Systemy zarządzania silnikiem — opis ogólny (Nissan Murano Z50)

Spis treści: Wielopunktowy układ wtrysku paliwa…↓ Sterowanie zwrotne mieszanką…↓ Elektroniczny układ zapłonowy (EI) ↓ NISSAN Torque Demand (NTD) ↓ System sterowania wyłączaniem…↓ ↓

Schemat układu sterowania silnikiem

1 — Zawór elektromagnetyczny sterujący VIAS; 2 - komora próżniowa; 3 — napęd zaworu mocy; 4 — czujnik położenia pedału przyspieszenia; 5 — napięcie akumulatora; 6 — Połączenie z magistralą CAN; 7 — Moduł sterujący silnikiem (ECM); 8 - zawór mocy; 9 — czujnik położenia przepustnicy; 10 — wtyczka diagnostyczna; 11 — elektrozawór sterujący fazami zaworów dolotowych; 12 — świeca zapłonowa; 13 — wtryskiwacz paliwa; 14 — regulator ciśnienia paliwa; 15 — siłownik elektryczny do sterowania przepustnicą; 16 — wyłącznik zapłonu; 17 — Lampka kontrolna awarii (MIL); 18 — Zawór odpowietrzania skrzyni korbowej (PCV); 19 — cewka zapłonowa (z tranzystorem mocy); 20 — zawór elektromagnetyczny sterujący czyszczeniem zbiornika oparów paliwa (układ EVAP); 21 — regulator ciśnienia paliwa; 22 — czujnik położenia wałka rozrządu (FAZA); 23 - Podgrzewany czujnik tlenu nr 1; 24 — czujnik temperatury płynu chłodzącego silnika; 25 — czujnik temperatury zbiornika paliwa; 26 — wentylator układu chłodzenia; 27 — Przełącznik wskazania zakresu P i N (PNP); 28 - katalizator trójstopniowy (w kolektorze); 29 — czujnik spalania stukowego; 30 — czujnik położenia wału korbowego (POS); 31 - katalizator trójstopniowy (w kolektorze); 32 — kanał EVAP (układ kontroli emisji par); 33 — rezonator czyszczący zbiornik oparów paliwa; 34 — Czujnik ciśnienia układu kontroli emisji par (EVAP); 35 — pompa paliwa; 36 — czujnik ilości paliwa; 37 - Podgrzewany czujnik tlenu nr 2; 38 — Elektrozawór sterujący wentylacją zbiornika EVAP (EVAP); 39 — pojemnik na opary paliwa; 40 - oczyszczacz powietrza; 41 - tłumik; 42 - katalizator trójstopniowy (pod spodem); 43 - przepływomierz (czujnik przepływu masowego) czujnik temperatury powietrza i powietrza wlotowego.

Schemat strukturalny układu wtrysku paliwa

Czujniki wejściowe	Funkcje modułu sterującego silnikiem (ECM)	Siłowniki wyjściowe
1	2	3
Czujnik położenia wałka rozrządu (FAZA) Czujnik położenia wału korbowego (POS) Przepływomierz powietrza	Sterowanie wtryskiem paliwa i mieszanką paliwowo-powietrzną	Wtryskiwacze paliwa
	Elektroniczny układ zapłonowy	Tranzystor mocy
Czujnik temperatury płynu chłodzącego Podgrzewany czujnik tlenu nr 1 Czujnik położenia przepustnicy Czujnik położenia pedału przyspieszenia Przełącznik wskaźnika zakresu P i N (PNP) Czujnik temperatury powietrza wlotowego Czujnik ciśnienia wspomagania kierownicy Wyłącznik zapłonu Napięcie akumulatora Czujnik spalania stukowego Czujnik ciśnienia czynnika chłodniczego Wyłącznik świateł stopu Przełącznik ASCD w kierownicy Wyłącznik ASCD w układzie hamulcowym Czujnik ilości paliwa ^13 Czujnik ciśnienia układu kontroli emisji par (EVAP) Czujnik temperatury zbiornika paliwa ^1 Podgrzewany czujnik tlenu nr 2 ^2 TSM (moduł sterujący skrzynią biegów)^3 Przełącznik klimatyzatora ^3 Czujnik prędkości koła ^3 Główny czujnik prędkości koła pasowego ^3 Czujnik prędkości koła pasowego wtórnego ^3 Sygnał obciążenia elektrycznego ^3 Jednostka sterująca VDC/TCS/ABS (modele z VDC) Siłownik i jednostka elektryczna (jednostka sterująca) ABS (modele bez VDC)	System kontroli momentu obrotowego NISSAN	Siłownik sterujący przepustnicą elektryczną
	System kontroli momentu obrotowego NISSAN	Wtryskiwacz paliwa
	Sterowanie pompą paliwa	Przekaźnik pompy paliwa ^*4
	System kontroli prędkości pojazdu ASCD (tempomat)	Siłownik sterujący przepustnicą elektryczną
	System diagnostyki pokładowej	Lampka kontrolna obecności usterek MIL (na desce rozdzielczej) ^*4
	Sterowanie zaworem mocy	Zawór sterujący elektromagnetyczny VIAS
	Mocowanie silnika z elektroniką	Sterowanie mocowaniem silnika
	Sterowanie podgrzewaczem tlenowym nr 1	Podgrzewany podgrzewacz czujnika tlenu nr 1
	Sterowanie podgrzewaczem czujnika tlenu 2	Podgrzewany podgrzewacz czujnika tlenu nr 2
	Kontrola przepływu pary w systemie oczyszczania zbiornika oparów paliwa (EVAP)	Zawór elektromagnetyczny sterujący oczyszczaniem zbiornika par paliwa (układ EVAP)
	Sterowanie wyłączaniem klimatyzatora	Przekaźnik klimatyzatora ^*4
	Sterowanie wentylatorem układu chłodzenia	Przekaźnik wentylatora układu chłodzenia^*4
	Diagnostyka pokładowa układu kontroli parowania paliwa EVAP	Zawór elektromagnetyczny sterujący odpowietrznikiem zbiornika EVAP (EVAP)

