Системы управления ДВС DME 1.1

Входные и выходные сигналы DME 1.1

Описание функциониро­вания и узлов:

1. Kl. 30 Постоянный плюс
2. UB 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. NW-Geber Датчик распознавания цилиндров
6. NTCI Датчик температуры всасываемого воздуха
7. NTCII Датчик температуры двигателя
8. LMM Расходомер воздуха
9. LS Лямбда-зонд
10. V-Signal Сигнал скорости движения
11. DKS-LL Датчик углового перемещения дроссельной заслонки (холостой ход)
12. DKS-VL Датчик углового перемещения дроссельной заслонки (полная нагрузка)
13. S-DWA Выключатель системы охранной сигнализации
14. S-KO Выключатель компрессора кондиционера (ВКЛ./ВЫКЛ.)
15. S-AC Выключатель компрессора кондиционера (готовность)
16. S-P/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. Kl. 1 Зажигание, контакт 1
24. EKP/TR Реле топливного электронасоса/сигнал опорного значения времени
25. ZWD Sffnen Открыть двухобмоточный регулятор частоты вращения
26. 2WD schlieften Закрыть двухобмоточный регулятор частоты вращения
27. TEV Клапан вентиляции топливного бака
28. TD Сигнал частоты вращения
29. Ti Сигнал впрыска (для эконометра KOMBI)
30. Питание 5 В
31. EV Форсунки, группа 1
32. EV Форсунки, группа 2
33. Реле подогрева лямбда-зондов
34. Зажигание, масса
35. Выходные каскады, масса
36. Masse LMM Расходомер воздуха, масса
37. Датчик, масса
38. Электронный блок, масса
39. Masse EV Форсунки, масса
40. Masse LS Лямбда-зонд, масса

С 1986 года используется новое семейство DME с обозначением DME 1 .x. Основной принцип работы DME остался таким же: определение оптимальных значений впрыска и момента зажигания в зависимости от нагрузки и частоты вращения двигателя.

Краткое описание

• 55-полюсный блок управления с двумя выходными каскадами форсунок (по одному на три цилиндра)
• Впрыск Halb-SEFI (сдатчиком распознавания цилиндров на проводе высокого напряжения 6-го цилиндра)
• Датчик частоты вращения и датчик положения поршня первого цилиндра в ВМТ объединены в одном стержневом датчике (мотроник с единым датчиком); точка отсчета расположена на демпфере крутильных колебаний
• Управление пуском холодного двигателя с помощью блока управления DME (клапан пуска холодного двигателя отсутствует)
• Адаптивное регулирование холостого хода
• Регулировка состава смеси с лямбда-зондом с адаптивной предварительной установкой и лямбда-зондом с подогревом
• Система вентиляции топливного бака с фильтром с активированным углем
• Воздействие DWA (системы охранной сигнализации) на блок управления
• Использование эквивалентных величин при отказе расходомера воздуха, NTC I и NTC II
• Самодиагностика „
• Кодирование вариантов блоков управления

Блок управления

В блоке управления DME все входящие сигналы датчиков обрабатываются и преобразуются во время впрыска и момент зажигания. Блок содержит две платы и соединен с периферией через 55-полюсный разъем.\

Полупоследовательный впрыск (Halb-SEFI)

В отличие от предыдущего варианта управления впрыском, при котором все цилиндры обеспечивались топливом двумя порциями за один оборот распределительных валов с помощью одновременного параллельного включения, здесь осуществляется последовательный впрыск в две группы.

Рис. Сравнение способов впрыска

a) Параллельный впрыск

b) Впрыск Halb-SEFI

В соответствии с порядком работы полное количество топлива, необходимое для образования смеси, впрыскивается сначала в цилиндры 1-й группы (Цил. 1, 5, 3), а затем в цилиндры 2-й группы (Цил. 6, 2, 4).
При этом время впрыска выбирается таким образом, что для всех цилиндров одной группы топливо впрыскивается перед закрытые впускные клапаны. В результате образование смеси начинается уже до такта впуска и становится наиболее интенсивным при завершении такта, что благоприятно сказывается на составе отработавших газов и расходе топлива.

