刘华-----　哈尔滨工业大学车辆工程专业工学硕士，高级工程师。威海职业学院教师，汽车专业的专业带头人。北京现代汽车威海4s店(威海振洋汽车销售服务有限公司)兼职技术顾问。
　　
　　1、2、2、商用车Bosch共轨系统输出控制
　　燃油计量阀是柴油机共轨系统重要的执行器，它安装在高压油泵的进油位置，调节进入高压泵柱塞的进油量，从而调节共轨压力。该种调节轨压的方式为进油调节，同在高压泵出油端或共轨处的高压端调节，降低发动机的功率消耗以及燃油的不必要压缩。
　　燃油计量阀的供油特性如图13所示。
　　燃油计量阀在控制线圈没有通电时，该阀是导通的，可以提供{zd0}流量的燃油。ECU通过占空比信号控制燃油计量阀。
　　燃油计量阀的工作原理，如图14所示。
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　　喷油器电磁阀的结构与工作原理与乘用车共轨柴油机的xx相同。
　　商用车国3Bosch共轨系统，进气预热常采用下列两种方式：进气道电加热以及燃烧室内预热塞加热，中型及重型系列柴油机经常采用前者。潍柴WP6系列柴油机进气道电加热装置，如图15所示。
　　
　　1、2、3、商用车Bosch共轨系统控制器ECU
　　商用车国3 Bosch第二代共轨柴油机一般采用了型号为EDC7的控制器ECU，其外形及接口如图16所示。控制器ECU为了缩短与传感器及执行器的距离，经常安装在发动机上，同时防止发动机的温度传到ECU上，所以在发动机机体与Ecu之间增加了一个冷却盒，以保证ECU的正常工作温度(参考图1及图17)。
　　
　　1、2、4、电子控制系统电路图
　　潍柴国3 WP10／wPlON柴油机电子控制系统电路图如图18所示。 0 && image.height>0){if(image.width>=700){this.width=700;this.height=image.height*700/image.width;}}" alt="" src="http://filer.blogbus.com/4591489/459148912595822444.jpg" border=0 mce_src="http://filer.blogbus.com/4591489/459148912595822444.jpg">
　　
　　2、商用车国3柴油机Bosch共轨系统的控制策略分析
　　
　　潍柴目前所有的国3柴油机及玉柴的4G、4E、6J系列国3柴油机，由于均采用了Bosch第二代共轨系统(控制器的型号为EDC7)，因此控制策略基本相同。
　　
　　　2.1、控制器ECU发动机部分的控制功能简介
　　控制器ECU发动机部分能够实现如下控制：
　　(1)喷油方式控制。每工作循环最多能够实现高达4次的喷射(目前国3柴油机每循环只用2次一一预喷射及主喷射)。
　　(2)喷油量控制。包括预喷油量自学，习控制及减速断油控制。
　　(3)喷油正时控制。包括主喷正时、预喷正时及正时补偿。
　　(4)轨压控制。包括正常和快速轨压控制、轨压建立和超压保护、喷油泄压控制以及轨压Limp home(跛行回家)控制。
　　(5)扭矩控制。包括瞬态扭矩控制、加速扭矩控制、低速扭矩补偿、{zd0}扭矩控制、瞬态冒烟控制及增压器保护控制。
　　
　　(6)过热保护。当冷却液温度水温、机油温度、进气温度过高时，ECU会进入过热保护功能，限制发动机功率。
　　(7)各缸平衡控制。
　　(8)EGR控制。
　　(9)可变截面增压器VGT控制。
　　(10)辅助启动控制(电机和预热塞)。
　　(11)系统状态管理。
　　(12)电源管理。
　　(13)故障诊断。
　　
　　2、2、控制器ECU整车部分的控制功能简介
　　(1)挡位计算。根据车速和发动机转速计算挡位，用于挂挡怠速控制，改善行驶性能。
　　(2)车速计算及输出。供仪表和{zg}车速限制使用。
　　(3)怠速和驱动怠速控制。挂挡时发动机负载加大，采用驱动怠速控制可以实现分挡控制，此时PlD参数和指令怠速转速均发生变化。
　　(4)巡航控制。根据需要选装。
