博世共轨系统培训材料

1、玉柴电控共轨发动机培训玉柴电控共轨发动机培训玉柴客户服务中心玉柴客户服务中心121.2 电喷系统的调节特点电喷系统的调节特点u喷油量 驾驶员通过电子油门提供驾驶意图 控制器ECU控制整个运行范围内的喷油量 可以有几十种喷油量控制模式（瞬态与稳态）u喷油规律 在系统设计时考虑了适当的喷油规律u喷油提前角 完全由控制器ECU自动控制u喷油压力 完全由控制器ECU自动控制u怠速 可根据水温实时修正 可根据附件功率进行实时修正31.3 电喷系统的其他重要功能电喷系统的其他重要功能u电控还能： 提供附加的控制（各缸平衡、可变怠速和闭环控制、减速断油和启动控制等等） 与车辆有更多的联系，提供更多的功能（A

2、/T、停缸、排气制动，A/C、P/S、ABS、仪表指示等等） 提高柴油机本身的一致性和可靠性（故障诊断、失效安全策说、自学习与自适应等等）u结论 更好的燃烧导致低排放和高性能 实现各种灵活控制 与车辆更好的匹配4 1.4 对玉柴欧对玉柴欧III柴油机电控系统的说明柴油机电控系统的说明1、欧III发动机的一些零部件在外观上与欧II发动机相同或相似，如: 喷油器、高压油管、柴油滤清器等，严禁用其它型号的零部件替换。2、保持欧III发动机燃油系统的清洁非常重要，否则会导致燃油系统部件早磨。3、对于维修来说，电控系统零件目前不进行拆修，只能更换。4、丰富的欧II柴油机维修知识和经验对欧III柴油机的维

3、修非常重要，欧III柴油机的工作原理和欧II柴油机差不多，只是燃油系统的改变。经过培训后也可以来维修欧III柴油机。5、不是所有的故障都出在电控系统上、并非所有故障都要通过故障诊断仪进行判断。6、故障诊断仪只能检测到电控元件出的故障;不能直接检测到机械故障，可通过相关参数变化来推断大致故障部位。5YC6J-30实物图6 3.1博世共轨燃油系统示意图(CP3.3油泵)73.3高压共轨系统工作描述83.4博世共轨系统博世共轨系统(CP3.3泵泵)发动机的布发动机的布置示例置示例93.4博世共轨系统(CP3.3泵)发动机的布置示例103.6.3 CP3.3油泵低压管路技术要求113.7.1 高压泵C

4、P3.3+ZP18简述(适用于4E、4G、6J、6A、6G)3缸径向柱塞高压油泵；集成燃油计量单元MeUN，并由之控制轨压;集成ZP18齿轮输油泵；燃油滤清器位于齿轮泵压力端；采用燃油润滑；不允许承受轴向力；驱动速比（增速）： 4E/4G/6G：4/3； 6J/6A：7/6；高压油泵理论供油速率：1.087cm3/rev；最大允许轨压：1600bar；泵额定转速：3800r/min；逆时针旋转（从驱动端看）。123.7.1 高压泵CP3.3外形及接133.7.3 燃油计量阀(MeUN)控制进入柱塞的燃油量，从而控制共轨管压力比例电磁阀PWM信号频率:(165195Hz)线圈电阻：2.63.15

5、欧姆最大电流：1.8A缺省状态：全开(limp home)14最大供油量零供油量I （A）Q（l/h）供油特性图3.7.4 齿轮输油泵ZP18由高压泵CP3.3轴驱动齿轮泵供油速率 240 l/h（进油压力0.5bar 绝对压力时） 367 l/h（进油压力1.0bar 绝对压力时）齿轮泵允许进油温度：2575；15出油进油3.7.4 齿轮输油泵ZP18的结构163.7.5 高压泵系统初始充油与排空u 共轨高压油泵因其制造精密工作中需要保证良好润滑，油路中空气的进入会导致油泵快速磨损u 在更换柴滤、油箱燃油被抽空或更换高压油泵等可能导致燃油管路进空气的情况下应该采用柴滤上附加的手油泵对油路充分

