Система управления двигателем Mitsubishi Lancer 9

Автомобили Mitsubishi Lancer оборудованы электронной системой управления двигателем с последовательным (фазированным) распределенным впрыском топлива с обратной связью. Эта система работает совместно с нейтрализаторами отработавших газов, системой улавливания паров топлива и обеспечивает выполнение норм Евро-3 по токсичности выбросов и испарений при сохранении высоких ходовых качеств и низкого расхода топлива.

Управляющим устройством в этой системе служит контроллер (электронный блок управления). Контроллер управляет впрыском топлива, временем накопления энергии в катушках зажигания и моментом зажигания, частотой вращения коленчатого вала на режиме холостого хода, топливным насосом, электровентиляторами системы охлаждения, системой улавливания паров топлива, сигнальной лампой системы управления двигателем в комбинации приборов и формирует сигнал частоты вращения коленчатого вала двигателя для тахометра.

Контроллер также выполняет функцию самодиагностики системы управления двигателем. Он определяет наличие неисправностей элементов системы, включает сигнальную лампу и сохраняет в своей памяти коды неисправностей, помогающие при диагностике системы перед ремонтом.

При выходе из строя отдельных датчиков и исполнительных механизмов контроллер включает аварийные режимы, обеспечивающие работоспособность двигателя.

Система управления двигателем наряду с электронным блоком управления (ЭБУ) включает в себя датчики, исполнительные устройства, разъемы, реле и предохранители.

Количество топлива, подаваемого форсунками, определяется электрическим импульсным сигналом от контроллера. Контроллер отслеживает данные о состоянии двигателя, рассчитывает потребность в топливе и определяет необходимую длительность подачи топлива форсунками (длительность импульса). Для увеличения количества подаваемого топлива длительность импульса увеличивается, а для уменьшения подачи топлива - сокращается.

Контроллер обладает способностью оценивать результаты своих расчетов и команд, а также запоминать режимы недавней работы и действовать в соответствии с ними. «Самообучение» контроллера является непрерывным процессом, продолжающимся в течение всего срока эксплуатации автомобиля.

Топливо подается одним из двух разных методов: синхронным (т.е. при определенном положении коленчатого вала) или асинхронным (т.е. независимо или без синхронизации с вращением коленчатого вала). Синхронный впрыск топлива - наиболее часто применяемый метод. Асинхронный впрыск топлива применяется в основном в режиме пуска двигателя.

Контроллер включает форсунки последовательно. Каждая из форсунок включается через каждые 720° поворота коленчатого вала. Такой метод позволяет более точно дозировать топливо по цилиндрам и понизить уровень токсичности отработавших газов.

Количество подаваемого топлива определяется состоянием двигателя, т.е. режимом его работы. Эти режимы обеспечиваются контроллером и описаны ниже.

Когда коленчатый вал двигателя начинает прокручиваться стартером, первый импульс от датчика положения коленчатого вала вызывает импульс от контроллера на включение сразу всех форсунок. Это служит для ускорения пуска двигателя.

Первоначальный впрыск топлива происходит каждый раз при пуске. Длительность импульса впрыска зависит от температуры. На холодном двигателе импульс впрыска увеличивается для увеличения количества топлива, на прогретом - длительность импульса уменьшается. После первоначального впрыска контроллер переключается на соответствующий режим управления форсунками.

Режим пуска. При включении зажигания контроллер включает реле топливного насоса, который создает давление в магистрали подачи топлива к топливной рампе.

Контроллер проверяет сигналы отдатчиков температуры охлаждающей жидкости и всасываемого воздуха и определяет необходимое для пуска количество топлива и воздуха.

Когда коленчатый вал двигателя начинает проворачиваться, контроллер формирует фазированный импульс включения форсунок, длительность которого зависит от сигналов датчика температуры охлаждающей жидкости. На холодном двигателе длительность импульса больше для увеличения количества подаваемого топлива, а на прогретом - меньше.