　　(5)防抖(ASD)控制。改善车辆在挂挡起步、急加速和急减速过程的平顺性。
　　(6)空调控制。根据空调负载调节发动机怠速转速；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。
　　(7)风扇控制。电风扇驱动控制。
　　(8)故障诊断。在线诊断并存储／输出故障码，具有Limp-home功能。
　　(9)CAN通讯。整车其他控制器和仪表之间通讯。
　　(10)离合器开关。改善驾驶性。
　　(11)制动开关。油门合理性判断、巡航控制关键使能条件。
　　
　　2、3、启动过程的控制策略
　　2、3、1、喷油器开始喷油的必要条件
　　喷油器能够开始喷油，必须同时满足下列条件：a、共轨压力超过最小设定值(>200bar，机型不同有所差异)；b、同步信号正常。
　　①曲轴及凸轮轴位置传感器信号≥触发阈值(与空气间隙和转速有关)。
　　②相位正确。
　　2、3、2、启动时的判缸过程
　　ECU根据电控柴油机曲轴位置传感器及凸轮轴位置传感器的信号，判断柴油机运行的角度相位(也称判缸)并计算柴油机转速。仅在判缸成功后，喷油器才能开始喷油。
　　(1)正常启动模式(曲轴及凸轮轴位置传感器均正常)
　　在启动过程中，曲轴信号与凸轮轴信号均正常时，ECU结合曲轴位置传感器信号盘的缺齿信号与凸轮轴信号盘的多齿信号进行判缸。判缸过程迅速、可靠。
　　(2)后备模式1启动(仅有凸轮轴位置传感器)
　　在启动过程中，若仅有凸轮轴位置传感器信号时，ECU通过检测凸轮轴位置传感器的判缸齿({dy}缸前的多余齿)信号。来确定当前柴油机的正确配气相位，从而可以按照正确的喷油时序喷射，启动过程所需的时间较长。
　　(3)后备模式2启动(仅有曲轴位置传感器)
　　启动过程中，若仅有曲轴位置传感器信号，当ECu检测到曲轴位置传感器的缺齿信号时，先假设柴油机此时处于{dy}缸压缩上止点前，然后按照此假定的角度相位，依做功顺序持续一定次数的燃油喷射，当发动机的转速超过一定的阈值时，可判定此相位正确，从而判缸成功；若没有转速升高的迹象，则重新假定一相位(改变360°曲轴转角)喷油以判缸，启动过程所需的时间稍长。
　　2、3、3、启动时的喷油量控制
　　启动喷油量计算过程：启动喷油量＝基本扭矩喷油量＋补偿扭矩喷油量。
　　基本扭矩喷油量是柴油机转速与冷却水温度的函数，水温越低或转速越低，启动油量越大。
　　当水温传感器不良时，可能导致启动时下列故障现象：
　　当水温高而传感器信号表现水温低时启动。由于喷油量过多，可能冒烟；当水温低而传感器信号表现水温高时启动，由干喷油量过少，可能启动困难。
　　补偿扭矩喷油量与车辆行驶所处的海拔高度有关，即进行高原补偿。
　　启动过程中，ECU会逐渐增加喷油量，以促进柴油机顺利启动；为了迅速建立轨压。ECU首先采用大脉宽的开环控制模式，等到轨压和转速达到某一设定值之后转为PID的闭环控制。
　　 2、4、失效策略分析
　　失效策略是指电控系统故障状态下的运行策略。它分为四级，即一级：缺省值；二级：减扭矩；三级：Limp home(跛行回家)；四级：停机。
　　当发动机处于以FJL种情况的时候，控制策略将进入Limp home状态：
　　a、曲轴传感器损坏或信号线路开路、短路；
　　b、凸轮相位传感器损坏或信号线路开路、短路；
　　c、共轨油压传感器损坏或信号线路开路、短路；
　　d、高压油泵燃油量计量阀损坏或驱动线路开路、短路；
　　e、电子油门传感器损坏或信号线路开路、短路。
　　2、4、1、曲轴或凸轮轴位置传感器失效策略
　　进入条件：ECU判断曲轴或凸轮轴传感器信号故障，如传感器损坏、信号线损坏(开路或短路)。
　　ECU处理措施：
　　①点亮故障灯；②产生故障码P0008、P00016、P0340、P0341、P0335、P0336；③发动机依靠单传感器继续工作；④启动时间可能会较正常状况稍长；⑤油门感觉正常；⑥车辆运行没有明显影响，但油耗和排放可能会变差。
　　2、4、2、共轨压力传感器失效策略