6、排空u 排空建议：松开柴滤出口油管，压动手油泵直到柴滤出口有燃油流出至无明显气泡状态，上紧柴滤出口油管后再压几下手油泵至感觉有一定压力时止。173.8 .1 BOSCH 喷油器183.8.2 BOSCH 喷油器喷油器19内部参考结构回油孔电接口标识进油孔进油孔回油孔最大喷油压力：1600 bar喷嘴：mini-sac-hole3.8.3 BOSCH 喷油器工作原理喷油器工作原理20喷嘴置位线圈衔铁球阀释放控制孔充油控制孔针阀杆喷嘴针阀压力环高压连接管回油喷嘴开启喷嘴关闭低压高压喷孔3.9 高压共轨管LWRN3（以4缸机所用油轨示列）214.1控制器控制器(ECU)(ECU) 适用于玉柴4E、4

7、G、6J、6A、6G、6L、6M、6K等中重型系列博世共轨发动机，只是硬件通用22接插件1 (整车功能)接插件2 (传感器)接插件3 (执行器)4.1.1控制器特性 型号： EDC7UC31 特性参数：工作环境： -40105 C工作电压：24V（932V ）接插件：141Pins（163689）尺寸：24820654mm3 ECU的8个固定螺栓扭矩：102Nm 优点结构紧凑、兼容性好低功耗，稳定的I/O功能强大的微处理器，容量大采用发动机安装方式，便于配套经过热冲击、低温、防水、化学、盐腐蚀、振动、机械冲击、EMC试验234.1.2 控制器ECU功能（发动机部分）n喷油方式控制q高达4次喷射

8、（现只用2次）n喷油量控制q预喷油量自学习控制 q减速断油控制 n喷油正时控制q主喷正时q预喷正时q正时补偿 n轨压控制q正常和快速轨压控制 q轨压建立和超压保护 q轨压Limp home控制n扭矩控制 q瞬态扭矩q加速扭矩q低速扭矩补偿q最大扭矩控制q瞬态冒烟控制q增压器保护控制n过热保护 n各缸平衡控制 nEGR 控制 nVGT 控制 n辅助起动控制(电机和预热塞) n系统状态管理 n电源管理 244.1.2 控制器ECU功能（整车部分）n车速计算及输出供仪表和最高车速限制使用n档位计算 q根据车速和发动机转速计算档位q用于挂档怠速控制，改善驾驶性n起动电机控制n排气制动控制n怠速和驱动怠

9、速控制q 挂档时发动机负载加大，采用驱动怠速控制可以实现分档控制q 此时PID参数和指令怠速转速均发生变化n怠速微调对发动机怠速转速进行细微调整nPTO控制用于各种需要进行转速调整的场合(如：水泥搅拌机)n巡航控制自动维持恒定的车速，减轻驾驶员的疲劳n防抖(ASD)控制 改善车辆在挂档起步、急加速和急减速过程的平顺性 n空调控制 q根据空调负载调节发动机怠速转速q根据车辆对动力性的需求和发动机的工作状况对空调压缩机进行开/关控制n燃油水含量超标报警油水分离器中的蓄水杯水位超过一定高度是会报警nCAN通讯整车其它控制器和仪表之间的通讯254.2 BOSCH共轨系统传感器列表序号序号名称名称功能描

10、述功能描述1曲轴传感器曲轴传感器精确计算曲轴位置，用于喷油时刻和喷油量计算、转速计算精确计算曲轴位置，用于喷油时刻和喷油量计算、转速计算2凸轮轴传感器凸轮轴传感器 判缸判缸和曲轴传感器失效时用于跛脚回家和曲轴传感器失效时用于跛脚回家3进气温度传感进气温度传感器器测量进气温度，修正喷油量和喷油正时，过热保护测量进气温度，修正喷油量和喷油正时，过热保护增压压力传感增压压力传感器器监测进气压力，和进气温度一起计算进气量，与进气温度集成在一起。监测进气压力，和进气温度一起计算进气量，与进气温度集成在一起。4冷却水温传感冷却水温传感器器测量冷却水温度，用于冷起动、目标怠速计算等，同时还用于修正喷油提前测

11、量冷却水温度，用于冷起动、目标怠速计算等，同时还用于修正喷油提前角、角、过热保护过热保护等等5共轨压力传感共轨压力传感器器测量共轨管中的燃油压力，保证油压控制稳定测量共轨管中的燃油压力，保证油压控制稳定6油门位置传感油门位置传感器器将驾驶员的意图送给控制器将驾驶员的意图送给控制器ECU7车速传感器车速传感器提供车速信号给提供车速信号给ECU，用于整车驱动控制，由整车提供，用于整车驱动控制，由整车提供8大气压力传感大气压力传感器器用于不同海拔高度校正喷油控制参数，集成在用于不同海拔高度校正喷油控制参数，集成在ECU中中264.2.1 曲轴/凸轮轴传感器l二者同型号，以后只叙述其中之一。l可变磁阻

