Система управления двигателем MS42 фирмы Siemens

Система управления двигателем MS42 является полностью новой разработкой.
Блок управления системы MS42 выполнен на печатной плате как однопроцессорное управляющее устройство в корпусе типа SKE (серийный конструктивный стандартный корпус).

Аппаратные средства блоков управления:
Штекерный разъем блока управления имеет модульную конструкцию из 5 вставных модулей в корпусе типа SKE со 134 штырьковыми выводами.
Модуль 1 = питание
Модуль 2 = периферийные сигналы (кислородные датчики/CAN и т. д.)
Модуль 3 = сигналы двигателя
Модуль 4 = сигналы автомобиля
Модуль 5 = сигналы системы зажигания

Разница между версиями для стран ЕЭК и для США
Имеется два варианта программного обеспечения:
- OBD II для США
- OBD II для EU Ml
- без OBD

Блок управления: датчики и исполнительные органы

Датчики и исполнительные органы
- Кислородные датчики LSH фирмы Bosch
- Датчик положения распределительного вала (статический датчик Холла)
- Датчик положения коленчатого вала (динамический датчик Холла)
- Датчик температуры масла
- Датчик температуры на выходе радиатора (электрический вентилятор, управление электронным термостатом)
- Расходомер воздуха HFM 2 типа В
- Расширенное использование CAN
- Функция поддержания заданной скорости, встроенная в блок управления MS42
- Магнитные клапаны в системе VAN OS
- Резонансная заслонка отработавших газов у двигателя с рабочим объемом 2,8 л
- Электронная противоугонная система EWS 3.3 с подключением шины К
- Термостат с электроподогревом
- Электрический вентилятор
- Переработанный вариант 1998 модельного года системы бортовой диагностики OBD II
- Клапан на 3-позиционный 2-ходовой клапан для топливной системы
- Насос вторичного воздуха для автомобилей с правосторонним рулевым управлением и для автомобилей для США
- LDP - насос диагностики течи топливного бака (топливная система/США)
- MDK - дроссельная заслонка с электродвигателем
- Резонансная заслонка
- Вентиляционный клапан топливного бака
- Турбулизатор (ZWD 5)

Заслонка отработавших газов (двигатель с рабочим объемом 2,8 л)
Эта заслонка используется с начала серийного выпуска только в автомобилях с правосторонним рулевым управлением из-за изменения конструкции глушителя.
Управление заслонкой отработавших газов осуществляется как в системе MS41.1.

Превышение предельной частоты перебоев в зажигании
Обнаружение превышения предельной частоты перебоев в зажигании организовано так же, как в системе MS41.1, и одинаково для моделей, выпускаемых для Европы и для США. Анализируется сигнал от датчика коленчатого вала.
При обнаружении перебоев при помощи датчика коленчатого вала их различают и анализируют по двум различным критериям:

- во-первых, перебои лишь ухудшают состав отработавших газов с точки зрения результатов их анализа;
- во-вторых, перебои даже оказывают вредное воздействие на катализатор, способствуя его перегреву.

К первому случаю:
Перебои, ухудшающие состав отработавших газов, контролируются в тактовой сетке длительностью 1000 оборотов двигателя.
При выходе за пределы максимальной частоты перебоев, установленные блоком управления, то блок управления диагностикой делает соответствующую запись в ЗУ неисправностей; если затем при втором цикле тестирования частота перебоев опять превышает максимальную, на приборном щитке загорается лампа сигнализации неисправности (сигнал "проверь двигатель") и цилиндр отключается. Эта лампа загорается и в автомобилях, изготовленных для стран Европы

Ко второму случаю:
Перебои, способные повредить катализатор, контролируются в тактовой сетке длительностью 200 оборотов двигателя.
При выходе за пределы максимальной частоты перебоев, установленные блоком управления в соответствии с частотой вращения и нагрузкой, сразу загорается лампа сигнализации неисправности (сигнал "проверь двигатель") и отключается сигнал на впрыск (ti) топлива в этот цилиндр. Причиной перебоев могло быть и образование пузырьков пара в блоке впрыска. Для исключения и выявления зтого на короткое время включается трехходовой двухпозиционный клапан для промывки блока впрыска (США).

