東風(fēng)天錦EQ1120GA型柴油車電控系統(tǒng)淺析

李朝琪

（32615部隊(duì)，青海 西寧 810018）

東風(fēng)天錦EQ1120GA型柴油車，裝配東風(fēng)康明斯ISDe210-30直列6缸國(guó)三發(fā)動(dòng)機(jī)、ISDe英特交互式控制系統(tǒng)、摩托羅拉CM2150控制模塊、BOSCHCP3.3高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)，BOSCH CRIN1.6電控預(yù)噴射式噴油器，D530駕駛室。下面結(jié)合電路原理圖，分析該車型控制策略如下。

1 線束噴碼識(shí)別

該車型線束有4位噴碼用于識(shí)別，前2位噴碼代表不同類別線束 （噴碼含義如表1所示），后2位噴碼代表同類別線束中的線號(hào)。如圖1所示蓄電池正極到F14熔斷器間線束噴碼0200 5.0，其中02表示火線線束，00表示火線線束第0號(hào)線，5.0表示導(dǎo)線線徑為5mm2。

表1 EQ1120GA型柴油車線束前2位噴碼含義

2 控制策略分析

2.1 電源系統(tǒng)

該車型電源由兩個(gè)12V-180Ah的蓄電池、JFZ2720型發(fā)電機(jī)和3703610-KF2J0型超級(jí)電容器提供。

電源分為常電電源和電源總開關(guān)控制正極電源、鑰匙開關(guān)控制正極電源3種。如圖1所示，常電電源由蓄電池正極經(jīng)F14熔斷器后分3路：第1路為0290主線束供電、第2路經(jīng)F11熔斷器為診斷座供電、第3路為ECM電源接口04號(hào)針腳供電。電源總開關(guān)控制正極電源由蓄電池正極經(jīng)電源總開關(guān) （機(jī)械式或電磁開關(guān)式）為起動(dòng)機(jī)及0230線束供電；鑰匙開關(guān)控制正極電源由0250線束電源經(jīng)F4熔斷器過(guò)0210導(dǎo)線到鑰匙開關(guān)，經(jīng)鑰匙開關(guān)不同擋位為相應(yīng)用電設(shè)備供電。

2.2 起動(dòng)系統(tǒng)

該車型起動(dòng)方式有鑰匙直接起動(dòng)和車下副起動(dòng)開關(guān)起動(dòng)兩種。由圖1可知，兩種控制方式均為控制J2繼電器工作觸點(diǎn)閉合以實(shí)現(xiàn)0250線束電源經(jīng)J2繼電器觸點(diǎn)、0061線束到起動(dòng)機(jī)50端子，使起動(dòng)機(jī)工作。鑰匙起動(dòng)方式為鑰匙開關(guān)轉(zhuǎn)到“ST”擋，電源經(jīng)鑰匙開關(guān)到0202線束經(jīng)F16熔斷器到J2繼電器線圈后搭鐵，控制J2繼電器觸點(diǎn)閉合。車下副起動(dòng)開關(guān)起動(dòng)方式為鑰匙開關(guān)轉(zhuǎn)到“ON”擋，J3繼電器工作，接通副起動(dòng)開關(guān)，0250線束電源經(jīng)J3繼電器觸點(diǎn)、F20熔斷器、空擋開關(guān)、副起動(dòng)開關(guān)到J2繼電器線圈后搭鐵，控制J2繼電器觸點(diǎn)閉合。

2.3 超級(jí)電容系統(tǒng)

由于車輛在高原地區(qū)運(yùn)行，高寒缺氧的環(huán)境對(duì)車輛電源、起動(dòng)系統(tǒng)提出了更高的要求。低溫條件下起動(dòng)車輛，由于起動(dòng)阻力大，起動(dòng)機(jī)需要電源系統(tǒng)提供長(zhǎng)時(shí)間大電流，用以改善發(fā)動(dòng)機(jī)低溫起動(dòng)性能。電源系統(tǒng)中的蓄電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能的裝置，持續(xù)放電能力強(qiáng)但放電電流不能過(guò)大，且低溫性能較差；超級(jí)電容是利用活性炭多孔電極和電解質(zhì)組成的雙電層結(jié)構(gòu)、超大容量電容器，大電流放電能力強(qiáng)但無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間工作。將蓄電池與超級(jí)電容并聯(lián)使用滿足上述要求。