12、式(VR)，安装于飞轮壳上或齿轮室处l空气间隙：0.51.5mml输出电压：1650 mV1.8mm，416 rpml静态电阻值： Rw = 860 10% 20l工作环境：-40120 C l安装螺栓：M612 扭矩：82N.m27适用于玉柴所有中重型系列博世共轨发动机4.2.1 曲轴/凸轮轴传感器相关控制策略： 判缸(时序控制)； 瞬态转速计算； 喷油时刻计算； 喷油脉宽(喷油量)计算；284.2.2 增压压力及温度传感器 集成进气温度传感器和压力传感器 四个输出端子，参见左下图； 工作温度范围：- 40130C 工作压力范围：50400 kPa 输出电压：（0.30.5）（4.80.5）

13、V 方向：带有密封圈的气孔向下（在垂直方向 60内） 安装螺栓：M5 拧紧力距610N.m 适用于玉柴所有博世共轨系列发动机294.2.2 4.2.2 增压压力及温度传感器增压压力及温度传感器温度传感器原理和信号特征(NTC) 工作温度：- 40130； 额定功耗：100mW25； 电阻：2.5 k 5 % 20304.2.2 4.2.2 增压压力及温度传感器增压压力及温度传感器相关控制策略： 进气流量计算 冒烟限制 增压器保护 进气温度过热保护 高原补偿314.2.3 4.2.3 冷却水温度传感器冷却水温度传感器 热敏电阻式NTC 两个输出端子 工作电压：5 0.15 V 工作环境： -40

14、C + 140C 静态电阻：2.5 k6% 20；0.186 k2% 100 传感器体材料：黄铜 六角螺栓：19mm 螺纹尺寸：M12x1.5 最大允许拧紧扭矩：25 Nm32适用于玉柴所有博世共轨系列发动机4.2.3 4.2.3 冷却水温度传感器冷却水温度传感器33信号特征：与增压压力及温度传感器中的温度信号相似4.2.3 4.2.3 冷却水温度传感器冷却水温度传感器 相关控制策略： 喷油量修正 喷油正时修正 起动控制（冷、热） 目标怠速控制 过热保护344.2.4共轨压力传感器集成在共轨管上最高压力为1800bar良好的线性度、重复性和精度接插件：三个输出端子，信号，地， 5VrefBOS

15、CH零件号：0 261 804 337接插件：BOSCH P/N 1 928 403 968354.2.4共轨压力传感器 相关控制策略 共轨压力闭环控制 跛脚回家控制364.2.5油门位置传感器 比例式双信号输出： APS1，APS2 (2:1) 非接触式 工作温度：- 4085 工作电压: VCC1,2 = 5V10% i=1,2 工作电流: ICC1,2 = 712mA i=1,2 信号电流: IAPS1,2 = -1515mA i=1,2 短路保护: 对地短路 t 20min 对电源短路 t 20min 博世共轨系统的加速踏板模块中有两路信号输出，输出的电压随加速踏板位置的改变而变化，E

16、CU可以监控加速踏板的运动情况。374.2.5油门位置传感器相关控制策略： 扭矩控制（油量控制） 怠速控制（高、低怠速） 减速断油控制； 跛脚回家控制；384.2.6 车速传感器控制器对车速信号要求： 频率f01.5kHz； 低电平输入电压：0.13.8V； 高电平输入电压：4.710.5V 。 目前玉柴建议选用上海耀通电子仪表有限公司生产的霍尔传感器: 型号：YT316B 安装：M221.5 特征：每转8个脉冲 参考电压：DC 8V394.2.6 车速传感器相关控制策略： 档位识别 车速计算及输出（可由CAN总线向整车输出） 最高车速限制 巡航控制404.3 博世共轨系统输出控制列表(执行器

