СИСТЕМА SFI ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ


  1. НАЗНАЧЕНИЕ ОСНОВНЫХ УСТРОЙСТВ


    1. В следующей таблице перечислены основные узлы и устройства системы управления двигателем:

      Устройство Описание Количество Функция
      ECM 32-разрядный главный процессор 1 Блок управления двигателем оптимальным образом управляет системами SFI, ESA и ETCS-i в соответствии с режимом работы двигателя и исходя из сигналов, поступающих от датчиков.
      Датчик массового расхода воздуха на впуске в сборе Датчик массового расхода воздуха С нагреваемым проволочным элементом 1 Внутри этого датчика есть проволочный элемент, который непосредственно определяет массу воздуха на впуске.
      Датчик температуры воздуха на впуске Термисторный 1 Этот датчик измеряет температуру воздуха на впуске с помощью внутреннего термистора (встроен в датчик массового расхода воздуха на впуске в сборе).
      Датчик температуры охлаждающей жидкости для двигателей с электронной системой впрыска топлива Термисторный 1 Этот датчик с помощью внутреннего термистора измеряет температуру охлаждающей жидкости двигателя.
      Датчик положения коленчатого вала [число зубьев зубчатого колеса] Индуктивный [36 - 2] 1 Этот датчик определяет частоту вращения и угол поворота коленчатого вала двигателя.
      Датчик положения распредвала [число зубьев зубчатого колеса] Индуктивный [3] 1 Этот датчик определяет угол VVT и обеспечивает идентификацию цилиндра.
      Датчик положения педали акселератора в сборе Линейный (бесконтактный) 1 Этот датчик определяет усилие на педали акселератора.
      Корпус дроссельной заслонки с электродвигателем в сборе Датчик положения дроссельной заслонки Линейный (бесконтактный) 1 Этот датчик определяет угол поворота дроссельной заслонки.
      Датчик детонации (ряд 1, датчик 1) Встроенный пьезоэлектрический (нерезонансного типа / с плоской характеристикой) 1 Этот датчик косвенно, по вибрации блока цилиндров, вызванной детонацией двигателя, регистрирует появление стука в двигателе.
      Датчик состава топливовоздушной смеси (ряд 1, датчик 1) С подогревателем (планарного типа) 1 Как и кислородный датчик, этот датчик определяет концентрацию кислорода в отработавших газах. Однако измерение концентрации кислорода в этом датчике осуществляется линейно.
      Кислородный датчик С подогревателем (чашечного типа) 1 Этот датчик определяет концентрацию кислорода в отработавших газах, измеряя ЭДС на своих зажимах.
      Топливная форсунка в сборе 12-струйная 4 Форсунка представляет собой сопло с электромагнитным управлением, через которое производится впрыск топлива в соответствии с сигналами от ECM.

  2. УПРАВЛЕНИЕ В СИСТЕМЕ


    1. Система управления двигателем 1AZ-FE имеет следующие особенности.

      Система Описание
      Система последовательного распределенного впрыска топлива (SFI)

      • Система SFI является системой L-типа. Она непосредственно определяет массу воздуха на впуске посредством датчика массового расхода воздуха на впуске в сборе.

      • Система впрыска топлива представляет собой последовательную распределенную систему впрыска.

      • Впрыск топлива производится двумя способами:


        • Синхронный впрыск всегда происходит при одном и том же угле опережения зажигания, при этом начальная продолжительность впрыска корректируется на основе сигналов датчиков.


        • Асинхронный впрыск осуществляется, когда это требуется, исходя из сигналов датчиков, независимо от положения коленчатого вала.

      • Синхронный впрыск, в свою очередь, разделяется на групповой впрыск, выполняемый во время холодного запуска, и независимый впрыск, происходящий после запуска двигателя.
      Электронная система регулирования угла опережения зажигания (ESA)

      • Угол опережения зажигания вычисляется ECM на основе сигналов различных датчиков. ECM корректирует угол опережения зажигания в зависимости от детонации двигателя.

      • Данная система выбирает оптимальный угол опережения зажигания в соответствии с сигналами, поступившими от датчиков, и передает сигналы зажигания (IGT) в усилители зажигания.
      Интеллектуальная электронная система управления дроссельной заслонкой (ETCS-i) Оптимально регулирует угол поворота дроссельной заслонки в соответствии с усилием на педали акселератора и режимами работы двигателя и автомобиля.
      Электронная система изменения фаз газораспределения (VVT-i) Управляет распредвалами впускных клапанов с целью оптимизации фаз газораспределения в соответствии с режимом работы двигателя.
      Система управления топливным насосом

      • Управление топливным насосом осуществляется сигналами, передаваемыми ECM.