超級(jí)電容與蓄電池并聯(lián)使用方案有2種：一是超級(jí)電容直接與蓄電池并聯(lián)，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，但超級(jí)電容充放電不受控制；二是超級(jí)電容通過(guò)雙向DC／DC轉(zhuǎn)換器與蓄電池并聯(lián)，其優(yōu)點(diǎn)是可以有效控制超級(jí)電容器的充放電，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高；東風(fēng)天錦EQ1120GA車型采用第2種方案。下面結(jié)合圖1對(duì)超級(jí)電容工作原理分析如下。

起動(dòng)前，打開電源總開關(guān)時(shí)，并聯(lián)指示燈點(diǎn)亮。當(dāng)點(diǎn)火鑰匙轉(zhuǎn)到ON擋時(shí)，超級(jí)電容總成通過(guò)0050線接收到ON擋電壓信號(hào)，超級(jí)電容激活等待工作；當(dāng)點(diǎn)火鑰匙轉(zhuǎn)到ST擋時(shí)，超級(jí)電容總成通過(guò)0207線接收到起動(dòng)機(jī)啟動(dòng)信號(hào)，電容經(jīng)0200主火線與蓄電池一起為起動(dòng)機(jī)供電，完成車輛起動(dòng)。完成起動(dòng)后，閉合充電開關(guān)，充電指示燈點(diǎn)亮顯示充電狀態(tài)。

2.4 ECM控制系統(tǒng)

ECM控制系統(tǒng)采用CM2150控制模塊，主要功能有燃油控制、發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)測(cè)／保護(hù)、指示燈驅(qū)動(dòng)等。模塊上共有3個(gè)接頭：4針電源接頭、60針OEM接頭、60針發(fā)動(dòng)機(jī)線束接頭。示意圖如圖2a所示，實(shí)物圖如圖2b所示。

圖1 ISDe電源系統(tǒng)、起動(dòng)系統(tǒng)原理圖

圖2 CM2150 ECM結(jié)構(gòu)示意圖及實(shí)物圖

4針電源主要為ECM提供常電電源，01、02針腳為電源負(fù)極，03、04針腳為電源正極。線路原理圖如圖3所示。

60針OEM模塊主要負(fù)責(zé)車輛運(yùn)行狀態(tài)控制。主要包括：電子油門、水位、電子風(fēng)扇轉(zhuǎn)速、OEM壓力及溫度等傳感器信號(hào)的采集；報(bào)警指示燈、等待起動(dòng)指示燈和停機(jī)指示燈顯示控制以及空調(diào)壓力開關(guān)、排氣制動(dòng)開關(guān)、離合器開關(guān)的控制；排氣制動(dòng)電磁閥、電子風(fēng)扇電磁閥和預(yù)熱繼電器等執(zhí)行器的控制。其中，45號(hào)針腳為ECM提供鑰匙開關(guān)接通信號(hào)，使ECM進(jìn)入工作狀態(tài)；雙霍爾效應(yīng)式模擬電子油門為ECM確定油門踏板位置及主、輔油門技術(shù)狀況提供電壓信號(hào)；排氣制動(dòng)開關(guān)、離合器開關(guān)和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)為排氣制動(dòng)電磁閥工作與否提供信號(hào)；OEM模塊與發(fā)動(dòng)機(jī)模塊和儀表通過(guò)CAN總線進(jìn)行通信。各傳感器、開關(guān)及執(zhí)行器線路原理如圖3所示。

