Мал. 2.93. Схема системи керування двигуна 1СD-FTV
Мал. 2.94. Розташування основних компонентів системи керування двигуна 1СD-FTV
Загальні відомості
Система управління двигуна 1CD-FTV складається з основних компонентів, перерахованих у таблиці 2.14.
Таблиця 2.14. Основні компоненти системи керування двигуна 1СD-FTV
ЕБУ двигуна
ЕБУ двигуна створено на основі 32-бітного процесора.
Датчик положення колінчастого валу
Мал. 2.95. Датчик положення колінчастого валу
На роторі колінчастого валу, що задає, є 34 зуби і ділянка, на якому 2 зуби пропущено. Датчик положення колінчастого валу посилає сигнал через кожні 10°, а ділянці з пропущеними зубами визначається верхня мертва точка.
Датчик положення распредвала
Мал. 2.96. Датчик положення розподільного валу
Для визначення положення розподільного валу на роторі є виступ, за допомогою якого формується 1 імпульс на кожні два обороти колінчастого валу.
Датчик положення педалі акселератора
Мал. 2.97. Датчик положення педалі акселератора
Для примусового повернення важеля датчика положення педалі акселератора повністю закрите положення передбачений зворотний важіль. Вимикач педалі акселератора виключено.
Датчик положення педалі акселератора перетворює хід педалі електричні сигнали з двома різними характеристиками і передає їх в ЕБУ двигуна. Сигнал VPA1 має лінійну характеристику та генерується протягом усього ходу педалі акселератора. Сигнал VPA2 має зміщену характеристику напруги.
Датчик тиску палива
Мал. 2.98. Датчик тиску палива
У загальній паливній магістралі Common-Rail встановлено датчик тиску палива, який подає сигнал ЕБУ двигуна. ЕБУ підтримує оптимальний тиск палива.
Датчик тиску палива включає два ланцюги (основну та додаткову), Сигнали яких безперервно контролюються ЕБУ двигуна. Завдяки цьому забезпечується висока точність визначення тиску і, отже, висока надійність керування.
Регулювання обсягу палива, що впорскується
Мал. 2.99. Блок-схема регулювання обсягу палива, що впорскується
На малюнку 2.99 наведено схему, за якою здійснюється регулювання обсягу упорскування палива.
Регулювання кута випередження упорскування палива
Мал. 2.100. Блок-схема регулювання кута випередження упорскування палива
На малюнку 2.100 наведено схему, за якою здійснюється регулювання кута випередження упорскування палива.
Регулятор тиску в паливній системі
Мал. 2.101. Блок-схема регулятора тиску в паливній системі
ЕБУ двигуна визначає заданий тиск упорскування (30-135 МПа) на підставі сигналів датчика положення педалі акселератора та датчика положення колінчастого валу в залежності від режиму роботи двигуна.
Для керування тиском палива сигнали подаються на клапан регулювання подачі палива (SCV) нагнітального насоса, що регулює обсяг палива, що подається. Паралельно керуючі сигнали надходять на розвантажувальний клапан загальної розподільної паливо магістралі, регулюючий обсяг палива, що зливається в поворотну магістраль. ЕБУ контролює збіг тиску, що визначається датчиком тиску палива, із заданим тиском упорскування.
Подача палива
Для регулювання обсягу палива, що подається нагнітаючим насосом у загальну паливорозподільну магістраль, ЕБУ двигуна керує відкриванням клапана регулювання подачі палива (SCV). Таким чином, тиск палива у спільній паливорозподільній магістралі підтримується відповідно до заданого значення.
Клапан регулювання подачі палива (SCV) відкритий на невелику величину
Мал. 2.102. Схема роботи клапана SCV при відкритті на невелику величину
- a. При незначному відкритті клапана регулювання подачі палива площа отвору, через який засмоктується паливо, мінімально. Об'єм палива, що нагнітається, при цьому також мінімальний.
- b. Плунжер здійснює повний хід, проте, обсяг палива, що засмоктується, невеликий через звуженого отвору. Геометричний обсяг порожнини насоса перевищує обсяг палива, що засмоктується, в результаті в камері створюється розрідження.
- c. Нагнітання палива починається, коли тиск подачі палива стає вищим за тиск у загальній паливорозподільній магістралі.
Клапан регулювання подачі палива (SCV) відкритий на велику величину
Мал. 2.103. Схема роботи клапана SCV при відкритті на велику величину
- a. Коли клапан регулювання подачі палива відкритий на велику величину, площа отвору, через яке засмоктується паливо, максимальна. Об'єм палива, що нагнітається, при цьому також максимальний.
