Renault Megane 2 車型所搭載的引擎配備了電子引擎管理系統,採用多點順序噴射技術。

該系統在保持高性能和低油耗的同時,滿足現行的廢氣排放和蒸發排放法規。

系統的控制核心是電子控制單元(ECU)。

ECU 根據來自各感知器的資訊,計算噴油量與點火正時的調節參數。

此外,ECU 依據內建演算法控制引擎冷卻風扇馬達、空調壓縮機電磁離合器的作動,並具備系統元件自我診斷功能,可提醒駕駛人發生的故障。

當部分感知器或執行器故障時,ECU 會啟動備用模式以維持引擎基本運作。

噴油嘴的噴油量由 ECU 輸出的電氣訊號持續時間決定。

ECU 監測引擎狀態數據,計算燃油需求量,並決定噴油嘴的噴油持續時間(訊號持續時間)。

增加噴油量時延長訊號持續時間,減少噴油量時縮短訊號持續時間。

引擎管理系統除 ECU 外,還包括感知器、執行器、連接器和保險絲。

電子控制單元(ECU)

圖 1. 電子控制單元(ECU、控制器)透過線束與系統中所有感知器相連。

ECU 接收感知器資訊後,根據儲存在可編程唯讀記憶體(PROM)中的參數和控制演算法進行計算,並驅動系統的執行器。

寫入 PROM 的程式版本以該 ECU 型號的編號標示。

ECU 可檢測故障、識別並儲存其故障碼,即使故障為間歇性(如接觸不良)且已消失。

引擎管理系統故障指示燈在故障元件恢復正常後 10 秒熄滅。

維修完成後,需清除儲存在 ECU 記憶體中的故障碼。

為此,切斷 ECU 電源 10 秒(拔除 ECU 電源保險絲或斷開電瓶負極線)。

ECU 為系統中的各種感知器和開關提供 5V 和 12V 的直流電源。

由於電源迴路電阻較高,連接至系統端子的測試燈不會點亮。

測量 ECU 端子供電電壓時,應使用內阻不低於 10 MΩ 的電壓表。

ECU 同時管理防盜系統。

ECU 不可維修,故障時必須更換。

曲軸位置感知器

圖 2. 曲軸位置感知器用於將 ECU 的運作與曲軸角度位置同步。

該感知器基於霍爾效應運作。

感知器安裝在離合器外殼前部,對應於飛輪上的觸發齒圈。

觸發齒圈為一個齒輪。

曲軸位置感知器運作原理

圖 3. 曲軸旋轉時,飛輪齒牙改變感知器的磁場,感應出交流電壓脈衝。

ECU 根據感知器訊號判斷引擎轉速,並向噴油嘴發送噴油脈衝。

感知器故障時引擎無法啟動。

凸輪軸位置感知器(相位)

