五十铃6HK1-TC电控系统及故障检修

张飞虎

（吐哈油田特种车辆工程公司，新疆 838202）

柴油发动机凭借其功率大、油耗低、燃烧效率高等特点，广泛应用于商用车领域。目前，柴油机电子控制技术主要分为3种:位置控制、时间控制、时间-压力控制。五十铃重型载货汽车6HK1-TC系列发动机所搭载的TICS系统是Timing&Injection Control System（喷油正时和喷射率控制系统）的缩写，作为第一代柴油机电控系统位置控制式的代表，是日本五十铃汽车公司20世纪末开发的产品。系统以控制单元ECU为核心，自动控制喷油量、喷油正时以及喷油速率，从而满足发动机各工况的要求。

1 TICS系统组成

TICS系统结构如图1所示。五十铃电控TICS系统分为机械部分和电路部分。其中机械部分主要是一个带有RED IV型电子调速器和预行程执行器的喷油泵；电路部分则由ECU、各种传感器和执行器三大块构成的电控回路组成。电路部分的输入信号主要有发动机曲轴转速传感器、油门位置传感器、水温传感器、进气压力传感器、车速传感器、齿条位置传感器、预行程位置传感器等。通过电路部分的输入信号，ECU经过预先设置好的程序进行核算，并输出指令到执行机构，从而改变发动机的工作状况。执行机构主要为预行程执行器、RED IV电子调速器等。

TICS系统主要特点是:保持直喷发动机低油耗的同时，改善排放性能，减小氮氧化物的排放；ECU控制电子调速器根据各工况调节油量；无须正时器，由电子预行程执行器可同时控制、改变喷油正时及喷射率；在冷起动时加大提前角以改善起动性能；系统同时自带的自诊断系统也方便故障检修。

1.1 TICS喷油泵

TICS喷油泵采用的是传统的直列柱塞泵体。泵体部分主要零部件为柱塞和柱塞套、凸轮轴、滚轮体、柱塞弹簧、转动套与齿圈、出油阀与阀座以及压紧管接等。不同点是在柱塞套筒的下方设置有一个正时套，通过正时杆的上下移动来控制预行程的变化。所谓柱塞预行程是指柱塞从下止点开始上升至关闭与储油室相通的进、出油孔的一段行程，或者说柱塞上行过程中开始加压燃油之前的凸轮升程。另外，TICS喷油泵的进、出油口设置在柱塞上，与一般喷油泵的进、出油孔设置在柱塞套筒上不同，这就决定了其燃油的喷射过程与普通型喷油泵不同。其工作过程分为进油、压油喷射、停喷3个主要过程。

1.2 RED IV电子调速器

REDⅣ型电子调速器的结构组成为:线性直流电动机、控制齿条、齿条位置传感器、连杆、停止杆、壳体等。其结构如图2所示。

从工作原理上分，RED IV型电子调速器由输入部分、控制部分及执行部分3部分组成。齿条位置传感器发出的信号作为输入信号，通过模数转换器 （A／D）转换为数字信号，再传送给控制部分。在控制部分，输入的数字信号与ROM中存储的数据进行比较，通过比较得出的执行参数，再传送给执行部分。线性直流电动机根据执行参数进行动作，从而推动线圈上下运动，即带动齿条水平运动，调节控制喷油量的大小。另外，当操作停止杆时，停止杆带动齿条移向停油方向，以保证停止杆在任何紧急情况下都能使发动机熄火。

1.3 电子预行程执行器

电子预行程执行器主要由预行程传感器和执行机构组成。ECU根据正时传感器的信号判断实际供油正时，实时对比发动机各种工况下的理论参数，然后输出正时控制信号，使正时执行器动作，控制正时套的上下移动，改变喷油泵中柱塞套筒与柱塞的相对位置，即改变柱塞的有效行程，从而改变喷油正时。

2 TICS系统线路图

系统线路图包括ECU接口针脚图 （图3）和系统中的线路布置图 （图4）。通过系统线路图可以迅速地辨识出线路图中的电子电器元件，了解各传感器和电子执行器的工作方式，并能根据电控系统线路图系统地判断可能发生故障部位。ECU作为整个电控系统的核心，对汽车所有的电气线路、电器元件进行实时监控，并对于任何状况的出现都能及时做出调整。结合系统ECU针脚图和系统线路布置图可以方便检测系统各个回路的工作状况，判断通断好坏及ECU内部程序是否运行正常。