Сигнал пустого топливного бака
по данным датчика уровня топлива в баке (с резервным остатком 4 л) выдается в тестере DIS в качестве диагностической команды.
Еще сохранившееся шунтирующее сопротивление 240 Ом для контроля цепи зажигания, в отличие от системы MS41.0, служит лишь датчиком входной величины для системы контроля частоты перебоев в работе двигателя.
В качестве второй функции по этой линии контроля цепи зажигания информация о чистых сбоях зажигания вводится в ЗУ неисправностей для последующей диагностики.

Сигнал скорости (v-сигнал)
V-сигнал подается на систему управления двигателем от блока управления антиблокировочной системой (правое заднее колесо).
Ограничение скорости (ограничение v max) достигается также путем закрытия дроссельной заслонки (MDK) электроприводом. При неисправности MDK ограничение максимальной скорости обеспечивается путем блокирования сигнала на впрыск топлива в цилиндр (ti).
Второй сигнал скорости (среднее значение сигналов от обоих передних колес) подается по шине CAN и используется, в частности, регулятором скорости движения (FGR).
Величины ограничиваемой максимальной скорости еще не установлены.

Датчик положения коленчатого вала
Датчик положения коленчатого вала представляет собой динамический датчик Холла. Сигнал от него поступает только тогда, когда двигатель работает.
Импульсное колесо для этого датчика импульсов смонтировано непосредственно на коленчатом валу в районе его 7-го коренного подшипника, а датчик находится под стартером. Индивидуальное для каждого цилиндра обнаружение пропусков вспышек также осуществляется по этому сигналу. Отслеживание пропусков вспышек в цилиндре основано на контроле углового ускорения коленчатого вала. При возникновении пропуска вспышки угловое ускорение коленчатого вала в определенном угловом интервале снижается по сравнению с работой остальных цилиндров. Если происходит превышение параметров холостого хода, рассчитанных на этой основе, то фиксируется пропуск вспышки для определенного цилиндра.
Более точное описание имеется в разделе, посвященном определению частоты перебоев в работе двигателя.

Расходомер воздуха HFM
Расходомер воздуха производства фирмы Siemens по своим функциям изменений не претерпел, только уменьшились его размеры.

Турбулизатор
Блок управления системы MS42 задает через турбулизатор ZWD 5 частоту вращения холостого хода.
Регулирование холостого хода осуществляется по скважности управляющих импульсов при основной частоте 100 Гц.

Задачи, выполняемые турбулизатором:

- регулирование подачи воздуха при пуске двигателя (при температуре ниже О °С электроприводом дополнительно открывается дроссельная заслонка (MDK)
- упреждающее регулирование холостого хода для соответствующей заданной частоты вращения двигателя и нагрузки
- регулирование холостого хода для соответствующих частот вращения двигателя (быстрое регулирование и тонкое регулирование осуществляются через систему зажигания)
- управление вихревым воздушным потоком в режиме холостого хода
- ограничение степени разрежения (голубое дымление)
- повышение комфортности при переходе в режим принудительного холостого хода

Упреждающее регулирование по нагрузке посредством турбулизатора начинается в следующих случаях:
- включение компрессора кондиционера
- поддержка трогания с места
- переменные частоты вращения электрического вентилятора
- включение передачи

Ограничение частоты вращения двигателя
Ограничение частоты вращения двигателя зависит от выбранной передачи.
Сначала посредством дроссельной заслонки производится мягкое и плавное ограничение, а при прохождении частоты вращения > 100 об/мин происходит более жесткое ограничение путем блокирование сигнала на впрыск топлива (ti-ограничение).
Это означает мягкое ограничение на высших передачах и более жесткое ограничение на низших передачах и на холостом ходу.

Датчики распределительных валов впускных и выпускных клапанов
Датчик распределительного вала на стороне впуска представляет собой статический датчик Холла. Он дает сигнал уже при неподвижном двигателе.
Датчик распределительного вала впускных клапанов служит для опознавания цилиндра с целью опережающего впрыска, для синхронизации, в качестве датчика частоты вращения двигателя при отказе датчика коленчатого вала, а также для регулирования положения распределительного вала впускных клапанов (система VANOS).
Датчик распределительного вала выпускных клапанов служит для регулирования положения опор этого распределительного вала (система VANOS).

Наддув вторичного воздуха
Сведения о наддуве вторичного воздуха имеются в описаниях системы 0BD-II и двигателя М52.