czujniki te nie służą do sterowania systemami silnika. Służą one wyłącznie do diagnostyki pokładowej.

w normalnych warunkach czujnik ten nie służy do sterowania systemami silnika.

sygnały wejściowe przesyłane są do modułu ECM poprzez magistralę CAN.

sygnały wejściowe przesyłane są z modułu ECM poprzez magistralę CAN.

Wielopunktowy układ wtrysku paliwa (MFI)

Ilość paliwa wtryskiwanego przez wtryskiwacz jest określana przez moduł sterujący silnika (ECM). ECM monitoruje czas otwarcia zaworu wtryskiwacza, czyli czas trwania impulsu wtrysku. Ilość wtryskiwanego paliwa to zaprogramowana wartość zapisana w pamięci modułu ECM. Zaprogramowana wartość jest ustalana na podstawie warunków pracy silnika. Warunki te są określane przez sygnały wejściowe (prędkość obrotowa silnika i ilość powietrza dolotowego), pochodzące z czujnika położenia wału korbowego i przepływomierza powietrza.

Ponadto ilość wtryskiwanego paliwa może się zmieniać, co pozwala na poprawę osiągów silnika w różnych warunkach wymienionych poniżej.

Zwiększenie ilości wtryskiwanego paliwa

Rozgrzewanie silnika.
Uruchamianie silnika.
Przyśpieszenie.
Praca rozgrzanego silnika.
Podczas przesuwania dźwigni selektora z zakresu "N" do zakresu "D".
Praca silnika pod dużym obciążeniem i jazda z dużą prędkością.

Zmniejszenie ilości wtryskiwanego paliwa

Zwalniamy.
Praca silnika przy wysokich prędkościach obrotowych.

Lokalizacja elementów układu zarządzania silnikiem w komorze silnika

1 - czujnik ciśnienia czynnika chłodniczego; 2 — IPDM E/R (inteligentna jednostka instalacji elektrycznej); 3 — Zawór elektromagnetyczny sterujący VIAS; 4 - czujnik spalania stukowego; 5 — czujnik ciśnienia wspomagania kierownicy; 6 — siłownik zaworu mocy; 7 — zawór elektromagnetyczny do sterowania fazami zaworów dolotowych (pierwszy rząd cylindrów); 8 — cewka zapłonowa (z tranzystorem mocy) i świeca zapłonowa (pierwszy rząd cylindrów); 9 — dysza (pierwszy rząd cylindrów); 10 — Elektrozawór sterujący oczyszczaniem zbiornika par paliwa EVAP; 11 - siłownik elektryczny do sterowania przepustnicą; 12 — kanał serwisowy układu EVAP; 13 — czujnik położenia wałka rozrządu (FAZA) (pierwszy rząd cylindrów); 14 — przepływomierz powietrza (z czujnikiem temperatury powietrza dolotowego); 15 - komora próżniowa; 16 — wtryskiwacz (drugi rząd cylindrów); 17 — czujnik temperatury płynu chłodzącego; 18 — czujnik położenia wałka rozrządu (FAZA) (drugi rząd cylindrów); 19 — silnik elektryczny wentylatora układu chłodzenia nr 2; 20 — czujnik położenia wału korbowego (POS); 21 — cewka zapłonowa (z tranzystorem mocy) i świeca zapłonowa (drugi rząd cylindrów); 22 - Podgrzewany czujnik tlenu nr 1 (drugi rząd cylindrów); 23 — silnik elektryczny wentylatora układu chłodzenia nr 1; 24 — elektrozawór sterujący fazami zaworów dolotowych (drugi rząd cylindrów); 25 — wtyczka wiązki przewodów podgrzewanego czujnika tlenu nr 1 (drugi rząd cylindrów).

