三、帕萨特B5系列轿车BBG型发动机电控燃油喷射系统微电脑控制电路
帕萨特B5系列轿车使用的BBG型发动机的主要技术参数及应用车型如表7所列供参考。
(一) BBG型发动机电控燃油喷射系统的电路组成
帕萨特B5系列轿车BBG型发动机电控燃油喷射系统电路主要由电喷发动机控制单元为核心构成,相关电路如图2所示,是由三张图共同构成的,电路虽然看起来有些复杂,但所有外围元器件或零部件均围绕电喷发动机控制单元J220进行连接的,这是各种不同车辆发动机电控燃油喷射系统电路共同的特点。因此,在识读发动机电控燃油喷射系统电路图时,可以充分利用这一特点,围绕电喷发动机控制单元来对各部分电路进行识图。
帕萨特B5系列轿车BBG (2.8T)型发动机电控燃油喷射系统电路以发动机电子控制单元J220为核心,以空气流量和发动机转速为基础,用以对喷油器N30~N33与N83、N84和N80、N156、N205、N208、N112、点火电子线圈组件N152等执行元件进行控制,以使各种工况下发动机均处于最佳混合气燃烧状态及点火时刻。
帕萨特B5系列轿车BBG (2.8T)型发动机电控燃油喷射系统电路主要由空气进给系统、燃油供给系统、点火系统和电子控制单元J220电路等构成。
1.空气进给系统
帕萨特B5系列轿车BBG (2.8T)型发动机空气进给系统主要由空气滤清器、节气门位置传感器G187、空气流量传感器G70、节气门控制组件J338、进气温度传感器G42、进气歧管转换阀N156等构成。
正常工作时,发动机的进气量受电控单元J220的控制,并根据进气温度传感器G42的信号对进气量进行修正,并控制进气系统对进入的空气温度进行调整。
2.燃油供给系统
帕萨特B5系列轿车BBG (2.8T)型发动机燃油供给系统主要由燃油箱、燃油泵、燃油滤清器、燃油压力调节器、燃油总管、喷油器等组成。
正常工作时,燃油泵进入工作状态,从燃油箱内将燃油泵出,然后经燃油滤清器、燃油总管,提供给发动机各缸喷油器。
喷油器的喷油量(实际上是喷油持续时间)受电控单元J220输出信号的控制,而J220是根据发动机各种工况时传感器提供的信息,输出相应的指令使燃油适量。燃油压力调节器用来对燃油系统中的油压进行调整。当系统中的油压升高时,燃油压力调节器会将多余的燃油进行调节,使其返回燃油箱。
3.点火系统
帕萨特B5系列轿车BBG (2.8T)型发动机的点火系统采用无分电器微电脑控制点火方式,是一种由三个点火线圈同时为发动机点火,受发动机电控单元J220控制的点火系统。该系统主要由反映发动机工况和转速的各种传感器,点火模块N152、J220内部的点火控制部分(点火电路),点火线圈N1 (2、4缸点火线圈)、N2 (3、5缸点火线圈)、N3(1、6缸点火线圈)及火花塞Q等组成。用于适时地控制点火线圈产生高压电,使火花塞跳火点燃混合气,使发动机做功驱动车辆行驶。
(二) BBG (2.8T)型发动机电控燃油喷射系统控制单元J220的功能特点
帕萨特B5系列轿车BBG (2.8T)型发动机电控燃油喷射系统电控单元ECU在电路中的字母代号为J220,其主要功能是控制喷油量、空燃比及排放的有害物;控制凸轮轴调整电磁阀、控制二次空气进气阀;控制点火时刻和点火能量、消除爆震,达到各种工况下的最佳点火提前角,控制电子油门电动机以改变节气门在不同工况下的开度;控制活性炭罐电磁阀、控制进气歧管转换阀;控制怠速稳定运转;控制燃油泵继电器以控制燃油泵和点火线圈初级电流;用于向仪表盘电控单元发送相关信息,采用局域网络与自动变速器、驱动防滑、防抱死制动、全自动空调系统进行信息共享,可以进行故障自诊断。
