柴油發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)檢修 課件 項(xiàng)目2 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)ECU電路

柴油發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)檢修CONTENTS目錄01柴油發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)基礎(chǔ)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)ECU電路共軌式柴油噴射系統(tǒng)信號(hào)輸入020403專(zhuān)用診斷設(shè)備的使用02柴油發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)ECU電路項(xiàng)目導(dǎo)讀ECU是電控發(fā)動(dòng)機(jī)的控制中心，通過(guò)接收各傳感器傳送來(lái)的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行信息，加以運(yùn)算處理后控制各執(zhí)行器動(dòng)作。

ECU還包含著一個(gè)監(jiān)測(cè)模塊，用于故障診斷以及出錯(cuò)以后的系統(tǒng)的保護(hù)。任務(wù)2.1ECU的邏輯結(jié)構(gòu)一、情境描述

一輛2018年重汽豪沃，配EDC17CV44發(fā)動(dòng)機(jī)電腦版，行使了21.3萬(wàn)公里。據(jù)客戶(hù)反映，該車(chē)能夠噴油工作，但是發(fā)動(dòng)機(jī)限速，報(bào)P1610故障：電控單元內(nèi)部軟硬件底層監(jiān)控報(bào)錯(cuò)。請(qǐng)修復(fù)故障車(chē)輛。任務(wù)2.1ECU的邏輯結(jié)構(gòu)引導(dǎo)問(wèn)題1：柴油發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)ECU電路包含哪些部分？

電子控制單元[ECU]：ElectronicControlUnit，又稱(chēng)“行車(chē)電腦”、“車(chē)載電腦”等。和所有的ECU一樣，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的ECU就是完成對(duì)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械裝置的自動(dòng)控制。同時(shí)，現(xiàn)代柴油發(fā)動(dòng)機(jī)還需要與儀表等其它車(chē)輛系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和通信。

所以，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)ECU內(nèi)部也會(huì)有如下圖所示的幾個(gè)部分，傳感器模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的“輸入處理”芯片、對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理的“微處理器”芯片、對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行功率放大的“輸出處理”芯片。任務(wù)2.1ECU的邏輯結(jié)構(gòu)ECU內(nèi)部組成示意圖任務(wù)2.1ECU的邏輯結(jié)構(gòu)引導(dǎo)問(wèn)題2:市場(chǎng)上占有率高的柴油機(jī)ECU有哪些？

目前，博世、德?tīng)柛?、電裝在我國(guó)電噴系統(tǒng)市場(chǎng)已經(jīng)形成比較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)。在國(guó)際上，目前德國(guó)博世的燃油噴射系統(tǒng)占據(jù)全球80%左右的市場(chǎng)份額；第二名的日本電裝，其市場(chǎng)占有率為12%。

博世對(duì)電噴系統(tǒng)的研發(fā)已經(jīng)有幾十年的經(jīng)驗(yàn)，而且產(chǎn)品經(jīng)歷了很長(zhǎng)時(shí)間的匹配試驗(yàn)，比較成熟，可靠性高。在我國(guó)，核心技術(shù)的缺失在汽車(chē)行業(yè)尤為明顯，雖然近年來(lái)自主品牌在技術(shù)方面一直很努力，但不可否認(rèn)的是，我們比起日本、歐美等國(guó)家還是有一定差距。

博世集團(tuán)是全球第一大汽車(chē)技術(shù)供應(yīng)商。2020年，博世與中國(guó)動(dòng)力裝備制造商濰柴在發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)上取得歷史性突破。雙方合作將濰柴重型商用車(chē)柴油機(jī)熱效率提升至50%，由此在全球范圍內(nèi)樹(shù)立了產(chǎn)業(yè)新標(biāo)桿。任務(wù)2.1ECU的邏輯結(jié)構(gòu)引導(dǎo)問(wèn)題3:博世ECU的識(shí)別方法？

每個(gè)ECU的正面都會(huì)貼有銘牌，例如：EDC1CV44銘牌任務(wù)2.1ECU的邏輯結(jié)構(gòu)

博世產(chǎn)品號(hào)可以通過(guò)診斷設(shè)備來(lái)讀取到具體的電腦板型號(hào)。369代表的產(chǎn)地是蘇州，產(chǎn)地號(hào)后面是電腦板的生產(chǎn)日期以及8位的序列號(hào)。表2.1EDC17CV44/54博世產(chǎn)品號(hào)對(duì)照表