圖 4. 電感式凸輪軸位置感知器(相位感知器)安裝在汽缸蓋後部。

進氣凸輪軸旋轉時,其前軸頸上的凸起改變感知器的磁場,感應出交流電壓脈衝。

ECU 利用感知器訊號實現依汽缸點火順序的相位噴射,並根據引擎運轉模式控制可變氣門正時。

凸輪軸位置感知器電路故障時,ECU 會儲存故障碼並點亮故障指示燈。

冷卻液溫度感知器

圖 5. 冷卻液溫度感知器安裝在引擎冷卻系統的配水器外殼上。

感知器的感應元件為熱敏電阻,其電阻值與溫度成反比變化。

低溫(–20 °C)時熱敏電阻約為 15 kΩ;溫度升至 +80 °C 時電阻降至 320 Ω。

ECU 為溫度感知器電路提供恆定參考電壓。

感知器訊號電壓在冷引擎時達到最大值,隨引擎升溫而降低。

ECU 根據電壓值判斷引擎溫度,並將其納入噴油與點火調節參數的計算中。

感知器故障或其電路異常時,ECU 會設定並儲存故障碼。

感知器外殼內另裝有一組熱敏電阻,用於驅動儀表板上的水溫表。

節氣門位置感知器

圖 6. 節氣門位置感知器安裝在節氣門體上,與節氣門軸相連。

該感知器為電位計,一端接電源(5 V),另一端接地。

電位計第三端(滑動接點)輸出訊號至 ECU。

節氣門轉動時(受油門踏板控制),感知器輸出電壓隨之變化。

節氣門關閉時電壓低於 0.5 V。

節氣門開啟時輸出電壓升高,全開時應高於 4 V。

ECU 監測感知器輸出電壓,根據節氣門開度(即駕駛人意願)調整噴油量。

節氣門位置感知器無需調整,因為 ECU 將怠速狀態(節氣門完全關閉)視為零點。

前氧感知器

圖 7. 前氧感知器用於閉環噴射系統,安裝在排氣歧管上。

噴油脈衝持續時間的計算修正依賴廢氣中含氧量的資訊。

廢氣中的氧氣與感知器反應,在輸出端產生電位差。

該電位差約在 0.1 V(含氧量高—混合氣稀)至 1 V(含氧量低—混合氣濃)之間變化。

ECU 監測氧感知器輸出電壓,決定對混合氣進行何種修正指令。

混合氣過稀(輸出電位差低)時,ECU 指令加濃混合氣;混合氣過濃(輸出電位差高)時,指令減稀混合氣。

後氧感知器

圖 8. 後氧感知器工作原理與前氧感知器相同。

後氧感知器產生的訊號反映三元觸媒轉化器後方的廢氣含氧量。

若觸媒轉化器工作正常,後氧感知器讀數應與前氧感知器有顯著差異。

爆震感知器

圖 9. 爆震感知器安裝在汽缸體側面第 2 與第 3 缸之間,用於偵測引擎的異常振動(爆震)。

爆震感知器的感應元件為壓電晶體片。

發生爆震時,感知器輸出端產生電壓脈衝,其強度隨爆震強度增加而增大。

ECU 根據感知器訊號調整點火正時以消除爆震。

ECU 在運作中也會使用車速感知器提供的車速數據。

進氣歧管絕對壓力感知器

圖 10. 進氣歧管絕對壓力感知器將歧管內的真空度轉換為電壓變化,ECU 根據該電壓值設定引擎運轉參數。感知器安裝在進氣歧管上。

感知器輸出電壓隨進氣管壓力變化——從 4.0 V(節氣門全開)到 0.79 V(節氣門關閉)。

引擎靜止時,ECU 根據感知器電壓判斷大氣壓力,並將噴射調節參數適應至當前海拔高度。

儲存在記憶體中的大氣壓力值會在車輛勻速行駛及節氣門全開時定期更新。

可變氣門正時電磁閥

圖 11. 可變氣門正時電磁閥安裝在引擎汽缸蓋上。

該電磁閥調節送往安裝在進氣凸輪軸前端的可變正時執行器的機油壓力。

該系統可在所有轉速和負荷範圍內優化氣門正時,提升各轉速區間的功率和扭力。

引擎停止時,機油壓力使控制閥滑塊移至對應最延遲正時的位置。

控制閥由 ECU 訊號觸發,將機油送至延遲腔或提前腔,實現連續可變的正時調節。

診斷接頭

圖 12. 診斷接頭用於讀取 ECU 記憶體中引擎管理系統運作時檢測到的故障碼。

該接頭位於車廂內地板通道飾板凹槽中,有蓋板保護。透過該接頭可讀取以下主要引擎運轉參數:

  • 燃油修正系統運作模式;
  • 計算引擎負荷;
  • 冷卻液溫度;
  • 燃油系統壓力;
  • 進氣管壓力;
  • 引擎轉速;
  • 車速(行駛中—需連接診斷工具);
  • 點火提前角;
  • 進氣溫度;
  • 進氣流量;
  • 節氣門位置;
  • 氧感知器數據。

電子控制單元

128 通道 SAGEM S3000 型 ECU,配備快閃 PROM,管理噴射與點火系統。

多點順序噴射系統。

與其他 ECU 的通訊:

  • 保護與開關單元;
  • 中央電子控制單元;
  • 自動變速箱 ECU。

引擎啟動防盜系統

引擎啟動防盜功能由中央電子控制單元與噴射 ECU 共同實現。

在車主進行操作(卡片操作 + 按鈕按下)之前,噴射 ECU 與中央電子控制單元通過多工網路交換識別訊框,根據其中資訊決定是否允許引擎啟動。

若連續 5 次識別失敗,噴射 ECU 進入保護模式(防掃描模式)並停止對中央電子控制單元的識別嘗試。

噴射 ECU 僅在按以下順序完成操作後才退出此模式:

