東風天錦EQ1120GA型柴油車電控系統淺析

李朝琪

（32615部隊，青海 西寧 810018）

東風天錦EQ1120GA型柴油車，裝配東風康明斯ISDe210-30直列6缸國三發動機、ISDe英特交互式控制系統、摩托羅拉CM2150控制模塊、BOSCHCP3.3高壓共軌燃油噴射系統，BOSCH CRIN1.6電控預噴射式噴油器，D530駕駛室。下面結合電路原理圖，分析該車型控制策略如下。

1 線束噴碼識別

該車型線束有4位噴碼用于識別，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。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號線，5.0表示導線線徑為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

該車型電源由兩個12V-180Ah的蓄電池、JFZ2720型發電機和3703610-KF2J0型超級電容器提供。

電源分為常電電源和電源總開關控制正極電源、鑰匙開關控制正極電源3種。如圖1所示，常電電源由蓄電池正極經F14熔斷器后分3路：第1路為0290主線束供電、第2路經F11熔斷器為診斷座供電、第3路為ECM電源接口04號針腳供電。電源總開關控制正極電源由蓄電池正極經電源總開關 （機械式或電磁開關式）為起動機及0230線束供電；鑰匙開關控制正極電源由0250線束電源經F4熔斷器過0210導線到鑰匙開關，經鑰匙開關不同擋位為相應用電設備供電。

2.2 起動系統

該車型起動方式有鑰匙直接起動和車下副起動開關起動兩種。由圖1可知，兩種控制方式均為控制J2繼電器工作觸點閉合以實現0250線束電源經J2繼電器觸點、0061線束到起動機50端子，使起動機工作。鑰匙起動方式為鑰匙開關轉到“ST”擋，電源經鑰匙開關到0202線束經F16熔斷器到J2繼電器線圈后搭鐵，控制J2繼電器觸點閉合。車下副起動開關起動方式為鑰匙開關轉到“ON”擋，J3繼電器工作，接通副起動開關，0250線束電源經J3繼電器觸點、F20熔斷器、空擋開關、副起動開關到J2繼電器線圈后搭鐵，控制J2繼電器觸點閉合。

2.3 超級電容系統

由于車輛在高原地區運行，高寒缺氧的環境對車輛電源、起動系統提出了更高的要求。低溫條件下起動車輛，由于起動阻力大，起動機需要電源系統提供長時間大電流，用以改善發動機低溫起動性能。電源系統中的蓄電池是將化學能轉換為電能的裝置，持續放電能力強但放電電流不能過大，且低溫性能較差；超級電容是利用活性炭多孔電極和電解質組成的雙電層結構、超大容量電容器，大電流放電能力強但無法長時間工作。將蓄電池與超級電容并聯使用滿足上述要求。

超級電容與蓄電池并聯使用方案有2種：一是超級電容直接與蓄電池并聯，其優點是結構簡單、成本低，但超級電容充放電不受控制；二是超級電容通過雙向DC／DC轉換器與蓄電池并聯，其優點是可以有效控制超級電容器的充放電，但結構復雜、成本高；東風天錦EQ1120GA車型采用第2種方案。下面結合圖1對超級電容工作原理分析如下。

起動前，打開電源總開關時，并聯指示燈點亮。當點火鑰匙轉到ON擋時，超級電容總成通過0050線接收到ON擋電壓信號，超級電容激活等待工作；當點火鑰匙轉到ST擋時，超級電容總成通過0207線接收到起動機啟動信號，電容經0200主火線與蓄電池一起為起動機供電，完成車輛起動。完成起動后，閉合充電開關，充電指示燈點亮顯示充電狀態。

2.4 ECM控制系統

ECM控制系統采用CM2150控制模塊，主要功能有燃油控制、發動機監測／保護、指示燈驅動等。模塊上共有3個接頭：4針電源接頭、60針OEM接頭、60針發動機線束接頭。示意圖如圖2a所示，實物圖如圖2b所示。

圖1 ISDe電源系統、起動系統原理圖

圖2 CM2150 ECM結構示意圖及實物圖

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

60針OEM模塊主要負責車輛運行狀態控制。主要包括：電子油門、水位、電子風扇轉速、OEM壓力及溫度等傳感器信號的采集；報警指示燈、等待起動指示燈和停機指示燈顯示控制以及空調壓力開關、排氣制動開關、離合器開關的控制；排氣制動電磁閥、電子風扇電磁閥和預熱繼電器等執行器的控制。其中，45號針腳為ECM提供鑰匙開關接通信號，使ECM進入工作狀態；雙霍爾效應式模擬電子油門為ECM確定油門踏板位置及主、輔油門技術狀況提供電壓信號；排氣制動開關、離合器開關和發動機轉速信號為排氣制動電磁閥工作與否提供信號；OEM模塊與發動機模塊和儀表通過CAN總線進行通信。各傳感器、開關及執行器線路原理如圖3所示。

