Mazda: система управления впрыском топлива [SKYACTIV-G 2.0, SKYACTIV-G 2.5]

 Электронное управление впрыском топлива [SKYACTIV-G 2.0, SKYACTIV-G 2.5]

Описание
• Система управления впрыском топлива обеспечивает оптимальный впрыск топлива в соответствии с условиями работы двигателя.
• Блок управления двигателем (PCM) определяет условия работы двигателя на основе сигналов от каждого входного устройства и управляет форсунками, обеспечивая оптимальное время впрыска (количество впрыскиваемого топлива) и момент впрыска топлива.
• Оптимально управляет сгоранием топлива на основе количества впрыскиваемого топлива, момента впрыска, количества впрыскиваемого топлива и давления топлива для снижения выбросов и повышения мощности двигателя.

Блок-схема

Работа

Момент впрыска
• Момент впрыска топлива определяется в зависимости от условий работы двигателя.
• Впрыск топлива осуществляется в нужный момент времени и в нужном количестве на основе сигналов следующих датчиков синхронизировано с вращением коленчатого вала во время такта впуска или сжатия в каждом цилиндре.
― Датчик массового расхода воздуха (MAF)
― Датчик абсолютного давления воздуха (MAP)
― Датчик температуры воздуха на впуске (IAT) № 1
― Датчик температуры воздуха на впуске (IAT) № 2
― Датчик барометрического давления (BARO)
― Датчик положения коленчатого вала (CKP)
― Датчик температуры охлаждающей жидкости (ECT)

Длительнось впрыска
• Блок управления двигателем (PCM) рассчитывает количество впрыскиваемого топлива в соответствии с условиями работы двигателя, а затем подает питание на топливные форсунки.

Длительность подачи питания на топливные форсунки и условия работы
• Впрыск топлива через топливные форсунки происходит с задержкой. Блок PCM рассчитывает длительность впрыска топлива путем прибавления к длительности времени отсутствия впрыска (неэффективного времени впрыска) из-за задержки срабатывания элементов форсунки, фактического времени впрыска (эффективного времени впрыска) и подает сигнал управления на топливные форсунки длительностью, равной сумме этих временных отрезков.

• Время впрыска топлива рассчитывается по следующей формуле:

Время впрыска топлива = эффективное время впрыска + время неэффективного впрыска

Время неэффективного впрыска
― Форсунки вносят задержку срабатывания с началом подачи питания из-за задержки нарастания рабочего тока, обусловленной индуктивностью катушки, массой игольчатого клапана и плунжера, а также сопротивлением пружины. Эта задержка и есть время неэффективного впрыска.
― Время отсутствия впрыска зависит от изменения давления топлива и напряжения аккумуляторной батареи. Соответственно, PCM устанавливает время отсутствия впрыска в зависимости от давления топлива и напряжения аккумуляторной батареи.

Эффективное время впрыска
― Время открытия клапана форсунки, которое является фактическим временем впрыска топлива, называется эффективным временем впрыска.

Определение эффективного времени впрыска
― PCM разделяет условия работы двигателя на зоны управления в зависимости от частоты вращения коленчатого вала и количества всасываемого воздуха и определяет эффективное время впрыска в каждой зоне управления для оптимального управления соотношением воздух/топливо во всех диапазонах работы двигателя.

 

Таблица зон контроля

Название зоны
управления

Схема управления

Зона пуска

Цель:
• Улучшение пусковых качеств
Условие управления:
• При частоте вращения двигателя менее 500 об/мин

Зона обратной связи (λ = 1)

Назначение:
• Повышение топливной экономичности
• Улучшение очистки отработавших газов
Условие контроля:
• Во время работы двигателя, за исключением
зоны пуска двигателя, зоны обратной связи
(λ-обогащение) и зоны отсечки подачи топлива

Зона обратной связи (λ < 1 обогащенная смесь)

Назначение:
• Улучшение управляемости
Условие контроля:
• Угол поворота педали акселератора
равен заданному значению или больше

Назначение:
• Защита каталитического нейтрализатора
и компонентов выхлопной системы
(снижение температуры газа)
Условие контроля:
• Расчетная температура выхлопных газов
и расчетная температура каталитического
нейтрализатора соответствуют указанному
значению или превышают его.