Вентиляционный клапан топливного бака
Вентиляционный клапан топливного бака управляется импульсами частотой 10 Гц и в обесточенном состоянии закрыт. Хотя за счет облегченной конструкции клапан выглядит иначе, по функционированию он сравним с применяемым в настоящее время серийным клапаном.

Эжекторный насос
Для того, чтобы на всех режимах обеспечивалось достаточное разрежение для усилителя тормозного привода, в режимах, перечисленных ниже, блок управления MS42 активизирует электрически управляемый эжекторный насос:
- при работе компрессора кондиционера
- при включении передачи (при неверной индикации передачи эжекторный насос работает постоянно)
- до температурной границы около < 70 °С
В настоящее время проверяется, необходим ли электрически управляемый эжекторный насос, и если необходим, то для каких моделей автомобиля
Компенсация наличия "дополнительного воздуха" при включенном эжекторном насосе осуществляется за счет предварительного регулирования воздушного потока посредством турбулизатора. Эжекторныи насос запускается отключающим воздушным клапаном, который управляется блоком управления системы MS42.

Вихревой коллектор представляет собой самостоятельный коллектор с отверстием диаметром 5,5 мм в крышке блока цилиндров. Через это вихреобразующее отверстие воздух от турбулизатора подается к впускному клапану каждого цилиндра (лучшее смесеобразование). Воздуховод турбулизатора полностью отделен от впускной трубы.
Переходные функции между системой вихрекамерного смесеобразования и резонансной системой впуска разъясняются на диаграмме работы дроссельной заслонки двигателя.

Дроссельная заслонка с приводом от электродвигателя
Дроссельная заслонка с приводом от электродвигателя (MDK) имеет четыре потенциометра.
В целях резервирования оба измеряемых угла (желаемое положение, задаваемое нажатием на педаль газа, и истинное положение) определяются дважды.
Первый двойной потенциометр определяет желаемое положение, задаваемое нажатием на педаль газа, по натяжению тросового привода.
Второй потенциометр определяет истинное положение дроссельной заслонки. Электрическое управление дроссельной заслонкой производится ШИМ-сигналом с основной частотой 600 Гц.

Функции работы по аварийным программам
Реакции дроссельной заслонки MDK в аварийных программах
При обнаружении неисправности в системе различают следующие варианты:
- работа по аварийной программе 1, при не влияющих на безопасность неисправностях, которые нарушают работу MDK
- работа по аварийной программе 2, при возникновении неисправностей, которые могут отрицательно сказаться на- безопасности движения
- работа по аварийной программе при неисправности турбулизатора

Работа по аварийной программе 1
- Включение аварийной лампы системы EML
- Отключение привода MDK. Оно вызывает переход в связующую точку. Это означает, что дроссельная заслонка механически открывается под действием связующей пружины в соответствии с нажатием на педаль газа (в соответствии с положением тросового шкива).
- Для обеспечения контролируемой реакции автомобиля это открытие MDK компенсируется закрытием регулятора работы на холостом ходу и смещением угла опережения зажигания в направлении запаздывания.
- Ограничение динамики движения за счет блокирования впрыска топлива. Режим работы по аварийной программе 1 включается, и отказывает один или несколько потенциометров, или если невозможно произвести адаптирование потенциометров. . Имеет место неисправность Н-образного моста, автомобиль может разгоняться хотя и медленно, но до максимальной скорости и при ограниченных динамических характеристиках.
Водитель узнает о возникшей неисправности по зажиганию предупредительной лампы на приборном щитке и по тому обстоятельству, что автомобиль отличается ограниченной динамикой.
При записи сообщения о неисправности в ЗУ привод дроссельной заслонки MDK отключается и работает механическая связь (через связующую пружину) между тросовым шкивом и дроссельной заслонкой.
Теперь водитель может механически открыть дроссельную заслонку тросом Боудена и связующей пружиной путем нажатия на педаль газа и продолжать движение.
В случае неисправности сервисная служба ВMW опрашивает ЗУ неисправностей при помощи тестера DIS.