17、)序号序号名称名称功能描述功能描述1燃油计量阀燃油计量阀控制高压油泵进油量，保持共轨压力满足指令需求控制高压油泵进油量，保持共轨压力满足指令需求2喷油器电磁阀喷油器电磁阀精确控制喷油提前角、喷油规律、油量精确控制喷油提前角、喷油规律、油量3继电器控制继电器控制用于空调压缩机、排气制动和冷起动装置的控制用于空调压缩机、排气制动和冷起动装置的控制4指示灯控制指示灯控制故障指示灯、冷起动指示灯故障指示灯、冷起动指示灯5转速输出转速输出用于整车转速表用于整车转速表6CAN总线总线用于与整车动力总成、用于与整车动力总成、ABS、ASR、仪表、车身等、仪表、车身等系统的联合控制系统的联合控制7K线线(IS

18、O K-Line) 用于故障诊断和整车标定用于故障诊断和整车标定414.3.1 燃油计量阀（MeUN）执行器 比例电磁阀 PWM控制（165195Hz） 线圈电阻：2.63.15欧姆 最大工作电流：1.8A 集成安装在高压油泵上，不允许随便拆卸 作用：通过油量计量实现轨压控制42 ECU ECU引脚引脚接插件引脚接插件引脚引脚定义引脚定义 3.09 1 电源（） 3.10 2 控制信号 4.3.2 喷油器电磁阀 高速强力电磁阀 工作电压：24V 提升电压： UBoost 48 V 工作电流：提升电流：IBoost 251 A 保持电流：IHold 121 A 线圈静态电阻：230 m 电磁阀开

19、启时间：11010 s 电磁阀关闭时间：305 s 集成在喷油器体内434.3.3 继电器继电器应用范围： 空调继电器 风扇继电器 排气制动继电器 格栅预热继电器 继电器技术要求： 集成反向二级管； 工作电压：27V （932V）； 线圈感抗：300mH； 线圈阻抗：1452k； 线圈电流: 4.5mA250mA； 二级管正向电压：1V； 二级管反向电压：80V； 二级管工作电流：250mA。444.3.4 指示灯指示灯含故障指示灯、冷起动指示灯等指示灯可以采用白帜灯泡，或发光二极管，由整车厂确定白帜灯泡技术要求： 功耗27V：0.42.5W； 额定电流：4.5125mA； 电流1mA时，不允

20、许灯泡发光； 允许的最大瞬间冲击电流：900mA。发光二级管技术要求： 额定电流：16mA（3.823mA）； 额定电压：2.0V（1.82.4V） 当电压低于1.8V时，二级管不允许发光； 限流电阻Rs：Rs1.65 k，功耗1W 分压电阻Rp：Rs1.65 k，功耗1W454.3.5 发动机转速输出 PWM输出 频率：3200Hz 占空比：595，占空比分辨率0.5ms 最大输出峰值电流：50mA 低电平输出电压（输出电流35mA）： 300mV 高电平输出电压 24V 最大提升时间：29.4s46 5.1 ECU故障自诊断功能介绍故障自诊断功能介绍 ECU的自诊断是ECU本身具有的一种功

21、能。ECU通过电控系统中的电信号进行故障判断，并将判断的结果储存、输出、激活相关失效保护策略。ECU对电喷系统相关的电器故障进行自诊断,一旦ECU检测出相应故障，将： 产生对应的故障码并自动存储于ECU内； 依照故障的严重等级，自动进入不同的失效保护策略； 对于不涉及驾驶安全性的轻微故障，系统只做点亮故障灯提示； 对于较为严重的故障，失效保护策略仍能够保持发动机以降低功率的方式继续运行； 少数极其严重的故障，失效保护策略会使发动机停止喷油，直至停机。故障码读取 通过故障诊断仪读取故障码； 通过发动机故障指示灯读取故障闪码。故障码清除 通过诊断仪手动清除ECU中历史记录； 通过诊断请求开关手动清

22、除ECU中历史记录。如果驾驶者无法排除故障，请尽快通知专业人员进行检测 475.2 故障指示灯故障指示灯u一般说明故障指示灯位于仪表板上；颜色一般为红色（具体参考整车说明书）；上电自检，故障指示灯常亮2秒后熄灭；电喷系统出现故障后点亮；一般故障，故障指示灯常亮；严重故障，故障指示灯闪烁；故障消失后，故障指示灯自动熄灭。48 5.2.1 故障指示灯说明故障指示灯说明5.2.3 5.2.3 故障闪码读取方法故障闪码读取方法u 通过故障指示灯读取故障闪码方法： 点火开关处于ON档； 待机与运行工况下均可进行； “按下松开”诊断请求开关即可激活故障闪码； 每一次操作只闪烁一个故障闪码，依次进行即可读完