Зона отсечки топлива
при превышении частоты
вращения двигателя

Назначение:
• Защита двигателя
Условие контроля:
• При частоте вращения двигателя
6800 об/мин и более* (SKYACTIV-G 2.0)
• При частоте вращения двигателя
6500 об/мин и более* (SKYACTIV-G 2.5)

*: Если в памяти PCM сохраняется код
неисправности P0089:00, то условием
контроля становится частота вращения
двигателя 2500 об/мин и более.

Зона отсечки топлива при замедлении

Назначение:
• Повышение топливной экономичности
Условие контроля:
• Если при замедлении автомобиля
выполняются все следующие условия:
― Педаль акселератора полностью нажата
― Частота вращения двигателя равна
указанному значению или превышает его
― Скорость автомобиля равна указанному
значению или превышает его


Таблица методов расчета времени впрыска топлива

(A: Базовое время впрыска топлива, B: Поправка на время впрыска топлива)

Содержание

(Метод расчета или определения времени впрыска топлива и коррекции)

Зона контроля

*3

*4

*5

*6

*7

Неэффективное
время впрыска

Устанавливается время
в соответствии с
производительностью
топливной форсунки

A

A

A

 

 

Эффективное время впрыска

Время
впрыска при пуске двигателя

Устанавливается значение
в зависимости от температуры
охлаждающей жидкости
двигателя (низкая
температура охлаждающей
жидкости двигателя →
длительное время впрыска)

A

 

 

 

 

Базовое время впрыска

Базовое время впрыска =
нагрузка *1 х коэффициент расхода топлива *2

 

A

A

 

 

Отсечка подачи топлива

Время впрыска топлива = 0

 

 

 

A

A

Коррекция

Коррекция увеличения объёма при
пуске двигателя

Цель: Обеспечение стабильности
оборотов двигателя сразу после запуска
Условие коррекции:
• Заданное время в зависимости от
температуры охлаждающей жидкости
двигателя сразу после запуска двигателя
Величина коррекции:
• Низкая температура охлаждающей
жидкости двигателя → большая коррекция.
• Низкая температура всасываемого
воздуха → большая коррекция.

B

B

 

 

 

Коррекция обратной связи (датчик A/F)

Назначение: регулирует соотношение
воздух/топливо до теоретического.
Величина коррекции:
• Выходной ток датчика A/F 0 мА
или меньше →
коррекция уменьшения объема.
• Выходной ток датчика A/F 0 мА
или больше →
коррекция увеличения объема.

 

B

B

 

 

Коррекция обратной связи (HO2S)

Назначение: регулировка
соотношения воздух/топливо
в соответствии с теоретическим
соотношением воздух/топливо.
Величина коррекции:
• Выходное напряжение HO2S
составляет приблизительно 0,7 В
или более → коррекция
уменьшения объема.
• Выходное напряжение HO2S
составляет приблизительно 0,7 В
или менее → коррекция
увеличения объема.

 

B

 

 

 

Коррекция увеличения объёма при прогреве.

Назначение: Обеспечение
стабильности сгорания при
низкой температуре
охлаждающей жидкости двигателя.
Условие коррекции:
• При достижении заданного
значения температуры
охлаждающей жидкости двигателя.
Величина коррекции:
• Высокая эффективность наддува,
низкая температура охлаждающей
жидкости двигателя → большая коррекция.

 

B

B

 

 

Коррекция обучения

Цель: исправление отклонения в соотношении
воздух/топливо, вызванного износом
механических устройств с течением времени.
Величина коррекции:
• Полученное значение основано на среднем
значении отклонения соотношения
воздух/топливо (величина обратной связи).

 

B

B

 

 

Коррекция увеличения объёма при большой нагрузке.