Управление пуском холодного двигателя

Для обогащения топливно-воздушной смеси во время пуска холодного двигателя в DME 1.1 реализовано управление пуском холодного двигателя блоком управления DME.
Благодаря этому удалось отказаться от клапана пуска холодного двигателя и реле времени с термоэлементом (DME первого и второго поколений).
При запуске двигателя для лучшей подготовки однородной смеси для всех цилиндров впрыск производится трижды за один оборот коленчатого вала. Количество впрыскиваемого топлива определяется в зависимости от количества оборотов двигателя с начала запуска, частоты вращения коленвала и температуры двигателя.
При превышении пороговых значений запуска впрыск производится один раз за один оборот коленчатого вала.

Постоянный плюс (Конт. 30)

Питание ЗУ неисправностей и ЗУ значений коррекции.

Конт. 15

При включении контакта 15 включается цепь управления главного реле.

UB+ от главного реле

UB+ обеспечивает питанием блоки управления и часть периферии. Так как напряжение аккумуляторной батареи также оказывает влияние на время реагирования форсунок, этот вход оценивается блоком управления и учитывается в качестве корректировочного значения для времени впрыска.

Датчик частоты вращения и положения поршня первого цилиндра в ВМТ

Функции датчика частоты вращения и датчика положения поршня первого цилиндра в ВМТ были объединены в одном индукционном стержневом датчике.
Частота вращения вычисляется с помощью расположенного на демпфере инкрементного зубчатого венца с 58 из 60 возможных зубьев. Опорный сигнал для согласования угла опережения зажигания поступает в блок управления при прохождении пропуска зубьев (отсутствуют два зуба).

Датчик распознавания цилиндров

Вокруг провода высокого напряжения 6-го цилиндра расположен датчик распознавания цилиндров. Он выполнен в виде индуктивного импульсного датчика. Когда через провод высокого напряжения проходит ток системы зажигания, в датчике генерируется индуктивное напряжение.
По этому сигналу напряжения блок управления определяет, что в 6-м цилиндре произошло зажигание, и на основании этого он может определить оба времени впрыска (режим Halb-SEFI) в соответствии с порядком работы.

Датчик температуры всасываемого воздуха (NTC I)

Воздушная масса, необходимая для сгорания, зависит от температуры всасываемого воздуха. Холодный воздух имеет более высокую плотность и содержит больше кислорода, чем теплый. Это значит, что при одном положении дроссельной заслонки наполнение цилиндров уменьшается при нагреве всасываемого воздуха. Для правильного определения количества топлива, соответствующего изменившейся воздушной массе, блок управления DME измеряет температуру всасываемого воздуха. В соответствии с температурой воздуха корректируется базовое время впрыска и изменяется момент зажигания, как в режиме полной нагрузки, так и при запуске. Датчик встроен в расходомер воздуха. При отказе датчика блок управления использует имеющееся в нем эквивалентное значение.

Датчик температуры двигателя (NTC II)

Этот датчик температуры ввернут в блок цилиндров, головку блока цилиндров или в корпус термостата и определяет температуру двигателя по температуре охлаждающей жидкости.
Эта информация анализируется в блоке управления DME и служит для корректировки базового количества впрыскиваемого топлива, а также момента зажигания. При отказе датчика блок управления использует имеющееся в нем эквивалентное значение.

Расходомер воздуха

Общее количество воздуха, всасываемое двигателем, проходит через расходомер воздуха, установленный перед дроссельной заслонкой, и измеряется им. Этот сигнал (нагрузка) и частота вращения коленвала являются основными величинами для расчета базового времени впрыска. При отказе расходомера воздуха блок управления использует имеющееся в нем эквивалентное значение.