Работа по аварийной программе 2
При работе по аварийной программе 2 к мерам, принимаемым по аварийной программе 1, добавляется ограничение частоты вращения величиной, слегка превышающей частоту холостого хода.
При работе по аварийной программе 2 ограничение частоты вращения применяется всегда. При ненажатом тормозе частота вращения ограничивается величиной около 300 об/мин, при нажатом тормозе частота вращения по аварийной программе 2 ограничивается величиной около 1000 об/мин.
В аварийной программе 2 также снижается примерно на 30 -40 км/час порог ограничения максимальной скорости.
Причина такого ограничения максимальной скорости состоит в следующем: если MDK заклинивается в полностью открытом положении, разрежение во впускной трубе слишком мало для достаточной поддержки усилия торможения. Отмена функций работы по аварийной программе происходит автоматически, если неисправностей не обнаружено, педаль тормоза не нажата и дроссельная заслонка находится в положении холостого хода.

Работа по аварийной программе при неисправности турбулизатора
При обнаружении неисправности турбулизатора блок управления, в зависимости от картины неисправности (увеличенный расход воздуха - да/нет), принимает дополнительные меры.
Эти дополнительные меры аналогичны тем, что принимаются в DME 5.2.1 и описаны в разделе "Матрица неисправностей" документации на DME 5.2.1.
И в этом случае водитель ощущает возникновение неисправности (как и при работе по аварийной программе 1) по ограниченной динамике автомобиля.
При неисправности турбулизатора электрическое управление дроссельной заслонкой MDK точно согласовывается с положением тросового шкива.
При неисправности турбулизатора также загорается предупредительная лампа EML В сервисной службе неисправность считывается из памяти тестером DIS.

Указание по диагностике:
В случае неисправности при увеличенном расходе воздуха, система VANOS и система антидетонационного регулирования отключаются, что приводит к заметному снижению мощности.

Система зажигания
Бесконтактная система многократного зажигания
Система зажигания системы управления двигателем MS42 фирмы Siemens получила дополнительную функцию многократное зажигание для каждой свечи.

Цели введения многократного зажигания следующие:
Заметное увеличение надежности зажигания при пуске двигателя и на холостом ходу.
При использовании свечей зажигания с поверхностным разрядом (свечи большого срока службы - Longlife - фирмы BMW) обеспечивается очистка верхушки изолятора.
Благодаря этому отложения сажи на изоляторе свечи перестают иметь значение и значительно повышается надежность зажигания.

Многократные искровые разряды всегда следуют до частот вращения двигателя около 1350 об/мин и до 20° после верхней мертвой точки.
Частота следования искровых разрядов на той или иной свече зажигания в области до 20° после верхней точки зависит от напряжения аккумулятора. При низком напряжении аккумулятора ток в первичной обмотке мал и для формирования соответствующего магнитного поля требуется больше времени.

Это также означает:
- при малом напряжении аккумулятора - меньше разрядов,
- при большом напряжении аккумулятора - больше разрядов.

Известное шунтирующее сопротивление 240 Ом используется только для обнаружения перебоев зажигания и для запоминания перебоев зажигания в целях диагностики

Электронная противоугонная система EWS 3,3
Важнейшими изменениями в EWS 3 являются изменения интерфейсов связи с системой управления двигателем и с шиной К. По шине К, например, передаются такие сигналы как частота вращения двигателя, данные бортового компьютера и информация базового модуля.
В противоугонной системе EWS 3.3 ее блок управления посылает в систему управления двигателем переменный код, который изменяется при каждом пуске двигателя. Этот код воспринимается всеми системами управления двигателем, имеющие штекерный разъем стандарта SKE.
Блоки управления EWS 3.3 и системы управления двигателем привязываются к номеру шасси автомобиля (банк данных DOM - центральный автомобильный банк данных на фирме BMW).
По этой причине невозможно также производить пробную замену блока управления MS42. В блоке управления MS42 сигнал датчика коленчатого вала блокируется до тех пор, пока он не получит и не опознает верный сигнал от блока управления противоугонной системы EWS. Поэтому при попытках пуска без ключа, принадлежащего данному автомобилю, впрыск топлива и зажигание блокируются, и автомобилем воспользоваться невозможно.
Модифицированная система EWS 3.3 впервые используется в модели Е38 1997 года выпуска. Новый блок управления легко отличить по новому 13-контактному разъему.
Пока двигатель работает, опрос сигнала EWS не производится. При возможной замене блока управления согласование EWS производится по известной процедуре при помощи тестера MoDiC-DIS.

http://forum.b-m-w.ru/