系统线路图中所有电器元件的电流是从电源正极出发，经熔断丝→开关→电器元件→搭铁，然后回到电源负极形成一个回路。TICS电控系统包括了开关回路、传感器回路及驱动回路。开关回路主要有:离合器开关回路、油门开关回路、动力开关回路、加热开关回路、制动开关回路、缓慢返回车库开关回路、空气低压开关回路、制动开关回路等。传感器回路主要有:节气门传感器回路、增压传感器回路、冷却液温度传感器回路、大气温度传感器回路、燃油温度传感器回路、齿条传感器回路、预行程传感器回路等。驱动回路主要有:排气制动电磁阀回路、调速器作动器回路、预行程作动器回路。另外，TICS带有自诊断系统，也是一个单独的回路。

ECU通常是将一个为5V的低压参考信号加给传感器，传感器经可变电阻，将变化的阻值转化为电压信号返回ECU。ECU通过反馈信号变化监控传感器的工作状态。开关回路可以当做是特殊的传感器信号。而执行器则是根据ECU的指令控制驱动回路。TICS电控系统的执行器是由感应线圈组成，ECU通过改变线圈中流经的电流大小来改变线圈的作动力，从而改变执行器动作。

3 TICS系统故障检修

3.1 实例1

故障现象:发动机功率不足，限速，即油门加到最大位置，发动机最高转速只有2200 r／min。首先通过专业解码仪器调取故障码，显示故障代码“292”，存在预行程执行器开路或者断路故障。其次，用万用表检测预行程执行器插座 （6针，灰色）的6个端子电阻值，发现连接插头中6个端子的电阻值均为无穷大，说明预行程执行器已经烧坏。更换新的预行程执行器后，对初始参数进行调校后，故障排除，加速正常。

3.2 实例2

故障现象:同样是发动机功率不足，限速。首先通过专业解码仪器调取故障码，显示存在预行程执行器电源熔断丝熔断。通过检测预行程执行器电源线路，即蓄电池火线到熔断丝、到继电器、再到ECU针脚，发现从熔断丝到继电器线路其中一段由于磨损搭铁而烧断，重新连接修复，故障依然存在。进一步对ECU的预行程电源切断继电器的针脚进行检测，发现ECU得电状态下，此针脚无电平变化，从而导致预行程执行器电源继电器不动作，更换新的ECU后，故障排除，车辆加速正常。

3.3 实例3

故障现象:行驶过程中加速就熄火。首先通过专业解码仪器调取故障码，显示不存在故障码。检测各线路均正常，ECU无故障。对此类无故障码的故障诊断一般集中在机械部分，由于是燃油系统故障，就应该从油路查起。从驾驶室喷油泵处检查，发现机械熄火线在常态没有回零位。重新调整熄火拉线的长度，使其归零位，最后故障排除，行驶中再无加速突然熄火现象。

4 结束语

作为第一代电控系统的TICS系统，以其结构简单、对传统机械式发动机控制系统改动小、控制精度高、响应速度快、经济环保等优点，在电控发动机中仍占有一定的市场份额。对于该系统故障的检修，须系统掌握其结构组成、ECU控制原理及发动机各工况的电路状况，优先排查故障代码所显示相关元器件故障，并同时细心排除无故障码状态时的纯机械故障。

［1］黄坚.柴油发动机电控技术与发展浅析［J］.广西质量监督导报， 2007 （4）:92-93.

［2］王宏桥，李骏，刘巽俊.车用直喷式柴油机可变预行程泵电控系统研究［J］.汽车工程，2000，22 （5）:64-67.

［3］高志强，许建忠.RED IV型电子调速器的结构及故障诊断［J］. 汽车维修， 2007 （11）:11-14.

［4］焦岗耀.TICS喷油泵电控系统的故障诊断［J］.工程机械与维修， 2007 （5）:156-157.

［5］杨水永.浅谈汽车故障码的正确运用［J］.湖北广播电视大学学报，2008，28（9）:159-160.