第1章一般电控系统概述1.系统总览电控柴油机一般由四部分组成：传感器，电子控制单元（ECU），电控燃油系统（电控单体泵系统，高压共轨系统，集成式外挂电控单体泵）,线束。

2.电控发动机传感器2.1电控系统必须有以下传感器：大气压力传感器：检测大气压力，用于高原油量修正，集成在电子控制单元（ECU）当中；曲轴转速传感器：检测发动机的转速和活塞上止点位置；独立完成对发动机进行转速控制和上止点判断；凸轮轴位置传感器：检测活塞处于燃烧上止点或排气上止点位置，与曲轴转速传感器一起用于控制顺序喷油；独立完成对发动机进行转速控制和上止点判断；油门踏板位置传感器：测量司机的主要操作意图，转换成电信号输送给电控单元；进气压力温度传感器：测量经过中冷器后发动机进气的温度和压力值，修正空气进气量因温度变化的影响，压力值作为判断发动机处于调速状态或瞬态状态的输入信号；燃油温度传感器：测量发动机燃油的温度值，修正喷油量因温度变化的影响，从而达到准确的喷油量；水温传感器：测量发动机冷却液的温度值，当发动机处于低温时，给电控单元提供低温信号，以便提供额外的油量，提高目标怠速转速，确保发动机快速起动或快速预热。

2.2电控发动机还有以下可选用传感器机油压力传感器，3.电子控制单元ECU功能3.1发动机功能3.1.1起动对于一台发动机，为确保起动的可靠性和起动烟度排放要求，喷油定时和起动扭矩必须根据以下方式设定：●喷油定时=f（转速，喷油量，冷却液温度）●起动扭矩=f（转速，冷却液温度，起动时间）起动控制功能一直处于激活状态直到发动机转速超过起动结束转速,进入到怠速控制,只有到这个时候，驾驶员才能对发动机进行操作。