產(chǎn)品號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)廠家產(chǎn)品號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)廠家281016894濰柴281020181朝柴281020190華菱281020292重汽281020171錫柴281020232揚(yáng)柴任務(wù)2.1ECU的邏輯結(jié)構(gòu)引導(dǎo)問(wèn)題4:博世電腦版型號(hào)代表的含義？博世電腦版型號(hào)含義表ECUElectronicDieselControl電子柴油控制7/16/17平臺(tái)代號(hào)UElectronicUnitInector/Pump電控單體泵系統(tǒng)CCommonRail/共軌系統(tǒng)31/44/53運(yùn)行程序代碼/客戶(hù)編號(hào)任務(wù)2.1ECU的邏輯結(jié)構(gòu)引導(dǎo)問(wèn)題5:我們經(jīng)?？吹降腅DC7與EDC17有什么區(qū)別？EDC17發(fā)動(dòng)機(jī)工作運(yùn)行的原理與EDC7系統(tǒng)基本相同，只是在控制條件上和參數(shù)上加入了后處理部分的響應(yīng)，來(lái)滿(mǎn)足國(guó)家公布的對(duì)節(jié)能減排的新要求。相比于EDC7，ECU上功能全面集成了后處理控制部分，不再單獨(dú)控制，從而簡(jiǎn)化了系統(tǒng)，降低了成本，是在SCR和EGR兩條控制路線上得到了多數(shù)動(dòng)力廠家的應(yīng)用。引導(dǎo)問(wèn)題6：ECU是怎樣工作的？在共軌式蓄能器噴射系統(tǒng)中，壓力的產(chǎn)生和燃油的噴射是完全脫開(kāi)的。噴射壓力的產(chǎn)生跟發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和噴油量毫不相干。燃油以一定的壓力儲(chǔ)存在高壓蓄能器（即所謂的“共軌＂）內(nèi)，時(shí)刻準(zhǔn)備著進(jìn)行噴射。噴油量由駕駛?cè)舜_定，噴射起點(diǎn)、噴射持續(xù)時(shí)間和噴射壓力由ECU(ElectronicControlUnit電子控制單元)計(jì)算出來(lái)。然后，ECU觸發(fā)電磁閥，使每一個(gè)氣缸的噴油器（噴油單元）相應(yīng)地進(jìn)行噴射。任務(wù)2.1ECU的邏輯結(jié)構(gòu)引導(dǎo)問(wèn)題7：EDC17的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是如何組成的？

柴油機(jī)的ECU外觀就是一個(gè)扁平的金屬盒（圖2），拆開(kāi)兩面的金屬蓋，ECU的內(nèi)部是一塊電路板（圖3和圖4），電路板上有一個(gè)多端的集成插接器(Connecter),作為對(duì)外連接導(dǎo)線的部件。在電路板上分布若一些電子元器件。由于技術(shù)的進(jìn)步，目前的ECU都采用貼片(SMT)元器件來(lái)制作，單個(gè)元器件的尺寸極小且非常薄。任務(wù)2.1ECU的邏輯結(jié)構(gòu)A(ECUA面)

B(ECUB面)任務(wù)2.1ECU的邏輯結(jié)構(gòu)引導(dǎo)問(wèn)題9：EDC17集成插接器針腳端口如何分布？EDC17電控單元有兩個(gè)集成插接器線束插槽，較大者連接整車(chē)線束，有94個(gè)針腳，ECU電源、車(chē)身上的開(kāi)關(guān)、油門(mén)加速踏板位置傳感器、儀表、診斷通信等都是由這一端口連接輸入和輸出；較小者連接發(fā)動(dòng)機(jī)線束，有60個(gè)針腳，發(fā)動(dòng)機(jī)上的傳感器、執(zhí)行器等都是由這一端口輸入和輸出。A端插座

K端插座任務(wù)2.1ECU的邏輯結(jié)構(gòu)引導(dǎo)問(wèn)題10：ECU外部電源及通訊電路的原理是什么？ECU本身是一個(gè)用電設(shè)備，所以它也有相應(yīng)的電源供應(yīng)電路。它還會(huì)通過(guò)CAN網(wǎng)絡(luò)完成診斷與通訊功能，OBD隨車(chē)診斷系統(tǒng)也可以通過(guò)K線總線實(shí)現(xiàn)診斷通信。

當(dāng)ECU電源出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)除了不能實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)外，還會(huì)出現(xiàn)與診斷儀不能通信，其它電控系統(tǒng)也會(huì)失去與EDC的通訊。

所以，我們將EDC17ECU的電源、網(wǎng)絡(luò)通訊等線路畫(huà)到了一起。通過(guò)ECU集成插接器K端口的40號(hào)針腳，ECU還可以輸出發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)。任務(wù)2.1ECU的邏輯結(jié)構(gòu)EDC17ECU內(nèi)電源管理芯片任務(wù)2.1ECU的邏輯結(jié)構(gòu)引導(dǎo)問(wèn)題11：ECU外部電源連接方式是怎樣的？K端口內(nèi)K1、K3、K5三個(gè)針腳是ECU的電源24V輸入，K2、K4、K6是三個(gè)負(fù)極引腳。EDC17ECUK端口電源正極與負(fù)極連接焊點(diǎn)任務(wù)2.2信號(hào)輸入與輸出一、情境描述