60針發(fā)動(dòng)機(jī)模塊主要負(fù)責(zé)燃油噴射系統(tǒng)控制。傳感器采集溫度、壓力、轉(zhuǎn)速／位置、液位及車輛控制信號(hào)，反饋給電子控制單元ECM，ECM根據(jù)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)模型，結(jié)合油軌壓力信號(hào)，控制各缸噴油器的開啟時(shí)刻、壓力及噴油量，從而實(shí)現(xiàn)噴油精確控制。東風(fēng)天錦電控高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)原理圖如圖4所示。

各傳感器、開關(guān)及執(zhí)行器工作原理圖如圖5所示，主要功能如下。

1）曲軸轉(zhuǎn)速傳感器：位于發(fā)動(dòng)機(jī)前蓋上的霍爾效應(yīng)式曲軸轉(zhuǎn)速傳感器主要用于采集發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸轉(zhuǎn)角位置及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)，該轉(zhuǎn)速信號(hào)可作為發(fā)動(dòng)機(jī)位置的備用信號(hào)。

2）凸輪軸位置傳感器：又稱為氣缸識(shí)別傳感器，主要是判斷哪一氣缸處于壓縮上止點(diǎn)，配合曲軸轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)，經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)ECU計(jì)算后，以確定噴油時(shí)刻。該信號(hào)可作為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的備用信號(hào)。

圖3 ISDe ECM電源模塊及OEM模塊線路原理圖

3）油軌壓力傳感器：安裝在高壓油軌上用于監(jiān)測(cè)油軌壓力，此信號(hào)丟失，發(fā)動(dòng)機(jī)將進(jìn)入應(yīng)急模式。

4）進(jìn)氣壓力／溫度傳感器：安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管上，為4線式傳感器，可提供進(jìn)氣壓力及溫度2個(gè)信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)噴油修正及發(fā)動(dòng)機(jī)保護(hù)減額。

5）大氣壓力傳感器：安裝在ECM散熱板上方，用于檢測(cè)大氣壓力，以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比的控制，具有海拔高度保護(hù)功能。

圖4 東風(fēng)天錦電控高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)原理圖

6）冷卻液溫度傳感器：安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣側(cè)靠近節(jié)溫器的位置，用以檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)水套中冷卻液溫度，通過(guò)儀表顯示給駕駛員，以防高溫行車。

7）油中含水傳感器：通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)線束與發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊通信。

8）機(jī)油壓力開關(guān)：位于發(fā)動(dòng)機(jī)前齒輪室蓋上，利用此傳感器監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)主油道機(jī)油壓力，壓力過(guò)低過(guò)高均報(bào)警，提醒駕駛員檢修車輛。

9）燃油泵執(zhí)行器：常開脈沖寬度調(diào)制式燃油泵執(zhí)行器用以控制進(jìn)入高壓燃油泵的燃油量。

10）電控噴油器：它根據(jù)ECU發(fā)出的控制信號(hào)，通過(guò)控制電磁閥的接通和斷開，將高壓油軌中的燃油以最佳的噴油定時(shí)、噴油量和噴油率噴入柴油機(jī)的燃燒室。

2.5 儀表系統(tǒng)

儀表系統(tǒng)有兩路電源，一路供電由0290導(dǎo)線經(jīng)5A熔斷器到儀表C13端口，此為常電電源，當(dāng)鑰匙開關(guān)未接通時(shí)開啟遠(yuǎn)光燈或危急報(bào)警燈，儀表被激活所用電源。一路經(jīng)J4點(diǎn)火繼電器、F23熔斷器、0401線束到儀表A15、A33端口供電，此為鑰匙電源，主要為儀表正常顯示供電。線路原理如圖5所示。

圖5 ISDe儀表系統(tǒng)及ECM發(fā)動(dòng)機(jī)模塊線路原理圖

3 案例分析

3.1 故障現(xiàn)象

一輛東風(fēng)天錦EQ1120GA型高壓共軌柴油車，起動(dòng)機(jī)可以帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，但發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法著車。