60針發動機模塊主要負責燃油噴射系統控制。傳感器采集溫度、壓力、轉速／位置、液位及車輛控制信號，反饋給電子控制單元ECM，ECM根據存儲的數據模型，結合油軌壓力信號，控制各缸噴油器的開啟時刻、壓力及噴油量，從而實現噴油精確控制。東風天錦電控高壓共軌燃油噴射系統原理圖如圖4所示。

各傳感器、開關及執行器工作原理圖如圖5所示，主要功能如下。

1）曲軸轉速傳感器：位于發動機前蓋上的霍爾效應式曲軸轉速傳感器主要用于采集發動機曲軸轉角位置及發動機轉速信號，該轉速信號可作為發動機位置的備用信號。

2）凸輪軸位置傳感器：又稱為氣缸識別傳感器，主要是判斷哪一氣缸處于壓縮上止點，配合曲軸轉速傳感器信號，經發動機ECU計算后，以確定噴油時刻。該信號可作為發動機轉速的備用信號。

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測油軌壓力，此信號丟失，發動機將進入應急模式。

4）進氣壓力／溫度傳感器：安裝在發動機進氣歧管上，為4線式傳感器，可提供進氣壓力及溫度2個信號，以實現噴油修正及發動機保護減額。

5）大氣壓力傳感器：安裝在ECM散熱板上方，用于檢測大氣壓力，以實現發動機空燃比的控制，具有海拔高度保護功能。

圖4 東風天錦電控高壓共軌燃油噴射系統原理圖

6）冷卻液溫度傳感器：安裝在發動機排氣側靠近節溫器的位置，用以檢測發動機水套中冷卻液溫度，通過儀表顯示給駕駛員，以防高溫行車。

7）油中含水傳感器：通過發動機線束與發動機控制模塊通信。

8）機油壓力開關：位于發動機前齒輪室蓋上，利用此傳感器監測發動機主油道機油壓力，壓力過低過高均報警，提醒駕駛員檢修車輛。

9）燃油泵執行器：常開脈沖寬度調制式燃油泵執行器用以控制進入高壓燃油泵的燃油量。

10）電控噴油器：它根據ECU發出的控制信號，通過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、噴油量和噴油率噴入柴油機的燃燒室。

2.5 儀表系統

儀表系統有兩路電源，一路供電由0290導線經5A熔斷器到儀表C13端口，此為常電電源，當鑰匙開關未接通時開啟遠光燈或危急報警燈，儀表被激活所用電源。一路經J4點火繼電器、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儀表系統及ECM發動機模塊線路原理圖

3 案例分析

3.1 故障現象

一輛東風天錦EQ1120GA型高壓共軌柴油車，起動機可以帶動發動機運轉，但發動機無法著車。

3.2 故障檢查

打開鑰匙開關，儀表上的紅色“stop”停機報警燈和黃色“！”維護保養指示燈無自檢過程 （依次閃爍后熄滅），起動機帶動發動機運轉時，發動機轉速表無指示。

3.3 原因分析

造成此故障現象原因有：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、停機開關損壞、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

因儀表各指示燈無自檢過程，結合電路圖及維修經驗，重點檢查ECM供電電源部分及鑰匙開關激活信號，經檢查故障為F14熔斷絲熔斷，更換標準熔斷絲，接通鑰匙開關,查看儀表，各指示燈有自檢動作，起動車輛時轉速表在起動機拖動下有轉速顯示，說明ECM工作正常，但車輛依然無法著車且起動車輛時排氣管無煙，說明燃油供給系統有故障。造成此故障的原因有：油箱無油、低壓油路進氣或堵塞、高壓泵燃油計量單元故障、高壓油路泄壓、電控噴油器故障等。首先對低壓油路進行檢查，當按壓燃油濾清器上油泵時，發現燃油濾清器放氣螺釘處有氣泡冒出，經檢查故障為放氣螺釘滑絲。由于手頭沒有配件且放氣螺絲滑絲不是很嚴重，于是對油路排氣后，利用生膠帶將放氣螺釘纏繞后擰緊應急使用。試車，車輛正常啟動，加速性能良好，至此故障排除。若發動機出現抖動或者加速無力，則需要檢查電控噴油器或燃油壓力傳感器是否存在故障，以確定是否存在個別缸噴油器不工作或因為共軌壓力傳感器的原因使發動機進入故障運行模式。

3.5 幾點思考

事后對該故障進行“復盤”思考時，對F14熔斷絲熔斷原因百思不得其解，后詢問駕駛員得知該車因蓄電池虧電更換蓄電池時蓄電池線接反過，糾正過來后車輛便無法啟動，駕駛員以為油路故障，對油路進行排氣操作，由于操作不當又將放氣螺釘擰滑絲，以至于出現上述情況。

4 結語

我們在排除車輛故障的過程中，要善于收集有用信息，運用科學有效的檢測方法，原因分析全面到位，排除故障循序漸進，盡量避免大拆大卸，這樣才能快速有效地解決問題，提高工作效率，提升保障打贏的能力。當然，練就過硬的專業技能水平是第一位的，這就要求我們日常工作中要勤學苦練，珍惜實習機會，同時要勤于讀書，善于思考，使理論知識成為實際操作的有力支撐。