起动停止转速由冷却液温度和大气压力决定。

3.1.2低怠速当发动机进入到怠速控制阶段，怠速控制器起作用，控制发动机的运转。

怠速控制器是一个纯PID（比例-积分-微分）控制器，由该控制器保持怠速转速为一个常数。

怠速转速与冷却液温度相关，例如：在发动机温度低时的怠速转速比温度高时的转速要高,达到快速热车的效果。

此外，如果油门踏板出现故障，怠速转速将提高，以保持一个驾驶者可将车辆开到维修站的最低转速。

3.1.3驾驶性控制方式●扭矩控制当采用扭矩控制时，来自油门踏板的值被解释为：根据当时发动机的转速，驾驶者对车轮输出扭矩的期望值。

期望扭矩=f（油门踏板位置值，发动机转速）该控制方式类似于两极式的机械调速器。

●速度控制当速度控制起作用时，来自油门踏板的值被解释为：驾驶者对转速的期望值，并且运行于某一设定的调速率下。

转速的期望值=f（油门踏板的值）该控制方式类似于全程式的机械调速器。

3.1.4扭矩限制发动机发出的最大扭矩可用以下方式进行限制：●烟度限制最大扭矩的限制与吸入的空气压力和空气温度有关，这两个参数决定进气量。

由最大进气量限制最大扭矩，防止发动机冒黑烟。

●发动机保护不管在什么状态下，一旦冷却液温度超出上限，最大扭矩必须作相应的减小，以防止发动机过热。

●应急扭矩限制当诊断出电控系统有严重问题时，发动机将降低最大扭矩，迫使驾驶员去维修站修正错误。

以下的错误类型可能导致该功能发生：油门踏板传感器故障,转速信号故障,电磁阀驱动故障。

3.1.5喷油定时调整喷油定时的调整是为了满足排放法规和燃油经济性的需要，同时还要兼顾到冷起动和低噪声。

喷油定时的调整与发动机性能和附加修正有关。

喷油定时=f（转速，喷油量，冷却温度，进气压力，大气压力）3.1.6燃油温度补偿随着温度的升高，发动机性能下降。

原因是：燃油密度下降和粘度的下降，喷油泵的泄漏量增加。

通过测量的燃油温度和相应的调整控制补偿来平衡温度对喷油量的影响。

3.1.7各缸均匀性由于喷油器的制造公差不同而引起的燃油喷射量不同，可能会造成发动机各缸工作部均匀，BOSCH，威特和德尔福电控系统具有各缸均匀性补偿功能。

3.1.8冷起动辅助控制为达到良好的冷起动效果，CA4DC2，道依茨等型号柴油机具有进气预热系统，该系统预热时间长短由ECU根据当前冷却液温度而定。

3.2发动机保护功能3.2.1性能降低处理一旦检测到电控系统自身有问题时，发动机将启动性能降低功能。

相应的性能下调量与超出或低于设定值的偏差有关。

以下的任何一种或几种情况都将导致性能降低功能启动：●冷却液温度太高●机油压力太低，如果机油压力太低最大允许转速将下调（可选项）●滤清器堵塞●油门故障●传感器故障●通过CAN发送了降低性能的指令3.2.2发动机停车在异常的条件下，如果操作者打算停机或在起动开始时(就诊断出有问题)系统阻止起动，发动机将被停机。

以下几种条件下导致停机：●按动熄火开关●冷却液温度太高●机油压力太低●通过CAN发送了停机的指令●通过CAN发送了阻止起动指令●通过发动机停机开关发送了停机的指令3.3整车功能3.3.1发动机排气制动CA4DC2电控发动机排气制动不受ECU控制，ECU只接受排气制动开关的信号，同时做出停油控制。

3.3.2最大车速限制最大车速控制功能设定最大的行车速度限制，防止驾驶者超速行驶。

最大车速限制值由电控系统预先编程设定。

3.3.3巡航功能（未使用）车辆按照一个恒定的车速行驶，不需要驾驶者控制油门踏板。

驾驶者可以通过巡航控制开关调整车速。

*巡航操作：进入巡航：点动一下SET+开关，则以当前车速作为巡航设定车速进入巡航功能；加速、减速：连续按SET+或SET-，则巡航设定车速以一斜率增加或减少；点动SET+或SET-则巡航设定车速以一步长增加或减少。

退出巡航：踩刹车、离合，或者按动OFF（ON/OFF开关为自复位开关，常态ON）、排气制动开关，都可以退出巡航。

巡航恢复：退出巡航后，可以按SET+再次进入巡航（以当前车速作为巡航设定车速），如果按动RESUME开关，则恢复退出巡航前的巡航设定车速。

踩油门加速：在巡航功能激活状态下，司机踩油门则处于加速状态，并且巡航功能不退出，当司机停止踩油门后，马上恢复巡航状态，车辆减速，减到踩油门之前的巡航设定车速。

3.3.4空调怠速提升功能关闭空调怠速提升开关，怠速将从710r/min提升到810r/min，以满足增加的空调扭矩需求。

3.3.5蓄电池电压监测ECU控制器会随时监测蓄电池的电压，在蓄电池电压不足的情况下会提高发动机怠速以及时对蓄电池充电。

4.通讯接口4.1 ISO接口ISO通讯接口采用ISO9141（K线）标准串行数据通讯方式，可实现与电控单元之间的数据交换。

它包括有以下功能：●诊断数据的交换（错误信息，清除出错列表）●控制系统的编程（读取和编程有关参数）●实现发动机测试功能●读出测量值和计算值4.2 CAN接口CAN采取SAE J1939标准，是一种高速串行通讯方式，该通讯方式主要用于不同的电控单元之间。

它包括有以下功能：●数据的交换●读出测量参数值和计算值●喷射限制●发动机制动操作●降低性能操作●输入默认值或性能特征量（替代油门踏板等）4.3发动机转速接口发动机转速接口用于向转速表或变速箱控制单元传送转速信号，这样可以不必再装一个转速传感器。

