ДВИГАТЕЛЬ 3UR-FE


  1. Общие сведения


    1. Система управления двигателем 3UR-FE имеет следующие особенности.

      System Описание
      Система последовательного распределенного впрыска топлива (SFI)
      • Электронная система впрыска топлива (EFI) L-типа непосредственно определяет массу воздуха на впуске посредством датчика массового расхода воздуха.

      • Используется система независимого впрыска (топливо впрыскивается в каждый впускной канал один раз за два оборота коленчатого вала).

      • Впрыск топлива производится двумя способами:


        • Синхронный впрыск, который всегда происходит в одни и те же моменты времени в соответствии с порядком работы цилиндров.

        • Асинхронный впрыск, который осуществляется 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 с датчиков, и передает сигнал зажигания (IGT) в усилитель 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.
      Двойная электронная система изменения фаз газораспределения (VVT-i) Управляет распредвалами впускных и выпускных клапанов с целью оптимизации фаз газораспределения в соответствии с режимом работы двигателя.
      Система впуска с переменной геометрией (ACIS) Впускные воздушные каналы переключаются в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя и угла поворота дроссельной заслонки, что позволяет достигать высоких эксплуатационных характеристик во всех диапазонах частоты вращения двигателя.
      Система управления топливным насосом
      • Исходя из сигналов ECM, ЭБУ топливного насоса осуществляет управление скоростью топливного насоса.

      • Топливный насос отключается при развертывании подушки безопасности после лобового, бокового или заднего столкновения.

      Система управления стартером (функция полуавтоматического запуска двигателя) Эта система приводится в действие, когда выключатель зажигания нажимается при нажатой педали тормоза, и управляет стартером до запуска двигателя.
      Система управления подогревателями кислородных датчиков и датчиков состава топливовоздушной смеси Обеспечивает поддержание требуемых температур кислородных датчиков и датчиков состава топливовоздушной смеси, что позволяет повысить точность определения концентрации кислорода в отработавших газах.
      Система управления отключением кондиционера Благодаря включению и выключению компрессора системы кондиционирования в зависимости от состояния двигателя поддерживается управляемость автомобиля.
      Система управления улавливанием паров топлива ECM в соответствии с состоянием двигателя управляет продувкой для улавливания паров топлива (CH) угольным адсорбером.
      Иммобилайзер двигателя Блокирует подачу топлива и зажигание при попытке запустить двигатель с использованием ненадлежащего ключа.
      Система принудительного включения тормозов Крутящий момент ограничивается при одновременно нажатых педалях акселератора и тормоза. (Условия активации и метод проверки см. в Руководстве по ремонту.)
      Диагностика Когда ECM обнаруживает неисправность, он регистрирует ее и сохраняет в памяти связанную с ней информацию.
      Аварийный режим При обнаружении неисправности ECM останавливает двигатель или начинает осуществлять управление в соответствии с данными, сохраненными в памяти ранее.
  2. Конструкция


    1. Структура системы управления двигателем иллюстрируется приведенной ниже схемой.

      A01W6CJE01
      A01W5YGE01
      A01W5TME01
      A01W6PME01
  3. Расположение основных узлов и деталей

    A01W6MYC01
    *1 ECM *2

    Датчик массового расхода воздуха на впуске в сборе


    • Датчик температуры воздуха на впуске

    *3

    Корпус дроссельной заслонки


    • Датчик положения дроссельной заслонки

    • Электродвигатель привода дроссельной заслонки

    *4 Датчик состава топливовоздушной смеси (ряд 2, датчик 1)
    *5 Датчик состава топливовоздушной смеси (датчик 1 ряда 1) *6 Кислородный датчик (ряд 2, датчик 2)
    *7 Кислородный датчик (ряд 1, датчик 2) *8 Топливозаборник с бензонасосом и датчиком уровня топлива в сборе
    *9 ЭБУ топливного насоса *10 Угольный адсорбер
    A01W6GBC01
    *1 Контрольная лампа неисправности (MIL) *2 Датчик положения педали акселератора в сборе
    *3 DLC3 - -
    A01W6P0C01
    *1 Электровакуумный клапан продувки *2 Датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя
    *3 Датчик положения распредвала *4 Гидравлический клапан изменения фаз на впуске (ряд 1)
    *5 Гидравлический клапан изменения фаз на выпуске (ряд 1) *6 Датчик положения распредвала выпускных клапанов (ряд 1)
    *7 Датчик положения распредвала впускных клапанов (ряд 1) *8 VSV (для ACIS)
    *9 Привод ACIS *10 Датчик положения коленчатого вала
    *11 Датчик положения распредвала выпускных клапанов (ряд 2) *12 Гидравлический клапан изменения фаз на выпуске (ряд 2)
    *13 Гидравлический клапан изменения фаз на впуске (ряд 2) *14 Датчик положения распредвала впускных клапанов (ряд 2)
    *15 Датчик детонации 2 (ряд 2) *16 Топливная форсунка
    *17 Катушка зажигания (с усилителем зажигания) *18 Датчик детонации 1 (ряд 2)
    *19 Датчик детонации 1 (ряд 1) *20 Датчик детонации 2 (ряд 1)
  4. Основные узлы и детали системы управления двигателем