- b. Плунжер здійснює повний хід, а обсяг палива, що засмоктується, збільшується, т.к. площа отвору максимальна.
- c. Нагнітання палива починається, коли тиск подачі палива стає вищим за тиск у загальній паливорозподільній магістралі.
Перепуск палива
Мал. 2.104. Схема роботи перепускного клапана
При перевищенні тиском загальної паливної магістралі заданого значення ЕБУ двигуна перепускає паливо в бак, відкриваючи розвантажувальний клапан. Таким чином, у спільній паливорозподільній магістралі підтримується заданий тиск.
Регулювання попереднього упорскування палива
Попереднє упорскування виконується перед основним упорскуванням палива і призначене для того, щоб зробити початок процесу згоряння плавним і знизити рівень шуму при роботі двигуна.
Мал. 2.105. Блок – схема регулювання попереднього упорскування палива
На малюнку 2.105 наведено схему, за якою відбувається регулювання обсягу, кута випередження та інтервалу (між попереднім та основним упорскуванням палива) у процесі з попереднім упорскуванням.
Регулятор частоти обертання колінчастого валу двигуна холостого ходу
ЕБУ двигуна розраховує частоту обертання колінчастого валу двигуна в залежності від робочих параметрів двигуна і визначає обсяг палива, що впорскується, необхідний для підтримки заданих оборотів холостого ходу.
Для підвищення ефективності роботи нагрівача за холодного двигуна частота обертання колінчастого валу двигуна холостого ходу збільшується при включенні відповідного вимикача.
Блок управління системою рециркуляції відпрацьованих газів (РІГ)
Мал. 2.106. Блок – схема регулювання системи рециркуляції газів, що відпрацювали
Залежно від режиму роботи двигуна електронний блок одночасно керує клапаном РОГ та контролює подачу палива за допомогою крокового електродвигуна. Таким чином регулюється обсяг відпрацьованих газів, що рециркулюються.
Відмінності (від попередніх моделей)
Відповідно, з конструкції виключено клапан керування тиском наддуву (VRV) РІГ та виконавчий механізм (VSV) (для відключення рециркуляції).
Регулятор тиску наддуву
Мал. 2.107. Блок – схема регулятора тиску наддуву
Тиск наддуву (тиск у впускному колекторі) регулюється шляхом зміни площі сопла, розташованого за турбіною. Площа сопла регулюється безпосередньо з'єднаним із ним приводом. Привід керується розрідженням, яке регулюється клапаном VRV за сигналами, які отримують від ЕБУ двигуна.
ЕБУ двигуна розраховує оптимальне значення тиску наддуву в залежності від режиму роботи двигуна (частоти обертання колінчастого валу, об'єму палива, що впорскується, атмосферного тиску і температури охолоджуючої рідини) і регулює прохідний переріз напрямного сопла таким чином, щоб тиск, що реєструється датчиком тиску наддуву, відповідало розрахунковому значенню.
Функція керування стартером «Напівавтоматичний запуск»
Принцип роботи функції керування стартером «Напівавтоматичний запуск» на двигуні 1CD-FTV аналогічний застосовуваним на двигунах 1ZZ-FE та 3ZZ-FE.
Принцип роботи
Мал. 2.108. Діаграма керування стартером
Як показано на діаграмі малюнку 2.108, в момент отримання ЕБУ двигуна сигналу запуску (STSW) від ЕБУ системи електроживлення одночасно з вимкненням контрольної лампи передпускового підігріву двигуна ЕБУ двигуна подає сигнали STAR та ACCR на ЕБУ системи електроживлення. Останній своєю чергою подає сигнал на реле стартера для запуску двигуна. Якщо двигун вже працює, ЕБУ двигуна не подає сигнали STAR та ACCR на ЕБУ системи електроживлення. У цьому випадку включення стартера не відбувається.
Крім того, якщо ЕБУ двигуна повторно отримує з ЕБУ системи живлення сигнал запуску при включеній контрольній лампі передпускового підігріву двигуна, він подає сигнали STAR і ACCR. ЕБУ системи електроживлення, у свою чергу, подає сигнал на реле стартера для запуску двигуна.
Після включення стартера і після того, як частота обертання колінчастого валу перевищить приблизно 500 хв-1, ЕБУ двигуна визначає, що двигун запущений, і вимикає стартер.
Якщо у двигуні є несправність, і він не заводиться, стартер працює протягом максимально допустимого часу, після чого автоматично вимикається. Максимальний час роботи стартера становить приблизно від 2 до 25 с, залежно від температури рідини, що охолоджує. Якщо температура рідини, що охолоджує, дуже низька, стартер працює близько 25 с, а при досить прогрітому двигуні стартер працює не більше 2 с.
