6DE3发动机FEUPI电子控制系统维修手册初稿070426Word格式文档下载.docx

1、5.6.2. 离合器开关 235.6.3. 制动踏板开关 235.6.4. 排气制动开关 235.6.5. 机油压力警报开关 235.7. 指示灯 245.7.1. 预热指示灯 245.7.2. 排气制动/发动机制动指示灯 246. FEUPI控制系统各零部件的故障检测 256.1. 电子控制单元（ECU）故障检测 256.2. 电控单体泵故障检测 256.3. 传感器故障检测 276.3.1. 曲轴转速/位置传感器的故障检测 276.3.2. 凸轮位置传感器的故障检测 286.3.3. 进气温度和压力传感器的故障检测 296.3.4. 冷却液温度传感器的故障检测 316.3.5. 燃油温度传

2、感器的故障检测 326.3.6. 大气压力传感器的故障检测 326.3.7. 加速踏板位置传感器的故障检测 336.3.8. 车速信号的故障检测 346.4. 继电器的故障检测 346.4.1. 预热继电器 346.5. 电磁阀的故障检测 356.5.1. 排气制动电磁阀的故障检测 356.6. 开关的故障检测 356.7. 供电电源的故障检测 366.8. 其他的故障检测 367. 主要故障的排查 377.1. 发动机无法起动的故障排查 377.2. 发动机扭矩和转速下降 387.3. 发动机突然停机的故障排查 387.4. 发动机排烟严重的故障排查 397.5. 排气制动功能失效 391.

3、 前言为确保在维修工作中的安全，避免对发动机和整车造成不应该的损坏，请务必严格遵守以下规则： 维修员应是具有专业职称的维修工程师， 并接受过相关维修培训的人员进行维修操作。 在更换零部件时，必须选用一汽公司的零配件，以免用上劣质产品。 应按照本手册上的规则进行维修保养。 禁用本手册不曾提到的操作程序及维修工具，否则，非法操作会伤及维修人员，并会造成发动机的损坏和整车的性能的下降。1.1. 维修时应注意事项为确保维修时的工作安全并预防意外发生，请遵守以下几点：1.1.1. 衣物及仪表（1） 戴上护目镜。（2） 摘掉手表，领带，戒指，手镯和项链。（3） 把长发束在头后。（4） 戴上工作帽子和穿上工

4、作鞋。1.1.2. 安全作业（1） 为防止烫伤，不要接触散热器，消音器，排气管和尾管，如果有必要，请将发动机关闭并冷却后再工作。（2） 当发动机仍在旋转时，小心别让你的衣物和工具等靠近发动机旋转部件，特别是风扇皮带。（3） 取出启动钥匙，但在启动发动机时除外。（4） 启动发动机时要确保通风，以免一氧化碳中毒。（5） 燃油是易燃物，切忌在其附近弄出火花和点燃香烟。（6） 在蓄电池上工作时一定要小心，因为电池里盛有腐蚀性硫酸。（7） 蓄电池的电线及启动装置的电缆会有很大的电流通过，小心不要造成短路。（8） 因粗心大意将工具或废物放在发动机室使其接触发动机的旋转部件，这样会导致发动机将工具或废物抛出

5、伤人，或损坏发动机部件。1.2. 维修须知维修前，请参看以下几点：1.2.1. 拆卸前准备（1） 在作业前准备常用工具、专业工具和检修仪器。（2） 在拆卸前，应做好正常工作的安装标识，以便安装。在修理供电系统时，拆卸电池负电级端的电缆。1.2.2. 拆卸时检查 每次拆卸部件时，检查部件的状况，看是否变形、毁坏、耗损或是否有瑕疵。1.2.3. 整理好拆卸的部件整理好拆卸的部件, 并区别再重复利用的部件和替代部件。1.2.4. 清理拆卸的部件 彻底清理拆卸的可重复使用的部件1.2.5. 检查与测量按要求对重新启用的部件进行检查与测量。1.2.6. 装配（1） 按照规定的值和遵循正确的操作程序（拧紧