Расходомер воздуха в системе впуска

1 Дроссельная заслонка
2 Расходомер воздуха
3 Сигнал температуры всасываемого воздуха для блока управления
4 Блок управления
5 Сигнал расходомера воздуха для блока управления
6 Воздушный фильтр
QL Всасываемое количество воздуха
а Угол отклонения

Лямбда-зонд

Лямбда-зонд Bosch представляет собой зонд с релейной характеристикой напряжения. Он измеряет долю кислорода, оставшегося в отработавших газах, перед катализатором. Эта доля кислорода является регулирующей величиной, которая преобразуется лямбда-зондом в сигнал напряжения. Сигнал напряжения в свою очередь анализируется регулятором в блоке управления DME.
В результате регулировки состава смеси с лямбда-зондом блок управления DME корректирует время впрыска.
Готовность системы к работе и динамика зонда существенно зависят от температуры керамических элементов зонда. Лямбда-зонд с подогревом может устанавливаться на большем удалении от двигателя, так что даже высокая температура отработавших газов, возникающая, например, при "продолжительном движении с полной нагрузкой", не является проблемой для зонда.
Это имеет особое значение также для форсированных двигателей с двухканальными системами выпуска ОГ, у которых лямбда-зонд может быть установлен за соединением каналов непосредственно перед катализатором. Внешний подогрев с РТС-характеристикой ведет к быстрому нагреву зонда, так что в течение 20-30 с после запуска двигателя зонд достигает рабочей температуры и благодаря этому регулировка состава смеси с лямбда-зондом становится возможной при температуре двигателя, начиная примерно с 50 °С.
Информация: РТС = положительный температурный коэффициент

Лямбда-зонд Bosch с подогревом

Рис Лямбда-зонд с подогревом

1 Корпус зонда
2 Керамическая втулка
3 Соединительные провода
4 Защитный кожух со шлицом
5 Активный керамический элемент зонда
6 Корпус зонда
7 Керамическая втулка
8 Соединительные провода
9 Защитный кожух со шлицом
10 Активный керамический элемент зонда

Регулировка состава смеси с лямбда-зондом с адаптивной предварительной установкой

1 Расходомер воздуха
d Регулировка с адаптивной предварительной установкой
ив Напряжение бортовой сети
2 Двигатель
3 Лямбда-зонд
п Частота вращения коленвала
4 Катализатор
е Контроль за зондом
5 Форсунки
f Подача топлива
Тм Температура двигателя
6 Блок управления с регулятором
9 Воздух
ti Длительность импульса
h Отработавшие газы
tL Количество воздуха
а Пороговое значение
Us Напряжение сигнала
Vi Количество впрыскиваемого топлива
b Интегратор
и. Напряжение лямбдазонда
с Компаратор

Адаптивная предварительная установка корректирует длительные отклонения от соотношения воздух-топливо X = 1 (идеальное соотношение =14,8 кг воздуха/1 кг топлива). Корректировка осуществляется с помощью среднего значения (X f = 1), исходя из большего (X f > 1) или меньшего (X f < 1) среднего значения. Отклонения распознаются по положению регулятора состава смеси с лямбда-зондом. Если регулировка состава смеси с лямбда-зондом в течение длительного времени постоянно корректирует образование смеси в направлении обогащения (среднее значение X f > 1) или обеднения (среднее значение X f < 1), то образование смеси изменяется с помощью адаптивной предварительной установки в этом направлении. Благодаря этому регулировка состава смеси с лямбда-зондом освобождается от необходимости корректировки постоянных величин отклонений.

Рис. Регулировка состава смеси с лямбда-зондом с адаптивной предварительной установкой при отклонении состава смеси на 10 % в сторону обеднения

1 Лямбда-регулятор А Зона богатой смеси
2 Значение коррекции В Зона бедной смеси
3 Предварительная установка/время

Пояснение к рисунку:

Через 6,25 с предварительная установка изменяется до коэффициента лямбда 0,9, это означает, что смесь содержит топлива на 10 % меньше необходимого. Регулировка состава смеси с лямбда-зондом корректирует это сначала тем, что увеличивает коэффициент регулировки до 1,1. При сохранении помехи значение коррекции увеличивается до превышающего среднее значение на выходе регулятора.
В заключение отклонение среднего значения регулятора от 1 полностью включается в значение коррекции.
К отклонению в составе смеси ведут два типа неисправностей:
- неисправности, учитываемые при суммирующей коррекции;
- неисправности, учитываемые при множительной коррекции.