    1. Общие сведения


      1. В следующей таблице перечислены основные узлы и детали системы управления двигателем 3UR-FE:

        Устройство Описание Количество Функция
        ECM

        32-разрядный главный процессор

        (DENSO)

        1 ECM осуществляет оптимальное управление системой управления двигателем в соответствии с режимом работы двигателя и исходя из сигналов, поступающих от датчиков.
        Датчик массового расхода воздуха на впуске в сборе С нагреваемым проволочным элементом 1 Внутри этого датчика есть проволочный элемент, который непосредственно определяет массу и расход воздуха на впуске.
        Датчик температуры воздуха на впуске Термисторный 1 Этот датчик с помощью внутреннего термистора измеряет температуру воздуха на впуске.
        Датчик положения коленчатого вала MRE (зубчатое колесо/36-2) 1 Этот датчик определяет частоту вращения коленчатого вала двигателя и положение коленчатого вала.
        Датчик положения распредвала MRE (зубчатое колесо/3) 1 Этот датчик определяет положение распредвала и выполняет идентификацию цилиндра.
        Датчик положения распредвала (впускных клапанов) MRE (зубчатое колесо/3) По 1 в каждом ряду Этот датчик определяет фактические фазы газораспределения.
        Датчик положения распредвала (выпускных клапанов) MRE (зубчатое колесо/3) По 1 в каждом ряду Этот датчик определяет фактические фазы газораспределения.
        Датчик положения педали акселератора в сборе На эффекте Холла (бесконтактный) 1 Этот датчик определяет усилие на педали акселератора.
        Датчик положения дроссельной заслонки На эффекте Холла (бесконтактный) 1 Этот датчик определяет угол поворота дроссельной заслонки.
        Датчик детонации Со встроенным пьезоэлементом (плоский) По 2 в каждом ряду Этот датчик косвенно, по вибрации блока цилиндров, вызванной детонацией двигателя, регистрирует появление стука в двигателе.
        Кислородный датчик Чашечный с подогревателем По 1 в каждом ряду Этот датчик определяет концентрацию кислорода в отработавших газах, измеряя ЭДС на своих контактах.
        Датчик состава топливовоздушной смеси Планарный с подогревателем По 1 в каждом ряду Как и кислородный датчик, данный датчик определяет концентрацию кислорода в отработавших газах. Однако измерение концентрации кислорода в этом датчике осуществляется линейно.
        Датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя Термисторный 1 Этот датчик с помощью внутреннего термистора измеряет температуру охлаждающей жидкости двигателя.
        Топливная форсунка 12-струйная 8 Эта топливная форсунка имеет сопло с электромагнитным управлением, через которое производится впрыск топлива во впускной канал.
        Гидравлический клапан изменения фаз Электромагнитный индуктивный По 2 в каждом ряду Гидравлический клапан изменения фаз изменяет фазы газораспределения, переключая канал для масла, действующего на контроллер VVT-i, в соответствии с сигналами, поступающими из ECM.
    2. Датчик массового расхода воздуха на впуске в сборе


      1. Этот 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.

        A01W702C03
        *1 Датчик температуры воздуха на впуске - -
        A01W60O Поток воздуха - -
    3. Датчик положения коленчатого вала, датчик положения распредвала и датчик системы VVT


      1. Общие сведения


        • В системе управления двигателем используются датчики положения распредвалов и коленчатого вала типа MRE (с магнитным резистивным элементом).

