Značajke dizajna sustava upravljanja motorom (Chevrolet Cruze J300)

Motori ugrađeni u vozila Chevrolet Cruze opremljeni su elektroničkim sustavom upravljanja motorom (EEMS) s raspodijeljenim ubrizgavanjem goriva. Ovaj sustav radi zajedno s neutralizatorom ispušnih plinova i sustavom povrata para goriva i osigurava usklađenost sa standardima zaštite okoliša uz održavanje visokih dinamičkih performansi i niske potrošnje goriva.

Električna shema sustava upravljanja motorom data je na kraju knjige.

Upozorenja: Prije uklanjanja bilo koje ECM komponente, odspojite negativni kabel akumulatora.

Nemojte pokretati motor ako stezaljke kabela akumulatora nisu dobro zategnute.

Nikada nemojte odspajati akumulator iz električnog sustava vozila dok motor radi.

Prilikom punjenja akumulatora isključite ga iz električnog sustava vozila.

Ne izlažite elektronska upravljačka jedinica (ECU) temperaturi iznad 65°C u ispravnom stanju i iznad 80°C u nedosljednom (na primjer, u komori za sušenje). Ako je ova temperatura prekoračena, ECU se mora ukloniti iz vozila.

Nemojte odspajati niti spajati konektore kabelskog svežnja na ECU dok je paljenje uključeno.

Prije izvođenja elektrolučnog zavarivanja na vozilu, odvojite žice od akumulatora i žičane konektore od ECU-a. Sva mjerenja napona treba izvoditi digitalnim voltmetrom s unutarnjim otporom od najmanje 10 MOhm.

Količina goriva koju isporučuju mlaznice regulirana je električnim impulsnim signalom iz ECU-a. Prati podatke o stanju motora, izračunava potrebe za gorivom i određuje potrebno trajanje opskrbe gorivom od strane mlaznica (trajanje impulsa - radni ciklus). Da bi povećao količinu goriva, ECU povećava trajanje impulsa, a da bi smanjio količinu goriva, skraćuje ga

ECU procjenjuje rezultate svojih izračuna i naredbi, pamti nedavne načine rada i djeluje u skladu s njima. "Samoučenje" ili prilagodba ECU-a je kontinuirani proces, ali se odgovarajuće postavke pohranjuju u RAM elektroničke jedinice do prvog isključivanja ECU-a.

ECU upravlja dovodom goriva ili sinkrono, tj. na određenom položaju radilice, ili asinkrono, tj. neovisno ili bez sinkronizacije s rotacijom radilice. Sinkrono ubrizgavanje goriva je najčešće korišten način. Asinkrono ubrizgavanje goriva koristi se uglavnom u načinu pokretanja motora. ECU uzastopno uključuje mlaznice. Svaka od mlaznica uključuje se svakih 720° okretanja radilice. Ova metoda omogućuje preciznije doziranje goriva između cilindara i smanjenje razine toksičnosti ispušnih plinova.

Količina dovedenog goriva određena je stanjem motora, odnosno načinom rada. Ove načine rada osigurava ECU i opisani su u nastavku.



Kada se radilica motora počne okretati sa starterom, prvi impuls senzora položaja radilice uzrokuje impuls iz ECU-a da uključi sve mlaznice odjednom, što omogućuje brže pokretanje motora.

Prvo ubrizgavanje goriva događa se svaki put kada se motor pokrene. Trajanje impulsa ubrizgavanja ovisi o temperaturi. Na hladnom motoru, puls ubrizgavanja se povećava kako bi se povećala količina goriva; na toplom motoru, trajanje pulsa se smanjuje. Nakon početnog ubrizgavanja, ECU se prebacuje na odgovarajući način upravljanja mlaznicama.

Način pokretanja. Kada je paljenje uključeno, ECU uključuje relej pumpe za gorivo, što stvara pritisak u dovodnom vodu goriva do razvodnika goriva.

ECU provjerava signal senzora temperature rashladnog sredstva i određuje količinu goriva i zraka potrebne za pokretanje.

Kada se radilica motora počne okretati, ECU generira fazni impuls za uključivanje mlaznica, čije trajanje ovisi o signalima senzora temperature rashladnog sredstva. Na hladnom motoru trajanje impulsa je duže (za povećanje količine isporučenog goriva), a kad se zagrije - manje.

Način obogaćivanja tijekom ubrzanja

ECU prati nagle promjene u položaju leptira za gas (signalom senzora položaja leptira za gas), kao i signal sa senzora apsolutnog tlaka i osigurava dovod dodatne količine goriva povećanjem trajanja impulsa ubrizgavanja. Način obogaćivanja tijekom ubrzanja koristi se samo za kontrolu goriva u prijelaznim uvjetima (pri pomicanju leptira za gas).

