沃爾沃B5254T12發動機ECM功能與原理（四）

浙江/王宇超

（九）燃油壓力調節（如圖17所示）

圖17

1．概述

需量控制燃油泵的燃油壓力調節是指燃油壓力/流量通過改變燃油泵的輸出來無級調節。該系統的設計意味著燃油壓力可在300～500kPa之間調節。高壓用在極端情形下，如發動機重負載和熱啟動等。

以下組件用于燃油壓力的調節：

（1）發動機控制模塊（ECM）（4/46）。

（2）燃油泵控制模塊（4/83）。

（3）燃油壓力傳感器帶燃油溫度傳感器（7/156）。

（4）燃油泵（FP）（6/33）。

發動機啟動過程所需時間可通過當發動機控制模塊（ECM）從中央電子模塊（CEM）接收到啟動控制模塊（SCU）的位置信號時，快速升高燃油分配管中的壓力來縮短。因為燃油壓力傳感器發出的信號提供了燃油壓力和實際燃油溫度的信息，發動機控制模塊（ECM）便能更好地計算噴射時間。這特別改善了發動機冷啟動時的表現。

改變燃油泵輸出以使其不總是在最大功率的優點是：

（1）燃油泵（FP）的總功率消耗降低，從而降低了供電系統上的負載，也降低了燃油消耗。

（2）延長燃油泵（FP）的使用壽命。

（3）減小燃油泵噪聲。

2．控制

發動機控制模塊（ECM）計算出理想的燃油壓力。然后發送一個信號到燃油泵控制模塊，表明理想的燃油壓力。發動機控制模塊（ECM）和燃油泵控制模塊之間的串聯通信被用來攜帶該信號。燃油泵控制模塊再用接地線上的脈沖寬度調諧（PWM）電壓來操控燃油泵單元，以獲得理想的壓力。燃油泵（FP）可通過改變脈沖寬度調諧（PWM）信號的脈波比率來進行無級控制。只有在那個特定時間所要求的壓力才會被釋放到燃油分配管/噴油器。此脈沖寬度調諧（PWM）信號值是燃油泵（FP）工作負載的測量值（載荷100% = 最大壓力）。發動機控制模塊（ECM）利用燃油壓力傳感器來的信號持續監測燃油壓力。這使得理想的燃油壓力可以達到，如有必要就會發送信號到燃油泵控制模塊，要求調整燃油壓力。發動機控制模塊（ECM）調節穩定的燃油壓力（在發動機運行時相對于大氣壓力約為400kPa）。

3．被動安全性

出于安全原因，如果安全輔助系統（SRS）模塊探測到碰撞，中央電子模塊（CEM）就會關閉燃油泵（FP）。

（十）爆震控制（如圖18所示）

在燃油和空氣混合物自燃時，燃燒室中會發生爆震。這可以在火花塞發出點火火星之前或之后發生。在這兩種情況下，兩個或多個地方的燃氣在燃燒室點火。這導致具有多個方向的火焰的極速燃燒過程。在這些火焰交匯時，氣缸中的壓力迅速增加并且有一個機械敲擊聲音。若有氣缸爆震，那么發動機缸體中就有某些類型的震動。這些震動被傳送到用螺栓固定在發動機缸體中的爆震傳感器（7/23-24）。一個爆震傳感器檢測氣缸1、2 和 3上的爆震。另一個爆震傳感器檢測氣缸4和5上的爆震。在爆震傳感器的壓電材料產生機械應力，因此而產生電壓。發動機控制模塊（ECM）（4/46）便可使用脈沖傳感器（7/25）來確定哪一個氣缸爆震。爆震傳感器（KS）也會解釋一部分正常的發動機聲音。控制模塊能夠經由過濾、放大以及使用軟件與爆震信號模式來比較信號以辨識出對應于爆震的震動。如果爆震傳感器（KS）偵測到發動機中的爆震已超過一定的限定值，會首先延遲點火正時，然后再以單獨的功能來增加燃油/空氣混合濃度以消除爆震。