      • Топливный насос отключается при развертывании подушки безопасности после фронтального, бокового или заднего столкновения.
      Система управления отключением кондиционера Благодаря включению и выключению компрессора с помощью шкива в сборе в зависимости от условий работы двигателя система поддерживает управляемость автомобиля.
      Управление вентилятором системы охлаждения Управление вентилятором системы охлаждения осуществляется посредством сигналов от блока управления двигателем, формируемых исходя из сигнала датчика температуры охлаждающей жидкости двигателя с электронной системой впрыска топлива и состояния системы кондиционирования.
      Система управления подогревателями кислородных датчиков и датчиков состава топливовоздушной смеси Обеспечивает поддержание требуемой температуры кислородного датчика или датчика состава топливовоздушной смеси, благодаря чему датчик способен точнее измерять концентрацию кислорода.
      Система управления улавливанием паров топлива ECM в соответствии с состоянием двигателя управляет продувкой для улавливания паров топлива (CH) из адсорбера.
      Иммобилайзер двигателя Блокирует подачу топлива и зажигание при попытке запустить двигатель с использованием ненадлежащего ключа.
      Аварийный режим При обнаружении неисправности ECM останавливает двигатель или начинает осуществлять управление в соответствии с данными, сохраненными в памяти.
      Диагностика Когда ECM обнаруживает неисправность, он регистрирует ее и сохраняет в памяти связанную с ней информацию.
      Система принудительного включения тормозов Ограничивает крутящий момент при одновременно нажатых педалях акселератора и тормоза. (Условия активации и метод проверки см. в Руководстве по ремонту)

  3. ФУНКЦИИ


    1. Система VVT-i


      1. Электронная система изменения фаз газораспределения VVT-i предназначена для управления распредвалом впускных клапанов в диапазоне 40° (угла поворота коленчатого вала) с целью оптимизации фаз газораспределения в соответствии с режимом работы двигателя. Система позволяет увеличить крутящий момент во всех диапазонах частоты вращения, повысить экономию топлива и уменьшить токсичность отработавших газов.

        A01FD0FE02
        Обозначения на рисунке
        *1 Гидравлический клапан изменения фаз в сборе *2 Датчик положения распредвала
        *3 Датчик температуры охлаждающей жидкости для двигателей с электронной системой впрыска топлива *4 ECM
        *5 Датчик положения коленчатого вала *6 Датчик массового расхода воздуха на впуске в сборе
        *7 Датчик положения дроссельной заслонки *8

        Щиток приборов в сборе

        - Сигнал скорости автомобиля

      2. Система VVT-i обеспечивает преимущества в различных режимах работы, как показано в следующей таблице.

        Режим работы Цель Результат

        - На холостом ходу

        - При малой нагрузке

        		 A01FCVHE04 Исключение перекрытия для снижения прорыва газов на впуск.

        - Стабилизация частоты вращения на холостом ходу

        - Снижение расхода топлива
        При средней нагрузке A01FCTTE02 Увеличение перекрытия для повышения внутренней рециркуляции отработавших газов с целью снижения насосных потерь

        - Снижение расхода топлива

        - Снижение токсичности отработавших газов
        При низкой или средней частоте вращения и высокой нагрузке A01FD34E02 Смещение момента закрывания впускных клапанов в сторону опережения позволяет увеличить коэффициент наполнения. Увеличение крутящего момента на низких и средних частотах вращения
        При высокой частоте вращения и высокой нагрузке A01FCVHE03 Смещение момента закрывания впускных клапанов в сторону запаздывания позволяет увеличить коэффициент наполнения. Увеличение мощности
        При низкой температуре A01FCVHE04 Исключение перекрытия для предотвращения прорыва газов на впуск и стабилизации частоты вращения на высоких оборотах холостого хода.

        - Стабилизация частоты вращения на высоких оборотах холостого хода

        - Снижение расхода топлива

        - Пуск двигателя

        - Останов двигателя

        		 A01FCVHE04 Исключение перекрытия для снижения прорыва газов на впуск. Улучшенная пусковая характеристика

    2. Система управления топливным насосом


      1. Управление топливным насосом осуществляет блок управления двигателем. В управлении топливным насосом предусмотрена функция отсечки подачи топлива. При развертывании подушек безопасности система управления отсечкой топлива отключает топливный насос.

    3. Система управления вентилятором системы охлаждения


      1. Система управления вентилятором системы охлаждения оптимально регулирует частоту вращения вентилятора в соответствии с температурой охлаждающей жидкости двигателя, скоростью автомобиля, частотой вращения коленчатого вала двигателя и режимом работы системы кондиционирования.