Sterowanie zwrotne mieszanką paliwowo-powietrzną (kontrola sprzężenia zwrotnego)

Zamknięty układ sterowania stosunkiem powietrza do paliwa zapewnia optymalny stosunek powietrza do paliwa, co przekłada się na wydajną pracę silnika i zmniejszoną emisję spalin. Trzystopniowy katalizator umieszczony w kolektorze ssącym najlepiej redukuje stężenie CO, CH i NOx w spalinach. W tym systemie podgrzewany czujnik tlenu nr 1, umieszczony w kolektorze wydechowym, służy do monitorowania, czy silnik pracuje na bogatej, czy na ubogiej mieszance. Moduł ECM reguluje czas trwania impulsu wtrysku zgodnie z sygnałami otrzymanymi z nadajników. Pozwala to na utrzymanie składu mieszanki paliwowo-powietrznej zbliżonego do stechiometrycznego (mieszanka o idealnym składzie).

Ten tryb pracy nazywa się sterowaniem ze sprzężeniem zwrotnym.

Podgrzewany czujnik tlenu nr 2 znajduje się za trójdrożnym konwerterem katalitycznym w kolektorze wydechowym. Nawet gdy charakterystyka przełączania sondy HO2S 1 ulega zmianie, stosunek powietrza do paliwa jest kontrolowany w celu utrzymania stechiometrycznego składu mieszanki za pomocą sygnałów z sondy HO2S 2.

Czytaj więcej na stronie internetowej NissanBook.ru

Tryb sterowania w pętli otwartej występuje, gdy moduł ECM wykryje jeden z poniższych warunków. W takim przypadku, aby ustabilizować spalanie paliwa, następuje zatrzymanie sterowania zwrotnego.

Zwalnianie lub przyspieszanie.
Praca silnika pod dużym obciążeniem, jazda z dużą prędkością.
Uszkodzony podgrzewany czujnik tlenu nr 1 lub jego obwód.
Niewystarczająca aktywacja podgrzewanego czujnika tlenu nr 1 przy niskiej temperaturze płynu chłodzącego.
Wysoka temperatura płynu chłodzącego.
Rozgrzewanie silnika.
Po przesunięciu dźwigni selektora z zakresu "N" na zakres "D".
Uruchamianie silnika.

Układ sterowania składem mieszanki paliwowo-powietrznej w pętli zamkniętej monitoruje sygnał składu mieszanki paliwowo-powietrznej z podgrzewanej sondy lambda nr 1. Ten sygnał zwrotny jest następnie przesyłany do modułu sterującego silnikiem (ECM). Moduł sterujący silnikiem (ECM) utrzymuje skład mieszanki paliwowo-powietrznej jak najbliżej wartości teoretycznej. Jednakże podstawowy stosunek powietrza do paliwa niekoniecznie jest kontrolowany w sposób pierwotnie ustalony. Zmiany w konstrukcji komponentów podczas produkcji (na przykład parametry podgrzewanej folii dla przepływomierza powietrza) i zmiany charakterystyk zachodzące podczas pracy silnika (na przykład zatkanie wtryskiwacza), bezpośrednio wpływają na skład mieszanki.

W ten sposób system śledzi różnicę między bazowym a teoretycznym składem mieszanki. Następnie przeprowadzane są obliczenia i uzyskiwana jest nowa wartość czasu trwania impulsu wtrysku, która automatycznie kompensuje różnicę pomiędzy dwoma wartościami składu mieszanki.

Termin "korekta paliwa" odnosi się do wartości kompensacji w porównaniu do szerokości impulsu wtrysku podstawowego w trybie sterowania w pętli zamkniętej. Regulacja dawki paliwa może obejmować korektę krótkoterminową i długoterminową.

Krótkoterminowa regulacja dawki paliwa to krótkotrwała zmiana w dostarczaniu paliwa, mająca na celu utrzymanie stosunku powietrza do paliwa blisko wartości teoretycznej. Sygnał z podgrzewanego czujnika tlenu nr 1 wskazuje, czy mieszanka jest bogata czy uboga w porównaniu do składu teoretycznego. Następnie za pomocą sygnału objętość wtryskiwanego paliwa jest zmniejszana, jeśli mieszanka była bogata, lub zwiększana, jeśli mieszanka była uboga.