转速信号为数字式，并且信号脉冲个数可预先设置。

5.诊断功能电控单元具有实时自诊断功能，一旦电控单元检测出故障，会将故障信息以及当前的环境信息存储到电控单元中，同时在仪表盘上的故障指示灯闪亮，通知驾驶者需要去维修站进行维修！在维修站由维修人员使用专门的诊断工具连接到电控单元上，读出故障信息。

发现发动机故障指示灯没有熄灭，说明发动机控制系统有故障，可再按故障代码的方法检测和排除。

1)将点火开关由“ON”旋转到“OFF”的位置（关闭发动机）。

2)将诊断仪的接口线束同发动机的诊断插座连接（详见故障诊断仪的使用说明书）。

3)将点火开关由“OFF”旋转到“ON”的位置，不要起动发动机。

4)打开诊断系统软件，选择发动机生产商。

5)在诊断仪显示的功能选择界面中，选择“故障诊断”。

6)在常规选择界面中，选择“读取故障代码”。

7)诊断仪显示：锁读的“故障代码”。

如：8)故障排除后，清除原故障代码后，用故障诊断仪对电控燃油平时系统再进行一次故障诊断，确认无故障后，再交付使用。

6.维修一般来讲电控系统部件只能整体换件，不能修复，并且是专门供应。

由于电控单元ECU的编程数据与发动机个体有对应关系，所以必需了解以下信息：●发动机编号●完整的部件编号请与当地的用户服务站联系7.ECU安装7.1环境要求1、ECU正常工作的允许温度范围是-40℃到+85℃；2、ECU必须有良好的通风；3、ECU的悬挂位置总是垂直于位于一边的插；4、为了便于ECU接插件的自由安装，ECU布置空间要在插座侧预留出足够的活动空间(约1xECU的宽)。

第2章 CA4DC2高压共轨电控发动机前言CA4DC2柴油机是一汽技术中心、DDE公司、BOSCH公司以及轻型车厂联合开发，满足国III号排放标准的高压共轨电控柴油机。

CA4DC2是CA4D32国II机的升级换代产品，目标车型为：CA4DC2机型为3吨和2吨级轻型载货车。

采用了BOSCH公司第二代电控共轨系统，最高轨压为1450bar。

该系统是批量成熟产品，广泛的用于轿车柴油机，价格优于卡车用的共轨系统。

CA4DC2共轨系统包括：高压油泵、蓄压器（油轨）、电控喷油器、ECU、电子油门踏板以及转速传感器、凸轮轴相位传感器、水温传感器、进气温度和压力传感器等。

燃油回油管总成，带手动泵、电加热以及油水分离报警装置的燃油细滤器一同由BOSCH公司提供，以保证整套系统的安全可靠。

1.电控系统组成及工作过程CA4DC2系列高压共轨电控柴油机的基本结构与机械CA4D32柴油机相似，所不同的是他的燃油系统采用全套BOSCH电控共轨燃油系统，BOSCH电控共轨燃油系统组成由下图所示：器（1）、燃油细滤器（2）到达高压油泵（4），高压油泵将燃油通过高压油管（红色管路）打入共轨（7）通过共轨“蓄积”成为高压，等待ECU命令开启喷油器电磁阀进行喷油。

共轨上有一个压力传感器（6），ECU可以通过它了解当前的轨压，然后采取措施进行调节控制，使之平衡在一个我们设定的压力环境下工作；同共轨压力传感器一样，发动机上所有的传感器都是ECU 获取发动机信息的唯一渠道，这些传感器分别是：测量发动机转速的曲轴转速传感器（11）；判断发动机相位的凸轮轴位置传感器（10）；测量发动机环境温度的冷却液温度传感器（14）；进气温度压力传感器（13）和油门踏板传感器（12）。

通过这些传感器，ECU可以清楚地知道发动机的工作状态，可以根据传感器的信息了解发动机工作的温度气压环境参数，并且针对环境的不同做出相应的补偿（冷启动补偿，高原补偿），这些补偿包括提前角，轨压，喷油量的补偿；另外还可以对某些恶劣条件或发动机出现故障时做出必要的保护和限制（如发动机过热保护，发动机烟度限制等）。