6、力矩和调整值）装配并调试部件。（2） 用正品代换该换的部件。（3） 使用新的组件、垫片、O型垫圈和开口销。（4） 按照垫圈的位置合理应用垫圈。对有标示的滑动区域，应适当涂以规定的机油或润滑油。1.2.7. 调试 用仪表和诊断仪调节至规定的技术值。1.3. 手册使用方法在维修之前，请仔细阅读本手册的第二、三、四部分，对柴油机FEUPI电控燃油喷射系统有初步的了解，尤其是第五部分，对FEUPI电控燃油喷射系统的各个零部件的作用、技术要求有比较详细的说明。按第六部分电控系统各个零部件故障码及故障检测的介绍，用诊断仪检测电控系统各个零部件故障。第七部分列举了几种主要的故障及诊断步骤和方法。2. FEU

7、PI电控系统简介FEUPI电控系统是一汽技术中心自主设计、集成的，以电控单体泵（EUP）为燃油喷射装置，由传感器、开关、执行器及电子控制单元（ECU）组成的第二代发动机电子控制系统，此FEUPI控制系统采用时间控制方式。FEUPI电控系统与传统的机械控制柴油喷射系统相比，主要区别为：1） FEUPI电控系统的燃油油量调节及喷射由电磁阀来控制，取代了传统的机械式的调节装置，使发动机排放满足欧III标准（国III）的要求。2） FEUPI电控系统增加了几个电子传感器，通过这些传感器检测柴油机的运行状态和环境条件，并由电子控制单元计算出适应柴油机运行状况的控制量，然后由执行器实施。3） 用电子加速踏

8、板取代了机械式油门踏板，用电子信号精确反映驾驶员扭矩需求，而取代了油门拉线。在发动机起动过程中，加速踏板是不起作用的，只有发动机转速超过650RPM时，才能使用加速踏板控制发动机扭矩。4） 此电控系统具有预热控制、排气制动控制、巡航控制等功能，取代了传统的预热控制器、巡航控制器等，也使控制逻辑更加复杂。5） 电控系统具有在线诊断功能及发动机保护功能，可以实时监控电控系统各个零部件的状态，并检测出相应故障，通过故障码的形式把故障信息提供给用户，并自动采取措施对发动机进行保护，这是机械式的发动机所不具备的功能。6） FEUPI电控系统可以通过CAN线与其他的电控系统如 ABS等进行通信，共享数据，

9、以实现对发动机的最优控制。FEUPI电控系统与传统的机械控制柴油喷射系统和与采用位置控制方式的第一代电子喷射控制相比，具有控制更加精确、灵敏等优点。使发动机具有更低的排放和更加优越的动力性。3. FEUPI电控系统的主要功能电子控制系统的核心控制功能是柴油的喷射控制，同时也具有其他的控制功能，这些控制功能决定了发动机的动力性、经济性和排放。主要包括以下几种控制功能：3.1. 柴油喷射控制电子控制单元首先根据加速踏板传感器和转速传感器的输入信号，计算出基本喷油量和喷油提前角，然后根据冷却液温度、进气温度和压力以及柴油温度等发动机以及车辆的运行工况，对基本喷油量和喷油提前角进行修正，并得到最终的喷

10、油量和喷油提前角。并控制电控单体泵电磁阀闭合的时刻和持续周期，以控制柴油的喷射。并保证发动机的排放和动力性。3.2. 单体泵的公差修正由于单体泵制造公差的原因，使每个单体泵内高油压的建立产生了提前或者滞后的现象。所以，电子控制单元就具有单体泵公差修正的功能，通过控制单体泵电磁阀开启和闭合时间的提前或滞后来对每个单体泵的喷油公差都进行补偿，以保证每个单体泵喷油的一致性。3.3. 怠速控制运用适当控制算法，通过闭环控制来控制发动机的怠速转速，尽快地调节怠速到设置点速度750RPM，并保持怠速的稳定性。3.4. 冷起动预热控制在低温条件下，冷起动预热控制用于对进气管中的空气进行加热，能改善发动机低温

11、起动的性能，并减少白烟的排放。3.5. 排气制动控制排气制动控制是一种辅助制动功能，用于辅助车辆制动系统在下坡时对车辆进行制动。此功能必须在车辆行驶过程中才能被激活。3.6. 主继电器控制控制主继电器的开启和关闭，用于对系统的供电进行保护，同时也用于延迟系统的断电时间，使控制软件能把相关工况数据及时地存储到存储器中。当把点火开关打到OFF位置时，应等待10秒钟左右后再重新起动发动机。3.7. 发动机保护功能用于在电控系统零部件故障情况下对发动机进行保护。如在进气温度过高、水温过高或机油压力过低等工况时，就要适当降低发动机的扭矩和转速，或者使发动机停机，以保护发动机、保证驾驶员安全。3.8. 巡

