Tervezés
Rizs. 2.30. A motorvezérlő rendszer szerkezeti diagramja
A 2.30. ábra az elektronikus motorvezérlő rendszer konfigurációját mutatja.
A motorvezérlő rendszer fő összetevői
Rizs. 2.31. Az 1ZZ-FE ÉS 3ZZ-FE motorvezérlő rendszer fő alkatrészeinek elhelyezkedése
Az 1ZZ-FE és 3ZZ-FE motorvezérlő rendszerek a 2.6. táblázatban felsorolt egységeket tartalmazzák.
2.6. táblázat. A motorvezérlő rendszer fő összetevői
Motor ECU
A motor ECU 32 bites processzoron alapul.
Oxigén érzékelő és levegő üzemanyag arány érzékelő
Rizs. 2.32. Oxigén érzékelő és levegő üzemanyag arány érzékelő
Egy kis méretű oxigénérzékelő és egy kis tömegű levegő-üzemanyag arány érzékelő van beépítve a szívócsőbe. A motorba belépő levegő egy része áthalad az érzékelő mérési területén (rizs. 2.32). Mivel a motorba belépő levegő tömegét és áramlási sebességét közvetlenül mérik, nő a mérési pontosság, és csökken az érzékelő által a szívócsonkban keltett ellenállás.
Az érzékelő beépített levegőhőmérséklet-érzékelővel rendelkezik.
Főtengely helyzet érzékelő
Rizs. 2.33. főtengely helyzet érzékelő
A főtengely-meghajtó rotornak 34 foga van, és van egy része, ahol 2 fog hiányzik. A főtengely helyzetérzékelője 10°-onként küld jelet, és a felső holtpontot a hiányzó fogak területe határozza meg (rizs. 2.33).
Vezérműtengely helyzetérzékelő
Rizs. 2.34. Vezérműtengely helyzetérzékelő
A szívó vezérműtengely helyzetének meghatározásához egy mesterrotort szerelnek fel, amelynek segítségével a főtengely minden két fordulatára 3 impulzust generálnak (rizs. 2.34).
Kopogás érzékelő (lapos típusú)
Rizs. 2.35. Kopogásérzékelő teljesítmény táblázat
A hagyományos kopogásérzékelőkben (rezonáns típus) van egy lemez, amelynek rezonanciafrekvenciája egybeesik a motor robbanási frekvenciájával. Lehetővé teszi a rezonanciafrekvencia közelében lévő rezgések regisztrálását.
Ezzel a kialakítással ellentétben lapos kopogásérzékelő (nem rezonáns típus) lehetővé teszi a rezgés regisztrálását szélesebb frekvenciatartományban (körülbelül 6-15 kHz) és a következő előnyei vannak.
A motor kopogási gyakorisága kissé változik a motor fordulatszámától függően. A lapos típusú kopogásérzékelő lehetővé teszi a vibráció észlelését még akkor is, ha a motor kopogási frekvenciája megváltozik. Így a hagyományos kopogásérzékelőkkel összehasonlítva a rezgés regisztrálásának lehetőségei kibővülnek, ami lehetővé teszi a gyújtás időzítésének pontosabb beállítását.
Tervezés
Rizs. 2.36. Hagyományos és lapos kopogásérzékelők kialakítása
A lapos típusú kopogásérzékelő a hengerblokkba csavarozott csappal van a motorhoz rögzítve (rizs. 2.36). A csap furata az érzékelő közepén fut át.
Az érzékelő belsejében, annak felső részében egy acél súly van beépítve, amely egy szigetelőn keresztül egy piezoelektromos elemre támaszkodik.
Az érzékelőbe egy szakadás/zárlat érzékelő ellenállás van beépítve.
Működés elve
A motor detonációjának rezgését egy acélsúlyra továbbítják, amely rányomja a piezoelektromos elemet. Az eredmény egy elektromotoros erő.