3.2 故障檢查

打開鑰匙開關(guān)，儀表上的紅色“stop”停機(jī)報(bào)警燈和黃色“！”維護(hù)保養(yǎng)指示燈無(wú)自檢過(guò)程 （依次閃爍后熄滅），起動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表無(wú)指示。

3.3 原因分析

造成此故障現(xiàn)象原因有：ECM或儀表電源故障、ECM或儀表自身故障。

ECM電源故障原因有：常電電路部分故障有F14熔斷絲熔斷、ECM4針電源接頭斷路等；鑰匙信號(hào)電路部分故障有100A易熔線熔斷、J4繼電器故障、F25熔斷絲熔斷、停機(jī)開關(guān)損壞、線路斷路等。

儀表電源故障原因有：常電電源故障、J4繼電器故障、F23熔斷絲熔斷、線路斷路、儀表與線束插接器脫落等。

3.4 故障排除

因儀表各指示燈無(wú)自檢過(guò)程，結(jié)合電路圖及維修經(jīng)驗(yàn)，重點(diǎn)檢查ECM供電電源部分及鑰匙開關(guān)激活信號(hào)，經(jīng)檢查故障為F14熔斷絲熔斷，更換標(biāo)準(zhǔn)熔斷絲，接通鑰匙開關(guān),查看儀表，各指示燈有自檢動(dòng)作，起動(dòng)車輛時(shí)轉(zhuǎn)速表在起動(dòng)機(jī)拖動(dòng)下有轉(zhuǎn)速顯示，說(shuō)明ECM工作正常，但車輛依然無(wú)法著車且起動(dòng)車輛時(shí)排氣管無(wú)煙，說(shuō)明燃油供給系統(tǒng)有故障。造成此故障的原因有：油箱無(wú)油、低壓油路進(jìn)氣或堵塞、高壓泵燃油計(jì)量單元故障、高壓油路泄壓、電控噴油器故障等。首先對(duì)低壓油路進(jìn)行檢查，當(dāng)按壓燃油濾清器上油泵時(shí)，發(fā)現(xiàn)燃油濾清器放氣螺釘處有氣泡冒出，經(jīng)檢查故障為放氣螺釘滑絲。由于手頭沒(méi)有配件且放氣螺絲滑絲不是很嚴(yán)重，于是對(duì)油路排氣后，利用生膠帶將放氣螺釘纏繞后擰緊應(yīng)急使用。試車，車輛正常啟動(dòng)，加速性能良好，至此故障排除。若發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)抖動(dòng)或者加速無(wú)力，則需要檢查電控噴油器或燃油壓力傳感器是否存在故障，以確定是否存在個(gè)別缸噴油器不工作或因?yàn)楣曹墘毫鞲衅鞯脑蚴拱l(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入故障運(yùn)行模式。

3.5 幾點(diǎn)思考

事后對(duì)該故障進(jìn)行“復(fù)盤”思考時(shí)，對(duì)F14熔斷絲熔斷原因百思不得其解，后詢問(wèn)駕駛員得知該車因蓄電池虧電更換蓄電池時(shí)蓄電池線接反過(guò)，糾正過(guò)來(lái)后車輛便無(wú)法啟動(dòng)，駕駛員以為油路故障，對(duì)油路進(jìn)行排氣操作，由于操作不當(dāng)又將放氣螺釘擰滑絲，以至于出現(xiàn)上述情況。

4 結(jié)語(yǔ)

我們?cè)谂懦囕v故障的過(guò)程中，要善于收集有用信息，運(yùn)用科學(xué)有效的檢測(cè)方法，原因分析全面到位，排除故障循序漸進(jìn)，盡量避免大拆大卸，這樣才能快速有效地解決問(wèn)題，提高工作效率，提升保障打贏的能力。當(dāng)然，練就過(guò)硬的專業(yè)技能水平是第一位的，這就要求我們?nèi)粘９ぷ髦幸趯W(xué)苦練，珍惜實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)，同時(shí)要勤于讀書，善于思考，使理論知識(shí)成為實(shí)際操作的有力支撐。