沃尔沃B5254T12发动机ECM功能与原理（四）

浙江/王宇超

（九）燃油压力调节（如图17所示）

图17

1．概述

需量控制燃油泵的燃油压力调节是指燃油压力/流量通过改变燃油泵的输出来无级调节。该系统的设计意味着燃油压力可在300～500kPa之间调节。高压用在极端情形下，如发动机重负载和热启动等。

以下组件用于燃油压力的调节：

（1）发动机控制模块（ECM）（4/46）。

（2）燃油泵控制模块（4/83）。

（3）燃油压力传感器带燃油温度传感器（7/156）。

（4）燃油泵（FP）（6/33）。

发动机启动过程所需时间可通过当发动机控制模块（ECM）从中央电子模块（CEM）接收到启动控制模块（SCU）的位置信号时，快速升高燃油分配管中的压力来缩短。因为燃油压力传感器发出的信号提供了燃油压力和实际燃油温度的信息，发动机控制模块（ECM）便能更好地计算喷射时间。这特别改善了发动机冷启动时的表现。

改变燃油泵输出以使其不总是在最大功率的优点是：

（1）燃油泵（FP）的总功率消耗降低，从而降低了供电系统上的负载，也降低了燃油消耗。

（2）延长燃油泵（FP）的使用寿命。

（3）减小燃油泵噪声。

2．控制

发动机控制模块（ECM）计算出理想的燃油压力。然后发送一个信号到燃油泵控制模块，表明理想的燃油压力。发动机控制模块（ECM）和燃油泵控制模块之间的串联通信被用来携带该信号。燃油泵控制模块再用接地线上的脉冲宽度调谐（PWM）电压来操控燃油泵单元，以获得理想的压力。燃油泵（FP）可通过改变脉冲宽度调谐（PWM）信号的脉波比率来进行无级控制。只有在那个特定时间所要求的压力才会被释放到燃油分配管/喷油器。此脉冲宽度调谐（PWM）信号值是燃油泵（FP）工作负载的测量值（载荷100% = 最大压力）。发动机控制模块（ECM）利用燃油压力传感器来的信号持续监测燃油压力。这使得理想的燃油压力可以达到，如有必要就会发送信号到燃油泵控制模块，要求调整燃油压力。发动机控制模块（ECM）调节稳定的燃油压力（在发动机运行时相对于大气压力约为400kPa）。

3．被动安全性

出于安全原因，如果安全辅助系统（SRS）模块探测到碰撞，中央电子模块（CEM）就会关闭燃油泵（FP）。

（十）爆震控制（如图18所示）

在燃油和空气混合物自燃时，燃烧室中会发生爆震。这可以在火花塞发出点火火星之前或之后发生。在这两种情况下，两个或多个地方的燃气在燃烧室点火。这导致具有多个方向的火焰的极速燃烧过程。在这些火焰交汇时，气缸中的压力迅速增加并且有一个机械敲击声音。若有气缸爆震，那么发动机缸体中就有某些类型的震动。这些震动被传送到用螺栓固定在发动机缸体中的爆震传感器（7/23-24）。一个爆震传感器检测气缸1、2 和 3上的爆震。另一个爆震传感器检测气缸4和5上的爆震。在爆震传感器的压电材料产生机械应力，因此而产生电压。发动机控制模块（ECM）（4/46）便可使用脉冲传感器（7/25）来确定哪一个气缸爆震。爆震传感器（KS）也会解释一部分正常的发动机声音。控制模块能够经由过滤、放大以及使用软件与爆震信号模式来比较信号以辨识出对应于爆震的震动。如果爆震传感器（KS）侦测到发动机中的爆震已超过一定的限定值，会首先延迟点火正时，然后再以单独的功能来增加燃油/空气混合浓度以消除爆震。

