捷豹/路虎Ingenium I4 2.0L汽油发动机技术解析（四）

计 实

八、发动机管理系统

1.电控部件位置

Ingenium I4 2.0L汽油发动机电控部件位置如图33和图34所示。

2. PCM 输入和输出

PCM 输入和输出框图如图35～图37所示。

3.曲轴位置传感器（CKP）

CKP 传感器为双向检测5V传感器，输出0V/4.75V方波信号，位于发动机的左后侧。此霍耳效应传感器测量由传动板或双质量飞轮上的磁阻环引发的磁场变化。磁阻环是一个60-2齿的装置，其中缺失了两个齿，传感器利用缺失的齿来确定曲轴位置。在发动机熄火和停止过程中，曲轴可能会反转，CKP 可以检测到这种情况。这就允许PCM 计算发动机停止后的曲轴绝对位置，以便能够执行启动-停止功能。PCM 利用CKP 信号执行以下功能：

（1）信号作用

◆发动机转速

◆发动机旋转方向

◆曲轴绝对位置

◆点火和喷射正时

◆ CVVL 和 VCT 控制

（2）信号故障后果

◆PCM 中会记录DTC

◆发动机性能下降，无VCT操作

◆发动机将使用来自CMP 传感器的数据继续运转

（3）FlexRay™ 传输

PCM 将通过FlexRay™ 网络传输此信号信息，以供其他系统使用，例如IC（仪表）。

4. 凸轮轴位置传感器（CMP）

┃ 图33 电控部件位置（一）

┃ 图34 电控部件位置（二）

CMP 传感器是5V传感器，输出0V/4.75V方波信号，位于发动机顶部的凸轮轴支座上。此霍耳效应传感器测量由进气和排气凸轮轴上的磁阻环引发的磁场变化。该传感器会生成与发动机转速成比例的方波信号，PCM利用此信号执行以下功能：

（1）信号作用

◆确定进气和排气凸轮轴的当前旋转位置

◆精确控制VCT 系统并确定当前的凸轮轴调节位置

◆充当CKP 发生故障时的备用传感器

（2）信号故障后果

◆PCM 中会记录DTC

◆发动机将会继续运转，但是VCT 系统将被禁用

◆发动机性能和燃油经济性将会下降

5.空气质量流量和温度（MAFT）传感器

┃ 图35 PCM 输入和输出框图（一）

组合式空气质量流量和温度（MAFT）传感器配有一个5V电源，位于空气滤清器壳体顶部。MAFT 传感器输出与进气质量和温度成比例的0V/5V方波频率（数字）信号。MAFT的MAF 部分采用了热膜原理，它会输出与吸入发动机的空气质量成比例的调频（FM）信号。MAFT 的温度传感器部分使用一个NTC 热敏电阻，它会输出与进气的温度变化成比例的电压信号。NTC 热敏电阻的工作原理是：随着进气温度的升高降低传感器的电阻。ECM 利用该数据，并结合来自其他传感器的信号及所存储的工况图，来执行以下功能：

┃ 图36 PCM 输入和输出框图（二）

（1）信号作用

确定要喷射到汽缸中的精确燃油量。

┃ 图37 PCM 输入和输出框图（三）

（2）信号故障后果（MAF）

◆难以启动

◆发动机启动后停转

◆发动机响应延迟

◆发动机性能和燃油经济性将会下降

（3）信号故障后果（温度传感器）

◆供油过量

◆怠速控制不起作用

注意：如果MAFT 传感器的温度传感器发生故障，则PCM 将使用-5℃的默认进气温度。

6.歧管绝对压力及温度（MAPT）传感器

Ingenium I4 2.0L汽油发动机使用两个MAPT 传感器，每个都配有一个5V电源，其输出是介于0～5V之间的模拟电压信号，歧管压力升高，输出波形的波幅增大。一个传感器位于进气歧管中，另一个传感器位于通向电子节气门的增压空气管道中，在增压冷却器的后方。膜片传感器用于测量空气压力，分压器电路中的NTC 热敏电阻用于测量增压空气的温度。