（十一）點火控制（如圖19所示）

圖18

圖19

以下組件用于點火控制：

（1）發動機轉速（RPM）傳感器（7/25）。

（2）質量氣流(MAF)傳感器(7/17)。

（3）發動機冷卻液溫度（ECT）傳感器（7/16）。

（4）電子節氣門單元（6/120）上的節氣門位置（TP）傳感器。

（5）爆震傳感器（K S）（7/23-24）。

（6）變速器控制模塊（TCM）（4/28）。

（7）帶點火線圈的火花塞（20/3-7）。

發動機控制模塊（ECM）基于軟件和傳感器上的信息計算最佳的點火提前。發動機控制模塊（ECM）切斷通到要點火的氣缸上點火線圈的電流并產生火星。在啟動階段，發動機控制模塊（ECM）會產生一個固定的點火設定。發動機已啟動并且車輛在行駛時，發動機控制模塊（ECM）計算最佳點火設定，它考慮如下因素：

（1）發動機轉速（RPM）。

（2）負載。

（3）溫度。

發動機達到工作溫度時，發動機控制模塊（ECM）分析來自爆震傳感器（KS）的信號。如果任何的氣缸有爆震，該特定氣缸的點火會延遲直到爆震消失。點火然后進入到正常位置或直到爆震再發生。在變速器控制模塊（TCM）即將換擋之前，有時候會將扭力限制要求發送到發動機控制模塊（ECM）。后者就會在瞬間降低點火，從而減少扭力，使換擋更為平順，并降低變速器上的負載。降低點火可分幾級進行，這些層級取決于變速器控制模塊（TCM）發來的信號。從發動機控制模塊（ECM）返回到變速器控制模塊（TCM）的信號確認信號已到達發動機控制模塊（ECM）。

（十二）缺火診斷

如果燃油點火不正確，發動機缺火。

（十三）調節空調（A/C）壓縮機（如圖20所示）

圖20

空調（A/C）壓縮機由發動機控制模塊（ECM）（4/46）按氣候控制模塊（CCM）（4/6）經由控制區域網絡（CAN）發出的要求來控制。當發動機控制模塊（ECM）從氣候控制模塊（CCM）接收到信號要求啟動空調（A/C）壓縮機時，發動機控制模塊（ECM）就將空調壓縮機繼電器線圈的電路接地。

1．A/C空調繼電器

繼電器（2/22）關閉發動機室內整合繼電器/保險絲盒和A/C空調壓縮機（8/3）離合器之間的電路。A/C空調壓縮機擁有可變氣缸排量，總是在正常駕駛時運轉。壓縮機內的排量由一個受發動機控制模塊（ECM）控制的電磁閥調整。發動機控制模塊（ECM）根據駕駛員和車輛的不同駕駛特性來調整電磁閥（排量）。在發動機啟動、起步和加速等情形下，排量受到調整，使空調壓縮機對發動機扭力的影響盡可能最小。氣候控制模塊（CCM）控制氣候控制系統中與駕駛員及乘客的車輛界面有關的所有功能，即儀表板周圍面板上的氣候控制系統按鍵。另請參閱“設計與功能-恒溫控制模塊（CCM）”。溫度控制模塊（CCM）發送信息到發動機控制模塊（ECM），確定什么應該優先。例如，A/C空調壓縮機在某些極端情況下會被完全關閉，不論恒溫控制模塊（CCM）的要求如何。這是為了防止發動機的負面性能，并保護A/C空調系統。除了來自恒溫控制模塊（CCM）的信息，發動機控制模塊（ECM）對A/C空調壓縮機的控制還基于來自下列部分的信息：