Način isključivanja goriva tijekom kočenja motorom

Tijekom kočenja motorom s uključenim mjenjačem i spojkom, ECU može potpuno onemogućiti impulse ubrizgavanja goriva na kratko vrijeme. Opskrba gorivom uključuje se i isključuje u ovom načinu rada kada se stvore određeni uvjeti za temperaturu rashladnog sredstva, brzinu radilice, brzinu vozila i kut otvaranja leptira za gas.

Kompenzacija napona napajanja

Kada napon napajanja padne, sustav paljenja može proizvesti slabu iskru, a mehanički pokret "otvaranja" mlaznice može trajati duže. ECU to kompenzira povećanjem vremena akumulacije energije u zavojnicama paljenja i trajanja impulsa ubrizgavanja.

Sukladno tome, kada se napon baterije povećava (ili napon u mreži vozila) ECU smanjuje vrijeme akumulacije energije u zavojnicama paljenja i trajanje ubrizgavanja.

Način rada za isključivanje goriva

Kad se motor zaustavi (paljenje isključeno) gorivo se ne dovodi iz mlaznice, čime se eliminira spontano paljenje smjese u pregrijanom motoru. Osim toga, impulsi za otvaranje mlaznica se ne šalju ako ECU ne primi referentne impulse od senzora položaja radilice, tj. to znači da motor ne radi.

Dovod goriva se također prekida kada se prekorači maksimalni dopušteni broj okretaja radilice motora kako bi se motor zaštitio od rada na neprihvatljivo visokim brzinama.

Elektronička upravljačka jedinica

Elektronička upravljačka jedinica (ECU, kontroler) motor je smješten u središnjem dijelu kutije za usis zraka i predstavlja središte upravljanja elektroničkim sustavom upravljanja motorom. Kontinuirano obrađuje informacije iz raznih senzora i upravlja sustavima koji utječu na emisije ispušnih plinova i performanse vozila.



ECU prima sljedeće informacije:

• položaju i brzini radilice;
• položaj bregastog vratila;
• temperatura rashladne tekućine;
• temperatura i tlak usisnog zraka;
• položaj papučice gasa;
• položaj leptira za gas;
• sadržaj kisika u ispušnim plinovima;
• prisutnost detonacije u motoru;
• brzina automobila;
• napon u mreži vozila;
• zahtjev za uključivanje klima uređaja.

Na temelju primljenih informacija, ECU upravlja sljedećim sustavima i uređajima:

• opskrba gorivom (brizgalice i pumpa za gorivo);
• dovod zraka (stupanj otvaranja leptira za gas);
• sustav paljenja;
• adsorber sustava za povrat benzinskih para;
• ventilator sustava za hlađenje motora;
• spojka kompresora klima uređaja;
• dijagnostički sustav.

ECU uključuje izlazne krugove (brizgalice, razni releji itd.) kratkim spojem na masu preko izlaznih tranzistora. Jedina iznimka je krug releja pumpe za gorivo. Pumpa za gorivo je spojena preko releja snage. Zauzvrat, namotom releja upravlja ECU zatvaranjem jednog od terminala na masu.

ECU je opremljen ugrađenim dijagnostičkim sustavom. Može otkriti kvarove u ECM-u i upozoriti vozača putem indikatora kvara sustava upravljanja motorom. Osim toga, ECU pohranjuje dijagnostičke kodove koji ukazuju na neispravnost određenog elementa sustava i prirodu te neispravnosti kako bi pomogli stručnjacima u dijagnostici i popravku.

Dijagnostički konektor

Dijagnostički konektor služi za razmjenu podataka s ECU-om i nalazi se na lijevoj strani ispod ploče s instrumentima. Uređaj za skeniranje spojen je na dijagnostički konektor za čitanje informacija o pogrešci pohranjenih u ECU memoriji, za provjeru senzora i aktuatora u stvarnom vremenu, za kontrolu aktuatora i reprogramiranje ECU-a.

Sljedeće vrste memorije uključene su u ECU:

• programabilna memorija samo za čitanje (EPROM);
• memorija s izravnim pristupom (RAM);
• električki reprogramabilna memorija (ERPROM).

Programabilna memorija samo za čitanje (PROM). Sadrži opći program koji sadrži niz radnih naredbi (kontrolni algoritmi) i razne informacije o kalibraciji. Ove informacije predstavljaju podatke za kontrolu ubrizgavanja, paljenja, praznog hoda itd., koji ovise o masi vozila, vrsti i snazi motora, prijenosnim omjerima mjenjača i drugim čimbenicima. EPROM se također naziva i kalibracijski memorijski uređaj. Sadržaj EPROM-a ne može se mijenjati nakon programiranja. Ova memorija ne zahtijeva napajanje za pohranu podataka koji su u njoj snimljeni, a koji se ne brišu kada se napajanje isključi, tj. ova memorija je trajna.

