捷豹/路虎Ingenium I4 2.0L汽油發(fā)動機技術(shù)解析（四）

計 實

八、發(fā)動機管理系統(tǒng)

1.電控部件位置

Ingenium I4 2.0L汽油發(fā)動機電控部件位置如圖33和圖34所示。

2. PCM 輸入和輸出

PCM 輸入和輸出框圖如圖35～圖37所示。

3.曲軸位置傳感器（CKP）

CKP 傳感器為雙向檢測5V傳感器，輸出0V/4.75V方波信號，位于發(fā)動機的左后側(cè)。此霍耳效應(yīng)傳感器測量由傳動板或雙質(zhì)量飛輪上的磁阻環(huán)引發(fā)的磁場變化。磁阻環(huán)是一個60-2齒的裝置，其中缺失了兩個齒，傳感器利用缺失的齒來確定曲軸位置。在發(fā)動機熄火和停止過程中，曲軸可能會反轉(zhuǎn)，CKP 可以檢測到這種情況。這就允許PCM 計算發(fā)動機停止后的曲軸絕對位置，以便能夠執(zhí)行啟動-停止功能。PCM 利用CKP 信號執(zhí)行以下功能：

（1）信號作用

◆發(fā)動機轉(zhuǎn)速

◆發(fā)動機旋轉(zhuǎn)方向

◆曲軸絕對位置

◆點火和噴射正時

◆ CVVL 和 VCT 控制

（2）信號故障后果

◆PCM 中會記錄DTC

◆發(fā)動機性能下降，無VCT操作

◆發(fā)動機將使用來自CMP 傳感器的數(shù)據(jù)繼續(xù)運轉(zhuǎn)

（3）FlexRay? 傳輸

PCM 將通過FlexRay? 網(wǎng)絡(luò)傳輸此信號信息，以供其他系統(tǒng)使用，例如IC（儀表）。

4. 凸輪軸位置傳感器（CMP）

┃ 圖33 電控部件位置（一）

┃ 圖34 電控部件位置（二）

CMP 傳感器是5V傳感器，輸出0V/4.75V方波信號，位于發(fā)動機頂部的凸輪軸支座上。此霍耳效應(yīng)傳感器測量由進氣和排氣凸輪軸上的磁阻環(huán)引發(fā)的磁場變化。該傳感器會生成與發(fā)動機轉(zhuǎn)速成比例的方波信號，PCM利用此信號執(zhí)行以下功能：

（1）信號作用

◆確定進氣和排氣凸輪軸的當(dāng)前旋轉(zhuǎn)位置

◆精確控制VCT 系統(tǒng)并確定當(dāng)前的凸輪軸調(diào)節(jié)位置

◆充當(dāng)CKP 發(fā)生故障時的備用傳感器

（2）信號故障后果

◆PCM 中會記錄DTC

◆發(fā)動機將會繼續(xù)運轉(zhuǎn)，但是VCT 系統(tǒng)將被禁用

◆發(fā)動機性能和燃油經(jīng)濟性將會下降

5.空氣質(zhì)量流量和溫度（MAFT）傳感器

┃ 圖35 PCM 輸入和輸出框圖（一）

組合式空氣質(zhì)量流量和溫度（MAFT）傳感器配有一個5V電源，位于空氣濾清器殼體頂部。MAFT 傳感器輸出與進氣質(zhì)量和溫度成比例的0V/5V方波頻率（數(shù)字）信號。MAFT的MAF 部分采用了熱膜原理，它會輸出與吸入發(fā)動機的空氣質(zhì)量成比例的調(diào)頻（FM）信號。MAFT 的溫度傳感器部分使用一個NTC 熱敏電阻，它會輸出與進氣的溫度變化成比例的電壓信號。NTC 熱敏電阻的工作原理是：隨著進氣溫度的升高降低傳感器的電阻。ECM 利用該數(shù)據(jù)，并結(jié)合來自其他傳感器的信號及所存儲的工況圖，來執(zhí)行以下功能：