  4. КОНСТРУКЦИЯ


    1. Датчик состава топливовоздушной смеси и кислородный датчик


      1. В системе управления двигателем используются планарные датчики состава топливовоздушной смеси и чашечные кислородные датчики. В целом конструкции кислородного датчика и датчика состава топливовоздушной смеси аналогичны. Тем не менее, эти датчики имеют разные типы: чашечный и планарный. Это обусловлено различием конструкций используемых в них подогревателей.

      2. В датчиках планарного типа чувствительный элемент соединяется с подогревателем через окись алюминия – материал, характеризующийся превосходной теплопроводностью и электрическими изоляционными свойствами. В результате улучшается характеристика нагрева датчика.

      3. В кислородных датчиках чашечного типа чувствительный элемент охватывает весь подогреватель.

        A01FCMSE01
        Обозначения на рисунке
        *1 Датчик состава топливовоздушной смеси (планарного типа) *2 Кислородный датчик (чашечного типа)
        *3 Платиновый электрод *4 Окись алюминия
        *5 Чувствительный элемент (диоксид циркония) *6 Атмосфера
        *7 Подогреватель *8 Слой диффузного сопротивления

      4. Как показано ниже, обычный кислородный датчик характеризуется резким изменением выходного напряжения в окрестности стехиометрического соотношения воздух-топливо (14,7:1). В отличие от этого сигнал датчика состава топливовоздушной смеси примерно пропорционален существующему соотношению воздух-топливо. Датчик состава топливовоздушной смеси преобразует концентрацию кислорода в ток, который передается в ECM. Как следствие, повышается точность определения соотношения воздух-топливо. Показания датчика состава топливовоздушной смеси можно считать с помощью портативного диагностического прибора.

        A01FCSJE23

    2. Датчик массового расхода воздуха на впуске в сборе


      1. Датчик массового расхода воздуха на впуске является вставным и обеспечивает прохождение части впускаемого воздуха через зону измерения. Благодаря тому, что масса и расход впускаемого воздуха определяются непосредственно, повышается точность измерений, и снижается сопротивление воздушному потоку.

      2. В датчик массового расхода воздуха на впуске встроен датчик температуры воздуха на впуске.

        A01FCFPE01
        Обозначения на рисунке
        *1 Платиновый нагреваемый проволочный элемент *2 Термочувствительный элемент
        *3 Датчик температуры воздуха на впуске - -

    3. Датчик положения коленчатого вала


      1. Зубчатый диск датчика положения коленчатого вала № 1 (задающий ротор) имеет 34 зубца, причем 2 зубца отсутствуют. Датчик положения коленчатого вала через каждые 10° передает сигналы вращения коленчатого вала, а изменения сигнала, обусловленные отсутствием зубцов, используются для определения верхней мертвой точки.

        A01FD57E03

    4. Датчик положения распредвала


      1. Положение распредвала определяется с помощью закрепленного на распредвале впускных клапанов задающего ротора, который используется для генерации 3 импульсов на каждые 2 оборота коленчатого вала.

        A01FD6BE01

    5. Датчик детонации (плоский)


      1. В обычных датчиках детонации (резонансного типа) внутрь датчика встроена вибропластина. Резонансная частота ее колебаний совпадает с частотой детонации* блока двигателя. Датчики этого типа способны регистрировать вибрации только вблизи частоты резонанса.

        *: Термины "стук" и "детонация" используются для описания преждевременного зажигания или вспышки топливовоздушной смеси в камере сгорания. Преждевременное зажигание (вспышка) означает, что топливовоздушная смесь воспламеняется раньше, чем требуется. Таким образом, под "стуком" и "детонацией" в большинстве случаев не подразумевается громкий механический шум, создаваемый двигателем. Конструкция плоского датчика детонации (нерезонансного типа) позволяет определять вибрацию в широком диапазоне частот (5-15 кГц). Эти датчики обладают следующими особенностями:


        • Плоский датчик детонации крепится к двигателю с помощью шпильки, вворачиваемой в блок цилиндров. Для этого в центре датчика есть отверстие под шпильку.

        • В верхней части датчика размещается стальной груз. Между грузом и пьезоэлементом установлен изолятор.

        • Кроме того, в датчике имеется резистор регистрации обрыва/короткого замыкания.

      2. Частота детонации двигателя слегка меняется в зависимости от частоты вращения коленчатого вала. Плоский датчик детонации способен регистрировать вибрацию даже при изменении частоты детонации. Таким образом, он является более чувствительным к вибрациям по сравнению с датчиками детонации обычной конструкции, что позволяет точнее регулировать угол опережения зажигания.