  • 點火開關保持開啟至少 60 秒;
  • 然後停止訊息發送;
  • 且滿足噴射 ECU 自供電階段的持續時間(持續時間取決於引擎溫度)。

之後僅允許一次識別嘗試。若再次失敗,需從頭重複上述所有操作。

碰撞檢測

若碰撞資訊儲存在噴射 ECU 記憶體中,將卡片在讀卡機中置於第 1 固定位置 10 秒,然後重新置於第 2 固定位置,即可啟動引擎。

然後清除記憶體中的故障碼。

可變氣門正時執行器

噴射 ECU 控制可變氣門正時執行器,其類型取決於引擎:

K4J 引擎:

無可變氣門正時執行器。

F4R 引擎:

進氣可變氣門正時執行器由二段式電磁閥控制,接收噴射 ECU 的指令。

K4M 引擎:

進氣可變氣門正時執行器可在 0 至 43° 曲軸轉角範圍內連續變化,由接收噴射 ECU 的 PWM(脈寬調變)控制訊號的電磁閥驅動。

在車輛上進行焊接作業時,請斷開噴射 ECU 的線束接頭。

警示燈點亮

S3000 噴射系統根據檢測到的故障嚴重程度點亮三個警示燈並發出警告訊息,為車主提供相應資訊並有助於正確診斷。噴射 ECU 控制警示燈的點亮及儀表板訊息顯示。

這些警示燈在引擎啟動階段點亮,並在噴射系統故障或引擎過熱時亮起。

點亮警示燈的指令通過多工網路傳送至儀表板。

警示燈工作原理

在引擎啟動階段(按下啟動按鈕),「OBD」警示燈(車載診斷系統)點亮約 3 秒後熄滅。

若噴射系統發生故障(嚴重程度 1),顯示幕顯示「injection a controller」(請檢查噴射系統),同時「service」警示燈點亮。

這表示安全等級降低,需要以「溫和」模式使用引擎。

車主應盡快排除故障。

需檢查並在必要時排除以下故障:

  • 伺服節氣門體;
  • 油門踏板位置感知器;
  • 絕對壓力感知器;
  • ECU;
  • 執行器電源電路;
  • ECU 電源電路。

若噴射系統發生嚴重故障(嚴重程度 2),紅色引擎圖示(附「stop」字樣)點亮(僅限矩陣顯示器),顯示「surchauffe moteur」(引擎過熱),同時「stop」警示燈點亮並發出聲音警報。

此時應立即停車。

若檢測到導致廢氣排放超過限值的故障,橘色 OBD 警示燈(引擎圖示)會以不同方式點亮:

  • 閃爍表示可能導致觸媒轉化器損壞的故障(可能破壞觸媒的點火缺失)— 應立即停車;
  • 常亮表示排放超標(增加有害排放的點火缺失、觸媒轉化器故障、氧感知器故障、氧感知器訊號不一致、碳罐故障)。

故障里程計數器

此參數可在任一噴射系統故障警示燈點亮期間記錄行駛里程:第一級故障警示燈(黃色)、水溫過高警示燈或 OBD 警示燈。

計數器可使用診斷工具歸零。

備用模式

伺服節氣門體

伺服節氣門體在備用模式下可有 6 種不同狀態。

狀態 0:

  • 節氣門開度小於「備用模式」位置。
  • 節氣門控制停止,節氣門自動設定至「備用模式」位置。
  • 禁止 ESP、定距巡航、定速/限速器及自動變速箱運作。

狀態 1:

  • 節氣門開度不再受控。
  • 透過停止噴油限制引擎轉速。

狀態 2:

備用模式為設定油門踏板的特定位置(油門踏板根據當前檔位保持特定位置)。

狀態 3:

  • 備用模式為限制節氣門開度。
  • 最大節氣門開度被限制以確保車速不超過 90 km/h。

狀態 4:

  • ECU 不再處理來自 ESP、定距巡航、定速/限速器及自動變速箱的扭力請求。
  • 此備用模式在 ECU 運作異常、絕對壓力感知器或增壓壓力感知器故障時啟動。
  • 禁止 ESP、定距巡航、定速/限速器運作。
  • 自動變速箱以「備用模式」運作。

