三、柴油机电控管理系统的诊断与检修

授课教师：

学习目标：知识目标：1 、能够了解柴油机电控管理系统的组成及原理2 、能掌握电控柴油机电控管理系统的管理策略。能力目标：1 、能够熟练使用诊断仪读取故障码，数据流。2 、能通过检测仪器诊断出电控柴油机的故障点并排除故障。德育目标：1 、培养学生团结协作，互相帮助的学习精神，增强集体荣誉感。

案例： 一辆奥铃柴油车辆行驶途中突然熄火，再次启动时柴油机不着车。柴油机型号为大柴 CA4DF3—14E3 ，故障时行驶里程为 3721km 。故障灯不亮。

电控柴油发动机控制单）是柴油发动机电控系统的中央处理器，是发动机管理系统的核心部件。

一、控制电元的结构

接插件 1（整车功能）

接插件 2（传感器）

接插件 3（执行器）

控制电路板

下端盖

上端盖

二、 ECU 控制器的组成

1 、硬件部分 2 、软件部分

硬件部分：

※ 电子控制单元 ※ I/O 接口

※ 执行机构※ 传感器等

软件存储在 ECU 中，支配电控系统完成数据采集、计算处理、输出控制、系统监控与自诊断等

软件部分：

1.ECU 的基本结构与功能

模拟信号

输入处理

电 源

A/D

数字信号

电源电路

微处理器

输出处理

电磁阀

电 机

指示灯

输入 ECU 输出

ECU 基本组成

ON 输入处理电路

5V

0V

ON

OFF

5V

0V

5V

0V

t

5V

0V

+12V

0VOFF

0V+

_t

5V

0V

-46V

0V

输入电压突变

正负交替电压

噪声信号

电涌电压

输入信号的处理

电涌：微秒量级的异常大的电流脉冲

（ 1 ）输入信号

CPU Clock

ROM( 程序 )

RAM( 数据 )

特殊功能 I/O

Timer/Counter（计数器）A/D（模数转换）PWM（ 脉冲宽度调制 ）Interrupt（中断）SIO（ I/O 串行输入输出）

地址总线

控制总线

数据总线

输入端口

输出端口

I/O 端口

单片机典型结构框图

（ 2 ）微处理器 微处理器首先完

成传感器信号的 A/D转换、周期脉冲信号测量和其它有关汽车行驶状态信号的输入处理，然后计算并控制所需的输出值，按要求适时地向执行机构发送控制信号。

微处理器

5VON

OFF0V

0V

14V

ON

OFF

喷射信号

喷射器电压波形

喷射器

功率放大

输出功率驱动

信号

喷射器电弧抑制电路

+B

燃油喷射驱动电路

微处理器输出的信号往往用作控制电磁阀、指示灯、步进电机等。

微处理器输出信号功率小，使用 +5v 的电压，汽车上执行机构的电源大多数是蓄电池，需要将微处理器的控制信号通过输出处理电路处理后再驱动执行机构。

CPU 输出处理电路

开始

控制流程开始

编写源程序

编译

检查 仿真调试

实际系统调试

检查

检查

固化封装

结束

ECU控制程序开发流程

NO

NO

NO

在实际的电路系统中进行硬件和软件的综合调试。

系统调试好以后，就把开发好的程序固化在程序存储器中。

2. 控制程序的设计开发

二、 ECU 功能

负责发动机信号的采集、处理、传输、诊断和程序控制。

三、 ECU 的控制策略1 、起动时的控制策略：

1 、发动机起动时 ECU 需要知道的 2 个条件是喷油正时与启动喷油量；

2 、通过曲轴位置传感器与凸轮轴位置位置传感器的信号， ECU可以计算出当前的曲轴位置，系统判断出一缸上止点后， ECU 向喷油器下达喷射指令；

3 、起动时的喷油量要能够保证发动机快速起动，燃油燃烧的快慢与否除受起动时的燃烧室的压力影响之外，还受到温度的影响， ECU 会根椐水温传感器传输的水温信号加大起动时的喷油量，确保起动一次成功。

2 、驱动模式的控制策略

1 、发动机扭矩控制的策略主要是根据“驾驶员的意愿”设定当前主喷油量，体现驾驶员意愿的便是电子油门踏板；

2 、油门踏板开度的大小通过踏板内部的滑动变阻器转换成电信号， ECU 根据此信号，设定出驱动模式下的主喷油量；

3 、同时，系统为了防止发动机飞车， ECU 采集转速信号，当转速到达系统设定的最高转速时， ECU 会控制喷油器停止喷油，避免转速继续升高。

3 、怠速控制模式的控制策略

怠速控制策略包括：档位选择 / 发动机温度 /额外负荷

1 、怠速工况下要考虑发动机工作的稳定性，输出足够的怠速扭矩，缩短发动机的暖机时间等因素；2 、不同档位，因传动比不同对输出扭矩的要求也不同， ECU 要根据车速传感器的信号，判断出当前档位，对喷油量进行调整；3 、额外负荷包括空调压缩机、发电机等，开空调时或电瓶电压过低时，发动机要加大喷油量以确保输出扭矩不下降；4 、低温起动后怠速工况下发动机要依据水温传感器采集的水温信号来适当加大喷油量缩短暖机时间。

