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【摘要】根据大柴欧V发动机的整体性能较好，燃油共轨喷油系统的特点，完成其在金杯轻卡上的整车电气原理匹配设计，以满足出口俄罗斯地区车型的设计需要。
【关键词】共轨；ECU；电子柴油滤清器；压差传感器；电子油门踏板；控制；OBD指示灯；原理图；EGR；电子除霜后视镜
由于人们对绿色环保的认知提高，对汽车排放标准要求也不断提高。国家对轻卡的排放要求已经达到欧V排放标准，此标准也在北京、上海、广东等经济发达地区实施。尤其是出口欧盟地区的车型排放要求更是极为苛刻。目前欧V排放标准的发动机多为高压共轨发动机，该系统与传统的燃油喷射系统具有本质的区别：
所谓“共轨”是通过公共供油管同时供给各个喷油嘴，喷油量经过ECU精确的计算，同时向各个喷油嘴提供同樣质量、同样压力的燃油，使发动机运转更加平顺，从而优化柴油机综合性能。而传统柴油发动机由各缸各自喷油，喷油量和压力不一致，运转不均匀，造成燃烧不平稳，噪音大，油耗高。现在，国内制造的具备国际先进的电控高压共轨技术的柴油发动机采用了欧美柴油机的最新核心技术，明显优于传统增压柴油机。它比传统增压柴油机燃烧效率提高8%、二氧化碳排放低10%、噪音下降15%，彻底改变了柴油机在人们心目中“噪音大、冒黑烟”的形象。
电控高压共轨燃油系统的优点：
1、进行喷射压力控制，减少压力波动影响。2、控制灵活，容易满足排放和经济性要求。3、控制策略灵活可以实现多次喷射，满足不同需求。4、良好的噪声控制。5、安全性、可靠性较高。
电控高压共轨燃油系统的缺点：
1、发动机成本高。2、发动机结构复杂，一旦需要维修，需要具有较高的服务技术人员。3、发动机需要有稳定的供电系统。
本次设计是在道依茨一汽大柴CA4DC-10E4发动机上匹配BOSCH的电控高压共轨系统。
一、工作原理
1、基本原理简述：高压油泵将柴油从油箱泵出，经过燃油滤清器后再经压力调节器调压，然后经输油管配送给各个喷油器，喷油器根据 ECU 发来的喷射信号，把适量柴油喷射到进气管中。当油路压力超过规定值时，压力调节器工作，多余的柴油返回油箱，从而保证送给喷油器的燃油压力不变，以达到控制共轨压力的目的，再通过喷油器电磁阀的开启时间来实现燃油喷射的定量来保证发动机达到最佳的燃烧比，柴油到达良好的雾化。
2、整车匹配电气原理图
3、电气匹配原理详述
（1）起动过程：高电平通过─30A保险丝─进入ECU，ECU中K01、K03、K05输入高电平，当钥匙门旋至ON档的时候ECU中K88输入高电位，此时ECU工作进入自检阶段，K70引脚输出高电平，K65引脚输出低电平，发动机故障指示灯亮，K92引脚输出低电平，K90引脚输出高电平， OBD指示灯也亮，发动机通过进气温度传感器检查发动机进气温度状态，判断发动机进气是否需要加热，如起动温度低于系统设定值，则ECU中K72引脚输出高电平，K68引脚输出低电平，预热指示灯亮，此时预热继电器工作给发动机进气加热，当进气温度达到系统设定值后，K72引脚、K68引脚停止输出，如果发动机没有其他的故障条件下，K65引脚、K70引脚停止输出，发动机故障指示灯熄灭，则发动机可以起动。起动发动机后，K49引脚输出每转2个脉冲的转速信号，此时发电机正常发电，D+端电压升高，如此时燃油温度没达到系统设定值，则燃油加热控制开关处于闭合状态，从而使燃油加热继电器工作，以给燃油加热，当燃油温度超过设计定值时，燃油加热控制开关断开，从而停止燃油加热过程。（2）行驶过程：发动机正常起动后，当踩下电子油门踏板时，ECU根据油门踏板的变化速度和位移变化量，对喷射到燃油量进行实时控制，并且汽车在行驶过程中，ECU会通过收集到的油门踏板位置、柴油机转速、水温、进气压力等信号来控制喷油器的喷油量及喷油时刻，以使发动机处于最佳工作状态。① 发动机制动控制：该发动机的制动系统是由主副制动开关组成。在没有进行制动的时候，该开关向ECU中K14引脚提供高电平，同时K41引脚为低电平；当踩下制动踏板的时候，该开关会断开ECU中K14引脚的高电平使其为低电平，同时K41引脚得到高电平，通过这种同时向ECU提供两路不同的信号，既有高电平信号，又有低电平信号，确保信号的可靠性和准确性，来保证整车在制动过程中，使发动机进入怠速工作模式，以提高行驶的安全性。