        A01FCP5E11

      3. Кроме того, в датчике имеется резистор регистрации обрыва/короткого замыкания. Когда зажигание включено, резистор регистрации обрыва в датчике детонации и резистор в блоке управления двигателем поддерживают постоянное напряжение на контакте KNK1 двигателя. Интегральная микросхема (ИС) в ECM непрерывно контролирует это напряжение. Если между датчиком детонации и ECM возникает обрыв или короткое замыкание, напряжение на контакте KNK1 изменяется, и ECM регистрирует данное событие и сохраняет в памяти DTC (диагностический код неисправности).

        A01FCX4E20

      4. Вибрации, вызванные детонацией, передаются на стальной груз. Груз, в свою очередь, посредством силы инерции надавливает на пьезоэлемент. В результате создается электродвижущая сила (ЭДС).

        A01FCN5E01
        Обозначения на рисунке
        *1 Стальной груз *2 Сила инерции
        *3 Пьезоэлемент - -

        Tech Tips

        Чтобы предотвратить накопление воды в разъеме, плоский датчик детонации следует устанавливать, как показано на рисунке.

        A01FD78E01
        Обозначения на рисунке
        *1 Датчик детонации - -

    6. Датчик положения дроссельной заслонки


      1. Этот бесконтактный датчик положения дроссельной заслонки определяет положение, используя датчик Холла, который монтируется на корпусе дроссельной заслонки с электродвигателем в сборе.


        • Датчик Холла располагается внутри ярма магнита. Он преобразует изменения магнитного потока в электрические сигналы, отражающие положение дроссельной заслонки, и передает их в ECM.

        • У датчика Холла имеются цепи основного и вспомогательного сигналов. Он преобразует угол поворота дроссельной заслонки в различающиеся по характеристикам электрические сигналы и передает их в ECM.

          A01FCIYE01

          Tech Tips

          Поскольку в бесконтактном датчике используется микросхема с датчиком Холла, методика его проверки отличается от методики проверки контактного датчика положения дроссельной заслонки. Подробную информацию см. в руководстве по ремонту.

    7. Датчик положения педали акселератора в сборе


      1. Бесконтактный датчик положения педали акселератора определяет положение, используя элемент Холла, смонтированный на рычаге педали акселератора.


        • В основании рычага педали акселератора установлено ярмо магнита. Это ярмо поворачивается вокруг датчика Холла в соответствии с усилием на педали акселератора. Датчик Холла преобразует возникающие при этом изменения магнитного потока в электрические сигналы датчика положения педали акселератора, и передает их в ECM.

        • В датчике Холла имеются 2 цепи: одна – для основного сигнала, другая – для вспомогательного. Датчик преобразует положение (угол поворота) педали акселератора в различающиеся по характеристикам электрические сигналы и передает их в ECM.

          A01FCO3E01

          Tech Tips

          Поскольку в бесконтактном датчике используется микросхема с датчиком Холла, методика его проверки отличается от методики проверки контактного датчика положения педали акселератора. Более подробную информацию см. в Руководстве по ремонту.

    8. Гидравлический клапан изменения фаз в сборе


      1. Гидравлический клапан изменения фаз управляет золотниковым клапаном в соответствии с командами включения, поступающими от ECM. В результате на зубчатое колесо распредвала со стороны опережения или стороны запаздывания действует гидравлическое давление. Когда двигатель остановлен, гидравлический клапан изменения фаз находится в положении запаздывания.

        A01FCJSE02
        Обозначения на рисунке
        *1 Золотниковый клапан *2 Втулка
        *3 Пружина *4 Плунжер
        *5 Обмотка - -
        *a К зубчатому колесу распредвала в сборе (со стороны опережения) *b К зубчатому колесу распредвала в сборе (со стороны запаздывания)
        *c Слив *d Давление масла

    9. Катушка зажигания в сборе


      1. В системе зажигания с индивидуальными катушками (DIS) имеется 4 катушки зажигания, по одной для каждого из цилиндров. Наконечники свечей зажигания, обеспечивающие контакт со свечами зажигания, объединены с катушками зажигания. Кроме того, для упрощения конструкции системы в катушки зажигания встроены усилители зажигания.

        A01FCVCE01
        Обозначения на рисунке
        *1 Усилитель зажигания *2 Первичная катушка
        *3 Железный сердечник *4 Вторичная катушка
        *5 Наконечник свечи зажигания - -

    10. Свеча зажигания


      1. Используемые свечи зажигания с иридиевым покрытием на концах не нуждаются в техническом обслуживании в течении 100000 км (60000 миль) пробега. Благодаря тому, что центральный электрод изготовлен из иридия, обеспечивается улучшение характеристики зажигания и увеличение износостойкости по сравнению со свечами зажигания с платиновым покрытием на конце.

