СИСТЕМА SFI ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ

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	ECM оптимальным образом управляет системами SFI, ESA и ISC в соответствии с режимом работы двигателя и исходя из сигналов, поступающих с датчиков.
   Кислородный датчик (ряд 1, датчик 2)	Чашечный с подогревателем	1	Этот датчик измеряет концентрацию кислорода в отработавших газах, изменяя ЭДС на своих зажимах.
   Датчик состава топливовоздушной смеси (ряд 1, датчик 1)	Планарный с подогревателем	1	Как и кислородный датчик, данный датчик определяет концентрацию кислорода в отработавших газах. Однако измерение концентрации кислорода в этом датчике осуществляется линейно.
   Датчик массового расхода воздуха	С нагреваемым проволочным элементом	1	Внутри этого датчика есть проволочный элемент, который непосредственно определяет массу и расход воздуха на впуске.
   Датчик положения коленчатого вала (зубчатое колесо)	Индуктивный (36-2)	1	Этот датчик определяет частоту вращения коленчатого вала двигателя и положение коленчатого вала.
   Датчик положения распредвала (зубчатое колесо)	Индуктивный (3)	1	Этот датчик определяет положение распредвала и выполняет идентификацию цилиндра.
   Датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя	Термисторный	1	Этот датчик с помощью внутреннего термистора измеряет температуру охлаждающей жидкости двигателя.
   Датчик температуры воздуха на впуске	Термисторный	1	Этот датчик с помощью внутреннего термистора измеряет температуру воздуха на впуске.
   Датчик детонации	Со встроенным пьезоэлементом (плоский)	1	Этот датчик косвенно, по вибрации блока цилиндров, вызванной детонацией двигателя, регистрирует появление стука в двигателе.
   Датчик положения дроссельной заслонки	На эффекте Холла (бесконтактный)	1	Этот датчик определяет угол поворота дроссельной заслонки.
   Датчик положения педали акселератора	На эффекте Холла (бесконтактный)	1	Этот датчик определяет усилие на педали акселератора.
   Топливная форсунка в сборе	12-струйная	4	Топливная форсунка в сборе представляет собой сопло с электромагнитным управлением, через которое производится впрыск топлива в соответствии с сигналами от ECM.

УПРАВЛЕНИЕ В СИСТЕМЕ

1. Система управления двигателем имеет следующие особенности. ECM управляет следующими системами:

   Система	Описание
   Система последовательного распределенного впрыска топлива (SFI)	Система последовательного впрыска топлива (SFI) L-типа непосредственно определяет массу воздуха на впуске посредством датчика массового расхода воздуха. Система впрыска топлива представляет собой последовательную распределенную систему впрыска.
   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)	Оптимальным образом регулирует угол поворота дроссельной заслонки в соответствии с усилием на педали акселератора, командой открывания дроссельной заслонки от ECM и состоянием двигателя и автомобиля.
   Электронная система изменения фаз газораспределения (VVT-i)	Управляет распредвалом впускных клапанов с целью оптимизации фаз газораспределения в соответствии с режимом работы двигателя.
   Система управления топливным насосом	Управление топливным насосом осуществляется сигналами, передаваемыми ECM. При разворачивании подушек безопасности системы SRS топливный насос останавливается.
   Система управления отключением кондиционера	Благодаря включению и выключению компрессора системы кондиционирования в зависимости от режима двигателя поддерживается управляемость автомобиля.
   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.
   Иммобилайзер двигателя	Блокирует подачу топлива и зажигание при попытке запустить двигатель с использованием ненадлежащего ключа.
   Диагностика	Когда ECM обнаруживает неисправность, он производит диагностику соответствующего узла и сохраняет в памяти результаты.
   Действия в аварийном режиме	Когда ECM обнаруживает неисправность, он останавливает двигатель или начинает осуществлять управление в соответствии с данными, сохраненными в памяти ранее.

ФУНКЦИИ

1. Система VVT-i

   1. Система VVT-i предназначена для управления распредвалом впускных клапанов в диапазоне 35° (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.