Щоб уникнути роботи допоміжного електроустаткування при нестабільному напрузі під час запуску двигуна, на цей час система відключає живлення допоміжного обладнання.
У системі передбачені такі щаблі захисту:
- якщо двигун вже працює, стартер не ввімкнеться, навіть якщо повернути ключ запалення у положення START;
- навіть якщо водій утримує ключ у замку запалювання в положенні START, після того, як двигун запускається з напівобороту, ЕБУ двигуна вимкне стартер, коли частота обертання колінчастого валу досягне значення приблизно 1200 хв-1 або більше;
- навіть якщо водій утримує ключ у замку запалювання у положенні START, і двигун не запускається, ЕБУ двигуна вимкне стартер приблизно через 30 с;
- якщо стартер увімкнений, але сигнал частоти обертання колінчастого валу не визначається, ЕБУ двигуна відразу ж вимкне стартер.
Система попередження про термін заміни олії
Мал. 2.109. Блок-схема функціонування системи попередження про термін заміни олії
Введено систему попередження про термін заміни масла. Дана система визначає зниження якості моторної олії та попереджає водія про необхідність заміни моторної олії та масляного фільтра за допомогою контрольної лампи. Таким чином, витримується періодичність технічного обслуговування (максимум 30 000 км пробігу), що відповідає реальному терміну служби моторного масла.
ЕБУ двигуна визначає ступінь зниження якості моторного масла непрямим способом.
Мал. 2.110. Розташування компонентів системи в салоні автомобіля
Мал. 2.111. Умови утворення сажі
Опис роботи системи
ЕБУ двигуна визначає якість моторного масла за вмістом сажі. Він розраховує вміст сажі в моторному маслі залежно від частоти обертання колінчастого валу двигуна, кута випередження упорскування палива, обсягу впорскування палива та складу паливоповітряної суміші. Якщо розрахункове значення вмісту сажі перевищить задану величину, ЕБУ двигуна включає контрольну лампу заміни моторного масла. Таким чином, дана система попереджає водія про необхідність заміни моторного масла та масляного фільтра.
ЕБУ двигуна включає контрольну лампу заміни моторного масла не тільки при збільшенні вмісту сажі, але через кожні 30 000 км пробігу. Таким чином підвищується надійність роботи системи.
Примітка. Ця система не оцінює якість моторного масла за часом. Навіть якщо контрольна лампа заміни моторного масла не вмикається, заміну моторної олії та масляного фільтра слід.
Встановлення лічильника пробігу на нуль
Обнулити записані в пам'ять ЕБУ двигуна значення пробігу, що вимірюється для включення контрольної лампи заміни олії, можна так:
- натиснути вимикач двигуна та увімкнути запалювання (режим запуску IG-ON);
- переконатися, що рідкокристалічний дисплей знаходиться в режимі одометра (ODO). (У режимі лічильника добового пробігу (TRIP) обнулення показань неможливе);
- натиснути вимикач двигуна та вимкнути запалення (режим запуску IG-OFF);
- натискаючи кнопку DIM ODO/TRIP, натиснути вимикач двигуна для увімкнення запалювання (режим запуску IG-ON), не натискаючи педаль зчеплення. Після включення запалення (режиму системи запуску IG-ON) утримувати кнопку DIM ODO/TRIP щонайменше 5 з. Після обнулення показань рідкокристалічного дисплея відпустити кнопку DIM ODO/TRIP;
- контрольна лампа заміни масла вимкнеться, а на рідкокристалічному дисплеї приблизно на 1 соті відобразиться значення «000000»;
- переконатися, що рідкокристалічний дисплей перейшов у режим одометра (ODO);
- процедуру обнулення показань лічильника пробігу для заміни олії закінчено.
Діагностика
Система діагностики типу EURO-OBD (Європейська система бортової діагностики), що використовується на двигуні 1CD-FTV, задовольняє вимоги норм Євросоюзу.
Якщо ЕБУ двигуна виявляє несправність, він діагностує та реєструє в пам'яті несправний вузол. Крім того, на щитку приладів загоряється контрольна лампа двигуна «Chk Eng», щоб попередити водія
Також у пам'яті ЕБУ двигуна реєструються електронні коди (DTC).
Ці коди можна вважати за допомогою мікропроцесорного тестера П.
Усі електронні коди DTC відповідають вимогам SAE. Деякі DTC розбиті більш дрібні підрозділи, ніж раніше, підрозділам присвоєно нові коди DTC.
Робота в аварійному режимі
У таблиці 2.15 наведено умови, за яких при виявленні несправності ЕБУ двигуна вимикає або переводить двигун в аварійний режим роботи за даними, записаними на згадку.