一輛2017年歐曼半掛車(chē)，配EDC17CV44發(fā)動(dòng)機(jī)電腦版，行使了18萬(wàn)公里。經(jīng)維修人員調(diào)取故障碼為P00EC凸輪軸信號(hào)缺失，啟動(dòng)困難，限扭無(wú)法拉貨。據(jù)客戶(hù)反饋，在上家服務(wù)站已檢測(cè)外圍電路及傳感器，確認(rèn)正常。請(qǐng)確認(rèn)故障并修復(fù)。任務(wù)2.2信號(hào)輸入與輸出引導(dǎo)問(wèn)題1：ECU傳感器信號(hào)有哪幾種？

柴油機(jī)上使用的傳感器傳遞的電壓信號(hào)有幾種類(lèi)型：模擬信號(hào)、數(shù)字信號(hào)、直流脈沖信號(hào)、交流電壓信號(hào)。CPU處理這些信號(hào)的能力并不是很強(qiáng)，所以ECU上使用了各種處理不同類(lèi)型信號(hào)的芯片。

引導(dǎo)問(wèn)題2：具體到模擬信號(hào)是怎么樣處理的？

模擬電壓類(lèi)傳感器有油門(mén)踏板位置傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)水溫傳感器等。在ECU內(nèi)，信號(hào)是經(jīng)過(guò)一些分立的阻容元件進(jìn)行穩(wěn)定后，直接由CPUU1（SAK-TC1767-256F80HL）進(jìn)行處理的。任務(wù)2.2信號(hào)輸入與輸出引導(dǎo)問(wèn)題3：能否舉例說(shuō)明信號(hào)處理的過(guò)程？1.水溫傳感器圖EDC17水溫傳感器電路任務(wù)2.2信號(hào)輸入與輸出2.凸輪軸位置、曲軸位置傳感器信號(hào)U9和U11使用的30541芯片，就是曲軸和凸輪軸位置傳感器信號(hào)處理整形的芯片。30541是BOSCH公司內(nèi)部的編號(hào)，該芯片作用是通過(guò)對(duì)正時(shí)信號(hào)進(jìn)行跟蹤采集分析，使信號(hào)達(dá)到CPU需要的穩(wěn)定要求。EDC17ECU凸輪軸、曲軸信號(hào)處理芯片任務(wù)2.2信號(hào)輸入與輸出3.大氣壓力傳感器EDC17ECU中有一個(gè)特殊的傳感器，就是大氣壓力傳感器。這個(gè)傳感器是為了柴油機(jī)在不同海拔高度下運(yùn)行時(shí)，適應(yīng)不同濃度的大氣成分所設(shè)立的。高海拔地區(qū)，空氣中的氧含量低，所以噴油器噴出的燃油量也應(yīng)隨之改變。

這一傳感器就安裝在ECU內(nèi)部，芯片U13（SMD284）是BOSCH公司生產(chǎn)的氣壓傳感器專(zhuān)用芯片。任務(wù)2.2信號(hào)輸入與輸出引導(dǎo)問(wèn)題4：ECU是怎么控制執(zhí)行器工作的呢？

柴油機(jī)上使用的執(zhí)行器有各種電磁閥、繼電器、電動(dòng)機(jī)和指示燈，還有噴油器。除了指示燈，基本上都是將ECU傳遞的電壓指令通過(guò)電——磁轉(zhuǎn)換成機(jī)械動(dòng)力。這些執(zhí)行器大多需要很大的工作電流，而CPU發(fā)出的指令只有很小的驅(qū)動(dòng)電流能力，所以，ECU上安裝有驅(qū)動(dòng)芯片，對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大，使得ECU驅(qū)動(dòng)電流增大。ECU上驅(qū)動(dòng)電路主要有兩種，一種是專(zhuān)用的驅(qū)動(dòng)芯片，另一種是驅(qū)動(dòng)晶體管，下表列出了EDC17ECU上主要驅(qū)動(dòng)元件。任務(wù)2.2信號(hào)輸入與輸出引導(dǎo)問(wèn)題5：能否舉例說(shuō)明ECU控制執(zhí)行器的過(guò)程？下面將以U108909000864和Q20為例，來(lái)介紹兩種驅(qū)動(dòng)電路。1.小功率執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)繼電器、電磁閥