第13講 Z14發動機電控系統概述

    Z14發動機電控系統采用ECM型號為CM2670，安裝在發動機進氣側缸體左側，包含兩個96針電器插頭，其中一個為與整車連接的OEM插頭，另一個為與發動機本體傳感器和執行器連接的插頭，如下圖所示。ECM包含后處理控制功能，不用再配置單獨的后處理控制器。根據匹配車型不同有VECU+ECM架構（即部分駕駛室控制信號由VECU采集后通過CAN總線通訊傳輸交互），也有單獨ECM架構（即駕駛室控制信號直接通過硬線傳輸給ECM）。

一、ECM供電

    由三組線路組成，分別是

• 不間斷電源，即常火線（蓄電池直接向ECM供電，中間沒有開關），即T30。

• 經過鑰匙開關的開關電源（由鑰匙開關控制），即T15受控火。

• ECM到電池負極的接地線，即T31。

  在連接或斷開蓄電池電源線時，必須先斷開鑰匙開關。避免因帶電拆卸導致電路中電感元件產生瞬間高電壓擊穿電子元件。

  鑰匙開關關閉后，整車電源必須至少保持10分鐘后再斷電，用于尿素噴射閥冷卻。

二、ECM數據通信線路

    CM2670 ECM包含4路SAE J1939 數據通信鏈路

• J1939數據通信1、2在線束上配有2個120Ω的終端電阻

• J1939數據通信3、4在線束上僅配有1個120Ω電阻，另一個電阻在ECM內部

• 2路公共數據通信，連接到ECM J2 OEM接頭，用于整車交互和駕駛室診斷接口。

• 2路專用數據通信，連接到ECMJ1發動機接頭，都可用于發動機端診斷接口；J1939數據通信2用于發動機和后處理智能部件與ECM之間的通信。

三、傳感器

    Z14發動機傳感器主要有：發動機曲軸轉速/位置傳感器、發動機凸輪軸轉速/位置傳感器、進氣歧管壓力/溫度傳感器、機油壓力傳感器、機油溫度傳感器、排氣壓力傳感器、油軌壓力傳感器、冷卻液溫度傳感器、增壓器壓氣機進口壓力/溫度傳感器（OEM）、冷卻液液位傳感器（OEM）、油中含水傳感器（OEM）、大氣溫度傳感器（OEM）。

    其布置如下圖所示

    曲軸轉速/位置傳感器

    Z14發動機曲軸轉速位置傳感器采用霍爾效應傳感器（所以傳感器為三根針腳），安裝在前齒輪室蓋上，通過讀取轉速信號輪的信號，實現主要功能有：確定發動機轉速和轉角位置。另外還具有輔助功能：當凸輪軸轉速/位置傳感器發生故障時，ECM使用此傳感器提供的發動機位置信號確定正時。

    凸輪軸轉速/位置傳感器

    凸輪軸轉速傳感器同樣為霍爾效應傳感器，安裝在缸蓋后端，通過讀取凸輪軸正時信號輪的信號，實現主要功能：檢測發動機位置以控制噴油正時，同時具有輔助功能：當曲軸轉速/位置傳感器發生故障時，ECM使用此傳感器檢測發動機轉速。

    進氣歧管壓力/溫度傳感器

    進氣歧管壓力/溫度傳感器位于發動機進氣管接頭上，該傳感器將進氣歧管溫度/壓力傳感器集成在一起，兩個傳感器共用一根地線。通過該傳感器測量進氣歧管壓力(渦輪增壓器產生的增壓壓力)和進氣溫度。實現功能為：用于噴油量控制和發動機保護。比如在急加速時，由于廢氣渦輪增壓器響應遲后，氣缸內進氣量偏少，此時通過該傳感器測量值修正ECM根據油門和轉速信號計算的噴油量，以匹配此時的進氣量，避免出現冒黑煙情況。另外在國六狀態下，還通過該傳感器計算進氣質量，參與發動機熱管理。