为了便于围绕电控单元ECU进行识图,表8列出了J220各引脚功能说明与相关数据,供识图时参考。
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(三)帕萨特B5系列轿车BBG (2.8T)型发动机电控燃油喷射系统的工作原理
帕萨特B5系列轿车BBG (2.8T)型发动机电控燃油喷射系统在工作时,电控单元J220依据发动机各种传感器送来的信号进行燃油喷射控制、点火控制、燃油蒸发回收控制、空调显示控制等。电控单元J220还具有故障自诊断功能和各种保护电路。故障自诊断系统用于监测系统的工作,并将检测到的故障以代码的形式存储起来,供故障检修时调用。
1.电控单元J220的供电与搭铁电路
电控单元J220是通过一只121只引脚插接件T121与外电路连接的,T121的62脚(采用T121/62形式表示,斜线后面的数字就表示引脚号,为了方便介绍,这里省略数字引脚前面的“T121/”不写,仅以引脚号来说明,以下均同,)与③脚均为供电电压输入端,但两者供电路线不同。62脚供电直接取自蓄电池的正极端,在停车或发动机熄火状态下均有电,用于防止J220内微电脑存储器存储的信息丢失。
③脚供电取自点火开关输出端,该路供电受点火开关的控制,只有当点火开关相应挡位接通时,③脚才会有电压输入。
电神单元J220的搭铁端(也就是接地端)共有3个,它们分别是①脚、②脚及108脚。
2.燃油控制电路
燃油控制主要由电控单元J220的65脚及燃油泵、燃油泵继电器J17与燃油泵G6等组成。相关电路见图2 (1/3)所示。从该图可以看出,J17继电器线圈上部接头19/86与点火开关D输出的15号线相连接,下部接头16/S与电控单元J220的65脚相连接。J17有三组常开触点,为了增大输出电流,采用了两组触点并联使用,经其下部的23/87F接头为燃油泵和点火系统提供供电,另有一组触点经20/87a接通输出供后级电路使用。J17触点上部接头17/30与蓄电池的常通电路相连接。燃油泵G6的上端通过一只5228 (20A)熔断器就连接在23/87F接头端,下端搭铁。
由此可见,燃油泵G6的状态受电控单元J220 65脚输出信号的控制。该脚在点火开关接通后在电控单元J220内部搭铁2s,使燃油泵、燃油泵继电器J17触点吸合2s,燃油泵供油准备启动;如果有转速信号输入到J220内部后,表示曲轴转动则继续进入正常的供油状态;如无转速信号输入到J220内部时,则电控单元J220内部断开搭铁,使J17触点也断开。也就是说,当电控单元J220 65脚输出低电平时,J17继电器线圈就会得电吸合,其触点闭合后就接通了燃油泵的供电通路,使燃油泵工作向汽油喷射系统供给一定压力的燃油。
3.喷油器电路
如图2 (2/3)所示,电控单元J220的96脚、112脚、88脚、97脚、113脚、89脚内部各连接一只末级功率开关管,受中央微处理器的控制,外部各接一只喷油器N30、N31、N32、N33、N83、N84。这6只喷油器的上端连接在一起通过S232熔断器与15号线相连接以获
得供电。这样,只要电控单元J220的96脚、112脚、88脚、97脚、113脚、89脚中的某一引脚输出为低电平时,与该脚相连接的喷油器就会得电工作进行喷油,将一定量的燃油喷入各汽缸的进气道。
4.点火系统电路