Szakadás/rövidzárlat észlelő ellenállás
Rizs. 2.37. Szakadás/rövidzárlat észlelési ellenállás blokkdiagramja
Amikor a gyújtás be van kapcsolva, a kopogásérzékelő szakadás/zárlat érzékelő ellenállása és a motor ECU ellenállása állandó feszültséget tart fenn a KNK1 kapcson. A terminál feszültségét a motor ECU integrált áramköre folyamatosan felügyeli. Ha a kopogásérzékelő és a motor ECU közötti áramkör szakadt vagy zárlatos, a feszültség a KNK1 kapcson megváltozik, és a motor ECU szakadást/rövidzárlatot észlel, és eltárolja a P0325 DTC-t a memóriában.
Karbantartási javaslat
A szakadási / rövidzárlati ellenállásnak az áramkörbe történő bevezetésével kapcsolatban az érzékelő ellenőrzésének módszere megváltozott.
Rizs. 2.38. Kopogásérzékelő beépítési rajza
A nedvesség felhalmozódásának elkerülése érdekében a csatlakozóban lapos típusú kopogásérzékelőt kell felszerelni, amint az a 2.38. ábrán látható.
Fojtószelep helyzetérzékelő
Rizs. 2.39. A fojtószelep helyzetérzékelő működésének blokkvázlata és diagramja
A fojtószelep helyzetérzékelője a fojtószelepházra van felszerelve. A fojtószelep nyitási szögének meghatározására szolgál. Fojtószelep helyzetérzékelő (Hall érzékelő) egy integrált áramkörből áll, Hall-érzékelőkkel és körülötte forgó állandó mágnesekkel. A mágnesek a fojtószelep tengelye körül vannak felszerelve, és azzal szinkronban forognak.
Amikor a fojtószelep nyit, a mágnesek vele együtt forognak. A Hall-érzékelők érzékelik a mágneses fluxus változását, és megfelelő nagyságú kimeneti feszültséget állítanak elő a VTA1 és VTA2 kapcsokon. Ez a jel arra szolgál, hogy fojtószelep nyitási jelet generáljon a motor ECU-jához.
Ez a kialakítás nemcsak a fojtószelep helyzetérzékelésének nagy pontosságát biztosítja, hanem egyszerű és megbízható is, mivel érintésmentes elvet alkalmaz. Ezen túlmenően az érzékelő megbízhatóságának javítása érdekében két különböző kimeneti jellemzővel rendelkező rendszert használnak a kimeneti jelek előállítására.
Karbantartási javaslat
Mivel az érzékelő Hall-érzékelő chipet használ, a vizsgálati módszer eltér a hagyományos fojtószelep helyzetérzékelő vizsgálati módszerétől.
Gázpedál helyzetérzékelő
Rizs. 2.40. A gázpedál helyzetérzékelőjének blokkvázlata és működési diagramja
A gázpedál helyzetérzékelője a pedállöketet két különböző karakterisztikájú elektromos jelekké alakítja, és továbbítja a motor ECU-jához. A VPA1 jel lineáris karakterisztikával rendelkezik, és a gázpedál teljes löketére vonatkozik. A VPA2 jel előfeszített feszültség karakterisztikával rendelkezik.
EFI elektronikus befecskendezés
Rizs. 2.41. A szinkron és aszinkron injekciók diagramja
Az L típusú EFI rendszer közvetlenül érzékeli a motorba belépő levegő tömegét egy huzalos légtömeg-mérő segítségével.
Elosztott befecskendező rendszert használnak (amikor a főtengely két fordulatánként minden hengerbe üzemanyagot fecskendeznek be).