Memorija s izravnim pristupom (RAM)

Ovo je ECU "bilježnica". Mikroprocesor jedinice koristi ga za privremeno pohranjivanje izmjerenih parametara za izračune i međuinformacije. Mikroprocesor može unositi ili čitati podatke u njega prema potrebi.

RAM čip je montiran na tiskanu ploču kontrolera. Ova je memorija hlapljiva i zahtijeva neprekinuto napajanje da bi se sačuvala. Kada se napajanje prekine, dijagnostički kodovi kvarova i izračunati podaci sadržani u RAM-u se brišu.

Električno reprogramabilna memorija (ERPROM)

Koristi se za privremenu pohranu kodova i lozinki za protuprovalni sustav vozila (imobilizator). Šifre lozinki koje ECU primi od upravljačke jedinice imobilizatora uspoređuju se s šiframa pohranjenim u EEPROM-u, zbog čega je pokretanje motora dozvoljeno ili zabranjeno.

EEPROM bilježi takve parametre rada vozila kao što su ukupna kilometraža vozila, ukupna potrošnja goriva i vrijeme rada motora.

ERPZU registrira i neke kvarove na motoru i vozilu:

• vrijeme pregrijavanja motora;
• vrijeme rada motora na niskooktanskom gorivu;
• vrijeme rada motora koje prelazi najveću dopuštenu brzinu vrtnje;
• vrijeme rada motora s izostancima paljenja mješavine goriva i zraka, čiju prisutnost pokazuje indikator sustava upravljanja motorom;
• vrijeme rada motora s neispravnim senzorom detonacije;
• vrijeme rada motora s neispravnim senzorima koncentracije kisika;
• vrijeme vožnje vozilom brzinom većom od najveće dopuštene u razdoblju uhodavanja;
• vrijeme kretanja vozila s neispravnim senzorom brzine;
• broj puta kada je akumulator odspojen s uključenim prekidačem za paljenje.

EEPROM je trajna memorija i može pohraniti informacije bez napajanja upravljača.

Senzor položaja radilice

Senzor položaja radilice induktivnog tipa dizajniran je za sinkronizaciju rada elektroničke upravljačke jedinice s TDC-om klipova 1. i 4. cilindra i kutnim položajem radilice.

Senzor je ugrađen na stražnjoj strani bloka cilindra motora nasuprot razvodnog diska na koljenastom vratilu. Disk za mjerenje vremena je nazubljeni kotač s 58 utora, od kojih je 57 raspoređeno u intervalima od 6°. Posljednji utor je proširen kako bi se stvorio sinkronizacijski impuls ("referentni" impuls), koji je neophodan za koordinaciju rada upravljačke jedinice s TDC-om klipova u 1. i 4. cilindru.

Kada se radilica okreće, magnetsko polje senzora se mijenja, izazivajući impulse izmjeničnog napona. Upravljačka jedinica određuje brzinu vrtnje radilice na temelju signala senzora i generira impulse za upravljanje motorom.

Neispravnost ovog senzora uzrokuje potpuni kvar sustava upravljanja motorom: bez njegovog signala motor se ne može pokrenuti.

Senzor apsolutnog tlaka u razvodniku

Senzor apsolutnog tlaka u usisnom razvodniku pretvara vakuum u ovom razvodniku u električni napon, čiju vrijednost ECU koristi za određivanje opterećenja motora. Senzor je ugrađen na ulaznu cijev i spojen na njegovu šupljinu pomoću gumene cijevi. Izlazni napon senzora mijenja se u skladu s tlakom u usisnoj cijevi - od 4,9 V (s potpuno otvorenim gasom) do 0,3 V (sa zatvorenom zaklopkom). Kada motor ne radi, upravljačka jedinica koristi napon senzora za određivanje atmosferskog tlaka i prilagođava parametre upravljanja ubrizgavanjem određenoj nadmorskoj visini. Vrijednosti atmosferskog tlaka pohranjene u memoriji povremeno se ažuriraju tijekom ravnomjernog kretanja vozila i tijekom punog otvaranja gasa.

Senzor temperature usisnog zraka

Senzor temperature usisnog zraka uvrnut je u otvor crijeva za dovod zraka u blizini zračnog filtra. Senzor je termistor s negativnim temperaturnim koeficijentom otpora. Na temelju informacija o temperaturi zraka sa senzora, regulator regulira količinu ubrizganog goriva.

Otpor senzora temperature zraka na stezaljkama senzora provjerava se u različitim temperaturnim uvjetima.