Режим обогащения при ускорении. Контроллер следит за резкими изменениями положения дроссельной заслонки (по сигналу датчика положения дроссельной заслонки) и за сигналом датчика абсолютного давления во впускной трубе и обеспечивает подачу добавочного количества топлива за счет увеличения длительности импульса впрыска. Режим обогащения при ускорении применяется только для управления топливоподачей в переходных условиях (при перемещении дроссельной заслонки).

Режим отключения подачи топлива при торможении двигателем. При торможении двигателем с включенной передачей и сцеплением контроллер может на короткие периоды времени полностью отключать импульсы впрыска топлива. Отключение и включение подачи топлива на этом режиме происходит при выполнении определенных условий по температуре охлаждающей жидкости, частоте вращения коленчатого вала, скорости автомобиля и углу открытия дроссельной заслонки.

Компенсация напряжения электропитания. При падении напряжения электропитания система зажигания может давать слабую искру, а механическое движение открытия форсунки может занимать больше времени. Контроллер компенсирует это путем увеличения времени накопления энергии в катушках зажигания и длительности импульса впрыска.

Соответственно при возрастании напряжения аккумуляторной батареи (или напряжения в бортовой сети автомобиля) контроллер уменьшает время накопления энергии в катушках зажигания и длительность впрыска.

Режим отключения подачи топлива. При выключенном зажигании топливо форсункой не подается, таким образом исключается самовоспламенение смеси в перегретом двигателе. Кроме того, импульсы впрыска топлива не подаются, если контроллер не получает опорных импульсов от датчика положения коленчатого вала, т.е. это означает, что двигатель не работает.

Отключение подачи топлива также происходит при превышении предельно допустимой частоты вращения коленчатого вала двигателя для защиты двигателя от работы на недопустимо высоких оборотах.

Система управления двигателем наряду с электронным блоком управления включает в себя датчики, исполнительные устройства, разъемы и предохранители.

Контроллер (электронный блок управления) расположен под панелью приборов и представляет собой управляющий центр системы впрыска топлива. Он непрерывно обрабатывает информацию от различных датчиков и управляет системами, влияющими на токсичность отработавших газов и на эксплуатационные показатели автомобиля.

В контроллер поступает следующая информация:

- положение и частота вращения коленчатого вала;

- абсолютное давление во впускной трубе;

- температура охлаждающей жидкости;

- температура всасываемого воздуха;

- положение дроссельной заслонки;

- содержание кислорода в отработавших газах;

- наличие детонации в двигателе;

- напряжение в бортовой сети автомобиля;

- скорость автомобиля;

- положение распределительного вала.

На основе полученной информации контроллер управляет следующими системами и приборами:

- топливоподачей (форсунками и электробензонасосом);

- системой зажигания;

- регулятором холостого хода;

- электромагнитным клапаном системы улавливания паров топлива;

- электромагнитным клапаном системы рециркуляции отработавших газов;

- вентилятором системы охлаждения двигателя;

- системой диагностики.

Контроллер имеет встроенную систему диагностики. Он может распознавать неполадки в работе системы, предупреждая о них водителя через контрольную лампу системы управления двигателем. Кроме того, он хранит диагностические коды, указывающие области неисправности, чтобы помочь специалистам в проведении ремонта.

Управляющий датчик концентрации кислорода применяется в системе впрыска топлива с обратной связью. Для корректировки расчетов длительности импульсов впрыска используется информация о наличии кислорода в отработавших газах, эту информацию выдает управляющий датчик кислорода. Кислород, содержащийся в отработавших газах, реагирует с чувствительным элементом датчика, создавая разность потенциалов на выходе датчика. Разность потенциалов изменяется приблизительно от 0,1 В (высокое содержание кислорода - бедная смесь) до 0,9 В (мало кислорода - богатая смесь).

Управляющий датчик концентрации кислорода установлен на входе в катколлектор.

Для нормальной работы датчик должен иметь температуру не ниже 300 °С. Поэтому для быстрого прогрева после пуска двигателя в датчик встроен нагревательный элемент.