12、航控制（选用）巡航控制用于控制车速，使车辆按照驾驶员期望的速度恒速行驶。在巡航过程中，驾驶员无需控制加速踏板，这样可减少驾驶员的劳动强度，提高驾驶舒适性。3.9. PTO控制（选用）PTO控制功能用于控制发动机转速，它可以在低怠速和高怠速之间调节发动机转速，主要用于各种垃圾车等专用车。3.10. 车速限制控制此功能通过用于对车辆的最高速度进行限制，使其不超过标定的最高限值，一旦ECU检测到车辆速度超过规定的限值109公里/小时，将停止燃油喷射，直到车辆速度降低到规定的范围以内，以保证车辆行驶安全。4. FEUPI电控系统接线图及引脚定义4.1. 控制系统接线图FEUPI电控系统接线图如图4.1

13、所示图4.1 FEUPI电控系统接线图4.2. ECU引脚定义列表FEUPI电控系统ECU引脚定义如表4.1所示表4.1 FEUPI电控系统ECU引脚定义接插件引脚信号名称类型1电源负极地234电源正极电瓶+24伏57加速踏板位置传感器2地9进气温度和压力（TMAP）传感器地10加速踏板位置传感器2电源+5V12进气温度和压力（TMAP）传感器电源13曲轴转速/位置传感器信号输入霍尔效应式频率信号15加速踏板位置传感器1电源17加速踏板位置传感器1地18水温传感器、燃油温度传感器地22车速信号（仪表输出）输入频率信号24点火开关输入钥匙25严重故障指示灯1A低端On/Off驱动26SAE J1

14、939 -接诊断仪27SAE J1939+29曲轴转速/位置传感器地31曲轴转速/位置传感器电源32凸轮位置传感器信号输入33凸轮位置传感器电源35凸轮位置传感器地37CAN +CAN通信38CAN -39CAN屏蔽线屏蔽线42排气制动阀43主继电器44预热指示灯46水温传感器信号输入模拟量47燃油温度传感器信号输入48进气温度和压力（TMAP）传感器温度信号输入49进气温度和压力（TMAP）传感器压力信号输入51SAE J1939 屏蔽线52机油压力警报开关输入低电位开关57制动踏板开关（气压）59PTO Resume-开关高电位开关60PTO Set+开关61加热继电器3.5A高端On/O

15、ff驱动63一般故障指示灯64排气制动/发动机制动指示灯66加速踏板位置传感器1信号输入67加速踏板位置传感器2信号输入72PTO ON/OFF开关73离合器踏板开关74巡航Set+开关（选装）75巡航Resume开关（选装）76巡航ON/OFF开关（选装）77巡航Set-开关（选装）79排气制动开关81小信号地981缸单体泵低端低端PWM驱动993缸单体泵高端高端PWM驱动1001缸单体泵高端1012缸单体泵高端1024缸单体泵高端1036缸单体泵高端1056缸单体泵低端1063缸单体泵低端1082缸单体泵低端1105缸单体泵高端1114缸单体泵低端1125缸单体泵低端5. FEUPI电控系

16、统主要零部件5.1. 电子控制单元（ECU）作用：电子控制单元是电子控制系统的核心，它由单片机硬件电路和控制软件组成，负责信息的采集、处理、计算和执行，并将运行结果作为控制指令输出到执行器，同时与其他的ECU进行通信，把某些运行状态进行显示，并对整个控制系统进行故障诊断。发动机 ECU 通过传感器发出的信号不断检查发动机的状态，计算符合条件的燃油喷射量等，启动执行器以及将发动机控制到最佳状态，ECU 也具有诊断功能，可用于记录系统故障得。正常特性：ECU外形如图5.1所示。ECU参数特性表如表5.1所示。安装位置：驾驶室副驾驶员座椅下，如图5.2所示图5.1 ECU外形图表5.1 ECU参数表