        • На заднем конце коленчатого вала установлен задающий ротор датчика положения коленчатого вала. Он имеет 34 зубца, отстоящих друг от друга на 10°, при этом 2 зубца отсутствуют. Благодаря такой конструкции датчик положения коленчатого вала формирует сигналы положения коленчатого вала (сигналы NE), в которых 33 импульса высокого и низкого уровней выдаются через каждые 10° поворота коленчатого вала, а 1 импульс – через каждые 30°. ECM использует сигнал NE для определения положения и частоты вращения коленчатого вала. Часть сигнала, соответствующая отсутствующим зубцам, используется для определения верхней мертвой точки.

        • Спереди звездочки распредвала впускных клапанов левого ряда установлен задающий ротор датчика положения распредвала. Посредством этого задающего ротора датчик формирует сигналы положения распредвала (сигналы G2), в которых на каждые 2 оборота коленчатого вала приходится 3 импульса (3 высоких уровня и 3 низких уровня). Сравнивая сигналы G2 и NE, ECM определяет положение распредвала и идентифицирует цилиндр.

        • Датчики VVT (датчики положений распредвалов впускных и выпускных клапанов) используют задающие роторы, которые установлены на распредвалы впускных и выпускных клапанов каждого ряда. Посредством этих задающих роторов датчики формируют сигналы положений распредвалов (сигналы VVT), в которых на каждые 2 оборота коленчатого вала приходится 3 импульса (3 высоких уровня и 3 низких уровня). ECM сравнивает сигналы положений распредвалов с сигналом NE и определяет фактические фазы газораспределения.

          A01W6BDC03
          *1 Датчик положения распредвала *2 Задающий ротор
          *3 Датчик положения распредвала (впускных клапанов) *4 Датчик положения распредвала (выпускных клапанов)
          *5 Датчик положения коленчатого вала - -
          *a Ряд 1 - -

          Figure 1. Схема соединений (цепь датчика положения коленчатого вала)

          A01W6N8E03
          *1 Датчик положения коленчатого вала
          *2 Задающий ротор

          Figure 2. Формы выходных сигналов датчиков

          A01W6EGE04
      2. Датчики типа MRE


        • Датчик типа MRE состоит из магнитного резистивного элемента, магнита и чувствительного элемента.

        • Из-за особенностей профиля (выступающих и невыступающих частей) задающего ротора, вращающегося рядом с чувствительным элементом, изменяется направление вектора напряженности магнитного поля. В результате изменяется сопротивление магнитного резистивного элемента, и происходит переключение уровня выходного напряжения, подаваемого на ECM. На основе этого напряжения ECM определяет положение коленчатого вала и распредвалов.

        • Датчики типа MRE имеют следующие отличия от индуктивных датчиков, применяемых в обычных моделях.


          • Высокий и низкий уровни импульсных сигналов датчиков типа MRE не зависят от частоты вращения коленчатого вала двигателя. Таким образом, датчики типа MRE способны определять положения коленчатого вала и распредвалов уже на начальной стадии прокручивания коленчатого вала.

          • Индуктивные датчики выдают аналоговые сигналы, уровни которых изменяются в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя.

            Figure 3. Сравнение выходных сигналов датчика типа MRE и индуктивного датчика

            A01W6KQE01
    4. Датчик положения педали акселератора в сборе


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

      2. В основании рычага педали акселератора установлено ярмо магнита. Это ярмо поворачивается вокруг датчика Холла в соответствии с усилием на педали акселератора. Датчик Холла преобразует возникающее при этом изменение магнитного потока в электрические сигналы, отражающие положение педали акселератора, и передает их в ECM.

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

        A01W62RC01
        *1 Датчик Холла *2 Ярмо магнита
        *3 Рычаг педали акселератора - -
        A01W5Z9E02
    5. Датчик положения дроссельной заслонки


      1. Бесконтактный датчик положения дроссельной заслонки определяет положение, используя датчик Холла, смонтированный на корпусе дроссельной заслонки.

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

      3. У датчика Холла имеются цепи основного и вспомогательного сигналов. Он преобразует угол поворота дроссельной заслонки в 2 различающихся по характеристикам электрических сигнала и передает их в ECM.

        A01W6W5C01
        *1 Магнит *2 Датчик Холла
        *a Поперечное сечение - -
        A01W64HE01
    6. Датчик детонации (плоский)


      1. Общие сведения


        • В обычных датчиках детонации (резонансного типа) имеется вибропластина, резонансная частота колебаний которой совпадает с частотой детонации двигателя. Эта пластина позволяет регистрировать вибрации вблизи частоты резонанса.