狀態 5:

增壓壓力限制閥不作用。

可變氣門正時執行器

可變氣門正時執行器在備用模式下可有兩種狀態:

狀態 1:

  • 此備用模式用於所有影響正時執行器位置測量的故障。
  • 正時執行器設定至最延遲位置,測得的凸輪軸角度強制設為 0。
  • 曲軸位置感知器訊號電路故障。
  • 曲軸位置感知器訊號與凸輪軸位置感知器訊號一致性診斷。

狀態 2:

  • 此備用模式用於所有影響正時執行器(齒輪與電磁閥)運作的故障。
  • 正時執行器設定至最延遲位置。
  • 電磁閥電路診斷。
  • 正時執行器位置診斷。

汽油引擎噴射系統故障碼

診斷儀故障名稱 — 對應診斷故障碼 — 診斷儀名稱

  • DF001 – 0115 — 冷卻液溫度感知器電路
  • DF002 – 0110 — 進氣溫度感知器電路
  • DF005 – 0335 — 曲軸轉速感知器電路
  • DF008 – 0225 — 油門踏板位置感知器電路 1
  • DF009 – 2120 — 油門踏板位置感知器電路 2
  • DF011 – 0641 — 感知器電源電壓 1
  • DF012 – 0651 — 感知器電源電壓 2
  • DF026 – 0201 — 第 1 缸噴油嘴控制電路
  • DF027 – 0202 — 第 2 缸噴油嘴控制電路
  • DF028 – 0203 — 第 3 缸噴油嘴控制電路
  • DF029 – 0204 — 第 4 缸噴油嘴控制電路
  • DF037 – 0513 — 引擎啟動防盜系統
  • DF038 – 0606 — ECU
  • DF046 – 0560 — 電瓶電壓
  • DF049 – 0530 — 冷媒壓力感知器電路
  • DF059 – 0301 — 第 1 缸點火缺失
  • DF060 – 0302 — 第 2 缸點火缺失
  • DF061 – 0303 — 第 3 缸點火缺失
  • DF062 – 0304 — 第 4 缸點火缺失
  • DF065 – 0300 — 點火缺失
  • DF072 – 0351 — 第 1 缸點火線圈電路
  • DF073 – 0352 — 第 2 缸點火線圈電路
  • DF074 – 0353 — 第 3 缸點火線圈電路
  • DF075 – 0354 — 第 4 缸點火線圈電路
  • DF078 – 2101 — 伺服節氣門控制電路
  • DF079 – 0638 — 伺服節氣門追蹤系統
  • DF080 – 0010 — 可變氣門正時電磁閥電路
  • DF081 – 0443 — 碳罐電磁閥電路
  • DF082 – 0135 — 前氧感知器加熱電路
  • DF083 – 0141 — 後氧感知器加熱電路
  • DF084 – 0685 — 執行器繼電器控制電路
  • DF085 – 0627 — 燃油泵繼電器控制電路
  • DF088 – 0325 — 爆震感知器電路
  • DF089 – 0105 — 絕對壓力感知器電路
  • DF091 – 0500 — 車速資訊
  • DF092 – 0130 — 前氧感知器電路
  • DF093 – 0136 — 後氧感知器電路
  • DF095 – 0120 — 節氣門位置感知器電路 1
  • DF096 – 0220 — 節氣門位置感知器電路 2
  • DF097 – 0340 — 凸輪軸位置感知器電路
  • DF099 – C101 — 與自動變速箱 ECU 或自動手排 ECU 的多工網路通訊
  • DF100 – C155 — 與儀表板的多工網路通訊
  • DF101 – C122 — 與 ESP 系統的多工網路通訊
  • DF105 – 0585 — 定速/限速器開關電路
  • DF106 – 0575 — 方向盤定速/限速器開關
  • DF109 – 0313 — 燃油量過低時點火缺失
  • DF110 – 0420 — 三元觸媒轉化器
  • DF125 – 0315 — 扭力計程式設定
  • DF126 – 1604 — 車廂加熱元件
  • DF127 – 0703 — 煞車燈開關電路 1
  • DF128 – 0571 — 煞車燈開關電路 2

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