② 发动机离合器控制：当汽车在行驶过程中，踩下离合器的时候，ECU通过K15引脚获得到离合器开关传来的低电平信号，使发动机进入怠速工作模式。③ 发动机排气制动控制：当汽车进入排气制动状态时，排气制动开关向ECU中K16引脚输入高电平信号，K87引脚输出低电平信号，而ECU中K29引脚输出高电平信号，K47引脚输出低电平信号来使排气制动继电器工作，进而驱动排气制动电磁阀工作，此时ECU根据车速情况判断是否停止向发动机供油或者使发动机进入怠速工作状态。（3）故障诊断系统控制：当发动机出现故障后，ECU中K70引脚得到高电平信号，K65引脚得到低电平信号，使得发动机故障指示灯亮，驾驶员应尽早的停车或者开到技术服务中心等待专业人员的维修。在维修的时候，应先用专业仪器与诊断插座相连，然后按下故障诊断开关，ECU中K38引脚会得到高电平信号，ECU进入诊断工作模式，此时ECU中K88引脚会给诊断插座第16针脚提供高电平信号为诊断接口供电，K75引脚会给诊断插座第6针脚提供高电平，K53引脚会给诊断插座第14针脚提供低电平，K75引脚和K53引脚将接通ECU散存程序，K59引脚会给诊断插座第7针脚提供数据交换，诊断插座中第4、第5针脚直接接地，此时故障诊断系统工作。（4）空调系统控制：发动机起动后，当按下A/C开关后，ECU中K40引脚得到高电平信号，ECU进入空调工作模式，ECU会控制发动机自动提速，ECU会给提供给K89引脚一个高电平信号，给K28引脚一个低电平信号来驱动冷凝器风扇电机继电器工作，在通过冷凝器电机电压控制压缩机电磁离合器继电器工作，使空调系统工作。（5）后视镜加热系统：当钥匙门打到ON档，电源通过RD26(15A)的保险丝进入到除霜开关，当常开开关闭合时与192号线接通并串联到两个加热电阻丝后通过接地端形成回路，除霜器开始工作。
参考文献
［1］《现代汽车电子控制系统构造原理与故障诊断》.北京理工大学出版社.2006年02月第二版
［2］《汽车电子技术》.机械工业出版社.2003年2月第一版
［3］《汽车工程手册设计篇》.人民交通出版社.2001年5月第一版
（作者单位：沈阳金杯汽车制造有限公司）
【关键词】共轨；ECU；电子柴油滤清器；压差传感器；电子油门踏板；控制；OBD指示灯；原理图；EGR；电子除霜后视镜
由于人们对绿色环保的认知提高，对汽车排放标准要求也不断提高。国家对轻卡的排放要求已经达到欧V排放标准，此标准也在北京、上海、广东等经济发达地区实施。尤其是出口欧盟地区的车型排放要求更是极为苛刻。目前欧V排放标准的发动机多为高压共轨发动机，该系统与传统的燃油喷射系统具有本质的区别：
所谓“共轨”是通过公共供油管同时供给各个喷油嘴，喷油量经过ECU精确的计算，同时向各个喷油嘴提供同樣质量、同样压力的燃油，使发动机运转更加平顺，从而优化柴油机综合性能。而传统柴油发动机由各缸各自喷油，喷油量和压力不一致，运转不均匀，造成燃烧不平稳，噪音大，油耗高。现在，国内制造的具备国际先进的电控高压共轨技术的柴油发动机采用了欧美柴油机的最新核心技术，明显优于传统增压柴油机。它比传统增压柴油机燃烧效率提高8%、二氧化碳排放低10%、噪音下降15%，彻底改变了柴油机在人们心目中“噪音大、冒黑烟”的形象。
电控高压共轨燃油系统的优点：
1、进行喷射压力控制，减少压力波动影响。2、控制灵活，容易满足排放和经济性要求。3、控制策略灵活可以实现多次喷射，满足不同需求。4、良好的噪声控制。5、安全性、可靠性较高。
电控高压共轨燃油系统的缺点：
1、发动机成本高。2、发动机结构复杂，一旦需要维修，需要具有较高的服务技术人员。3、发动机需要有稳定的供电系统。
本次设计是在道依茨一汽大柴CA4DC-10E4发动机上匹配BOSCH的电控高压共轨系统。
一、工作原理
1、基本原理简述：高压油泵将柴油从油箱泵出，经过燃油滤清器后再经压力调节器调压，然后经输油管配送给各个喷油器，喷油器根据 ECU 发来的喷射信号，把适量柴油喷射到进气管中。当油路压力超过规定值时，压力调节器工作，多余的柴油返回油箱，从而保证送给喷油器的燃油压力不变，以达到控制共轨压力的目的，再通过喷油器电磁阀的开启时间来实现燃油喷射的定量来保证发动机达到最佳的燃烧比，柴油到达良好的雾化。