        • По сравнению с обычными датчиками плоский датчик детонации (нерезонансного типа) способен регистрировать вибрации в более широкой полосе частот, приблизительно от 6 до 15 кГц, и обладает следующими особенностями.


          • 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.

            Figure 4. Характеристика датчика детонации

            A01W5TAE03
      2. Конструкция


        • Плоский датчик детонации крепится к двигателю с помощью шпильки, вворачиваемой в блок цилиндров. По этой причине в центре датчика проходит отверстие под шпильку.

        • Внутри датчика, в верхней его части, размещается стальной груз, ниже которого под изолятором находится пьезоэлемент.

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

          A01W6D5C01
          *A Плоский датчик детонации (нерезонансного типа) *B Обычный датчик детонации (резонансного типа)
          *1 Стальной груз *2 Изолятор
          *3 Пьезоэлемент *4 Резистор регистрации обрыва/короткого замыкания
          *5 Вибропластина - -
      3. Принцип работы


        • Вибрация от детонации передается на стальной груз, который посредством силы инерции надавливает на пьезоэлемент. В результате создается электродвижущая сила (напряжение).

          A01W71IC01
          *1 Стальной груз *2 Пьезоэлемент
          *a Сила инерции - -
      4. Резистор регистрации обрыва/короткого замыкания


        • Когда зажигание включено (IG), резистор регистрации обрыва/короткого замыкания в датчике детонации и резистор в ECM 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).

          A01W6O1E05
          *1 Пьезоэлемент
          *2 Датчик детонации (ряд 1, датчик 1)
          *3 Резистор регистрации обрыва/короткого замыкания

        Tech Tips

        При монтаже рассматриваемых датчиков детонации необходимо соблюдать заданные углы установки и ориентацию. Обязательно проверяйте ориентацию каждого из датчиков, чтобы не перепутать разъемы электропроводки для правого и левого рядов цилиндров. Более подробную информацию см. в Руководстве по ремонту.

    7. Датчик состава топливовоздушной смеси и кислородный датчик


      1. Общие сведения


        • Кислородный датчик и датчик состава топливовоздушной смеси различаются своими выходными характеристиками.

        • Выходное напряжение кислородного датчика изменяется в зависимости от концентрации кислорода в отработавших газах. ECM использует это напряжение, чтобы установить, обогащена или обеднена фактическая топливовоздушная смесь по сравнению со стехиометрическим соотношением воздух-топливо.

        • На датчик состава топливовоздушной смеси непрерывно подается напряжение, равное приблизительно 0,4 В. Датчик выдает ток, величина которого определяется концентрацией кислорода в отработавших газах. ECM преобразует изменения выходного тока в напряжение для того, чтобы определить текущее соотношение воздух-топливо. Результирующая характеристика датчика получается линейной.

          A01W6VKE08
      2. Конструкция


        • В целом конструкции кислородного датчика и датчика состава топливовоздушной смеси аналогичны. Тем не менее, эти датчики имеют разные типы: чашечный и планарный, что обусловлено различием конструкций используемых в них подогревателей.

        • В датчиках чашечного типа чувствительный элемент охватывает весь подогреватель.

        • 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.

          A01W6J4C02
          *A Датчик состава топливовоздушной смеси (планарного типа) *B Кислородный датчик (чашечного типа)
          *1 Расширяющийся слой *2 Окись алюминия
          *3 Платиновый электрод *4 Чувствительный элемент (диоксид циркония)
          *5 Подогреватель *6 Атмосфера

          представленные выше рисунки призваны показать основные конструктивные отличия датчиков планарного и чашечного типа, поэтому формы датчиков на рисунках могут не совпадать с реальными.

  5. Интеллектуальная электронная система управления дроссельной заслонкой (ETCS-i)


    1. Общие сведения


      1. В корпусе дроссельной заслонки традиционной конструкции угол поворота заслонки неизменно зависит от усилия на педали акселератора. Вместо этого, в системе ETCS-i ECM вычисляет оптимальный угол поворота дроссельной заслонки, соответствующий режиму движения, и приводит в действие электродвигатель привода заслонки для достижения этого угла.

      2. В случае нарушения работы данная система переходит в аварийный режим.