Kétféle üzemanyag-befecskendezés létezik:
- az első módszer a szinkron befecskendezés, amikor a fő befecskendezési időtartamot az érzékelőktől érkező jelek alapján korrigálják. ebben az esetben a befecskendezés a főtengely azonos helyzetében történik;
- a második módszer az aszinkron befecskendezés, amikor az összes befecskendező szelep egyetlen befecskendezési nyomatékát az érzékelők jelei határozzák meg, függetlenül a főtengely helyzetétől. A motor kopásának és üzemanyag-fogyasztásának csökkentése érdekében a rendszer bizonyos vezetési körülmények között bekapcsolja az üzemanyag-ellátást.
Alacsony hűtőfolyadék-hőmérsékleten és alacsony fordulatszámon járó motor mellett a rendszer további üzemanyag-befecskendezést biztosít.
Intelligens elektronikus fojtószelep-szabályozó rendszer ETCS-i
Rizs. 2.42. A rendszer szerkezeti diagramja
Az ETCS-i kivételes fojtószelep-helyzet-szabályozást biztosít a motor minden üzemállapotában. Az új 1ZZ-FE és 3ZZ-FE motorok nem rendelkeznek mechanikus fojtószelep-vezérléssel, és a gázpedálra pedálhelyzet-érzékelőt szereltek fel.
Egy hagyományos fojtószelepház-rendszerben a fojtószelep nyitási szögét a gázpedál lökete határozza meg. Ezzel szemben az ETCS-i-ben a motor ECU a vezetési körülmények alapján kiszámítja az optimális fojtószelep-helyzetet, és a hajtómotor vezérlésével állítja be.
Az ETCS-i rendszer biztosítja az ISC alapjárati rendszer, a tempomat, a TRC kipörgésgátló rendszer és a VSC stabilitásszabályozó rendszer vezérlését.
Meghibásodás esetén a rendszer vészhelyzeti üzemmódba lép.
Működés elve
Rizs. 2.43. A vezérlőrendszer működésének diagramja gyorsításkor és lassításkor
Az üzemmódtól függően a motor ECU határozza meg a fojtószelep szükséges nyitási szögét és vezérli a fojtószelep működtető motorját. Az alábbiakban felsoroljuk azokat az üzemmódokat, amelyekért a motor ECU felelős.
- nemlineáris mód.
- Készenléti üzemmód.
- Fojtószelep-szabályozás kipörgésgátló közben (TRC).
- Koordinációs mód VSC rendszerrel.
- Tempomat.
Nemlineáris mód
A rendszer a vezetési körülményeknek, azaz a gázpedál helyzetének és a motor fordulatszámának megfelelően az optimális helyzetbe állítja a gázkart, precíz gázszabályozást és kényelmes vezetést biztosítva minden üzemmódban.
Készenléti üzemmód
A motor ECU szabályozza a fojtószelep helyzetét, hogy mindenkor fenntartsa az optimális alapjárati fordulatszámot.
Fojtószelep szabályozás
a kipörgésgátló rendszer működése közben (TRC)
Ha a kipörgésgátló be van kapcsolva (TRC), amikor a hajtókerék jelentős csúszása, a csúszásgátló ECU jelet küld a fojtószelep zárására, ezáltal segít fenntartani a jármű irányíthatóságát és a kerekek tapadását.
Koordinációs mód VSC rendszerrel
A VSC rendszer hatékonyságának javítása érdekében a fojtószelep helyzetét a csúszásgátló ECU-val együtt szabályozzák.
Tempomat
A beépített sebességtartó ECU-val rendelkező motor ECU közvetlenül szabályozza a fojtószelep helyzetét az állandó sebesség fenntartása érdekében.
A gázpedál helyzetérzékelőjének működése vészhelyzetben
Rizs. 2.44. A gázpedál helyzetérzékelőjének működési sémája vészhelyzetben
A gázpedál helyzetérzékelőjének jelátviteléhez két áramkör tartozik (fő és segéd). Ha az egyik érzékelő áramkör meghibásodik, a motor ECU hibás feszültségkülönbséget észlel a két áramkör jelei között, és vészüzemmódba kapcsol. a jármű vészhelyzeti üzemmódban történő vezetésének fenntartásához sértetlen áramkört használnak a gázpedál helyzetének meghatározására.