2、整车匹配电气原理图
3、电气匹配原理详述
（1）起动过程：高电平通过─30A保险丝─进入ECU，ECU中K01、K03、K05输入高电平，当钥匙门旋至ON档的时候ECU中K88输入高电位，此时ECU工作进入自检阶段，K70引脚输出高电平，K65引脚输出低电平，发动机故障指示灯亮，K92引脚输出低电平，K90引脚输出高电平， OBD指示灯也亮，发动机通过进气温度传感器检查发动机进气温度状态，判断发动机进气是否需要加热，如起动温度低于系统设定值，则ECU中K72引脚输出高电平，K68引脚输出低电平，预热指示灯亮，此时预热继电器工作给发动机进气加热，当进气温度达到系统设定值后，K72引脚、K68引脚停止输出，如果发动机没有其他的故障条件下，K65引脚、K70引脚停止输出，发动机故障指示灯熄灭，则发动机可以起动。起动发动机后，K49引脚输出每转2个脉冲的转速信号，此时发电机正常发电，D+端电压升高，如此时燃油温度没达到系统设定值，则燃油加热控制开关处于闭合状态，从而使燃油加热继电器工作，以给燃油加热，当燃油温度超过设计定值时，燃油加热控制开关断开，从而停止燃油加热过程。（2）行驶过程：发动机正常起动后，当踩下电子油门踏板时，ECU根据油门踏板的变化速度和位移变化量，对喷射到燃油量进行实时控制，并且汽车在行驶过程中，ECU会通过收集到的油门踏板位置、柴油机转速、水温、进气压力等信号来控制喷油器的喷油量及喷油时刻，以使发动机处于最佳工作状态。① 发动机制动控制：该发动机的制动系统是由主副制动开关组成。在没有进行制动的时候，该开关向ECU中K14引脚提供高电平，同时K41引脚为低电平；当踩下制动踏板的时候，该开关会断开ECU中K14引脚的高电平使其为低电平，同时K41引脚得到高电平，通过这种同时向ECU提供两路不同的信号，既有高电平信号，又有低电平信号，确保信号的可靠性和准确性，来保证整车在制动过程中，使发动机进入怠速工作模式，以提高行驶的安全性。② 发动机离合器控制：当汽车在行驶过程中，踩下离合器的时候，ECU通过K15引脚获得到离合器开关传来的低电平信号，使发动机进入怠速工作模式。③ 发动机排气制动控制：当汽车进入排气制动状态时，排气制动开关向ECU中K16引脚输入高电平信号，K87引脚输出低电平信号，而ECU中K29引脚输出高电平信号，K47引脚输出低电平信号来使排气制动继电器工作，进而驱动排气制动电磁阀工作，此时ECU根据车速情况判断是否停止向发动机供油或者使发动机进入怠速工作状态。（3）故障诊断系统控制：当发动机出现故障后，ECU中K70引脚得到高电平信号，K65引脚得到低电平信号，使得发动机故障指示灯亮，驾驶员应尽早的停车或者开到技术服务中心等待专业人员的维修。在维修的时候，应先用专业仪器与诊断插座相连，然后按下故障诊断开关，ECU中K38引脚会得到高电平信号，ECU进入诊断工作模式，此时ECU中K88引脚会给诊断插座第16针脚提供高电平信号为诊断接口供电，K75引脚会给诊断插座第6针脚提供高电平，K53引脚会给诊断插座第14针脚提供低电平，K75引脚和K53引脚将接通ECU散存程序，K59引脚会给诊断插座第7针脚提供数据交换，诊断插座中第4、第5针脚直接接地，此时故障诊断系统工作。（4）空调系统控制：发动机起动后，当按下A/C开关后，ECU中K40引脚得到高电平信号，ECU进入空调工作模式，ECU会控制发动机自动提速，ECU会给提供给K89引脚一个高电平信号，给K28引脚一个低电平信号来驱动冷凝器风扇电机继电器工作，在通过冷凝器电机电压控制压缩机电磁离合器继电器工作，使空调系统工作。（5）后视镜加热系统：当钥匙门打到ON档，电源通过RD26(15A)的保险丝进入到除霜开关，当常开开关闭合时与192号线接通并串联到两个加热电阻丝后通过接地端形成回路，除霜器开始工作。
参考文献
［1］《现代汽车电子控制系统构造原理与故障诊断》.北京理工大学出版社.2006年02月第二版
［2］《汽车电子技术》.机械工业出版社.2003年2月第一版
［3］《汽车工程手册设计篇》.人民交通出版社.2001年5月第一版
（作者单位：沈阳金杯汽车制造有限公司）