（十一）点火控制（如图19所示）

图18

图19

以下组件用于点火控制：

（1）发动机转速（RPM）传感器（7/25）。

（2）质量气流(MAF)传感器(7/17)。

（3）发动机冷却液温度（ECT）传感器（7/16）。

（4）电子节气门单元（6/120）上的节气门位置（TP）传感器。

（5）爆震传感器（K S）（7/23-24）。

（6）变速器控制模块（TCM）（4/28）。

（7）带点火线圈的火花塞（20/3-7）。

发动机控制模块（ECM）基于软件和传感器上的信息计算最佳的点火提前。发动机控制模块（ECM）切断通到要点火的气缸上点火线圈的电流并产生火星。在启动阶段，发动机控制模块（ECM）会产生一个固定的点火设定。发动机已启动并且车辆在行驶时，发动机控制模块（ECM）计算最佳点火设定，它考虑如下因素：

（1）发动机转速（RPM）。

（2）负载。

（3）温度。

发动机达到工作温度时，发动机控制模块（ECM）分析来自爆震传感器（KS）的信号。如果任何的气缸有爆震，该特定气缸的点火会延迟直到爆震消失。点火然后进入到正常位置或直到爆震再发生。在变速器控制模块（TCM）即将换挡之前，有时候会将扭力限制要求发送到发动机控制模块（ECM）。后者就会在瞬间降低点火，从而减少扭力，使换挡更为平顺，并降低变速器上的负载。降低点火可分几级进行，这些层级取决于变速器控制模块（TCM）发来的信号。从发动机控制模块（ECM）返回到变速器控制模块（TCM）的信号确认信号已到达发动机控制模块（ECM）。

（十二）缺火诊断

如果燃油点火不正确，发动机缺火。

（十三）调节空调（A/C）压缩机（如图20所示）

图20

空调（A/C）压缩机由发动机控制模块（ECM）（4/46）按气候控制模块（CCM）（4/6）经由控制区域网络（CAN）发出的要求来控制。当发动机控制模块（ECM）从气候控制模块（CCM）接收到信号要求启动空调（A/C）压缩机时，发动机控制模块（ECM）就将空调压缩机继电器线圈的电路接地。

1．A/C空调继电器

继电器（2/22）关闭发动机室内整合继电器/保险丝盒和A/C空调压缩机（8/3）离合器之间的电路。A/C空调压缩机拥有可变气缸排量，总是在正常驾驶时运转。压缩机内的排量由一个受发动机控制模块（ECM）控制的电磁阀调整。发动机控制模块（ECM）根据驾驶员和车辆的不同驾驶特性来调整电磁阀（排量）。在发动机启动、起步和加速等情形下，排量受到调整，使空调压缩机对发动机扭力的影响尽可能最小。气候控制模块（CCM）控制气候控制系统中与驾驶员及乘客的车辆界面有关的所有功能，即仪表板周围面板上的气候控制系统按键。另请参阅“设计与功能-恒温控制模块（CCM）”。温度控制模块（CCM）发送信息到发动机控制模块（ECM），确定什么应该优先。例如，A/C空调压缩机在某些极端情况下会被完全关闭，不论恒温控制模块（CCM）的要求如何。这是为了防止发动机的负面性能，并保护A/C空调系统。除了来自恒温控制模块（CCM）的信息，发动机控制模块（ECM）对A/C空调压缩机的控制还基于来自下列部分的信息：