Неисправности, учитываемые при суммирующей коррекции

Неисправности, которые наиболее явно проявляются при небольшом потоке воздуха, на холостом ходу или в диапазоне близком к холостому ходу (например, подсос воздуха в системе впуска или неправильное давление подачи топлива) и последствия которых корректируются значением, остающимся неизменным на всех режимах (суммирующая коррекция)

Неисправности, учитываемые при множительной коррекции

Неисправности, которые проявляются вследствие разности плотности воздуха (например, при изменении погоды или высоты) или изменения производительности топливного насоса (л/мин). Они распознаются при больших потоках воздуха, при которых неисправности, учитываемые при суммирующей коррекции, уже едва заметны.
Определенное отклонение выступает в роли постоянного коэффициента, на который умножается время впрыска (множительная коррекция).

Сигнал скорости движения (V-Signal)

Сигнал скорости используется блоком управления в качестве корректируемого параметра для регулировки скорости и холостого хода.

Датчик углового перемещения дроссельной заслонки (DSK)

Различные диапазоны нагрузок требуют различный состав смеси. Эти диапазоны нагрузок - холостой ход (LL), частичная нагрузка (TL) и полная нагрузка (VL). Блок управления DME распознает диапазоны нагрузок с помощью датчика углового перемещения дроссельной заслонки.

Рис. Датчик углового перемещения дроссельной заслонки

1 Контакт полной нагрузки
2 Кулиса переключения передач
3 Валик дроссельной заслонки
4 Контакт холостого хода
5 Электрический разъем

Сигнал холостого хода датчика используется в блоке управления в комбинации с частотой вращения коленвала для распознавания холостого хода и влияет на регулировку холостого хода, а также на уменьшение подачи топлива при принудительном холостом ходе.
Сигнал полной нагрузки датчика используется в блоке управления для распознавания полной нагрузки. Если распознана полная нагрузка, активизируется обогащение смеси на полной нагрузке и выключается регулировка состава смеси с лямбда-зондом.

Выключатель системы охранной сигнализации (S-DWA)

Если на бортовом компьютере (ВС) была активизирована функция кода или DWA находится во включенном состоянии, то при попытке запуска на этот вход поступает высокий уровень напряжения. Если частота вращения коленвала < 500 об/мин, то после этого блок управления DME отключает зажигание и впрыск.

Выключатель компрессора кондиционера (S-KO)

С помощью этого сигнала блок управления DME распознает, что активизирован компрессор кондиционера.
Для компенсации дополнительной нагрузки, вызванной компрессором кондиционера, DME корректирует зажигание и частоту вращения коленвала.

Выключатель кондиционера (S-AC)

Этот сигнал сообщает DME о готовности кондиционера к работе. DME реагирует на этот сигнал увеличением частоты вращения коленвала.

Выключатель рычага управления АКПП (S-P/N)

Эта информация необходима DME для распознавания включения "ходового" положения автоматической коробки передач.
Она служит, как для предотвращения запуска при включенном "ходовом" положении, так и для корректировки зажигания и частоты вращения, чтобы компенсировать дополнительную нагрузку, возникающую под действием автоматической коробки передач.

Выключатель муфты блокировки гидротрансформатора (S-WK)

Если на блок управления поступает сигнал S-WK, то DME переключается на другое поле характеристик зажигания.

Воздействие на угол опережения зажигания

С помощью этого сигнала блок управления DME получает от блока управления автоматической коробкой передач (EGS) информацию о происходящем переключении. На время переключения угол опережения зажигания уменьшается для уменьшения крутящего момента двигателя, чтобы процесс переключения происходил более мягко.

Провод активизации диагностики (RxD)

Сообщение от диагностического прибора, поступившее на этот вход, переключает блок управления DME в диагностический режим.

Провод передачи диагностических данных (TxD)

По этому проводу происходит обмен данными (двунаправлено) между блоком управления DME и диагностическим прибором.

Напряжение программирования

Через этот вход можно закодировать вариант блока управления DME.
Кодирование осуществляется при сходе с конвейера. С помощью программы записывается код варианта управления, например С05Е, который необходим для специальных типов автомобиля, включая специальное оснащение и экспортное исполнение.
Благодаря этому удалось исключить переключатель печатной платы (DME второго поколения 1-го исполнения).
Кодирование вариантов можно производить до 8 раз. Закодированный блок управления, таким образом, можно перекодировать 7 раз.