        Figure 5. Схема системы

        A01W69FE01
    2. Управление


      1. Общие сведения


        • Система ETCS-i выполняет следующие функции:


          • Управление дроссельной заслонкой (нелинейное управление)

          • Регулировка частоты вращения холостого хода (ISC)

          • Активная антипробуксовочная система (A-TRC)

          • Координированное управление с использованием системы курсовой устойчивости (VSC)

          • Координированное управление с использованием системы контроля движения на малой скорости (CRAWL)

          • Круиз-контроль

      2. Управление дроссельной заслонкой (нелинейное управление)


        1. Общие сведения


          • Система устанавливает оптимальный угол поворота дроссельной заслонки в соответствии с режимом движения, т. е. в зависимости от усилия на педали акселератора и частоты вращения коленчатого вала двигателя, обеспечивая высококачественное управление дроссельной заслонкой и комфортабельность во всех режимах работы двигателя.

            Figure 6. Концептуальные схемы управления двигателем во время разгона и замедления

            A01W6SXE01
        2. Управление в режиме запуска № 2


          • В тех случаях, когда не исключается попадание на дорогу с низким коэффициентом трения (μ), (например, возможна езда по снегу), угол поворота дроссельной заслонки может регулироваться таким образом, чтобы обеспечить сохранение устойчивости автомобиля при движении по скользкой поверхности. Это достигается путем включения режима запуска № 2. Включение режима производится нажатием на 2-ю половину переключателя выбора режима. При этом изменяется характер связи дроссельной заслонки с педалью акселератора, и за счет снижения полезной мощности двигателя по сравнению с нормальным режимом облегчается управление автомобилем.

      3. Регулировка частоты вращения холостого хода


        • ECM управляет дроссельной заслонкой с тем, чтобы постоянно поддерживалась оптимальная частота вращения холостого хода.

      4. A-TRC


        • Угол поворота дроссельной заслонки, которая является частью активной антипробуксовочной системы (A-TRC), уменьшается по команде, переданной из ЭБУ системы противоскольжения в ECM. Эта команда передается при значительной пробуксовке ведущего колеса, что позволяет сохранить курсовую устойчивость автомобиля и надлежащее тяговое усилие на дороге.

      5. Координированное управление с использованием системы VSC


        • Для максимально эффективной работы системы VSC угол поворота дроссельной заслонки регулируется совместно с ЭБУ системы противоскольжения.

      6. Координированное управление с использованием системы CRAWL


        • Во время действия системы CRAWL управление дроссельной заслонкой осуществляется совместно с ЭБУ системы противоскольжения.

      7. Круиз-контроль


        • ECM непосредственно управляет дроссельной заслонкой, поддерживая заданную скорость движения.

  6. Двойная электронная система изменения фаз газораспределения (система VVT-i)


    1. Общие сведения


      1. Двойная система VVT-i предназначена для управления распредвалами впускных и выпускных клапанов в диапазонах 60° и 30° (угла поворота коленчатого вала), соответственно, с целью оптимизации фаз газораспределения согласно режиму работы двигателя. Система позволяет увеличить крутящий момент во всех диапазонах частоты вращения, повысить экономию топлива и уменьшить токсичность отработавших газов.

        A01W6ZGC02
        *1 Гидравлический клапан изменения фаз на выпуске (ряд 2) *2 Гидравлический клапан изменения фаз на впуске (ряд 2)
        *3 Датчик положения распредвала выпускных клапанов (ряд 2) *4 Датчик положения распредвала впускных клапанов (ряд 2)
        *5 Датчик положения распредвала *6 Датчик положения распредвала впускных клапанов (ряд 1)
        *7 Датчик положения распредвала выпускных клапанов (ряд 1) *8 ECM
        *9 Датчик положения коленчатого вала *10 Гидравлический клапан изменения фаз на выпуске (ряд 1)
        *11 Гидравлический клапан изменения фаз на впуске (ряд 1) *12 Датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя
        *13 Датчик массового расхода воздуха на впуске в сборе *14 Датчик положения дроссельной заслонки
        *15 Сигнал скорости автомобиля - -
      2. На основе частоты вращения коленчатого вала двигателя, массы воздуха на впуске, положения дроссельной заслонки и температуры охлаждающей жидкости ECM вычисляет оптимальные фазы газораспределения для любого режима движения и использует эти данные для управления гидравлическими клапанами изменения фаз. Кроме того, ECM определяет фактические фазы газораспределения, используя сигналы датчиков положения распредвалов выпускных и выпускных клапанов каждого ряда и датчика положения коленчатого вала как сигналы обратной связи, что позволяет точно устанавливать требуемые фазы газораспределения.