        A01FCQ3E02
        Обозначения на рисунке
        *1 Иридиевый наконечник *2 Платиновый наконечник

  5. ПРИНЦИП РАБОТЫ


    1. Система VVT-i


      1. На основе частоты вращения коленчатого вала двигателя, объема воздуха на впуске, положения дроссельной заслонки и температуры охлаждающей жидкости ECM вычисляет оптимальные фазы газораспределения для любых условий движения. Также ECM управляет гидравлическим клапаном изменения фаз. Кроме того, ECM определяет фактические фазы газораспределения, используя сигналы датчиков положений распредвала и коленчатого вала как сигналы обратной связи, что позволяет точно устанавливать требуемые фазы газораспределения.

        A01FD0QE01

      2. Когда гидравлический клапан изменения фаз посредством сигналов опережения, поступающих от ECM, устанавливается, как показано на рисунке ниже, результирующее давление масла подается в полость направляющего элемента со стороны опережения, вызывая вращение распредвала в направлении опережения.

        A01FD25E02
        Обозначения на рисунке
        *1 Направляющий элемент *2 ECM
        *a Направление вращения *b Давление масла
        *c Впуск *d Слив

      3. Когда гидравлический клапан изменения фаз посредством сигналов запаздывания, поступающих от ECM, устанавливается, как показано на рисунке ниже, результирующее давление масла подается в полость направляющего элемента со стороны запаздывания, вызывая вращение распредвала в направлении запаздывания.

        A01FCYKE01
        Обозначения на рисунке
        *1 Направляющий элемент *2 ECM
        *a Направление вращения *b Давление масла
        *c Слив *d Впуск

      4. После достижения требуемого состояния фазы газораспределения двигателя сохраняются за счет удержания гидравлического клапана изменения фаз в нейтральном положении до изменения режима работы двигателя. Это позволяет поддерживать требуемые фазы газораспределения, предотвращая вытекание моторного масла из гидравлического клапана изменения фаз в сборе.

    2. Система управления топливным насосом


      1. Управление топливным насосом осуществляет блок управления двигателем. В управлении топливным насосом предусмотрена функция отсечки подачи топлива. При развертывании подушек безопасности система управления отсечкой топлива отключает топливный насос.


        • Когда ECM регистрирует сигнал развертывания подушки безопасности, переданный блоком управления системы SRS, он выключает размыкающее реле. Чтобы получить возможность снова запустить двигатель и возобновить подачу топлива после приведения в действие системы управления отсечкой топлива, необходимо перевести выключатель зажигания из положения OFF (ВЫКЛ) в положение ON (ВКЛ).

          A01FCWXE05

    3. Система управления вентилятором системы охлаждения


      1. ECM регулирует частоту вращения вентилятора системы охлаждения в соответствии с температурой охлаждающей жидкости двигателя и режимом работы кондиционера.


        • ECM регулирует частоту вращения вентилятора системы охлаждения на основании сигнала датчика давления системы кондиционирования и сигнала датчика температуры охлаждающей жидкости двигателя. Сигнал датчика давления системы кондиционирования передается блоком управления системой кондиционирования в сборе в блок управления двигателем. Данная функция управления реализуется 2 электродвигателями вентиляторов, которые работают на 2 ступенях низкой скорости (при последовательном соединении) или высокой скорости (при параллельном соединении).

        A01FCTZE01
        A01FCKOE01

  6. РАБОТА В АВАРИЙНОМ РЕЖИМЕ


    1. Если при обнаружении неисправности в каком-либо из датчиков ECM продолжит контролировать работу системы управления двигателем в обычном режиме, может произойти отказ двигателя или другого узла. Чтобы предотвратить такую ситуацию, ECM переходит в аварийный режим работы, в котором система управления двигателем либо останавливает двигатель, если неисправность серьезна, либо продолжает работу в соответствии с данными, сохраненными в памяти. Более подробную информацию см. в руководстве по ремонту.

  7. ДИАГНОСТИКА


    1. Когда ECM обнаруживает неисправность, он сохраняет в памяти связанную с ней информацию. Кроме того, на щитке приборов загорается контрольная лампа неисправности (MIL), информируя водителя о неисправности.

    2. Также блок управления двигателем сохраняет в памяти DTC (диагностические коды неисправности) обнаруженных неисправностей. Их можно считать с помощью портативного диагностического прибора.

    3. Подробную информацию см. в руководстве по ремонту.