на холостий хід при натисканні на педаль гальма.
У цьому випадку максимальна частота обертання колінчастого вала при нейтральному положенні КП обмежується до 2500 хв-1.
3. Режим резервного механічного положення
Цей режим застосовується при несправностях, що призводять до втрати керованості дросельної заслінки (привід заслінки не діє).
У цьому випадку дросельна заслінка знаходиться в положенні механічного спокою, ЕБУ системи впорскування обмежує частоту обертання колінчастого вала шляхом припинення впорскування і крутний момент – за рахунок відключення циліндрів (припинення запалювання та впорскування) залежно від положення педалі акселератора.
У результаті максимальна частота колінчастого вала в режимі повного навантаження або при нейтральному положенні КП залишається рівною 2500 хв-1.
4. Режим відстеження положення педалі
У разі втрати інформації про тиск у впускному колекторі ступінь відкриття дросельної заслінки прямо пропорційна положенню педалі акселератора.
ПРИМІТКА
При переході на будь-який з цих режимів на приладовому щитку загоряється сигнальна лампа несправності системи впорскування.
Корекція частоти обертання холостого ходу залежно від температури охолоджувальної рідини (двигун F4R)
Температура охолоджувальної рідини, °С – Частота обертання колінчастого вала двигуна, хв-1:
- -20 – 1072;
- 20 – 976*;
- 40 – 896;
- 80 – 752;
- 100 – 752;
- 120 – 848.
* Крім випадку запуску двигуна при температурі 15–30 °С.
Корекція частоти обертання холостого ходу залежно від температури охолоджувальної рідини (двигун K4J)
Температура охолоджувальної рідини, °С – Частота обертання колінчастого вала двигуна, хв-1:
- -20 – 1052;
- 20 – 1008*;
- 40 – 960;
- 80 – 752;
- 100 – 752;
- 120 – 896.
* Крім випадку запуску двигуна при температурі 15–30 °С.
Корекція частоти обертання холостого ходу залежно від температури охолоджувальної рідини (двигун K4M)
Температура охолоджувальної рідини, °С – Частота обертання колінчастого вала двигуна, хв-1:
- -20 – 1150;
- 20 – 944*;
- 40 – 850;
- 80 – 700;
- 100 – 700;
- 120 – 752.
* Крім випадку запуску двигуна при температурі 15–30 °С.
Корекція частоти обертання холостого ходу залежно від напруги акумуляторної батареї та балансу електричної енергії
Корекція частоти обертання холостого ходу двигуна компенсує падіння напруги при ввімкненні споживача електроенергії, якщо акумуляторна батарея слабо заряджена.
Корекція починається, коли напруга стає меншою за 12,7 В.
В результаті корекції оберти двигуна можуть бути збільшені не більше, ніж на 160 хв-1, тобто до 910 хв-1.
Корекція частоти обертання холостого ходу при несправності датчика абсолютного тиску
При несправності датчика абсолютного тиску частота обертання колінчастого вала на холостому ходу збільшується до 1024 хв-1.
Якщо двигун запускається при температурі охолоджувальної рідини 15–30 °С і потім залишається в режимі холостого ходу, можливе поступове зниження частоти обертання колінчастого вала.
Це пояснюється наявністю функції зниження токсичності відпрацьованих газів при запуску двигуна (ввімкнення елементів підігріву кисневих датчиків).
