东风天锦EQ1120GA型柴油车电控系统浅析

李朝琪

（32615部队，青海 西宁 810018）

东风天锦EQ1120GA型柴油车，装配东风康明斯ISDe210-30直列6缸国三发动机、ISDe英特交互式控制系统、摩托罗拉CM2150控制模块、BOSCHCP3.3高压共轨燃油喷射系统，BOSCH CRIN1.6电控预喷射式喷油器，D530驾驶室。下面结合电路原理图，分析该车型控制策略如下。

1 线束喷码识别

该车型线束有4位喷码用于识别，前2位喷码代表不同类别线束 （喷码含义如表1所示），后2位喷码代表同类别线束中的线号。如图1所示蓄电池正极到F14熔断器间线束喷码0200 5.0，其中02表示火线线束，00表示火线线束第0号线，5.0表示导线线径为5mm2。

表1 EQ1120GA型柴油车线束前2位喷码含义

2 控制策略分析

2.1 电源系统

该车型电源由两个12V-180Ah的蓄电池、JFZ2720型发电机和3703610-KF2J0型超级电容器提供。

电源分为常电电源和电源总开关控制正极电源、钥匙开关控制正极电源3种。如图1所示，常电电源由蓄电池正极经F14熔断器后分3路：第1路为0290主线束供电、第2路经F11熔断器为诊断座供电、第3路为ECM电源接口04号针脚供电。电源总开关控制正极电源由蓄电池正极经电源总开关 （机械式或电磁开关式）为起动机及0230线束供电；钥匙开关控制正极电源由0250线束电源经F4熔断器过0210导线到钥匙开关，经钥匙开关不同挡位为相应用电设备供电。

2.2 起动系统

该车型起动方式有钥匙直接起动和车下副起动开关起动两种。由图1可知，两种控制方式均为控制J2继电器工作触点闭合以实现0250线束电源经J2继电器触点、0061线束到起动机50端子，使起动机工作。钥匙起动方式为钥匙开关转到“ST”挡，电源经钥匙开关到0202线束经F16熔断器到J2继电器线圈后搭铁，控制J2继电器触点闭合。车下副起动开关起动方式为钥匙开关转到“ON”挡，J3继电器工作，接通副起动开关，0250线束电源经J3继电器触点、F20熔断器、空挡开关、副起动开关到J2继电器线圈后搭铁，控制J2继电器触点闭合。

2.3 超级电容系统

由于车辆在高原地区运行，高寒缺氧的环境对车辆电源、起动系统提出了更高的要求。低温条件下起动车辆，由于起动阻力大，起动机需要电源系统提供长时间大电流，用以改善发动机低温起动性能。电源系统中的蓄电池是将化学能转换为电能的装置，持续放电能力强但放电电流不能过大，且低温性能较差；超级电容是利用活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构、超大容量电容器，大电流放电能力强但无法长时间工作。将蓄电池与超级电容并联使用满足上述要求。

超级电容与蓄电池并联使用方案有2种：一是超级电容直接与蓄电池并联，其优点是结构简单、成本低，但超级电容充放电不受控制；二是超级电容通过双向DC／DC转换器与蓄电池并联，其优点是可以有效控制超级电容器的充放电，但结构复杂、成本高；东风天锦EQ1120GA车型采用第2种方案。下面结合图1对超级电容工作原理分析如下。

起动前，打开电源总开关时，并联指示灯点亮。当点火钥匙转到ON挡时，超级电容总成通过0050线接收到ON挡电压信号，超级电容激活等待工作；当点火钥匙转到ST挡时，超级电容总成通过0207线接收到起动机启动信号，电容经0200主火线与蓄电池一起为起动机供电，完成车辆起动。完成起动后，闭合充电开关，充电指示灯点亮显示充电状态。

2.4 ECM控制系统

ECM控制系统采用CM2150控制模块，主要功能有燃油控制、发动机监测／保护、指示灯驱动等。模块上共有3个接头：4针电源接头、60针OEM接头、60针发动机线束接头。示意图如图2a所示，实物图如图2b所示。

图1 ISDe电源系统、起动系统原理图

图2 CM2150 ECM结构示意图及实物图

4针电源主要为ECM提供常电电源，01、02针脚为电源负极，03、04针脚为电源正极。线路原理图如图3所示。

60针OEM模块主要负责车辆运行状态控制。主要包括：电子油门、水位、电子风扇转速、OEM压力及温度等传感器信号的采集；报警指示灯、等待起动指示灯和停机指示灯显示控制以及空调压力开关、排气制动开关、离合器开关的控制；排气制动电磁阀、电子风扇电磁阀和预热继电器等执行器的控制。其中，45号针脚为ECM提供钥匙开关接通信号，使ECM进入工作状态；双霍尔效应式模拟电子油门为ECM确定油门踏板位置及主、辅油门技术状况提供电压信号；排气制动开关、离合器开关和发动机转速信号为排气制动电磁阀工作与否提供信号；OEM模块与发动机模块和仪表通过CAN总线进行通信。各传感器、开关及执行器线路原理如图3所示。

60针发动机模块主要负责燃油喷射系统控制。传感器采集温度、压力、转速／位置、液位及车辆控制信号，反馈给电子控制单元ECM，ECM根据存储的数据模型，结合油轨压力信号，控制各缸喷油器的开启时刻、压力及喷油量，从而实现喷油精确控制。东风天锦电控高压共轨燃油喷射系统原理图如图4所示。