        A01W610E06
    2. Результаты работы двойной системы VVT-i

      Условие Принцип работы Установка фаз газораспределения/положение Цель Результат
      На холостом ходу A01W64IE01
      *1 ВМТ
      *2 НМТ
      Впуск Положение наибольшего запаздывания Исключение перекрытия для снижения прорыва газов на впуск.
      • Стабилизация частоты вращения холостого хода

      • Снижение расхода топлива

      Выпуск Положение наибольшего опережения
      При низкой частоте вращения и малой или средней нагрузке A01W66YE01 Впуск Запаздывание Смещение момента закрывания впускных клапанов в сторону запаздывания для снижения насосных потерь. Увеличение перекрытия и внутренней рециркуляции отработавших газов.
      • Снижение расхода топлива

      • Снижение токсичности отработавших газов

      Выпуск Запаздывание
      При низкой или средней частоте вращения и высокой нагрузке A01W6HUE01 Впуск Опережение Смещение момента закрывания впускных клапанов в сторону опережения, уменьшение прорыва газов на впуск и увеличение коэффициента наполнения. Увеличение крутящего момента на низких и средних частотах вращения
      Выпуск Опережение
      При высокой частоте вращения и высокой нагрузке A01W640E01 Впуск Запаздывание Смещение момента закрывания впускных клапанов в сторону запаздывания и увеличение коэффициента наполнения за счет использования силы инерции воздуха на впуске. Увеличение мощности
      Выпуск Опережение
      При низкой температуре A01W64IE02 Впуск Положение наибольшего запаздывания Исключение перекрытия для снижения прорыва газов на впуск. Фиксация фаз газораспределения при крайне низких температурах и расширение диапазона регулирования по мере возрастания температуры.
      • Стабилизация частоты вращения на высоких оборотах холостого хода

      • Снижение расхода топлива

      Выпуск Положение наибольшего опережения

      • При запуске двигателя

      • При остановке двигателя

      A01W64IE02 Впуск Положение наибольшего запаздывания Регулировка фаз газораспределения и фиксация оптимальных для запуска двигателя фаз газораспределения. Улучшенная пусковая характеристика
      Выпуск Положение наибольшего опережения
    3. Конструкция


      1. Контроллер VVT-i


        • Этот контроллер состоит из наружного корпуса, приводимого в движение звездочкой цепного привода газораспределительного механизма, и направляющего элемента, соединенного с каждым из распредвалов.

        • На впуске используется контроллер VVT-i с 3 направляющими элементами, а на выпуске – с 4 направляющими элементами.

        • Когда двигатель останавливается, контроллер VVT-i на впуске фиксируется стопорным штифтом в положении максимального угла запаздывания, а контроллер на выпуске – в положении максимального угла опережения. Это обеспечивает превосходную пусковую характеристику двигателя.

        • Давление масла, поступающего из каналов распредвалов впускных и выпускных клапанов со стороны опережения или запаздывания, заставляет направляющий элемент контроллера VVT-i вращаться относительно звездочки цепного привода газораспределительного механизма, вследствие чего непрерывно изменяются фазы газораспределения.

        • На контроллере VVT-i выпускных клапанов имеется вспомогательная пружина центробежного регулятора опережения. Она способствует приложению крутящего момента в направлении угла опережения зажигания с тем, чтобы стопорный штифт направляющего элемента надежно сцеплялся с корпусом, когда двигатель остановлен.

          Figure 7. Контроллер VVT-i впускных клапанов

          A01W6JOC02
          *1 Задающий ротор *2 Наружный корпус
          *3 Блок направляющих элементов (соединен с распредвалом впускных клапанов) *4 Звездочка цепного привода газораспределительного механизма
          *5 Распредвал впускных клапанов *6 Стопорный штифт
          *a Давление масла *b Двигатель работает
          *c Двигатель остановлен - -

          Figure 8. Контроллер VVT-i выпускных клапанов

          A01W6UYC01
          *1 Наружный корпус *2 Стопорный штифт
          *3 Звездочка цепного привода газораспределительного механизма *4 Вспомогательная пружина центробежного регулятора опережения
          *5 Блок направляющих элементов (закреплен на распредвале выпускных клапанов) *6 Распредвал выпускных клапанов
      2. Гидравлический клапан изменения фаз


        • Гидравлический клапан изменения фаз управляет золотниковым клапаном в соответствии с командами включения, поступающими из ECM. В результате на контроллер VVT-i со стороны опережения или запаздывания действует гидравлическое давление. Когда двигатель останавливается, гидравлический клапан изменения фаз на впуске смещается в положение запаздывания, а на выпуске – в положение опережения.