Ha mindkét érzékelő áramkör hibás, a motor ECU mindkét áramkörön hibás jelfeszültséget észlel, és letiltja a fojtószelep-vezérlő rendszert. Ebben az üzemmódban az autó az alapjárati fordulatszámmal megegyező főtengely-fordulatszámmal mozoghat.
Két áramkör van a fojtószelep helyzetérzékelő jelének továbbítására (fő és segéd). Ha az egyik érzékelő áramkör meghibásodik, a motor ECU hibás feszültségkülönbséget észlel a két áramkör jelei között, kikapcsolja a fojtószelep-motor tápellátását, és vészüzemmódba kapcsol. Ebben az esetben egy visszatérő rugó hatására a fojtószelep előre meghatározott enyhén nyitott helyzetbe van állítva. Így az autó vészhelyzetben mozoghat. Ebben az esetben a motor teljesítményét a befecskendezett üzemanyag mennyiségének és a gyújtás időzítésének változtatásával szabályozzák, a gázpedál helyzetétől függően.
Ugyanebben az üzemmódban a vezérlés akkor történik, ha az ECU a fojtószelep működtető motorjának hibás működését észleli.
Elektronikus változtatható szelepvezérlés WT-i
Rizs. 2.45. A WT-i szelepvezérlés megváltoztatására szolgáló elektronikus rendszer működési sémája
A VVT-i rendszert úgy tervezték, hogy a szívó vezérműtengely forgásszögét 40°tartományban állítsa be (a főtengely forgásszöge) és a szelep időzítésének felszerelése, optimálisan a motor működési módjának megfelelően. A rendszer lehetővé teszi a nyomaték növelését a főtengely bármely fordulatszámánál, és segít csökkenteni az üzemanyag-fogyasztást és csökkenti a káros anyagok tartalmát a kipufogógázokban (rizs. 2.45).
Rizs. 2.46. A WT-i elektronikus változó szelepvezérlés blokkvázlata
A motor fordulatszáma, a motorba belépő levegő mennyisége, a fojtószelep helyzete és a hűtőfolyadék hőmérséklete alapján a motor ECU meghatározza az optimális szelepidőzítést a motor összes működési körülményéhez, és vezérli a hidraulikus fázisváltó szelepet. Ezenkívül a vezérműtengely és a főtengely helyzetérzékelőktől érkező jelek feldolgozásával a motor ECU meghatározza a ténylegesen beállított szelepidőzítést, visszajelzést adva a szelep időzítésének szabályozásában (rizs. 2.46).
WT-i vezérlőegység
Rizs. 2.47. A WT-i rendszer eredménye
A vezérlőegység egy szeleplánc által meghajtott házból és a szívóvezérműtengelyhez csatlakoztatott vezetőlapátból áll.
A túlnyomásos olaj a szívó vezérműtengely-nyíláson keresztül a motor ECU által vezérelt hidraulikus szelephez áramlik. A szelep ezután az ECU-parancsoktól függően újraelosztja az olajat a szívószelepek előrehaladott vagy késleltetett nyitásához, ami viszont a WT-i vezetőelem elfordulásához vezet, miközben fokozatmentesen változtatja a szelep időzítését. a szívószelepek közül.
Amikor a motor nem jár, a szívó vezérműtengely a legkésleltetettebb helyzetben van a legjobb indítási teljesítmény érdekében.
Ha a VVT-i vezérlőegységet nem látják el nyomott olajjal közvetlenül a motor beindítása után, a rögzítőcsap blokkolja a VVT-i vezérlőegység forgását, megakadályozva a detonációt.