Главное реле системы DME

С этого выхода подается ток управления на главное реле. Необходимым условием для этого является наличие на входе Контакт 15 напряжения бортовой сети. Когда главное реле включено, на вход UB+ подается напряжение бортовой сети, и одновременно подается напряжение на периферийные узлы, такие как, например, форсунки, регулятор вентиляции топливного бака и клапан холостого хода. После остановки двигателя главное реле остается включенным в течение еще 3 с, для того чтобы исключить "детонирование" вследствие обычно открытого клапана вентиляции топливного бака.

Зажигание, контакт 1

Плюс аккумуляторной батареи подается на катушку зажигания через замок зажигания, контакт 15. Первичная обмотка соединяется с массой через выходной каскад блока управления DME. Изменение момента зажигания в зависимости от нагрузки и частоты вращения коленвала, а также управление углом замкнутого состояния контакта осуществляются блоком управления DME.

Рис. : Подсистема зажигания мотроник

1 Замок зажигания
2 Катушка зажигания
3 Распределитель высокого напряжения
4 Провод высокого напряжения
5 Свечи зажигания
6 Блок управления
7 Аккумуляторная батарея

Реле топливного электронасоса/сигнал TR

Когда блок управления DME распознает частоту вращения при запуске, через этот выход активизируется реле топливного насоса. Одновременно блок управления DME посылает сигнал TR через этот выход на блок управления EG. Сигнал TR помогает блоку управления EGS распознать частоту вращения коленвала. Он генерируется прерыванием сигнала массы блоком управления DME в миллисекундном диапазоне. Вследствие этого генерируется цифровой импульс напряжения, который обрабатывается блоком управления EGS, как сигнал частоты вращения. Реле электродвигателя насоса вследствие его инертности и кратковременности включения не реагирует.

Двухобмоточный регулятор частоты вращения (ZWD)

Регулятор частоты вращения на холостом ходу подает к двигателю, через байпас к дроссельной заслонке, больше или меньше воздуха в зависимости от отклонения частоты вращения относительно заданного значения.
Регулятор частоты вращения на холостом ходу выполнен как двухобмоточный регулятор (ZWD).

Рис. 13: Двухобмоточный регулятор частоты вращения

1 Электрический разъем
2 Корпус
3 Постоянный магнит
4 Якорь
5 Воздушный канал в виде байпаса к дроссельной заслонке
6 Поворотная заслонка

На катушки подано питание от плюсового вывода через главное реле DME, и они попеременно подсоединяются блоком управления к массе.

Диаграмма состояний ZWD

На показанном на рисунке примере блок управления DME подает массу на обмотку 1 со скважностью 30 % (3 мс) и на обмотку 2 со скважностью 70 % (7 мс) через выходы ZWD Offnen и ZWD Schlielien. Вследствие инертности якоря поворотная заслонка устанавливается в определенное открытое положение.
Если частота вращения коленвала на холостом ходу изменяется, например, при включении кондиционера или включении "ходового" положения, положение якоря с поворотной заслонкой изменяется с помощью изменения скважности, и таким образом корректируется частота вращения.

Адаптивное регулирование холостого хода

DME 1.1 имеет регулировку подачи топлива на холостом ходу, как описано в DME второго поколения. Отличие заключается в подстройке предварительной установки с помощью самонастраивающейся системы. При этом говорят об "адаптивной" регулировке холостого хода. Под "адаптацией" понимают принятие новых значений.
Пояснение адаптивной регулировки холостого хода на примере:
Новый двигатель работает на холостом ходу в прогретом до рабочей температуры состоянии и без нагрузки с частотой вращения 800 об/мин. Для поддержания этой частоты вращения коленвала на холостом ходу регулятор холостого хода должен быть активизирован со скважностью, например, 30 %/70 %. Это значение заложено в блок управления.

После определенного пробега двигатель обкатывается и внутреннее трение уменьшается. Вследствие этого частота вращения коленвала на холостом ходу увеличивается. Регулятор холостого хода производит регулировку так, чтобы частота вращения снова стала 800 об/мин. Это осуществляется путем изменения скважности, например, до 20 %/80 %.
Новое значение (20 %/80 %) теперь адаптируется блоком управления. Благодаря адаптации новой скважности регулятор холостого хода активизируется на холостом ходу таким образом, что частота вращения коленвала на холостом ходу устанавливается на 800 об/мин.
Адаптация может проходить как угодно часто. Значение коррекции стирается, когда блок управления записывает поверх него другое значение или при прерывании питания. Необходимым условием адаптации является рабочая температура двигателя и скорость движения автомобиля 0 км/ч.