┃ 圖36 PCM 輸入和輸出框圖（二）

（1）信號作用

確定要噴射到汽缸中的精確燃油量。

┃ 圖37 PCM 輸入和輸出框圖（三）

（2）信號故障后果（MAF）

◆難以啟動

◆發(fā)動機啟動后停轉(zhuǎn)

◆發(fā)動機響應(yīng)延遲

◆發(fā)動機性能和燃油經(jīng)濟性將會下降

（3）信號故障后果（溫度傳感器）

◆供油過量

◆怠速控制不起作用

注意：如果MAFT 傳感器的溫度傳感器發(fā)生故障，則PCM 將使用-5℃的默認(rèn)進氣溫度。

6.歧管絕對壓力及溫度（MAPT）傳感器

Ingenium I4 2.0L汽油發(fā)動機使用兩個MAPT 傳感器，每個都配有一個5V電源，其輸出是介于0～5V之間的模擬電壓信號，歧管壓力升高，輸出波形的波幅增大。一個傳感器位于進氣歧管中，另一個傳感器位于通向電子節(jié)氣門的增壓空氣管道中，在增壓冷卻器的后方。膜片傳感器用于測量空氣壓力，分壓器電路中的NTC 熱敏電阻用于測量增壓空氣的溫度。

（1）信號作用

增壓空氣壓力調(diào)節(jié)。

（2）信號故障后果

◆增壓空氣控制不工作

◆發(fā)動機性能和燃油經(jīng)濟性將會下降

7. 加熱型氧傳感器（HO2S）

根據(jù)市場的不同，Ingenium I4 2.0L汽油發(fā)動機的排氣系統(tǒng)中使用2或3個HO2S。三氧傳感器系統(tǒng)如圖38所示。

◆NAS/EU6d - 3個HO2S（一個前置催化劑HO2S、1個中置催化劑HO2S、1個后置催化劑HO2S）

◆EU5/6c - 2個 HO2S（1個 前置催化劑HO2S、1個中置催化劑HO2S）

（1） 前置催化劑HO2S - 寬量程傳感器

安裝在排氣前段，位于渦輪增壓器渦輪機出口的正后方和前催化轉(zhuǎn)化器的前方。

（2）中置催化劑HO2S-窄量程傳感器

安裝在排氣前段，位于前置催化轉(zhuǎn)化器和主催化轉(zhuǎn)化器之間。

（3）后置催化劑HO2S-窄量程傳感器

安裝在排氣前段，位于主催化轉(zhuǎn)化器的后方。

PCM 利用來自HO2S的信號執(zhí)行以下功能：

①信號作用

◆測量廢氣中的氧氣含量

◆將空燃比調(diào)節(jié)至λ= 1（14.7:1）

◆監(jiān)測催化轉(zhuǎn)化器的性能

◆計算長時和短時燃油修正

②信號故障后果

◆PCM 中會記錄DTC

◆排放控制能力將會降低

◆發(fā)動機性能和燃油經(jīng)濟性將會下降

8.機油壓力和溫度傳感器

機油壓力和溫度傳感器位于發(fā)動機右前部的機油濾清器殼體總成中。它直接連接至PCM 并接收5V電源。該溫度傳感器是一個NTC 型傳感器，該傳感器在-40～160℃的溫度范圍內(nèi)工作。如果發(fā)生故障，則系統(tǒng)將會使用ECT傳感器值。傳感器輸出PWM信號，如圖39所示，PWM信號同時將機油壓力和溫度信息傳輸給PCM。

┃ 圖38 三氧傳感器系統(tǒng)

┃ 圖39 機油壓力和溫度傳感器輸出信號

（1）信號作用

通過可變流量機油泵實現(xiàn)機油壓力控制。

（2）故障后果

◆機油壓力信號默認(rèn)變?yōu)樽畲笾担瑢?dǎo)致無可變機油壓力控制

◆燃油經(jīng)濟性將會下降

◆PCM 中會記錄DTC

◆儀表盤上的報警燈將會亮起

（3）FlexRay? 傳輸

PCM 將通過FlexRay? 網(wǎng)絡(luò)傳輸此信號信息，以供其他系統(tǒng)使用（包括儀表IC）。

9. 發(fā)動機冷卻液溫度（ECT）傳感器-電子節(jié)溫器殼體

ECT 傳感器位于電子節(jié)溫器殼體中，它包含一個NTC 熱敏電阻，并且將在-40～140℃的溫度范圍內(nèi)工作。傳感器的輸入是通過PCM 中的電阻器提供的5V參考電壓。如果信號發(fā)生故障，則系統(tǒng)將會使用機油溫度傳感器值。如果機油溫度和ECT 信號均發(fā)生故障，則系統(tǒng)將使用默認(rèn)的高溫度，以便將冷卻系統(tǒng)設(shè)置為安全的冷卻狀態(tài)。