          A01W690C01
          *1 Втулка *2 Пружина
          *3 Золотниковый клапан - -
          *a К контроллеру VVT-i (в сторону опережения) *b К контроллеру VVT-i (в сторону запаздывания)
          *c Слив *d Давление масла
          *e в гидравлическом клапане изменения фаз на выпуске положения запаздывания и опережения изменены на противоположные. - -
    4. Принцип работы


      1. Опережение


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

          Figure 9. Со стороны впуска

          A01W6YQC01
          *1 Направляющий элемент *2 ECM
          *a Направление вращения *b Давление масла
          *c Впуск *d Слив

          Figure 10. Со стороны выпуска

          A01W6UFC01
          *1 Направляющий элемент *2 ECM
          *a Направление вращения *b Давление масла
          *c Впуск *d Слив
      2. Запаздывание


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

          Figure 11. Со стороны впуска

          A01W6URC01
          *1 Направляющий элемент *2 ECM
          *a Направление вращения *b Слив
          *c Впуск *d Давление масла

          Figure 12. Со стороны выпуска

          A01W6WBC01
          *1 Направляющий элемент *2 ECM
          *a Направление вращения *b Слив
          *c Впуск *d Давление масла
      3. Удерживайте


        • 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 двигателя, предотвращая вытекание моторного масла из гидравлического клапана.

  7. Система впуска с переменной геометрией (ACIS)


    1. Общие сведения


      1. Система ACIS использует перегородку, разделяющую впускной коллектор на 2 части (ступени). Имеющийся в перегородке клапан управления забором воздуха открывается и закрывается в зависимости от частоты вращения двигателя и угла поворота дроссельной заслонки с целью изменения рабочей длины впускного коллектора. Это способствует увеличению выходной мощности во всех диапазонах частоты вращения.

        Figure 13. Схема системы

        A01W6SRC01
        *1 Привод ACIS *2 Клапан управления забором воздуха
        *3 Датчик положения дроссельной заслонки *4 Датчик положения коленчатого вала
        *5 ECM *6 VSV (для ACIS)
    2. Клапан управления забором воздуха и привод ACIS


      1. Клапан управления забором воздуха и привод ACIS объединены с впускным коллектором. Закрываясь и открываясь, этот клапан устанавливает одну из двух рабочих длин впускного коллектора.

        A01W66TC01
        *1 Клапан управления забором воздуха *2 Привод ACIS
        *a Передняя сторона - -
    3. Принцип работы


      1. Клапан управления забором воздуха закрыт (VSV приведен в действие)


        • ECM приводит в действие VSV с тем, чтобы в мембранной камере привода действовало отрицательное давление. Благодаря этому при увеличении длительности цикла пульсаций происходит закрывание клапана управления. В результате рабочая длина впускного коллектора увеличивается, и за счет динамического действия воздуха на впуске возрастает КПД воздухозабора на низких и средних частотах вращения коленчатого вала двигателя при высокой нагрузке, а значит увеличивается выходная мощность.

          A01W5Y1E01
      2. Клапан управления забором воздуха открыт (VSV отключен)


        • ECM отключает VSV с тем, чтобы в мембранную камеру привода поступил атмосферный воздух. Благодаря этому при уменьшении длительности цикла пульсаций происходит открывание клапана управления. Когда клапан управления открывается, рабочая длина впускного коллектора сокращается, и максимум КПД воздухозабора смещается. Это способствует улучшению работы двигателя на низких, средних и высоких частотах вращения коленчатого вала двигателя при малой нагрузке, и в диапазоне высоких частот вращения при высокой нагрузке, что обусловливает повышение выходной мощности на высоких частотах.

          A01W67TE01
  8. Система управления топливным насосом


    1. Общие сведения


      1. В данном автомобиле реализовано 2 типа управления топливным насосом. Топливный насос либо работает с оптимальной скоростью в соответствии с режимом работы двигателя, либо отключается при развертывании подушек безопасности системы SRS.


        • ECM передает команды управления топливным насосом в ЭБУ топливного насоса согласно режиму работы двигателя. ЭБУ топливного насоса принимает этот сигнал и регулирует скорость топливного насоса. В результате при малой нагрузке двигателя скорость работы топливного насоса остается низкой, благодаря чему уменьшаются потери электроэнергии.

