Системы управления ДВС DME 1.7

Входные и выходные сигналы DME 1.7

1. KL.30 Постоянный плюс
2. uв Напряжение бортовой сети от главного реле
3. KL. 15 Зажигание (ВКЛ.)
4. KW-Geber Датчик частоты вращения и положения поршня первого цилиндра в ВМТ
5. NM-Geder Датчик распознавания цилиндров
6. NТС 1 Датчик температуры всасываемого воздуха
7. NTC II Датчик температуры двигателя
8. LMM Расходомер воздуха
9. СО-Рoti (LММ) Потенциометр регулировки содержания СО в ОГ (расходомер воздуха)
10. LS Лямбда-зонд
11. V- Signal Сигнал скорости движения
12. DKP- Signal Сигнал потенциометра дроссельной заслонки
13. S-DWA Выключатель системы охранной сигнализации
14. S-ко Выключатель компрессора кондиционера (ВКЛ./ВЫКЛ.)
15. S-АС Выключатель компрессора кондиционера (готовность)
16. S-Р/N Выключатель рычага управления
17. S-WK Выключатель муфты блокировки гидротрансформатора
18. Воздействие на угол опережения зажигания
19. RxD Провод активизации диагностики
20. TxD Провод передачи диагностических данных
21. Напряжение программирования
22. DME-Hauptrelais Главное реле цифровой электронной системы управления двигателем
23. Zyl.1 Зажигание, цилиндр 1
24. Zyl.2 Зажигание, цилиндр 2
25. Zyl.3 Зажигание, цилиндр 3
26. Zyl.4 Зажигание, цилиндр 4
27. ЕКР Реле топливного электронасоса
28. EWD Однообмоточный регулятор частоты вращения
29. ТЕV Клапан вентиляции топливного бака
30. ТD Сигнал частоты вращения
31. ТI Сигнал впрыска
32. Питание 5 В
33. ЕV Форсунки, группа 1
34. ЕV Форсунки, группа 2
35. DКР (ЕGS) Сигнал потенциометра дроссельной заслонки (электронная система управления коробкой передач)
36. КОКЕL Реле компрессора кондиционера
37. Реле подогрева лямбда-зондов
38. Зажигание, масса
39. Выходные каскады, масса
40. Masse LMM Расходомер воздуха, масса
41. Датчик, масса
42. Электронный блок, масса
43. Маззе EV Форсунки, масса
44. Маззе LS Лямбда-зонд, масса

Описание функционирования и узлов

Использование DМЕ 1.7 началось с внедрением двигателя М42. С началом выпуска Е31 (купе 850!) эту систему стали использовать и с двигателем М70. Двигатель М40 получил DМЕ 1.7 с началом выпуска Е36. Двигатели М20 и МЗО имели управление DМЕ 1.3. DМЕ 1.7 для двигателей М40 и М70 имеет некоторые отличия в деталях.
Различные функции блока управления, в принципе, были взяты от предшествующих ОМЕ, но изменены и расширены в некоторых пунктах. Ниже описываются только изменения или особенности.
Краткое описание:

- 88-полюсный блок управления;
- функция защиты от детонации;
- функция защиты катализатора;
- новый датчик распознавания цилиндров;
- потенциометр дроссельной заслонки;
- статическое распределение зажигания (RZY);
- выход положения дроссельной заслонки для EGS;
- отключение компрессора кондиционера.

Блок управления
Блок управления имеет одноплатное исполнение, он уменьшен в размерах и стал легче. Он соединен с периферией через 88-полюсный разъем (55-полюсный у DМЕ 1.3).

Функция защиты от детонации
Функция защиты от детонации - это такое управление, с помощью которого предотвращается детонация двигателя. Для этого имеется дополнительное поле характеристик в блоке управления, которое учитывает значения датчика температуры всасываемого воздуха (NTS I) и датчика температуры охлаждающей жидкости (NTS II).
Пример:

NTS I > 55 °С     &nbsp- NTS II > 75 °С
NTS I > 50 °С     &nbsp- NTS II > 90 °С
NTS I > 44 °С     &nbsp- NTS II > 110 °С
Когда температуры одновременно имеют указанные значения, угол опережения зажигания уменьшается на 00 -15°.

Функция защиты катализатора
Функция защиты катализатора - это такое управление, с помощью которого предотвращается перегрев катализатора,(катализатор может перегреться при слишком горячих отработавших газах). Эта функция осуществляется вместе с функцией защиты от детонации.
Вместе с уменьшением угла опережения зажигания осуществляется обогащение смеси для того, чтобы сгорание проходило при более низкой температуре и, таким образом, снижалась температура ОГ. Обогащение составляет прим. 1,5 % на 1 градус угла опережения зажигания.
Если блок управления распознает неисправность в каскаде зажигания или в первичной обмотке, электронный блок выключает группу форсунок, к которой относится неисправный узел. Двигатель продолжает работать в аварийном режиме на двух цилиндрах. Для того, чтобы при пропадании отдельного сигнала выключение группы форсунок происходило не сразу, блок управления считает число отсутствующих импульсов и только после того, как их число превысит определенное значение, выключает выходной каскад форсунки.