Клапан вентиляции топливного бака (TEV)

Через этот выход блока управления активизируется TEV, что позволяет продуть фильтр с активированным углем при прогретом до рабочей температуры двигателе.

Рис. Принцип работы системы вентиляции топливного бака

1 Трубопровод от топливного фильтра к фильтру с активированным углем
2 Фильтр с активированным углем
3 Наружный воздух
4 Клапан вентиляции топливного бака
5 Трубопровод к впускному коллектору 6 Дроссельная заслонка
Ар- разность давления всасывания ps и давления окружающей среды.

На автомобилях с катализатором пары топлива (углеводороды), образующиеся в топливном баке, не должны попадать в окружающую среду. Они всасываются двигателем и сгорают. Для того чтобы пары не могли выйти наружу при неработающем двигателе, между топливным баком и двигателем установлен фильтр с активированным углем. Он аккумулирует пары при неработающем двигателе.
При работающем двигателе и определенных рабочих параметрах, NTC II > 60 °С и при соответствующей нагрузке двигателя, через фильтр с активированным углем засасывается наружный воздух. При этом аккумулированные пары топлива выдуваются и сжигаются в двигателе.
Для предотвращения отсасывания этих паров при NTC II < 60 °С или при небольшой нагрузке двигателя или при движении накатом между фильтром с активированным углем и впускным коллектором двигателя установлен клапан вентиляции топливного бака (TEV). Он препятствует отсасыванию или регулирует его используя 16 ступеней для предотвращения переобогащения смеси.

Рис. 16: Клапан вентиляции топливного бака

1 Штуцер для подсоединения
2 Обратный клапан
3 Плоская пружина
4 Уплотнительный элемент шланга
5 Магнитный якорь
6 Седло клапана
7 Электромагнитная обмотка.

Клапан вентиляции топливного бака нормально-закрытый. Дополнительно он имеет механический обратный клапан, который открывается под действием разрежения двигателя.
При неработающем двигателе и открытом электромагнитном клапане (нормально-открытый), механический обратный клапан препятствует попаданию паров топлива во впускной тракт двигателя (плохой пуск горячего двигателя). После остановки двигателя клапан вентиляции еще несколько секунд получает питание от блока управления для предотвращения засасывания паров топлива под действием разрежения при выбеге двигателя и исключения детонации вследствие этого.

Сигнал частоты вращения (сигнал TD)

Через этот выход выдается сигнал частоты вращения для последующей обработки к другим блокам управления (например, комбинация приборов/тахометр).

Сигнал впрыска (сигнал Ti)

Этот сигнал отражает время впрыска (Ti) и требуется, например, в комбинации приборов для эконометра или в бортовом компьютере для расчета среднего расхода.

Питание 5 В

Для различных периферийных узлов, например, NTC I, NTC II, LMM, требуется напряжение питания 5 В, которым их обеспечивает блок управления DME через различные выходы.

Форсунки

Форсунки работают как электромагнитные клапаны. Главное реле DME подает на них питание от плюсового вывода при включении контакта 15, а блок управления соединяет их с массой на время впрыска.
Для осуществления впрыска Halb-SEFI форсунки разделены на две группы в соответствии с порядком работы (датчик распознавания цилиндров). Каждая группа включается через отдельный выходной каскад.

Форсунка (слева) и активизация (справа)

1 Сетчатый фильтр в канале подачи топлива
2 Электрический разъем
3 Электромагнитная обмотка
4 Корпус клапана
5 Якорь
6 Тело клапана
7 Игла клапана

Реле подогрева лямбда-зондов

При включении контакта 15 блок управления DME активизирует реле подогрева лямбда-зондов. Выключение происходит в зависимости от частоты вращения коленвала и нагрузки двигателя. Информация: В определенных вариантах подогрев лямбда-зондов может постоянно получать питание от реле топливного.