　　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)。
　　ECU处理措施：
　　①点亮故障灯。产生故障码P0193、P0192；②控制器将加大高压泵的供油量；③燃油压力超高、限压阀被冲开；④实际轨压维持在700～760bar范围内(诊断仪读数720bar左右)；⑤限制发动机转速(小于1700r／min左右，通过控制喷油量实现)，在限制范围内，油门仍然起作用。⑥关闭点火开关后，燃油压力泄放阀关闭，恢复正常；⑦如发动机启动过程中已进入此策略，仍能启动且没有明显感觉。
　　2、4、3、进油计量阀失效策略
　　进入条件：ECU判断进油计量阀驱动失效，如进油计量阀损坏、驱动线路的开路及短路等引起。
　　ECU处理措施：①点亮故障灯；②产生故障码P0251、P0252、P0253、P0254、P025C、P025D；③燃油压力超高、泄压阀被冲开；④诊断仪显示轨压位于700~760ba r范围，随转速升高而增大；⑤限制发动机转速(1700dmin左右，通过控制喷油量实现)，在限制范围内，油门仍然起作用。⑥关闭点火开关后，燃油压力泄放阀关闭，恢复正常，⑦如发动机启动过程已进入此策略，仍能启动且没有明显感觉。
　　2、4、4、电子油门失效策略
　　进入条件：ECU判断电子油门信号错误；油门接插件脱落；两路油门信号中任一路出现故障；两路油门信号不一致；油门开度与制动踏板逻辑关系错误。
　　ECU处理措施：①点亮故障灯；②产生故障码P0123、P0122、P2135、P0222、P0223、P2299；③油门失效，发动机启动后(及随后的运行过程)，维持Limp home转速(1100dmin左右)。
　　2、4、5、水温传感器失效策略
　　进入条件：ECU判断水温信号错误，如水温传感器损坏、水温传感器信号线损坏(开路或短路)。
　　ECU处理措施：①点亮故障灯：②产生故障码P0116、P0117、P0118；③发动机采用缺省水温90℃、外特性油量会减小40％(依据不同机型略有区别)，转速限制在1700r／min左右，在限制转速范围内，油门仍然起作用。
　　2、4、6、减扭矩失效策略
　　进入条件：①环境空气压力传感器损坏或信号线路开路、短路；②增压压力温度传感器损坏或信号线路开路、短路：③轨压传感器信号飘移；④油轨压力闭环控制故障；⑤传感器参考电压故障。
　　ECU处理措施：①点亮故障灯，产生相应故障码；②在限制范围内，油门仍然起作用；③外特性油量会减小到一个固定百分比(目前标定值×80％)，转速限制在1700r／min左右。
　　2、4、7、停机保护失效策略
　　进入条件：ECU判断出现下述故障：①控制器模数转换功能错误；②油轨压力持续超高(例如持续2s超过600bar)。
　　ECU处理措施：①点亮故障灯；②产生相关故障码；③发动机停机；④故障状态下无法再次启动。
　　2、4、8、空调及继电器的控制策略
　　控制内容：控制器接收空调请求开关信号；指令提升发动机转速(标定值)；指令空调继电器闭合。
　　当必要时，临时断开空调继电器：水温过高、发动机需要急加速(油门变化率快)。其目的在于限制水温进一步升高，保护发动机；保证急加速的动力需求。
　　2、4、9、怠速控制策略
　　计算目标怠速，进行闭环控制以满足目标怠速。
　　影响目标怠速的因素有：冷却水温、蓄电池电压、空调应用情况、车速的大小(车辆起步的时候提升50r/min，各挡怠速可能不同)。
　　影响怠速闭环参数的影响因素：冷却水温；负荷的大小；挡位信号；刹车信号(点动刹车)。
　　2、4、10、冒烟限制控制
　　(1)冒烟限制的目的：对于增压中冷柴油机，由于增压器的迟滞效应或者进气系统存在故障和泄漏的情况下，在柴油机加速过程中易引起进气量不足，空燃比下降，燃油不能xx燃烧，从而产生冒黑烟的现象。因此，必须根据实际的进气量来对柴油机的喷油量进行限制，以满足空燃比的要求，从而防止在瞬态加速过程中冒黑烟。
　　(2)冒烟限制控制策略：限制{zd0}喷油量。
　　(3)冒烟限制的油量计算：
　　冒烟限制油量＝实际进气量÷(基本空燃比＋校正空燃比)÷14.5