Датчик распознавания цилиндров
Датчик распознавания цилиндров - это индуктивный датчик, который работает по тому же принципу, что и датчик частоты вращения и положения поршня первого цилиндра в ВМТ. Датчик установлен в передней крышке звездочки распредвала впускных клапанов (например у DМЕ 1.1 на проводе высокого напряжения 6-го цилиндра).


Рис. 27: Датчик распознавания цилиндров

С помощью имеющейся на звездочке распредвала метки в форме штифта датчик передает на блок управления синусоидальный сигнал, который содержит информацию о ВМТ конца такта сжатия 1-го цилиндра. Эта информация требуется как для впрыска Halb-SEFI, так и для статического распределения зажигания, устанавливаемого теперь и на двигателе М42.
При отказе датчика распознавания цилиндров двигатель все равно продолжает работать.
С помощью датчика частоты вращения и положения поршня первого цилиндра в ВМТ блок управления DМЕ может распознать метку 1-го или 4-го цилиндров. В этом случае система работает с двойным зажиганием, причем искра следует в конце такта выпуска и в конце такта сжатия. Кроме того впрыск Halb-SEFI переключается на параллельный впрыск.

Потенциометр дроссельной заслонки (DКР)
Вместо датчика углового перемещения дроссельной заслонки (DКS) с контактами холостого хода и полной нагрузки установлен потенциометр дроссельной заслонки (DКР). Этот потенциометр выдает сигнал напряжения в зависимости от положения дроссельной заслонки на блок управления DМЕ. Настройка потенциометра не обязательна, так как электронный блок автоматически запоминает угол холостого хода. DМЕ прибавляет к этому "запомненному" значению холостого хода постоянную величину. Их сумма дает значение полной нагрузки.
Благодаря более высокой точности DКР по сравнению с DКS этот сигнал используется в качестве эквивалентного значения при отказе расходомера, причем параметры аварийного режима значительно лучше, по сравнению с DМЕ 1.1 и DМЕ 1.3.
Другим преимуществом является удобство обслуживания (не требуется настройка), быстрая реакция при обогащении горючей смеси при разгоне, а также определение изменения прохождения воздушного потока через дроссельную заслонку по причине износа или образования отложений.

Статическое распределение зажигания (RZV)
В двигателе М42 было впервые использовано статическое распределение зажигания (RZV). В отличие от традиционных систем зажигания (одна катушка зажигания для всех цилиндров) зажигание осуществляется с помощью отдельных катушек для всех цилиндров (в последствии компактный блок катушек зажигания).
Четыре катушки зажигания размещены на правой колесной нише в виде единого узла и соединены проводами высокого напряжения со свечами зажигания. Они активизируются блоком управления DМЕ через каскады зажигания в зависимости от порядка работы цилиндров (датчик распознавания цилиндров).
Катушка зажигания имеет четыре вывода вместо трех. Новым является вывод контакта 4а. Это связано с новой конструкцией катушки зажигания. В новой катушке нет непосредственной связи первичной и вторичной обмоток. Для протекания тока необходим контакт 4а для замыкания электрической цепи. Катушка является, таким образом, по сути трансформатором.
Во вторичную цепь катушки включен каскадный диод. Этот специальный диод имеет 15 pn-переходов и выдерживает ок. 2000 В. Это необходимо для того, чтобы при включении первичной цепи блоком управления DМЕ и при появлении вызванного этим индукционного напряжения во вторичной цепи не происходило самопроизвольного и вредного искрового перекрытия.


Рис. 28: Функциональная схема RZV Каскадный диод

Сигнал DKR
Через этот выход блок управления EGS получает информацию о положении дроссельной заслонки в форме сигнала с широтно-импульсной модуляцией (переменное напряжение прямоугольной формы). На основании данного сигнала блок управления коробкой передач имеет точную информацию о нагрузке, задаваемой водителем, и использует ее для оптимального управления моментом переключения на более высокую или более низкую передачи.

Реле компрессора кондиционера (KOREL)
При определенных условиях через этот выход можно включать или выключать электромагнитную муфту компрессора кондиционера.
Если через вход S-КО DМЕ получила от кондиционера запрос на включение компрессора, то компрессор остается включенным через выход KOREL до тех пор, пока, например, при температуре испарителя 2 °С, запрос кондиционера не будет снят.
DМЕ может также выключить компрессор кондиционера через выход KOREL при определенных условиях (скорость движения автомобиля < 8 км/ч и требование полной нагрузки).