Senzor faze

Fazni senzor je ugrađen u prednjem dijelu glave motora između nazubljenih remenica bregastog vratila. Njegov princip rada temelji se na Hallovom efektu. Senzor određuje TDC takta kompresije klipa 1. cilindra. Kontroler koristi signal senzora za organiziranje postupnog ubrizgavanja goriva u skladu s redoslijedom paljenja cilindara. Kada dođe do kvara u krugu, kontroler pohranjuje svoj kod u svoju memoriju i uključuje indikator sustava upravljanja motorom.

Senzor temperature rashladne tekućine

Senzor temperature rashladnog sredstva ugrađen je na desnoj strani glave motora između prvog i drugog cilindra. Senzor je termistor s negativnim temperaturnim koeficijentom: električni otpor senzora opada s povećanjem temperature. ECU obrađuje signal senzora i postavlja optimalno obogaćivanje radne smjese kada se motor zagrije.

Elektronička jedinica opskrbljuje krug osjetnika temperature konstantnim "referentnim" naponom. Napon signala senzora je najviši kada je zrak u usisnom razvodniku hladan i opada kako se njegova temperatura povećava. Na temelju vrijednosti napona, ECU određuje temperaturu zraka na usisu i vrši prilagodbe pri izračunavanju kuta vremena paljenja. Ako senzor zakaže ili postoje problemi u njegovom spojnom krugu, ECU postavlja šifru greške i pamti je. Ako ECU nastavi prikazivati kod greške unatoč dobrim spojevima ožičenja, zamijenite osjetnik temperature zraka.

Senzor za kucanje

Senzor detonacije pričvršćen je na vrh bloka cilindra i detektira abnormalne vibracije (detonacijski udari) u motoru.

Osjetljivi element senzora je piezoelektrična kristalna ploča. Tijekom detonacije na izlazu senzora nastaju impulsi napona koji rastu s povećanjem intenziteta detonacijskih udara. Regulator, na temelju signala senzora, regulira vrijeme paljenja kako bi se uklonili detonacijski bljeskovi goriva.

Senzor položaja leptira za gas

Senzor položaja zaklopke za gas (TPS) montiran je na bočnoj strani sklopa zaklopke za gas (ispod poklopca) a spojen je na osovinu leptira za gas.

To je potenciometar, na čiji se jedan kraj dovodi "plus" napona napajanja (5 V), a drugi kraj je spojen na "masu". Iz trećeg izlaza potenciometra (od klizača) izlazni signal ide u ECU. Kada se ventil za gas okrene (od udarca o kontrolnu papučicu), mijenja se napon na izlazu senzora. Kada je ventil zatvoren, on je ispod 0,5 V. Kada se ventil otvori, napon na izlazu senzora raste, a kada je ventil potpuno otvoren, trebao bi biti veći od 4 V. Praćenjem izlaznog napona senzora, ECU podešava dovod goriva ovisno o kutu otvaranja ventila za gas (one. prema nahođenju vozača). TPS ne zahtijeva podešavanje, jer elektronička jedinica percipira brzinu u praznom hodu (one. potpuno zatvaranje gasa) kao nulta oznaka.

Ako senzor zaklopke za gas ne radi, ECU pohranjuje šifru greške senzora u svoju memoriju, pali lampicu indikatora sustava upravljanja motorom i izračunava očekivanu vrijednost kuta otvaranja zaklopke za gas na temelju brzine radilice i signala sa senzora temperature i apsolutnog tlaka zraka u usisnom razvodniku.

Senzor za kontrolu koncentracije kisika

Senzor za kontrolu koncentracije kisika koristi se u zatvorenom sustavu ubrizgavanja i ugrađen je u ispušni razvodnik. Za podešavanje izračuna trajanja impulsa ubrizgavanja koriste se podaci o prisutnosti kisika u ispušnim plinovima; ovu informaciju daje kontrolni senzor koncentracije kisika. Kisik sadržan u ispušnim plinovima reagira sa senzorom, stvarajući potencijalnu razliku na izlazu senzora. Varira od približno 0,1 V (visok sadržaj kisika – siromašna smjesa) do 1 V (smjesa s niskim sadržajem kisika).

Prateći izlazni napon senzora koncentracije kisika, regulator određuje koju će naredbu poslati brizgaljkama za podešavanje sastava radne smjese. Ako je smjesa mršava (mala razlika potencijala na izlazu senzora), tada kontroler daje naredbu za obogaćivanje smjese; ako je smjesa bogata (velika razlika potencijala) - positi smjesu.

Dijagnostički senzor koncentracije kisika

Dijagnostički senzor koncentracije kisika ugrađen je u usisnu cijev iza neutralizatora i radi na istom principu kao kontrolni senzor. Signal koji generira dijagnostički osjetnik koncentracije kisika pokazuje prisutnost kisika u ispušnim plinovima nakon katalizatora. Ako neutralizator radi ispravno, očitanja dijagnostičkog senzora značajno će se razlikovati od očitanja kontrolnog senzora,