        • При развертывании любой из подушек безопасности система управления отсечкой топлива отключает топливный насос. При этом, когда ECM регистрирует сигнал развертывания подушки безопасности, переданный центральным блоком управления системы SRS, он выключает реле EFI. В результате подача электропитания в ЭБУ топливного насоса прекращается, и топливный насос останавливает работу. 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 IG-ON (ВКЛ).

          Figure 14. Схема системы

          A01W6LZE01
  9. Система управления стартером (функция полуавтоматического запуска двигателя)


    1. Общие сведения


      1. Данная функция начинает управлять стартером сразу после нажатия выключателя зажигания, если в это же время удерживается нажатой педаль тормоза, и действует до запуска двигателя. Это позволяет предотвратить отказ при запуске и прокручивание коленчатого вала двигателя после запуска.

      2. Когда в ECM поступает пусковой сигнал из главного ЭБУ кузова, система начинает контролировать частоту вращения коленчатого вала двигателя (сигнал NE) и управлять стартером, продолжая работу, пока не зарегистрирует запуск двигателя. При этом система не начнет работу, если ECM при поступлении пускового сигнала от главного ЭБУ кузова обнаружит, что двигатель уже запущен.

        Figure 15. Схема системы

        A01W6W4E04
    2. Принцип работы


      1. Как показано на временной диаграмме ниже, когда ECM регистрирует сигнал STSW (сигнал пуска) от главного ЭБУ кузова, он посредством размыкающего реле стартера подает на реле стартера сигнал STAR (сигнал управления реле стартера) и приводит в действие стартер. Кроме того, ECM передает сигнал ACCR (сигнал запроса размыкания ACC) в главный ЭБУ кузова. В результате главный ЭБУ кузова не включает реле ACC.

      2. После начала работы стартера, когда частота коленчатого вала двигателя становится выше примерно 500 об/мин, ECM определяет, что двигатель запущен, и прекращает подавать сигнал STAR на реле стартера и передавать сигнал ACCR в главный ЭБУ кузова. В результате стартер прекращает работу, и главный ЭБУ кузова включает реле ACC.

      3. Если двигатель неисправен и не может быть запущен, стартер будет продолжать работу в течение заданного максимального времени непрерывной работы, а затем автоматически остановится. Максимальное время непрерывной работы варьируется примерно от 2 до 25 с в зависимости от температуры охлаждающей жидкости двигателя. Если температура охлаждающей жидкости двигателя чрезмерно низка, время непрерывной работы составит примерно 25 с, если двигатель прогрет достаточно, время непрерывной работы составит примерно 2 с.

      4. Пока коленчатый вал двигателя прокручивается стартером, данная система отключает ток, питающий вспомогательное оборудование, чтобы предотвратить прерывание его работы из-за нестабильности напряжения, обусловленной прокручиванием коленчатого вала.

      5. Данная система выполняет следующие функции защиты:


        • Пока двигатель работает нормально, стартер не запускается.

        • Даже если водитель удерживает нажатым выключатель зажигания, ECM прекращает выдачу сигналов STAR и ACCR, когда частота коленчатого вала двигателя становится выше 1200 об/мин. В результате стартер прекращает работу, и главный ЭБУ кузова включает реле ACC.

        • Если водитель удерживает нажатым выключатель зажигания, и двигатель не запускается, ECM прекращает выдачу сигналов STAR и ACCR по истечении 30 с. В результате стартер прекращает работу, и главный ЭБУ кузова включает реле ACC.

        • В том случае, если ECM не может обнаружить сигнал частоты вращения коленчатого вала двигателя во время работы стартера, он незамедлительно прекращает выдачу сигналов STAR и ACCR. В результате стартер прекращает работу, и главный ЭБУ кузова включает реле ACC.

          Figure 16. Временная диаграмма

          A01W6IJE01
  10. Диагностика


    1. Когда ECM обнаруживает неисправность, он производит диагностику и сохраняет в памяти данные о неисправном узле. Кроме того, на щитке приборов загорается или начинает мигать контрольная лампа неисправности (MIL), информируя водителя о неисправности.

    2. Также ECM сохраняет в памяти DTC (диагностические коды неисправности). DTC можно считать с помощью Global TechStream (GTS).

    3. Более подробную информацию см. в Руководстве по ремонту.

      Tech Tips

      Для удаления хранящихся в памяти ECM кодов DTC следует использовать устройство Global Techstream (GTS) или отсоединить вывод аккумуляторной батареи, либо, по крайней мере, на 1 мин извлечь предохранитель EFI MAIN и предохранитель ETCS.

  11. Аварийный режим


    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.