М42 ЕЗ6/2
При установке двигателя М42 на Е36/2 уже используемая в нем на ЕЗО система DМЕ 1.7 была модернизирована и усовершенствована по своим функциям. DEМЕ получила функции управления детонацией и системой впуска (DISА).

Система управления детонацией
Продолжительная работа двигателя с детонационным сгоранием топлива может привести к значительным повреждениям.
Поэтому для надежного распознавания шумов при детонации двигатель М42 на автомобилях Е36 снабжен двумя датчиками детонации на блоке цилиндров.
Схема обработки данных в блоке управления DМЕ разработана таким образом, что всегда анализируется сигнал только от датчика, ближайшего к цилиндру, в котором происходит зажигание. Определение нужного датчика осуществляется с помощью сигнала датчика распознавания цилиндров.

Датчик детонации
Датчик детонации является пьезоэлектрическим датчиком (реагирует на давление и изгиб).
Рис. 29: Датчик детонации:
1 Соединительные провода 2 Корпус 3 Тарельчатая пружина 4 Сейсмическая масса 5 Внутренняя втулка 6 Пьезокерамика

Пьезокерамическое кольцо сжато упругой шайбой между сейсмической массой (инерционной массой) и основным телом. Ускорение сейсмической массы вызывает воздействие (давление) на пьезокерамический элемент. При этом на нижней и верхней сторонах керамического кольца образуются разнополярные заряды, которые создают напряжение на контактах. Тем самым звуковые колебания преобразуются в сигналы напряжения. Эти сигналы напряжения поступают по экранированным проводам в блок управления DМЕ и там обрабатываются.
Благодаря расположению датчиков детонации уже при небольшой детонации звуковые импульсы, исходящие от камер сгорания, передаются на датчики.

Принцип работы:
Когда текущее значение превышает определенный коэффициент, соответствующий процесс сгорания расценивается как детонирующий. Угол опережения зажигания соответствующего цилиндра сразу уменьшается на 3° для возврата к процессу сгорания без детонации. После этого угол опережения зажигания снова постепенно увеличивается.
Увеличение угла опережения прекращается при достижении оптимального значения в соответствии с полем характеристик, если до этого детонация не возникнет снова.
Уменьшение угла опережения зажигания производится уже при слабых явлениях детонации, которые не представляют опасности для двигателя. Система управления детонацией неактивна при температуре двигателя < 35 °С и при низкой нагрузке или частоте вращения.


Раздельная система всасывания (DISA)
Благодаря DISA используются преимущества короткого и длинного впускных коллекторов. Короткие впускные коллекторы или коллекторы с большим диаметром способствуют увеличению мощности в верхнем диапазоне частоты вращения при одновременно низком крутящем моменте в среднем диапазоне. Длинные впускные коллекторы или впускные коллекторы с малым диаметром позволяют достичь высокого крутящего момента в диапазоне средних частот вращения.

DISA включает в себя:

Рис, 30: Раздельная система всасывания (DISA).
1 Входные патрубки
2 Коллектор
3 Трубы-резонаторы
4 Развилка трубопровода с заслонкой

Основной принцип
Перед трубами-резонаторами групп цилиндров 1 и 4 или 2 и 3 имеются соответственно по одному входному патрубку.
При закрытой заслонке входные патрубки и трубы-резонаторы работают вместе, как один длинный всасывающий трубопровод. Пульсирующий газовый столб заметно увеличивает крутящий момент в диапазоне средних частот вращения.


Рис. 31: Заслонка закрыта

Для повышения мощности в диапазоне больших частот вращения заслонка между двумя группами цилиндров открывается. Динамика во входных патрубках при этом в значительной степени меняется. Теперь короткие трубы-резонаторы позволяют увеличить мощность в диапазоне высоких частот вращения.

Рис. 32: Заслонка открыта

Активизация заслонки
В диапазоне частичной нагрузки в вакуум-ресивере создается вакуум вследствие разрежения во впускном коллекторе. Заслонка закрывается при активизации электромагнитного клапана с помощью мембранного механизма и пневматического исполнительного органа.
В случае превышения частоты вращения, при которой происходит переключение, ЭБУ системы DМЕ деактивизирует электромагнитный клапан. При этом мембранный механизм оказывается под атмосферным давлением, и заслонка открывается.
Как только частота вращения становится ниже заданной, DМЕ вновь активизирует электромагнитный клапан. Мембранный механизм соединяется с вакуум-ресивером, и заслонка снова закрывается.
Такая организация управления обеспечивает открытое положение заслонки в случае возможной неисправности ее электропневматического привода. Это гарантирует полную мощность двигателя в диапазоне больших частот вращения.