（1）A/C空調壓力傳感器（高壓側）（7/8）。

（2）節氣門位置（TP）傳感器（6/120）。

（3）發動機冷卻液溫度（ECT）傳感器（7/16）。

（十四）節氣門控制（如圖21所示）

為確保達到正確的節氣門角度，發動機控制模塊（E C M）（4/46）控制節氣門單元（6/120）中的節氣門閘板，主要使用的信號來自：

（1）加速踏板（AP）位置傳感器（7/51）。

（2）電子節氣門單元上的節氣門位置（TP）傳感器。

使用了額外的信號和參數以確保最佳的節氣門控制，例如經由補償：

（1）空調（A/C）壓縮機的負載。

（2）變速器的負載，取決于所選擋位模式。

（3）發動機冷卻液溫度（ECT）。

（4）通過進氣歧管的空氣流量。

（5）進氣歧管中的歧管絕對壓力（MAP）。

節氣門位置由節氣門單元上節氣門位置（TP）傳感器中的兩個分壓器測量。它們是連接的，這樣分壓器1在節氣門角度增加時產生較高的電壓，而分壓器2則相反。在燃燒的發動機中，最小和最大氣流之間的差異是很大的。較小的氣流需要更充分的調節，所以分壓器1上的分壓器信號在到達發動機控制模塊（ECM）中的AC/DC轉換器前在發動機控制模塊（ECM）中被放大了大約4倍。這即是說到達發動機控制模塊（ECM）上有三個輸入信號：兩個真實的以及一個虛擬的。這些信號用于決定節氣門的位置以及展開調節風門電機到正確的位置。一般情況下放大的信號主要用于小的節氣門角度（小的氣流），這在要求有高的精度時是需要的，例如用于怠速空氣修正。因為信號是放大了的，它可以早到在大約是四分之一的最大展開度時達到其最大數值。發動機控制模塊（ECM）主要使用分壓器1上的信號來測量節氣門開度。分壓器2的信號主要用于檢查確定分壓器1是否在工作。發動機控制模塊（ECM）然后使用該信號以計算節氣門角度（實際數值）。這是實際的節氣門角度。依靠該信息的發動機控制模塊（ECM）功能利用該實際節氣門角度的數值，使節氣門可以被正確地調節。在發動機控制模塊（ECM）中有一項適應（學習）功能，這使控制模塊可以計算出需要如何控制調節風門電機。節氣門角度的調節使得實際角度（實際數值）與由發動機控制模塊（ECM）計算的角度（理想數值）相同。發動機控制模塊（ECM）還使用調整節氣門角度時儲存的數值以及分壓器上的實際信號。調節風門電機由發動機控制模塊（ECM）中的整體式電源級使用脈沖寬度調諧（PWM）信號來部署。另外還使用了電子節氣門單元中開啟及回動彈簧的扭力。如果發動機控制模塊（ECM）中有故障，使得節氣門單元無法操控或沒有供電，節氣門單元中的彈簧就會把節氣門片轉動到跛行位置（返回位置）。這個返回位置提供了足夠大的節氣門角度，使汽車可以開到工場，但駕駛性顯著地減少了。

圖21

1．節氣門角度

節氣門角度通常由分壓器1計量。對于小的角度，使用放大的信號以獲得一個較清晰的信號。發動機控制模塊（ECM）還監測分壓器上的節氣門單元信號以檢查確定它們是可信的且是在最低和最高極限之間，信號還對應于相同的節氣門角度。如果信號中有差異，就從負載信號、發動機轉速以及當時的狀態（特別是壓力和溫度）中計算出一個虛擬的節氣門信號。信號最接近計算的節氣門角度的分壓器將被假定是正確的。另一分壓器被分類為不工作并且產生一個診斷故障碼（DTC）。系統連續地將剩余分壓器的節氣門角度與計算的節氣門角度比較以進行監測。如果這些數值之間有差異，發動機控制模塊（ECM）將不會依據任何一個節氣門單元分壓器。然后節氣門單元中的繼電器電源級被分離，節氣門將切換到跛行模式。

2．節氣門單元的調整

在點火開關位置Ⅱ，發動機控制模塊（ECM）進行電子節氣門單元的適應。適應是通過節氣門片被機械調控到關閉位置并讀取當前的節氣門位置來進行的。若發動機控制模塊（ECM）中原先的適應值缺失，例如，如果控制模塊尚未通電，當前的節氣門角度就會被儲存為適應值。此外，如果有原先儲存的數值，原值和當前節氣門角度的平均值就會儲存為新的適應值。提示：因此在更換電子節氣門單元時，發動機控制模塊（ECM）一定要關閉。

（十五）冷區冷卻調節

發動機控制模塊（ECM）位于擋風玻璃前面的冷區內，以獲得最佳冷卻效果，但在極其炎熱的氣候里以及在高溫的發動機室內，發動機控制模塊（ECM）中的內部溫度可能會達到溫度限值（+105℃）。借由繞控內循環閘板和鼓風機風扇，冷區內的空氣流動增加，使發動機控制模塊（ECM）冷卻下來。這可能會導致顧客留意到熱空氣在沒有想要它吹入乘客室的時候吹入。

（全文完）