Цель: повышение мощности двигателя,
снижение температуры отработавших газов.
Условие коррекции:
• Основывается на фиксированном
значении, когда угол поворота педали
акселератора равен определённому
значению или больше, в противном
случае — на основе частоты вращения
двигателя и эффективности наддува.
Величина коррекции:
• Высокие частоты вращения двигателя,
высокая эффективность
наддува → большая коррекция

 

 

B

 

 

*1: Нагрузка на двигатель — это отношение фактической массы впускного воздуха к максимальной массе воздуха, нагнетаемого в цилиндр (массовому объёму) при полностью открытой дроссельной заслонке для заданной частоты оборотов двигателя. Значение увеличивается с увеличением нагрузки на двигатель.
*2: Коэффициент расхода топлива — это коэффициент, используемый для расчета времени впрыска топлива на основе количества впрыскиваемого топлива, необходимого для данного количества всасываемого воздуха.
*3: Зона пуска.
*4: Зона обратной связи (λ = 1).
*5: Зона обратной связи (λ < 1 обогащенная смесь).
*6: Зона отсечки топлива при превышении частоты вращения двигателя.
*7: Зона отсечки топлива при замедлении

Отсечка подачи топлива
• Включает отсечку подачи топлива при следующих условиях, за исключением отсечки подачи топлива при чрезмерной частоте вращения двигателя и отсечки подачи топлива при замедлении в зависимости от режима работы двигателя.

Таблица отсечки подачи топлива

Наименование

Схема управления

Отключение подачи топлива при переводе
рычага селектора в положение D (AКП)

Назначение:
• Защита АКП
Условия контроля:
• При переключении передач
на остановленном автомобиле
с работающим двигателем

Неисправность датчиков
положения коленчатого и
распределительных валов

Назначение:
• Предотвращение повреждения
двигателя из-за несвоевременного
зажигания из-за неверного определения
положения цилиндра или сигнала
частоты вращения двигателя.
Условия контроля:
• При обнаружении неисправности
датчика положения коленчатого вала
(CKP) или датчиков положения
распределительного вала (CMP)
впускных/выпускных клапанов  

Управление дроссельной заслонкой

Назначение:
• Для улучшения пусковых качеств
двигателя при попадании топлива
на свечи зажигания (продувка)
Условия контроля:
• При проворачивании двигателя
при почти полностью открытой
дроссельной заслонке

Предотвращение угона

Назначение:
• Предотвращение угона
Условия контроля:
• Информация, связанная с
системой иммобилайзера
(запуск двигателя запрещен),
полученная от блока
старт-стоп (SSU)

Отключение подачи топлива
в момент столкновения при аварии

Назначение:
• Для обеспечения безопасности
Условия контроля:
• Получен сигнал о столкновении
от модуля управления SAS

Цепь усиления сигнала управления форсункой
• Входное положительное напряжение аккумуляторной батареи через вспомогательное реле увеличивается до 60 В.

Выходная цепь
• Для улучшения реакции впрыска топлива усилие втягивания плунжера форсунки увеличивается за счет подачи большого тока (тока перевозбуждения) при открытии форсунки.
• Для уменьшения тепловыделения форсунки отверстие форсунки поддерживается в открытом положении с помощью малого тока после ее открытия.

Состояние
топливной форсунки

Работа блока управления двигателем (PCM)

Начало открытия

1. Подаёт заданное значение напряжения,
усиленное схемой усиления,на открывающий транзистор.
2. Подаёт напряжение на топливную форсунку,
заземляющий транзистор открывается и
заземляется, и форсунка открывается.
3. После открытия топливной форсунки
открывающий транзистор закрывается.

Удержание

• Управляет включением/выключением
удерживающего транзистора (выход 12 В),
поддерживая постоянный ток удержания
топливной форсунки.

Закрытие

• Отключает удерживающий и заземляющий
транзисторы, одновременно прекращая подачу
сигнала впрыска топлива от PCM и отключая ток.

Помощь в диагностике неисправностей системы управления двигателем можно получить, записавшись по телефону: +7(495) 001-05-21, обсудить проблемы с вашим а/м можно в нашем чате: Ниппон Сервис Chat.