Hidraulikus fázisváltó szelep
A hidraulikus fázisváltó szelep szabályozza az orsószelep helyzetét a motor ECU ciklikus parancsainak megfelelően. Ennek eredményeként túlnyomásos olaj kerül a WT-i vezérlőbe, hogy a vezérműtengelyt előre vagy késleltesse. Amikor a motor nem jár, a hidraulikus változó szelepvezérlés a legkésleltetettebb helyzetben van.
Működés elve (előleg)
Rizs. 2.48. WT-i vezérlőegység
Ha a motor ECU-ból érkező előrejelző jelek hatására az időzítést módosító hidraulikus szelep a 2.48. ábrán látható módon van elhelyezve, a keletkező olajnyomást az előremenő oldalról táplálják a vezetőelembe, miközben a vezérműtengely az előrehaladási irányban forog. a szelepek nyitási szöge.
Működés elve (lemaradás)
Rizs. 2.49. Orsószelep fázisváltás diagramja
Ha a fázisváltó hidraulikus szelepe a motor ECU-ból érkező késleltetési jelek hatására a 2.49. ábrán látható módon van elhelyezve, akkor nyomás alatti olaj kerül a vezetőelembe a késleltetési oldalról, miközben a vezérműtengely a szelep irányába forog. nyitási szög késés.
Rizs. 2.50. Szelep nyitási szög előrehaladási iránya
Rizs. 2.51. A szelep nyitási szögének késleltetésének iránya
A tengely rögzítése beépített helyzetben
Ha a vezérműtengely a kívánt pozícióba került, a hidraulikus vezérműtengely szelep üres állásban van, és reteszeli a vezérműtengelyt, amíg a menetviszonyok megváltoznak. Ily módon szabályozható a szelep időzítése, és jelenleg megakadályozható a motorolaj szükségtelen szivárgása.
Üzemanyag-szivattyú vezérlés
Rizs. 2.52. Üzemanyag-szivattyú vezérlés blokkdiagramja
Frontális vagy oldalsó ütközés esetén a légzsák kioldása esetén a tüzelőanyag-leállító funkciót kikapcsolt üzemanyag-szivattyú mellett biztosítják. A funkciót a légzsák-érzékelő egység légzsák-kioldó jele aktiválja, amelyet a motor ECU regisztrál; A motor ECU kikapcsolja az áramkör nyitó relét. Az üzemanyag-ellátás kikapcsolása után a gyújtáskapcsolóban lévő kulcsot OFF állásból ON helyzetbe fordítva folytathatja és beindíthatja a motort.
Légkondicionáló leállítási vezérlés
Rizs. 2.53. Csatlakozási rajz klíma nélküli modellekhez
Rizs. 2.54. Csatlakozási rajz klímával felszerelt modelleken
A légkondicionáló nélküli modelleken a motor ECU szabályozza a hűtőventilátor fordulatszámát a motor hűtőfolyadék hőmérséklet-érzékelője alapján.
A légkondicionált modellek két hűtőventilátor-fordulatszámmal rendelkeznek: alacsony és magas. A motor ECU a hűtőfolyadék-hőmérséklet-érzékelő és az A/C nyomásérzékelő jeleitől függően a nagy fordulatszám bekapcsolását utasítja. Az alacsony fordulatszám szabályozását a légkondicionáló vezérlőegysége végzi.
Indítóvezérlő funkció «Félautomata indítás»
Rizs. 2.55. Az indítóvezérlő rendszer blokkvázlata
Az új autómodell az indítóvezérlés funkciót használja «Félautomata indítás». A motorindító gomb megnyomásakor ez a funkció a motor beindulásáig aktív. A fékpedált le kell nyomni (M-MT multimodális kézi sebességváltóval szerelt modelleken) vagy kuplungpedál (kézi sebességváltóval szerelt modelleken). Így a motor indításának megbízhatósága megnövekszik, és a motor indítása utáni indítóműködtetés lehetősége kizárt.