4 、平稳运转控制策略

1 、为保证发动机各缸工作状态的稳定性， ECU 通过转速传感器能够测得曲轴在各缸的瞬间曲轴转速；

2 、如某缸因密封不良导致该缸压力过低，体现在曲轴转速上便是排气行程转速快，做功行程转速慢，由此 ECU适当加大该缸的喷油量，使四个缸的转速趋于一致，这便是平稳运行控制。

5 、供油量限制调节即为“跛行回家”功能，当发动机失去某个重要的信号时，系统会采用一个替代值，并依此为基准进行喷油或限制发动机的最高转速。

1 、当失去进气质量的信号时，系统控制发动机最高转速只能升到 2500r/min;

2 、当失去了水温信号时，系统按照水温在－ 4o 的状下喷油，同时开启电子风扇，当水温超过 105o 时系统限制喷油。

3 、当发动机转速超过系统设定的最高转速时，系统会自动断油，以避免发动机飞车。

6 、主动喘振控制（在节省燃油、降低冲击力的同时，人性化设计，满足用户追求“推背”感觉：

1、控制喷油量在急加油门状态下平稳变化；

2、为了减少在急加油门状态下突变的转速对传动系的冲击，ECU首先对油门踏信号进行过滤使油门踏板信号平稳变化；

3、但为了使驾驶员感到在急加速时有一个“推背感”，在喷油量平稳上升的过程中有一个小的突变，发动机的加速时

间并没有延长。

四、控制电路

ECU

供电电源电路

YC4W-30 控制器 ECU 外围线路图

58

ECU

接插件引脚说明

ECU 引脚定义 信号描述 ECU 引脚定义 信号描述

108 燃油温度传感器，信号 161 进气温度传感器，地

132 燃油温度传感器，地 137 凸轮相位传感器， 5V

156 冷却水温度传感器，信号 138 凸轮相位传感器，信号

157 冷却水温度传感器，地 114 凸轮相位传感器，地

183 增压压力传感器，地 187 曲轴位置传感器，正

163 增压压力传感器，信号 188 曲轴位置传感器，负

160 增压压力传感器， 5V 142 油水分离器传感器，信号

159 共轨压力传感器，信号 148 EGR 阀驱动信号

184 共轨压力传感器，地 176 高压油泵电磁阀驱动信号

186 共轨压力传感器， 5V 168 预热继电器控制信号

146 爆震传感器，正 125 第一缸喷油器高端

147 爆震传感器，负 174 第一缸喷油器低端

133 EGR 位置反馈传感器， 5V 103 第二缸喷油器高端

109 EGR 位置反馈传感器，地 104 第二缸喷油器低端

182 EGR 位置反馈传感器，信号 102 第三缸喷油器高端

135 车速传感器，地 149 第三缸喷油器低端

111 车速传感器，信号 126 第四缸喷油器高端

131 进气温度传感器，信号 151 第四缸喷油器低端

发动机接插件（ X1 ）引脚 定义

58针整车接插件（ X2 ）引脚 定义

ECU 引脚定义 信号描述 ECU 引脚定义 信号描述

201 主继电器电源 244 主继电器控制

203 主继电器电源 208 预热指示灯

205 主继电器电源 209 油水分离开关指示灯

202 蓄电池负极 245 发动机检测灯

204 蓄电池负极 243 发动机转速输出

206 蓄电池负极 246 水温高指示灯

210 2# 油门传感器， 5V 218 车速输出

213 2# 油门传感器，信号 258 空调继电器控制

214 2# 油门传感器，地 255 高速风扇控制

224 1# 油门传感器， 5V 256 低速风扇控制

225 1# 油门传感器，信号 229 空调压力传感器， 5V

226 1# 油门传感器，地 251 空调压力传感器，信号

219 点火开关信号 230 空调压力传感器，地

222 空调请求开关信号 231 K-Line 诊断接口

217 电气负载开关信号 253 CAN 通讯高端

227 离合器开关信号 254 CAN 通讯底端

223 刹车开关信号 240 MIL 指示灯

58针整车接插件（ X2 ）引脚 定义