如图2 (1/3)所示,点火系统中的三只点火线圈N1、N2、N3初级(一次绕组)的一端连接在一起通过5229 (20A)熔断器连接在燃油泵继电器J17的23/87F触点输出端,只有当燃油泵继电器J17触点吸合后,点火线圈才会获得供电电压;另一端分别连接在各自驱动开关管的集电极上,而这三只开关管的基极连接到点火模块N152的输出端,而点火模块N152的输入端脚T5e/⑤、T5e/④、T5e/③则分别与电控单元J220的94、103、102引脚相连接;三只点火线圈次级(二次绕组)分别与6只火花塞Q一端相连接,6只火花塞Q的另一端搭铁,只有当电控单元J220发出点火信号时,点火线圈的次级才会产生高压电,使火花塞跳火点燃混合气。
由于帕萨特B5系列轿车BBG (2.8T)型发动机有6个缸,故点火系统使用了3个双火花点火线圈,每个点火线圈控制2个缸同时点火,处于压缩上止点的那一缸点火做功,处于排气上止点的那一缸是废火。点火线圈N3给1、6缸同时点火,点火线圈Nl给2、4缸同时点火,点火线圈N2给3、5缸同时点火。
5.冷却液传感器电路
如图2 (2/3)所示,发动机冷却液传感器G62又称为冷却水温度传感器,简称水温传感器,其连接在电控单元J220的93端脚与108端脚之间。该传感器是由负温度系数的敏电阻器组成的,安装在发动机出水室内,用于检测发动机冷却水的温度,并将温度信号转换为电信号后输送到J220的93脚。发动机电控单元J220根据该信号对喷油量和点火提前进行修正。
6.进气温度传感器电路
如图2 (1/3)所示,进气温度传感器连接在电控单元J220的85引脚与108端脚之间,该传感器也是由负温度系数的热敏电阻器组成的,用于检测进气的温度。与有关系统配合可以测量进入发动机汽缸的空气量和温度。发动机电控单元J220根据进气温度传感器检测到的进气温度来修正喷油器的喷油量(实际上是修正喷油持续时间),使发动机自动适应外部环境(寒冷、高温、高原、平原等)的变化。
7.节气门控制单元电路
如图2 (1/3)所示,节气门控制单元电路J338(节气门体)内有3个元件G186、G187、G188,其中:
(1)电子油门的驱动电动机G186
G186为电子油门的驱动电动机,通过J338的T6ca/⑤ (M+)与T6ca/③ (M-)脚与发动机电控单元J220的118脚与117脚相连接,受J220的118脚与117脚输出驱动脉冲信号的控制,由于该驱动脉冲电流的方向可变,故G186电子油门驱动电动机可以克服回位弹簧力矩正转开大节气门;也可以反转关小节气门。脉冲电流电压的占空比也可以改变,因此可以加大电流增强转矩加快开大节气门,也可以减小转矩迅速关小节气门。
(2)节气门角度传感器G187、G188
节气门角度传感器G187通过J338的T6ca/①与T6ca/⑥脚与发动机电控单元J220的92脚与91脚相连接,G188通过J338的T6ca/④与T6ca/②脚与发动机电控单元J220的84脚与83脚相连接。这两种传感器均是一种电阻方式的传感器,用于将节气门开度的大小转换为电压信号传送给电控单元J220。发动机电控单元J220根据该信号判别发动机的工作状态,并根据发动机的不同工作状态对混合气浓度的需求来控制喷油量。
8.凸轮轴位置传感器电路
如图2 (2/3)所示,凸轮轴位置传感器电路由凸轮轴位置(霍尔)传感器1 (G40)与凸轮轴位置(霍尔)传感器2 (G163)及发动机电控单元J220的86、98、87脚内部电路共同构成。由于V型发动机有两列汽缸,故在每一列汽缸各设置了一个霍尔传感器,用来区分2个同时到达上止点的汽缸是排气还是压缩。
在凸轮轴位置传感器电路中,发动机电控单元J220的98脚为两只凸轮轴位置(霍尔)传感器G40与G163的++5 V工作电压输出端,86脚为凸轮轴位置(霍尔)传感器1 (G40)的信号输入端,87脚为凸轮轴位置(霍尔)传感器2 (G163)的信号输入端。