（1）A/C空调压力传感器（高压侧）（7/8）。

（2）节气门位置（TP）传感器（6/120）。

（3）发动机冷却液温度（ECT）传感器（7/16）。

（十四）节气门控制（如图21所示）

为确保达到正确的节气门角度，发动机控制模块（E C M）（4/46）控制节气门单元（6/120）中的节气门闸板，主要使用的信号来自：

（1）加速踏板（AP）位置传感器（7/51）。

（2）电子节气门单元上的节气门位置（TP）传感器。

使用了额外的信号和参数以确保最佳的节气门控制，例如经由补偿：

（1）空调（A/C）压缩机的负载。

（2）变速器的负载，取决于所选挡位模式。

（3）发动机冷却液温度（ECT）。

（4）通过进气歧管的空气流量。

（5）进气歧管中的歧管绝对压力（MAP）。

节气门位置由节气门单元上节气门位置（TP）传感器中的两个分压器测量。它们是连接的，这样分压器1在节气门角度增加时产生较高的电压，而分压器2则相反。在燃烧的发动机中，最小和最大气流之间的差异是很大的。较小的气流需要更充分的调节，所以分压器1上的分压器信号在到达发动机控制模块（ECM）中的AC/DC转换器前在发动机控制模块（ECM）中被放大了大约4倍。这即是说到达发动机控制模块（ECM）上有三个输入信号：两个真实的以及一个虚拟的。这些信号用于决定节气门的位置以及展开调节风门电机到正确的位置。一般情况下放大的信号主要用于小的节气门角度（小的气流），这在要求有高的精度时是需要的，例如用于怠速空气修正。因为信号是放大了的，它可以早到在大约是四分之一的最大展开度时达到其最大数值。发动机控制模块（ECM）主要使用分压器1上的信号来测量节气门开度。分压器2的信号主要用于检查确定分压器1是否在工作。发动机控制模块（ECM）然后使用该信号以计算节气门角度（实际数值）。这是实际的节气门角度。依靠该信息的发动机控制模块（ECM）功能利用该实际节气门角度的数值，使节气门可以被正确地调节。在发动机控制模块（ECM）中有一项适应（学习）功能，这使控制模块可以计算出需要如何控制调节风门电机。节气门角度的调节使得实际角度（实际数值）与由发动机控制模块（ECM）计算的角度（理想数值）相同。发动机控制模块（ECM）还使用调整节气门角度时储存的数值以及分压器上的实际信号。调节风门电机由发动机控制模块（ECM）中的整体式电源级使用脉冲宽度调谐（PWM）信号来部署。另外还使用了电子节气门单元中开启及回动弹簧的扭力。如果发动机控制模块（ECM）中有故障，使得节气门单元无法操控或没有供电，节气门单元中的弹簧就会把节气门片转动到跛行位置（返回位置）。这个返回位置提供了足够大的节气门角度，使汽车可以开到工场，但驾驶性显着地减少了。

图21

1．节气门角度

节气门角度通常由分压器1计量。对于小的角度，使用放大的信号以获得一个较清晰的信号。发动机控制模块（ECM）还监测分压器上的节气门单元信号以检查确定它们是可信的且是在最低和最高极限之间，信号还对应于相同的节气门角度。如果信号中有差异，就从负载信号、发动机转速以及当时的状态（特别是压力和温度）中计算出一个虚拟的节气门信号。信号最接近计算的节气门角度的分压器将被假定是正确的。另一分压器被分类为不工作并且产生一个诊断故障码（DTC）。系统连续地将剩余分压器的节气门角度与计算的节气门角度比较以进行监测。如果这些数值之间有差异，发动机控制模块（ECM）将不会依据任何一个节气门单元分压器。然后节气门单元中的继电器电源级被分离，节气门将切换到跛行模式。

2．节气门单元的调整

在点火开关位置Ⅱ，发动机控制模块（ECM）进行电子节气门单元的适应。适应是通过节气门片被机械调控到关闭位置并读取当前的节气门位置来进行的。若发动机控制模块（ECM）中原先的适应值缺失，例如，如果控制模块尚未通电，当前的节气门角度就会被储存为适应值。此外，如果有原先储存的数值，原值和当前节气门角度的平均值就会储存为新的适应值。提示：因此在更换电子节气门单元时，发动机控制模块（ECM）一定要关闭。

（十五）冷区冷却调节

发动机控制模块（ECM）位于挡风玻璃前面的冷区内，以获得最佳冷却效果，但在极其炎热的气候里以及在高温的发动机室内，发动机控制模块（ECM）中的内部温度可能会达到温度限值（+105℃）。借由绕控内循环闸板和鼓风机风扇，冷区内的空气流动增加，使发动机控制模块（ECM）冷却下来。这可能会导致顾客留意到热空气在没有想要它吹入乘客室的时候吹入。

（全文完）