各传感器、开关及执行器工作原理图如图5所示，主要功能如下。

1）曲轴转速传感器：位于发动机前盖上的霍尔效应式曲轴转速传感器主要用于采集发动机曲轴转角位置及发动机转速信号，该转速信号可作为发动机位置的备用信号。

2）凸轮轴位置传感器：又称为气缸识别传感器，主要是判断哪一气缸处于压缩上止点，配合曲轴转速传感器信号，经发动机ECU计算后，以确定喷油时刻。该信号可作为发动机转速的备用信号。

图3 ISDe ECM电源模块及OEM模块线路原理图

3）油轨压力传感器：安装在高压油轨上用于监测油轨压力，此信号丢失，发动机将进入应急模式。

4）进气压力／温度传感器：安装在发动机进气歧管上，为4线式传感器，可提供进气压力及温度2个信号，以实现喷油修正及发动机保护减额。

5）大气压力传感器：安装在ECM散热板上方，用于检测大气压力，以实现发动机空燃比的控制，具有海拔高度保护功能。

图4 东风天锦电控高压共轨燃油喷射系统原理图

6）冷却液温度传感器：安装在发动机排气侧靠近节温器的位置，用以检测发动机水套中冷却液温度，通过仪表显示给驾驶员，以防高温行车。

7）油中含水传感器：通过发动机线束与发动机控制模块通信。

8）机油压力开关：位于发动机前齿轮室盖上，利用此传感器监测发动机主油道机油压力，压力过低过高均报警，提醒驾驶员检修车辆。

9）燃油泵执行器：常开脉冲宽度调制式燃油泵执行器用以控制进入高压燃油泵的燃油量。

10）电控喷油器：它根据ECU发出的控制信号，通过控制电磁阀的接通和断开，将高压油轨中的燃油以最佳的喷油定时、喷油量和喷油率喷入柴油机的燃烧室。

2.5 仪表系统

仪表系统有两路电源，一路供电由0290导线经5A熔断器到仪表C13端口，此为常电电源，当钥匙开关未接通时开启远光灯或危急报警灯，仪表被激活所用电源。一路经J4点火继电器、F23熔断器、0401线束到仪表A15、A33端口供电，此为钥匙电源，主要为仪表正常显示供电。线路原理如图5所示。

图5 ISDe仪表系统及ECM发动机模块线路原理图

3 案例分析

3.1 故障现象

一辆东风天锦EQ1120GA型高压共轨柴油车，起动机可以带动发动机运转，但发动机无法着车。

3.2 故障检查

打开钥匙开关，仪表上的红色“stop”停机报警灯和黄色“！”维护保养指示灯无自检过程 （依次闪烁后熄灭），起动机带动发动机运转时，发动机转速表无指示。

3.3 原因分析

造成此故障现象原因有：ECM或仪表电源故障、ECM或仪表自身故障。

ECM电源故障原因有：常电电路部分故障有F14熔断丝熔断、ECM4针电源接头断路等；钥匙信号电路部分故障有100A易熔线熔断、J4继电器故障、F25熔断丝熔断、停机开关损坏、线路断路等。

仪表电源故障原因有：常电电源故障、J4继电器故障、F23熔断丝熔断、线路断路、仪表与线束插接器脱落等。

3.4 故障排除

因仪表各指示灯无自检过程，结合电路图及维修经验，重点检查ECM供电电源部分及钥匙开关激活信号，经检查故障为F14熔断丝熔断，更换标准熔断丝，接通钥匙开关,查看仪表，各指示灯有自检动作，起动车辆时转速表在起动机拖动下有转速显示，说明ECM工作正常，但车辆依然无法着车且起动车辆时排气管无烟，说明燃油供给系统有故障。造成此故障的原因有：油箱无油、低压油路进气或堵塞、高压泵燃油计量单元故障、高压油路泄压、电控喷油器故障等。首先对低压油路进行检查，当按压燃油滤清器上油泵时，发现燃油滤清器放气螺钉处有气泡冒出，经检查故障为放气螺钉滑丝。由于手头没有配件且放气螺丝滑丝不是很严重，于是对油路排气后，利用生胶带将放气螺钉缠绕后拧紧应急使用。试车，车辆正常启动，加速性能良好，至此故障排除。若发动机出现抖动或者加速无力，则需要检查电控喷油器或燃油压力传感器是否存在故障，以确定是否存在个别缸喷油器不工作或因为共轨压力传感器的原因使发动机进入故障运行模式。

3.5 几点思考

事后对该故障进行“复盘”思考时，对F14熔断丝熔断原因百思不得其解，后询问驾驶员得知该车因蓄电池亏电更换蓄电池时蓄电池线接反过，纠正过来后车辆便无法启动，驾驶员以为油路故障，对油路进行排气操作，由于操作不当又将放气螺钉拧滑丝，以至于出现上述情况。

4 结语

我们在排除车辆故障的过程中，要善于收集有用信息，运用科学有效的检测方法，原因分析全面到位，排除故障循序渐进，尽量避免大拆大卸，这样才能快速有效地解决问题，提高工作效率，提升保障打赢的能力。当然，练就过硬的专业技能水平是第一位的，这就要求我们日常工作中要勤学苦练，珍惜实习机会，同时要勤于读书，善于思考，使理论知识成为实际操作的有力支撑。