      

      Обозначения на рисунке

      *1	Датчик положения распредвала	*2	Гидравлический клапан изменения фаз в сборе
      *3	Датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя	*4	Датчик положения коленчатого вала
      *5	ECM	*6	Датчик массового расхода воздуха
      *7	Датчик положения дроссельной заслонки	-	-

      

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

      Режим работы	Цель		Результат
      На холостом ходу		Исключение перекрытия для снижения прорыва газов на впуск.	Стабилизация частоты вращения холостого хода Снижение расхода топлива
      При малой нагрузке		Уменьшение перекрытия для снижения прорыва газов на впуск.	Обеспечение устойчивой работы двигателя
      При средней нагрузке		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		Смещение момента закрывания впускных клапанов в сторону опережения для увеличения коэффициента наполнения.	Увеличение крутящего момента на низких и средних частотах вращения
      При высокой частоте вращения и высокой нагрузке		Смещение момента закрывания впускных клапанов в сторону запаздывания для увеличения коэффициента наполнения	Увеличение мощности
      При низкой температуре		Уменьшение перекрытия для снижения прорыва газов на впуск приводит к сгоранию обедненной смеси и стабилизирует частоту вращения на высоких оборотах холостого хода.	Стабилизация частоты вращения на высоких оборотах холостого хода Снижение расхода топлива
      Запуск двигателя При остановке двигателя		Уменьшение перекрытия для снижения прорыва газов на впуск.	Улучшенная пусковая характеристика

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

   1. Система ETCS-i обеспечивает высокое качество управления дроссельной заслонкой во всех режимах работы двигателя. Трос управления дроссельной заслонкой исключен из конструкции, а педаль акселератора снабжена датчиком положения педали акселератора.

   2. В корпусе дроссельной заслонки традиционной конструкции угол поворота заслонки 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.

   3. Система ETCS-i управляет следующими системами: системой регулировки частоты вращения холостого хода, антипробуксовочной системой (TRC) и системой курсовой устойчивости (VSC).

   4. В случае нарушения работы данная система переключается в аварийный режим.

      

3. Система управления топливным насосом

   1. Топливным насосом управляет ECM с помощью размыкающего реле. Система управления топливным насосом имеет функцию отсечки топлива. При развертывании подушек безопасности системы SRS система управления отсечкой топлива отключает топливный насос.

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, что обусловлено различием конструкций используемых в них подогревателей.

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

   3. В кислородном датчике чашечного типа чувствительный элемент охватывает подогреватель.

      

      Обозначения на рисунке

      *A	Планарный датчик состава топливовоздушной смеси	*B	Чашечный кислородный датчик
      *1	Слой диффузного сопротивления	*2	Окись алюминия
      *3	Атмосфера	*4	Нагреватель
      *5	Платиновый электрод	*6	Чувствительный элемент (диоксид циркония)

   4. Как показано ниже, обычный кислородный датчик характеризуется резким изменением выходного напряжения в окрестности стехиометрического соотношения воздух-топливо (14,7:1). В противоположность этому, 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 II.

      

2. Датчик массового расхода воздуха

   1. Датчик массового расхода воздуха 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 встроен датчик температуры воздуха на впуске.

      

      Текст на рисунке

      *1	Датчик температуры воздуха на впуске	-	-
      	Поток воздуха	-	-

3. Датчики положения коленчатого вала и распредвалов

   1. Задающий ротор коленчатого вала имеет 34 зубца, причем 2 зубца отсутствуют. Датчик положения коленчатого вала выдает через каждые 10° сигналы вращения коленчатого вала, а отсутствующие зубцы используются для определения верхней мертвой точки.

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

      

      Текст на рисунке

      *1	Датчик положения коленчатого вала	*2	Задающий ротор
      *3	Датчик положения распредвала	-	-

      

4. 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.

   2. Конструкция плоского датчика детонации (нерезонансного типа) позволяет определять вибрацию в широком диапазоне частот (6-15 кГц). Эти датчики обладают следующими особенностями:

   3. 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.

      

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

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

   6. Кроме того, в датчике имеется резистор регистрации обрыва/короткого замыкания. Когда зажигание включено, 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 напряжение на контакте KNK1 двигателя. Если между датчиком детонации и ECM возникает обрыв или короткое замыкание, напряжение на контакте KNK1 изменяется, и ECM регистрирует обрыв / короткое замыкание, сохраняя в памяти DTC (диагностический код неисправности).

      

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

      

      Обозначения на рисунке

      *1	Стальной груз	*2	Сила инерции
      *3	Пьезоэлемент	-	-

   8. При монтаже данного датчика необходимо соблюдать ориентацию и углы установки, показанные на рисунке. Чтобы предотвратить накопление воды в разъеме, плоский датчик детонации следует устанавливать, как показано на рисунке.

      

      Текст на рисунке

      *1

      Датчик детонации

      -

      -

5. Датчик положения дроссельной заслонки

   1. Используется бесконтактный датчик положения дроссельной заслонки. Этот датчик представляет собой 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. Датчик Холла имеет цепи основного и вспомогательного сигналов. Датчик преобразует углы поворота дроссельной заслонки в 2 различающихся по характеристикам электрических сигнала и передает их в ECM.