Długoterminowa korekta paliwa to ogólna zmiana w dostawie paliwa dokonywana na przestrzeni dłuższego okresu czasu w celu skompensowania ciągłych odchyleń od wartości bazowej w krótkim okresie. Odchylenia te mogą wynikać z indywidualnych cech silnika, zużycia części i zmian warunków środowiskowych.

Elektroniczny układ zapłonowy (EI)

Moduł ECM steruje momentem zapłonu za pomocą obwodu mającego na celu utrzymanie optymalnego składu mieszanki paliwowo-powietrznej w każdym trybie pracy silnika. Dane dotyczące czasu zapłonu są przechowywane w pamięci ECM.

Moduł ECM odbiera informacje o czasie trwania impulsu wtrysku oraz sygnał z czujnika położenia wałka rozrządu. Po przetworzeniu otrzymanych danych sygnały sterujące zapłonem są przesyłane do tranzystora mocy.

W trybach opisanych poniżej, moduł ECM sprawdza czas zapłonu i porównuje go z innymi danymi zapisanymi w pamięci modułu ECM.

Uruchamianie silnika,
Rozgrzewanie silnika.
Praca na biegu jałowym.
Niskie napięcie akumulatora,
Przyśpieszenie.

Układ opóźniania zapłonu przeznaczony jest wyłącznie do stosowania w skrajnych przypadkach. Podstawowe wartości czasu zapłonu programowane są w trybie bezdetonacyjnym i bazują na zastosowaniu zalecanego paliwa oraz suchej pogodzie. Układ opóźniania zapłonu nie działa podczas normalnej pracy silnika. W przypadku wystąpienia spalania stukowego czujnik spalania stukowego określa ten stan, i sygnał z czujnika wchodzi na ECM. W celu wyeliminowania spalania stukowego ECM przesuwa moment zapłonu w kierunku opóźnienia.

NISSAN Torque Demand (NTD)

Układ sterowania NTD określa wymagany ciąg silnika na podstawie danych o użyciu pedału przyspieszenia i aktualnych warunków jazdy. Następnie system dobiera wymagany moment obrotowy silnika, który jest konieczny do skorygowania zmian oporu jazdy, ciśnienia atmosferycznego i pracy układu napędowego. Dzięki elektrycznemu siłownikowi przepustnicy system zapewnia moment obrotowy silnika, który jest liniowo zależny od ilości ruchu pedału przyspieszenia.

W procesie korygowania zmian oporu jazdy układ sterowania porównuje obliczony moment obrotowy silnika, przyspieszenie pojazdu i opór jazdy na równej drodze, oblicza wzrost masy pojazdu i zmianę oporu jazdy spowodowaną jazdą pod górę lub z góry, aby skorygować obliczony moment obrotowy.

Układ korekcji zmiany ciśnienia atmosferycznego porównuje obliczoną wartość momentu obrotowego silnika uzyskaną z wartości prędkości przepływu powietrza z wartością momentu obrotowego potrzebną do zapewnienia wymaganego ciągu i określa zmianę ciśnienia atmosferycznego w celu skorygowania obliczonej wartości momentu obrotowego. System ten zapewnia normalny ruch pojazdu na drogach górskich i dużych wysokościach w szerokim zakresie prędkości, nie pogarszając wydajności silnika.

System sterowania wyłączaniem klimatyzatora

System ten poprawia wydajność silnika, gdy włączona jest klimatyzacja. Klimatyzator wyłącza się w poniższych sytuacjach.

Pedał gazu jest wciśnięty do końca.
Silnik uruchamia się za pomocą rozrusznika.
Silnik obraca się z dużą prędkością.
Temperatura płynu chłodzącego jest zbyt wysoka.
Wspomaganie układu kierowniczego działa przy niskich prędkościach obrotowych silnika lub przy niskich prędkościach pojazdu.
Zbyt niskie obroty silnika.
Zbyt niskie lub zbyt wysokie ciśnienie czynnika chłodniczego.

Kontrola odcięcia paliwa (przy braku obciążenia i wysokich obrotach silnika)

Jeżeli prędkość obrotowa silnika przekroczy 1800 obr./min i silnik pracuje bez obciążenia (na przykład w zakresie "N" i prędkość obrotowa silnika wynosi ponad 1800 obr./min), po pewnym czasie nastąpi odcięcie dopływu paliwa. Dokładny moment odcięcia dopływu paliwa zmienia się w zależności od prędkości obrotowej silnika. Odcięcie paliwa będzie trwało do momentu, aż prędkość obrotowa silnika osiągnie 1500 obr./min., po czym dopływ paliwa zostanie przywrócony.