23、所有故障闪码； 故障闪码包括历史故障与当前故障； 清除故障码后再次读取，即为当前故障。495.2.4 5.2.4 故障闪码示例故障闪码示例 闪烁方式（例如警告灯线路故障，故障闪码553）505.3.1 失效策略简介失效策略简介u什么叫失效策略：电控系统故障状态下的运行策略，兼顾了故障后的驾驶安全性，继续驾驶性以及排放性能。u失效策略的分级：第一级：缺省值第二级：减扭矩第三级：Limp home（跛行回家）第四级：停机保护515.3.2 5.3.2 第一级：缺省值第一级：缺省值u对于不涉及驾驶安全性的轻微故障，控制器仅使用缺省值代替真实值；u发动机运行的转速和扭矩输出正常。525.3.3 5.3

24、.3 第二级：减扭矩第二级：减扭矩u进入条件： 增压压力/温度传感器损坏或信号线路开路、短路 冷却水温传感器损坏或信号线路开路、短路 轨压传感器信号飘移 油轨压力闭环控制故障 传感器参考电压故障 凸轮信号错误 燃油有水报警 起动机驱动电路故障 轨压泄压阀打开uECU处理措施 点亮故障灯，产生相应故障码 在限制范围内，油门仍然起作用 外特性油量会减小一个百分比 转速限制小于1800rpm535.3.3 5.3.3 第二级：减扭矩第二级：减扭矩545.3.3 5.3.3 第二级失效策略示例第二级失效策略示例水温信号失效策略水温信号失效策略u进入条件： ECU判断水温信号错误 水温传感器损坏 水温传

25、感器信号线损坏（开路或短路）uECU处理措施 点亮故障灯 产生相应故障码 发动机采用缺省水温值 外特性油量会减小一定百分比 怠速有所提升（根据不同机型略有不同） 在限制范围内，油门仍然起作用555.3.4 5.3.4 第三级：第三级：Limp home( (跛行回家跛行回家) )uLimp home失效策略对于部分严重电喷系统故障，发动机运行于较危险情况，控制器采用特殊的失效方式运行，依据故障严重程度，限制发动机的扭矩和转速，避免运行危险，同时保持继续驾驶性。56 5.3.4 5.3.4 第三级：第三级：Limp home（跛行回家）（跛行回家）u 当发动机处于以下几种情况的时候，控制策略将进

26、入Limp home状态：曲轴传感器损坏或信号线路开路、短路凸轮相位传感器损坏或信号线路开路、短路共轨油压传感器损坏或信号线路开路、短路高压油泵燃油量计量阀（MeUN或Metering Unit）损坏或驱动线路开路、短路电子油门传感器损坏或信号线路开路、短路57 5.3.45.3.4第三级失效策略示例第三级失效策略示例曲轴传感器失效策略曲轴传感器失效策略u进入条件：ECU判断曲轴传感器信号故障： 传感器损坏 信号线损坏（开路或短路）uECU处理措施 点亮故障灯 产生相应故障码 发动机依靠凸轮传感器继续工作 对动力性能没有明显影响 起动时间可能会较正常状况稍长 油门感觉正常 运行没有明显影响，但

27、油耗和排放可能会变差58 5.3.45.3.4第三级失效策略示例第三级失效策略示例凸轮轴传感器失效策凸轮轴传感器失效策略略u进入条件：ECU判断凸轮轴传感器信号故障： 传感器损坏 信号线损坏（开路或短路）uECU处理措施 点亮故障灯 产生相应故障码 发动机依靠曲轴传感器继续工作 减扭矩限转速 起动时间无较大影响 油门感觉提速较慢59 5.3.45.3.4第三级失效策略示例第三级失效策略示例油轨压力传感器失效油轨压力传感器失效策略策略u 进入条件：ECU判断轨压传感器信号失效 轨压传感器本身损坏 信号线损坏（开路或短路）u ECU处理措施 点亮故障灯，产生故障码P0193 、P0192 控制器将加大高压泵的供油量 燃油压力超高、泄压阀被冲开 实际轨压维持在700-760bar范围内（诊断仪显示读数720bar左右） 限制发动机转速（小于1800rpm，通过控制喷油量实现） 在限制范围内，油门仍然起作用u 其它 关闭点火开关后，燃油压力泄放阀关闭，回复正常 如发动机启动过程已进入此策略，仍能起动且没有明显感605.3.45.3.4第三级失