    增壓器壓氣機進口壓力/溫度傳感器

    該傳感器位于渦輪增壓器前、空濾后的進氣管路上（如下圖所示）。ECM利用該傳感器讀數計算大氣壓力。壓力傳感器用于高海拔條件下的渦輪增壓器保護，ECM根據發動機轉速和大氣壓力，通過減少全負荷噴油量，以降低渦輪增壓器的轉速。因為在高海拔地區，空氣稀薄，泵輪攪動空氣的阻力小。因此就會出現在同樣的渦輪驅動力下，高海拔地區泵輪轉速高于低海拔地區。為了防止廢氣渦輪增壓器超轉速，因此需要該傳感器的信息。另外溫度傳感器用于監測中冷器的工作狀況，同時用于發動機保護。

    機油壓力傳感器

    該傳感器位于發動機左側、ECM附近的缸體上，主要用于監測發動機的機油壓力，當壓力低于設定值時起動發動機保護控制。

    機油溫度傳感器

    該傳感器位于發動機右側、ECM附近的缸體上，用于監測發動機主油道的的機油溫度實現發動機保護。

    冷卻液溫度傳感器

    安裝在節溫器殼體上，測量節溫器前的冷卻液的溫度，實現功能是用于發動機保護、冷起動時的噴油控制、風扇控制。

    排氣壓力傳感器

    安裝在排氣歧管附近，反饋排氣壓力。該傳感器是國六技術路線中非常重要的傳感器，用以ECM控制排氣節氣門（ETV）工作，當發動機熱管理系統起作用時，需要通過關小排氣節氣門增加泵氣功，提升排氣溫度。排氣壓力傳感器對排氣背壓進行精確監控。

    油軌壓力傳感器

    安裝在高壓油軌上 ，反饋燃油油軌實際壓力，監測燃油系統是否正常工作，如果信號異常時啟動跛行回家功能，即當ECM無法收到油軌壓力信號時，會調節燃油泵執行器位于特定開啟位置，以保持一定的油軌壓力，確保車輛可以“行駛”。

        冷卻液液位傳感器

    這個傳感器取決于整車廠家，如果安裝，則用于監測膨脹水箱內冷卻液的液位，提供發動機保護的輸入。

    燃油含水傳感器

    傳感器安裝在吸入側燃油濾清器底部，監測積聚在濾清器底部水的存量狀況。該傳感器由兩個導電探頭組成，當水沒過導電探頭，導致電導率變化時，表明濾清器中的水積到報警極限。鑰匙開關打開后，黃色報警 燈閃爍，以提醒司機排放濾清器中的水分。

    大氣溫度傳感器

    由整車廠安裝，可以是硬線連接，也可以是由其他ECU接收后通過CAN通訊線路傳輸給ECM，用于監測環境溫度。數據傳輸給ECM，控制尿素噴射系統解凍和加熱。

    雙模擬信號油門踏板

    根據整車廠配置不同，采用VECU+ECM架構的，該油門踏板信號與VECU連接后通過CAN通訊線路傳輸給ECM，采用單獨ECM架構的，該油門踏板直接與ECM硬線連接。傳感器通過2組霍爾效應傳感器信號，反饋操作者指令。其中主傳感器：正常工作時，信號電壓范圍 0.25 - 4.75，ECM通過該傳感器確定油門位置。備用傳感器：正常工作時，信號電壓范圍0.25 - 2.375 VDC(是主傳感器的一半)。

    兩個傳感器信號電壓比值不匹配時，ECM可以確定主傳感器的電路問題

主傳感器失效時，可使用備用傳感器確定油門踏板位置

    這種設計使油門踏板在惡劣環境環境下具有更高的可靠性，因為傳感器內部沒有相互接觸、會造成磨損的相對運動件并且取消了怠速確認開關。

    除了以上介紹的這些傳感器外，還有諸如離合開關、制動開關、EBP選擇開關等開關量信號與ECM或VECU，將相關部件是否開啟或關閉的信號告訴ECM，以便ECM采取相應措施。

    Z14發動機電控系統中執行器，主要有噴油器、發動機制動電磁閥、燃油泵執行器、DEF罐冷卻液加熱控制閥、DEF噴射閥、DEF噴射單元、排氣節氣門、格柵加熱器、電子輸油泵。這些部件我們有的已經在介紹各自系統中介紹了，有的會在接下來的內容中為大家介紹。