Отслеживая выходное напряжение датчика концентрации кислорода, контроллер определяет, какую команду по корректировке состава рабочей смеси подавать на форсунки. Если смесь бедная (низкая разность потенциалов на выходе датчика), то дается команда на обогащение смеси. Если смесь богатая (высокая разность потенциалов), дается команда на обеднение смеси.

Диагностический датчик концентрации кислорода установлен в приемной трубе дополнительного нейтрализатора, работает потому же принципу, что и управляющий датчик, и полностью с ним взаимозаменяем. Сигнал, вырабатываемый диагностическим датчиком кислорода, указывает на присутствие кислорода в отработавших газах после катколлектора. Эффективность работы катколлектора оценивается блоком управления двигателем путем сравнения сигналов управляющего и диагностического датчиков. Если катколлектор работает нормально, показания диагностического датчика будут значительно отличаться от показаний управляющего датчика. Одинаковые показания указывают на неисправность катколлектора.

Датчик абсолютного давления во впускной трубе выполнен в виде переменного резистора, чувствительного к изменению давления. Он фиксирует изменение давления во впускной трубе в зависимости от изменения нагрузки и оборотов двигателя и преобразует его в напряжение выходного сигнала. В зависимости от информации, полученной от датчика, контроллер регулирует количество впрыскиваемого топлива и угол опережения зажигания.

Датчик температуры всасываемого воздуха встроен в датчик абсолютного давления, является датчиком термисторного типа, измеряющим температуру воздуха на впуске двигателя. В зависимости от информации о температуре всасываемого воздуха, полученной от датчика, контроллер регулирует количество впрыскиваемого топлива.

Датчик положения распределительного вала (датчик фазы) определяет ВМТ такта сжатия поршня 1-го цилиндра. Сигнал датчика используется контроллером для организации фазированного впрыска топлива в соответствии с порядком работы цилиндров. При возникновении неисправности цепи контроллер заносит в свою память ее код и включает контрольную лампу.

Датчик температуры охлаждающей жидкости измеряет температуру охлаждающей жидкости и выдает сигнал на контроллер. Датчик выполнен в виде термистора, чувствительного к изменению температуры. Электрическое сопротивление датчика уменьшается с повышением температуры. Контроллер обрабатывает сигнал датчика и устанавливает оптимальное обогащение рабочей смеси при прогреве двигателя.

Датчик положения дроссельной заслонки представляет собой переменный резистор (потенциометр), ползунок которого связан с осью дроссельной заслонки. Поворот оси заслонки вызывает изменение напряжения сигнала датчика, по которому контроллер определяет степень открытия дроссельной заслонки и корректирует подачу топлива по желанию водителя. Датчик не требует регулировки, так как контроллер воспринимает холостой ход (т.е. полное закрытие дроссельной заслонки) как нулевую отметку.

Датчик положения коленчатого вала индуктивного типа предназначен для измерения частоты вращения и положения коленчатого вала. Датчик установлен на крышке масляного насоса напротив задающего экрана на переднем конце коленчатого вала под зубчатым шкивом. Экран имеет два увеличенных сектора, проходящих при вращении коленчатого вала через прорезь датчика и изменяющих магнитное поле датчика, наводя импульсы напряжения его сигнала. Неисправность этого датчика вызывает полный отказ системы управления двигателем: при отсутствии его сигнала двигатель пустить невозможно.

Датчик скорости автомобиля установлен на коробке передач. При вращении ведущих колес датчик скорости вырабатывает серию импульсов на 1 м движения автомобиля, а контроллер определяет скорость автомобиля по частоте подачи импульсов.

Датчик детонации прикреплен к верхней части блока цилиндров и улавливает аномальные вибрации (детонационные удары) в двигателе.

Чувствительным элементом датчика является пьезокристаллическая пластинка. При детонации на выходе датчика генерируются импульсы напряжения, которые увеличиваются с возрастанием интенсивности детонационных ударов. Контроллер по сигналу датчика регулирует опережение зажигания для устранения детонационных вспышек топлива.