Ha a motor ECU indítási jelet kap a teljesítmény ECU-tól, a rendszer figyeli a motor fordulatszámának jelét (NE) és addig nem kapcsolja ki az önindítót, amíg a motor be nem indul. Továbbá, ha a motor ECU indítási jelet kap a teljesítmény ECU-tól, de megállapítja, hogy a motor már jár, akkor nem kapcsolja be az indítót.
Működés elve
Rizs. 2.56. Az indítóvezérlő rendszer működési rajza
Ahogy a 2.56. ábrán látható, amikor a motor ECU kapja az indítójelet (STSW) a teljesítmény ECU-tól a motor ECU STAR és ACCR jeleket küld a teljesítmény ECU-nak. Ez utóbbi pedig jelet küld az indító relének, hogy kapcsolja be az önindítót. Ha a motor már jár, a motor ECU nem továbbítja a STAR és ACCR jeleket a teljesítmény ECU-nak. Ezért a teljesítményszabályozó ECU nem szolgáltat áramot az indítórelének.
Az önindító bekapcsolása után és miután a motor fordulatszáma meghaladja az 500 percet-1, a motor ECU megállapítja, hogy a motor jár, és leállítja az önindítót.
Ha a motor meghibásodott és nem indul, az önindító a megengedett maximális ideig működik, majd automatikusan kikapcsol. Az indítómotor maximális működési ideje körülbelül 2-25 másodperc, a hűtőfolyadék hőmérsékletétől függően. Ha a hűtőfolyadék hőmérséklete nagyon alacsony, az önindító körülbelül 25 másodpercig jár, és amikor a motor elég meleg, az önindító legfeljebb 2 másodpercig jár.
Annak érdekében, hogy kiküszöbölje a többletterhelést az instabil feszültség alatt a motorindítás során, a rendszer ez idő alatt lekapcsolja a segédberendezések áramellátását.
A rendszer a következő védelmi szinteket nyújtja:
- ha a motor már jár, az önindító akkor sem kapcsol be, ha a gyújtáskulcsot START állásba fordítják;
- Még ha a vezető START állásban tartja is a gyújtáskulcsot, a motor fél fordulatról történő beindítása után a motor ECU lekapcsolja az önindítót, ha a motor fordulatszáma eléri a körülbelül 1200 ford./perc értéket-1 vagy több;
- akkor is, ha a vezető az indítókulcsot START helyzetben tartja, és a motor nem indul be, a motor ECU körülbelül 30 másodperc múlva leállítja az önindítót;
- Ha a motor ECU nem kap motorfordulatszám jelet, miközben az önindító jár, azonnal leállítja a STAR és ACCR jelek kiadását.
Diagnosztika
EURO-OBD típusú diagnosztikai rendszer (Európai fedélzeti diagnosztikai rendszer), 1ZZ-FE és 3ZZ-FE motorokon használt, megfelel az európai előírások követelményeinek.
Ha a motor ECU hibát észlel, diagnosztizálja és naplózza a probléma csomópontját. Ezen túlmenően, hogy a vezetőt a műszerfalon tájékoztassa, a Chk Eng motor figyelmeztető lámpája folyamatosan világít vagy villogni kezd.
A motor ECU elektronikus hibakódokat is tárol minden hiba esetén. Ezeket a kódokat a P mikroprocesszoros teszterrel lehet kiolvasni.
Minden DTC megfelel a SAE kódoknak. Néhány hibakód a korábbinál kisebb alszakaszokra lett bontva, és új hibakódokat rendeltek az alszakaszokhoz.
Karbantartási javaslat
A motor-ECU memóriájában tárolt elektronikus hibakódok törléséhez használja az intelligens teszter II-t, vagy húzza ki az akkumulátor terminált, vagy vegye ki az EFI biztosítékot legalább egy percre.
A rendszer működése vészhelyzetben
Meghibásodás észlelésekor a motor ECU leáll vagy vészüzembe helyezi a motort a memóriában rögzített adatok szerint.