      

6. Датчик положения педали акселератора

   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 возникающие при этом изменения магнитного потока в электрические сигналы, отражающие положение педали акселератора, и передает их в ECM.

   3. Датчик положения педали акселератора содержит 2 элемента Холла, включенных в цепи основного и вспомогательного сигналов. Датчик преобразует угол поворота педали акселератора в 2 различающихся по характеристикам электрических сигнала и передает их в ECM.

   4. Если на автомобиле с автоматической трансмиссией усилие, прикладываемое к педали акселератора, превышает заданную величину, ECM, используя сигнал VPA1, выдаваемый датчиком положения педали акселератора, регистрирует состояние "принудительного перехода на пониженную передачу".

      
      

7. 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 контроллер VVT-i со стороны опережения или запаздывания действует гидравлическое давление. Когда двигатель остановлен, гидравлический клапан изменения фаз находится в положении наибольшего запаздывания.

      

      Текст на рисунке

      *1	Золотниковый клапан	*2	Втулка
      *3	Пружина	*4	Плунжер
      *5	Обмотка	-	-
      *a	К контроллеру VVT-i (в сторону опережения)	*b	К контроллеру VVT-i (в сторону запаздывания)
      *c	Слив	*d	Давление масла

8. Электродвигатель привода дроссельной заслонки

   1. Этот электродвигатель обладает превосходной характеристикой и потребляет минимальную мощность. ECM изменяет продолжительность включения для каждого направления и величину тока, подаваемого в электродвигатель привода дроссельной заслонки, тем самым регулируя угол поворота дроссельной заслонки.

      

      Текст на рисунке

      *1	Корпус дроссельной заслонки	*2	Дроссельная заслонка
      *3	Электродвигатель привода дроссельной заслонки	-	-

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.

      

      Текст на рисунке

      *1	Усилитель зажигания	*2	Железный сердечник
      *3	Наконечник свечи зажигания	*4	Вторичная катушка
      *5	Первичная катушка	-	-
      *a	Сечение катушки зажигания	-	-

10. Свеча зажигания

    1. В системе зажигания используются удлиненные свечи зажигания. Свечи зажигания этого типа дают возможность увеличить толщину зоны головки блока цилиндров, куда входят свечи зажигания. Таким образом, может быть расширена водяная рубашка вблизи камеры сгорания, от которой зависит эффективность охлаждения.

       

       Текст на рисунке

       *1

       Удлиненная свеча зажигания

       *2

       Обычная свеча зажигания

ПРИНЦИП РАБОТЫ

1. Система VVT-i

   1. На основе частоты вращения коленчатого вала, массы воздуха на впуске, положения дроссельной заслонки и температуры охлаждающей жидкости двигателя ECM может вычислить оптимальные фазы газораспределения для любого режима движения и использовать эти данные для управления гидравлическим клапаном изменения фаз. Кроме того, ECM определяет фактические фазы газораспределения, используя сигналы датчиков положения распределительных и коленчатого валов как сигналы обратной связи, что позволяет точно устанавливать требуемые фазы газораспределения.

      

   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.

      

      Текст на рисунке

      *1	Направляющий элемент	*2	Направление вращения
      *3	ECM	*4	Впуск (давление масла)
      *5	Слив (давление масла)	-	-

   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.

      

      Текст на рисунке

      *1	Направление вращения	*2	Направляющий элемент
      *3	ECM	*4	Слив (давление масла)
      *5	Впуск (давление масла)	-	-

   4. После достижения требуемого состояния фазы газораспределения сохраняются за счет удержания гидравлического клапана изменения фаз в нейтральном положении до изменения условий движения. В результате обеспечивается необходимая регулировка фаз газораспределения, и предотвращается вытекание моторного масла, когда это не требуется.

2. Система управления топливным насосом

   1. Когда ECM регистрирует сигнал развертывания подушки безопасности, переданный центральным 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 замок зажигания из положения Выкл в положение Вкл.

      

3. ETCS-i

   1. ECM определяет требуемый угол поворота дроссельной заслонки и управляет электродвигателем привода дроссельной заслонки в соответствии с рабочими условиями.

   2. ECM устанавливает оптимальный угол поворота дроссельной заслонки в соответствии с режимом движения (то есть в зависимости от усилия на педали акселератора и частоты вращения коленчатого вала двигателя), обеспечивая высококачественное управление дроссельной заслонкой и комфорт во всех режимах работы двигателя.

      

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

   4. Угол поворота дроссельной заслонки, которая является частью антипробуксовочной системы (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. Для максимально эффективной работы системы VSC угол поворота дроссельной заслонки регулируется путем координации управления ЭБУ системы противоскольжения и ECM.