（1）信號作用

PCM 使用該傳感器監(jiān)測節(jié)溫器殼體中的發(fā)動機冷卻液溫度，并使用該信息控制電子節(jié)溫器和可變冷卻液泵。

（2）故障后果

◆電子節(jié)溫器的操作將限制為標(biāo)準(zhǔn)節(jié)溫器的操作

◆溫度計不起作用或讀數(shù)不準(zhǔn)確

◆冷啟動困難

◆熱啟動困難

◆發(fā)動機性能降低

（3）FlexRay? 傳輸

PCM 將通過FlexRay? 網(wǎng)絡(luò)傳輸此信號信息，以供其他系統(tǒng)使用（包括儀表IC）。

10.散熱器出口發(fā)動機冷卻液溫度（ECT）傳感器

散熱器出口ECT 傳感器位于散熱器下部冷卻液軟管中，它包含一個NTC 熱敏電阻，并且將在-40～140℃的溫度范圍內(nèi)工作。傳感器的輸入是通過PCM 中的電阻器提供的5V參考電壓。

如果ECT 傳感器信號發(fā)生故障，則PCM 將會使用100℃的默認(rèn)值。

（1）信號作用

◆通過冷卻風(fēng)扇操作實現(xiàn)散熱器溫度控制

◆使用附加信息并結(jié)合節(jié)溫器殼體中的ECT，實現(xiàn)發(fā)動機溫度控制

（2）故障后果

◆冷卻風(fēng)扇操作增多，并且工作粗暴

◆燃油經(jīng)濟性將會下降

11. 汽缸缸蓋溫度傳感器

汽缸缸蓋溫度傳感器具有5V供電和NTC 屬性。該傳感器位于汽缸缸蓋前部，靠近機油濾清器殼體和汽缸缸蓋出水管。該傳感器測量汽缸缸蓋金屬溫度，與發(fā)動機冷卻液無關(guān)。

（1）信號使用

可變冷卻液泵運行時的閉環(huán)輸入。

（2）故障后果

可變冷卻液泵將在所有發(fā)動機條件下保持全流量

◆燃油經(jīng)濟性降低

12. 汽缸缸體溫度傳感器

汽缸缸體溫度傳感器具有5V電源和NTC 屬性。該傳感器位于汽缸缸體的左側(cè)，在電子節(jié)溫器殼體附近。該傳感器測量汽缸缸體金屬的溫度，與發(fā)動機冷卻液無關(guān)。

（1）信號作用

PCM 可利用該信號并結(jié)合其他冷卻液傳感器來計算發(fā)動機溫度。

（2）故障后果

◆可變冷卻液泵將在所有發(fā)動機條件下保持全流量

◆燃油經(jīng)濟性降低

13. 發(fā)動機冷卻風(fēng)扇（帶控制模塊）

發(fā)動機冷卻風(fēng)扇控制模塊位于冷卻風(fēng)扇罩的后部，由PCM 通過繼電器和PWM 信號控制。

┃ 圖40 專用工具

（1）信號使用

◆PCM 可借助該模塊控制風(fēng)扇電機的運轉(zhuǎn)速度

◆風(fēng)扇控制模塊改變向風(fēng)扇電機提供電流的供油管路的電阻。從而改變風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速

（2）故障后果

◆發(fā)動機工作溫度將會升高

◆風(fēng)扇無法正常工作，導(dǎo)致發(fā)動機過熱

◆空調(diào)（A/C）性能將會下降

◆發(fā)動機性能和燃油經(jīng)濟性將會下降

專用工具如圖40所示。

（全文完）