Рис. 33: Управление заслонкой DISA с помощью блока управления.
1 Фланец соединения верхней/ нижней части
2 Заслонка DISA
3 Мембранный механизм с пневматическим исполнительным органом
4 Вакуум-ресивер
5 Обратный клапан
6 Электромагнитный клапан

Как уже упоминалось, DМЕ 1.7 устанавливалась как с двигателем М40, так и с двигателем М70.
DМЕ 1.7 была предназначена для обоих вариантов двигателей, причем ее функции в основном соответствуют DМЕ1.7/М42.
Изменения DМЕ 1.7 для двигателя М40:

- отсутствует статическое распределение зажигания, имеется система зажигания с распределителем;
- отсутствует датчик распознавания цилиндров на распредвале, имеется индуктивный кольцевой датчик на проводе высокого напряжения 4-го цилиндра;
- отсутствует система управления детонацией с помощью датчиков детонации.
Изменения DМЕ 1.7 для двигателя М70:

- отсутствует потенциометр дроссельной заслонки, распознавание холостого хода и полной нагрузки с помощью ЕМL ;
- вместо LММ установлен НLМ;
- отсутствует статическое распределение зажигания, имеется система зажигания с распределителем;
- датчик распознавания цилиндров на проводе высокого напряжения 6-го/12-го цилиндров;
- взаимосвязь с системами АSС и МSР;
- переработанная функция защиты катализатора (изменение по сравнению с DМЕ 1.2). Кроме переработанной функции защиты катализатора двигателя М70 все другие системы уже были описаны.

Функция защиты катализатора
Сигнал датчика распознавания цилиндров получил в DМЕ 1.7 еще одно назначение. Благодаря этому сигналу область влияния функции защиты катализатора (см. DМЕ1.2) была распространена на первичную сторону системы зажигания.

Рис. 34: Функция защиты катализатора
1 Конт. 15
2 Катушка зажигания
3 Выходной каскад системы зажигания, блок управления DМЕ
4 Датчик распознавания цилиндров
5 Распределитель зажигания
6 Свечи зажигания
7 Подконтрольная область функции защиты катализатора
8 Разрез блока управления DМЕ
9 Форсунки, группы 1 и 2
А Опорный сигнал датчика распознавания цилиндров

Принцип работы
Опорный сигнал подается на компаратор в блоке управления DМЕ. При каждом моменте зажигания в 6-м цилиндре датчик распознавания цилиндров выдает сигнал напряжения на компаратор. При отсутствии сигнала в блоке управления DМЕ на 1 повышается статус счетчика. Когда статус счетчика становится > 25, выключаются форсунки соответствующего ряда цилиндров.
Если на вход А снова поступает сигнал, статус счетчика уменьшается на 1. При статусе счетчика < 25 форсунки снова включаются.

Другие варианты ОМЕ 1.7

DМЕ 1.7.2
Вместе с двигателем М43 была внедрена система DМЕ 1.7.2, которая является дальнейшим развитием DМЕ 1.7, главным образом, в отношении самого блока управления.
В двигателе М43 были использованы статическое распределение зажигания, а также адаптивная система управления детонацией с определением цилиндров и раздельная система всасывания, управление которыми взял на себя блок DМЕ 1.7.2.
Новым является то, что вторичное напряжение системы зажигания создается в компактном блоке катушек зажигания с низким потреблением энергии. Эти новые катушки зажигания имеют общий сердечник с 4 обмотками и центральный разъем.
Начиная с 1994 модельного года DМЕ 1.7.2 устанавливают и с двигателем М42. Однако, блоки управления отличаются внутри.

DМЕ 1.7.3
При техническом усовершенствовании двигателя М43 в 1996 модельном году нашла применение DМЕ 1.7.3.
Изменения:

- новый регулятор холостого хода на дроссельной заслонке;
- форсунки с дополнительной подачей воздуха;
- усовершенствованная DISA;
- активизация форсунок.

Регулятор холостого хода
Регулятор холостого хода - это двухобмоточный регулятор частоты вращения фирмы Bosh с обозначением EWD 3.2.
Благодаря месту установки он нечувствителен по отношению к загрязнениям. Конструктивные размеры и, соответственно, проходное сечение, были уменьшены вследствие использования форсунок с дополнительной подачей воздуха. Эти меры улучшили параметры эмиссии.

DISA
Принцип работы раздельной системы всасывания был сохранен, изменена была лишь форма. Так были объединены отдельные узлы такие, как заслонка системы DISA, вакуум-ресивер, переключающий клапан и мембранный механизм с исполнительным органом. Система теперь обозначается как Kompakt-DISA.

Форсунки
DМЕ 1.7.3 активизирует форсунки также по двум группам в соответствии с порядком работы цилиндров (Halb-SEFI). Новым является то, что каждая форсунка активизируется своим выходным каскадом. Благодаря раздельной активизации существенно снижается тепловая нагрузка на выходной каскад и тем самым на блок управления.