（1）信号作用

增压空气压力调节。

（2）信号故障后果

◆增压空气控制不工作

◆发动机性能和燃油经济性将会下降

7. 加热型氧传感器（HO2S）

根据市场的不同，Ingenium I4 2.0L汽油发动机的排气系统中使用2或3个HO2S。三氧传感器系统如图38所示。

◆NAS/EU6d - 3个HO2S（一个前置催化剂HO2S、1个中置催化剂HO2S、1个后置催化剂HO2S）

◆EU5/6c - 2个 HO2S（1个 前置催化剂HO2S、1个中置催化剂HO2S）

（1） 前置催化剂HO2S - 宽量程传感器

安装在排气前段，位于涡轮增压器涡轮机出口的正后方和前催化转化器的前方。

（2）中置催化剂HO2S-窄量程传感器

安装在排气前段，位于前置催化转化器和主催化转化器之间。

（3）后置催化剂HO2S-窄量程传感器

安装在排气前段，位于主催化转化器的后方。

PCM 利用来自HO2S的信号执行以下功能：

①信号作用

◆测量废气中的氧气含量

◆将空燃比调节至λ= 1（14.7:1）

◆监测催化转化器的性能

◆计算长时和短时燃油修正

②信号故障后果

◆PCM 中会记录DTC

◆排放控制能力将会降低

◆发动机性能和燃油经济性将会下降

8.机油压力和温度传感器

机油压力和温度传感器位于发动机右前部的机油滤清器壳体总成中。它直接连接至PCM 并接收5V电源。该温度传感器是一个NTC 型传感器，该传感器在-40～160℃的温度范围内工作。如果发生故障，则系统将会使用ECT传感器值。传感器输出PWM信号，如图39所示，PWM信号同时将机油压力和温度信息传输给PCM。

┃ 图38 三氧传感器系统

┃ 图39 机油压力和温度传感器输出信号

（1）信号作用

通过可变流量机油泵实现机油压力控制。

（2）故障后果

◆机油压力信号默认变为最大值，导致无可变机油压力控制

◆燃油经济性将会下降

◆PCM 中会记录DTC

◆仪表盘上的报警灯将会亮起

（3）FlexRay™ 传输

PCM 将通过FlexRay™ 网络传输此信号信息，以供其他系统使用（包括仪表IC）。

9. 发动机冷却液温度（ECT）传感器-电子节温器壳体

ECT 传感器位于电子节温器壳体中，它包含一个NTC 热敏电阻，并且将在-40～140℃的温度范围内工作。传感器的输入是通过PCM 中的电阻器提供的5V参考电压。如果信号发生故障，则系统将会使用机油温度传感器值。如果机油温度和ECT 信号均发生故障，则系统将使用默认的高温度，以便将冷却系统设置为安全的冷却状态。

（1）信号作用

PCM 使用该传感器监测节温器壳体中的发动机冷却液温度，并使用该信息控制电子节温器和可变冷却液泵。

（2）故障后果

◆电子节温器的操作将限制为标准节温器的操作

◆温度计不起作用或读数不准确

◆冷启动困难

◆热启动困难

◆发动机性能降低

（3）FlexRay™ 传输

PCM 将通过FlexRay™ 网络传输此信号信息，以供其他系统使用（包括仪表IC）。

10.散热器出口发动机冷却液温度（ECT）传感器

散热器出口ECT 传感器位于散热器下部冷却液软管中，它包含一个NTC 热敏电阻，并且将在-40～140℃的温度范围内工作。传感器的输入是通过PCM 中的电阻器提供的5V参考电压。

如果ECT 传感器信号发生故障，则PCM 将会使用100℃的默认值。

（1）信号作用

◆通过冷却风扇操作实现散热器温度控制

◆使用附加信息并结合节温器壳体中的ECT，实现发动机温度控制

（2）故障后果

◆冷却风扇操作增多，并且工作粗暴

◆燃油经济性将会下降

11. 汽缸缸盖温度传感器

汽缸缸盖温度传感器具有5V供电和NTC 属性。该传感器位于汽缸缸盖前部，靠近机油滤清器壳体和汽缸缸盖出水管。该传感器测量汽缸缸盖金属温度，与发动机冷却液无关。

（1）信号使用

可变冷却液泵运行时的闭环输入。

（2）故障后果

可变冷却液泵将在所有发动机条件下保持全流量

◆燃油经济性降低

12. 汽缸缸体温度传感器

汽缸缸体温度传感器具有5V电源和NTC 属性。该传感器位于汽缸缸体的左侧，在电子节温器壳体附近。该传感器测量汽缸缸体金属的温度，与发动机冷却液无关。

（1）信号作用

PCM 可利用该信号并结合其他冷却液传感器来计算发动机温度。

（2）故障后果

◆可变冷却液泵将在所有发动机条件下保持全流量

◆燃油经济性降低

13. 发动机冷却风扇（带控制模块）

发动机冷却风扇控制模块位于冷却风扇罩的后部，由PCM 通过继电器和PWM 信号控制。

┃ 图40 专用工具

（1）信号使用

◆PCM 可借助该模块控制风扇电机的运转速度

◆风扇控制模块改变向风扇电机提供电流的供油管路的电阻。从而改变风扇的转速

（2）故障后果

◆发动机工作温度将会升高

◆风扇无法正常工作，导致发动机过热

◆空调（A/C）性能将会下降

◆发动机性能和燃油经济性将会下降

专用工具如图40所示。

（全文完）