Z14发动机电控系统概述

第13讲 Z14发动机电控系统概述

    Z14发动机电控系统采用ECM型号为CM2670，安装在发动机进气侧缸体左侧，包含两个96针电器插头，其中一个为与整车连接的OEM插头，另一个为与发动机本体传感器和执行器连接的插头，如下图所示。ECM包含后处理控制功能，不用再配置单独的后处理控制器。根据匹配车型不同有VECU+ECM架构（即部分驾驶室控制信号由VECU采集后通过CAN总线通讯传输交互），也有单独ECM架构（即驾驶室控制信号直接通过硬线传输给ECM）。

一、ECM供电

    由三组线路组成，分别是

• 不间断电源，即常火线（蓄电池直接向ECM供电，中间没有开关），即T30。

• 经过钥匙开关的开关电源（由钥匙开关控制），即T15受控火。

• ECM到电池负极的接地线，即T31。

  在连接或断开蓄电池电源线时，必须先断开钥匙开关。避免因带电拆卸导致电路中电感元件产生瞬间高电压击穿电子元件。

  钥匙开关关闭后，整车电源必须至少保持10分钟后再断电，用于尿素喷射阀冷却。

二、ECM数据通信线路

    CM2670 ECM包含4路SAE J1939 数据通信链路

• J1939数据通信1、2在线束上配有2个120Ω的终端电阻

• J1939数据通信3、4在线束上仅配有1个120Ω电阻，另一个电阻在ECM内部

• 2路公共数据通信，连接到ECM J2 OEM接头，用于整车交互和驾驶室诊断接口。

• 2路专用数据通信，连接到ECMJ1发动机接头，都可用于发动机端诊断接口；J1939数据通信2用于发动机和后处理智能部件与ECM之间的通信。

三、传感器

    Z14发动机传感器主要有：发动机曲轴转速/位置传感器、发动机凸轮轴转速/位置传感器、进气歧管压力/温度传感器、机油压力传感器、机油温度传感器、排气压力传感器、油轨压力传感器、冷却液温度传感器、增压器压气机进口压力/温度传感器（OEM）、冷却液液位传感器（OEM）、油中含水传感器（OEM）、大气温度传感器（OEM）。

    其布置如下图所示

    曲轴转速/位置传感器

    Z14发动机曲轴转速位置传感器采用霍尔效应传感器（所以传感器为三根针脚），安装在前齿轮室盖上，通过读取转速信号轮的信号，实现主要功能有：确定发动机转速和转角位置。另外还具有辅助功能：当凸轮轴转速/位置传感器发生故障时，ECM使用此传感器提供的发动机位置信号确定正时。

    凸轮轴转速/位置传感器

    凸轮轴转速传感器同样为霍尔效应传感器，安装在缸盖后端，通过读取凸轮轴正时信号轮的信号，实现主要功能：检测发动机位置以控制喷油正时，同时具有辅助功能：当曲轴转速/位置传感器发生故障时，ECM使用此传感器检测发动机转速。

    进气歧管压力/温度传感器

    进气歧管压力/温度传感器位于发动机进气管接头上，该传感器将进气歧管温度/压力传感器集成在一起，两个传感器共用一根地线。通过该传感器测量进气歧管压力(涡轮增压器产生的增压压力)和进气温度。实现功能为：用于喷油量控制和发动机保护。比如在急加速时，由于废气涡轮增压器响应迟后，气缸内进气量偏少，此时通过该传感器测量值修正ECM根据油门和转速信号计算的喷油量，以匹配此时的进气量，避免出现冒黑烟情况。另外在国六状态下，还通过该传感器计算进气质量，参与发动机热管理。

    增压器压气机进口压力/温度传感器

    该传感器位于涡轮增压器前、空滤后的进气管路上（如下图所示）。ECM利用该传感器读数计算大气压力。压力传感器用于高海拔条件下的涡轮增压器保护，ECM根据发动机转速和大气压力，通过减少全负荷喷油量，以降低涡轮增压器的转速。因为在高海拔地区，空气稀薄，泵轮搅动空气的阻力小。因此就会出现在同样的涡轮驱动力下，高海拔地区泵轮转速高于低海拔地区。为了防止废气涡轮增压器超转速，因此需要该传感器的信息。另外温度传感器用于监测中冷器的工作状况，同时用于发动机保护。

    机油压力传感器

    该传感器位于发动机左侧、ECM附近的缸体上，主要用于监测发动机的机油压力，当压力低于设定值时起动发动机保护控制。

    机油温度传感器

    该传感器位于发动机右侧、ECM附近的缸体上，用于监测发动机主油道的的机油温度实现发动机保护。

    冷却液温度传感器

    安装在节温器壳体上，测量节温器前的冷却液的温度，实现功能是用于发动机保护、冷起动时的喷油控制、风扇控制。

    排气压力传感器

    安装在排气歧管附近，反馈排气压力。该传感器是国六技术路线中非常重要的传感器，用以ECM控制排气节气门（ETV）工作，当发动机热管理系统起作用时，需要通过关小排气节气门增加泵气功，提升排气温度。排气压力传感器对排气背压进行精确监控。

    油轨压力传感器

    安装在高压油轨上 ，反馈燃油油轨实际压力，监测燃油系统是否正常工作，如果信号异常时启动跛行回家功能，即当ECM无法收到油轨压力信号时，会调节燃油泵执行器位于特定开启位置，以保持一定的油轨压力，确保车辆可以“行驶”。

        冷却液液位传感器

    这个传感器取决于整车厂家，如果安装，则用于监测膨胀水箱内冷却液的液位，提供发动机保护的输入。

    燃油含水传感器

    传感器安装在吸入侧燃油滤清器底部，监测积聚在滤清器底部水的存量状况。该传感器由两个导电探头组成，当水没过导电探头，导致电导率变化时，表明滤清器中的水积到报警极限。钥匙开关打开后，黄色报警 灯闪烁，以提醒司机排放滤清器中的水分。

    大气温度传感器

    由整车厂安装，可以是硬线连接，也可以是由其他ECU接收后通过CAN通讯线路传输给ECM，用于监测环境温度。数据传输给ECM，控制尿素喷射系统解冻和加热。

    双模拟信号油门踏板

    根据整车厂配置不同，采用VECU+ECM架构的，该油门踏板信号与VECU连接后通过CAN通讯线路传输给ECM，采用单独ECM架构的，该油门踏板直接与ECM硬线连接。传感器通过2组霍尔效应传感器信号，反馈操作者指令。其中主传感器：正常工作时，信号电压范围 0.25 - 4.75，ECM通过该传感器确定油门位置。备用传感器：正常工作时，信号电压范围0.25 - 2.375 VDC(是主传感器的一半)。

    两个传感器信号电压比值不匹配时，ECM可以确定主传感器的电路问题

主传感器失效时，可使用备用传感器确定油门踏板位置

    这种设计使油门踏板在恶劣环境环境下具有更高的可靠性，因为传感器内部没有相互接触、会造成磨损的相对运动件并且取消了怠速确认开关。

    除了以上介绍的这些传感器外，还有诸如离合开关、制动开关、EBP选择开关等开关量信号与ECM或VECU，将相关部件是否开启或关闭的信号告诉ECM，以便ECM采取相应措施。

    Z14发动机电控系统中执行器，主要有喷油器、发动机制动电磁阀、燃油泵执行器、DEF罐冷却液加热控制阀、DEF喷射阀、DEF喷射单元、排气节气门、格栅加热器、电子输油泵。这些部件我们有的已经在介绍各自系统中介绍了，有的会在接下来的内容中为大家介绍。