17、参数数值工作电压范围1632伏特工作温度范围-4085摄氏度储存温度范围-4060摄氏度防尘、防水防尘不防水图5.2 ECU安装位置5.2. 电控单体泵（EUP）受电子控制单元的驱动，它按照电子控制单元输出的控制指令进行工作，从而达到控制燃油喷射的目的。PWM（脉宽调制）驱动形式。电控单体泵正常参数特性如表5.2所示。电控单体泵驱动电压与驱动电流如图5.3所示。表5.2 电控单体泵参数表电磁阀电阻3.95.75欧姆电磁阀电感910毫亨电磁阀驱动电压904.5伏特电磁阀峰值电流7.20.4安电磁阀保持电流2.70.5安图5.3 电控单体泵驱动电压与驱动电流5.3. 传感器传感器用于实时检测柴油发

18、动机与车辆的运行状态等信息，将这些信息输入给电子控制单元。5.3.1. 曲轴转速/位置传感器检测曲轴角度和发动机转速信号，它与凸轮位置传感器共同组成正时信号，如图5.8和5.9所示。此曲轴转速/位置传感器为双霍尔式，接口电路为集电极开路形式，ECU内部为上拉电阻。其正常特性如表5.3所示。它感应飞轮的磁场变化，向ECU输出脉冲信号。飞轮圆周上的齿共有60-2=58个，每齿相差6度曲轴转角，因此曲轴每转一周，曲轴转速/位置传感器就输出60-2=58个脉冲，如图5.4所示。曲轴转速/位置传感器安装在靠近曲轴飞轮的飞轮壳上，当发动机曲轴到达一缸压缩上止点时，曲轴转速/位置传感器中心正对着飞轮11齿中

19、心。如图5.5所示。它的安装方向与飞轮的旋转方向有唯一的对应关系，如图5.6所示，表5.3 曲轴转速/位置传感器参数表供电电压5.00.25伏特绝缘电阻大于1兆欧低电位小于0.5伏特检测转速范围158000转/分与飞轮空气间隙1.50.5毫米脉冲信号幅值图5.5 曲轴转速/位置传感器安装位置图5.6 曲轴转速/位置传感器安装方向1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11图5.4 曲轴转速/位置传感器输出信号图5.3.2. 凸轮位置传感器凸轮位置传感器用于检测出凸轮的实际位置，使ECU能判断出发动机第一缸位置，从而决定喷油的时刻。它与曲轴转速/位置传感器共同组成正时信号，如图5.8和5.9所

20、示。此凸轮位置传感器为单霍尔式，接口电路为集电极开路形式，ECU内部为上拉电阻。其正常特性见表5.4所示。靶轮上共有6+1=7个凹齿，凸轮每转一周，凸轮位置传感器就输出6+1=7个凹齿，如图5.7所示。其中1至6凹齿，每凹齿相差120度曲轴转角，第0凹齿为同步齿，与第6凹齿相差30度曲轴转角。凸轮每转一周，曲轴转两周，曲轴和凸轮的正时信号关系如图5.8和图5.9所示。凸轮信号同步齿第0凹齿下降沿与曲轴信号第11齿下降沿相差5度曲轴转角。高压油泵上，如图5.10所示。表5.4 凸轮位置传感器参数表小于1伏特04000转/分与靶轮空气间隙1.20.2毫米图5.10 凸轮位置传感器安装位置6 0 1

21、 2 3 4 5图5.7 凸轮位置传感器输出信号图图5.8 曲轴和凸轮正时信号图图5.9 曲轴和凸轮正时信号图5.3.3. 进气温度和压力传感器检测涡轮增压器、中冷器之后的进气管内的空气的压力和温度，用于油量修正和预热控制。此传感器把进气温度传感器和进气压力传感器集成在一起，称为TMAP传感器，ECU内部接口电路为上拉电阻。其正常特性参数如表5.5所示。其中温度传感器为热敏电阻型，其温度传感器的温度与电阻特性表如表5.6所示。压力传感器特性曲线如图5.11所示进气管上，如图5.12所示。表5.5 进气温度和压力传感器参数表检测压力范围44.8350千帕检测温度范围-40130摄氏度热敏电阻范围

22、8647492欧姆图5.11 TMAP压力特性曲线图图5.12 TMAP安装位置表5.6 TMAP温度与电阻特性表5.3.4. 冷却液温度传感器检测发动机冷却液的温度，用于油量修正和预热控制。此传感器为热敏电阻型，ECU内部接口电路为上拉电阻。其温度与电阻特性表如表5.7所示靠近节温器的分水管上，如图5.13所示图5.13 冷却液温度传感器安装位置表5.7 冷却液温度传感器温度与电阻特性表5.3.5. 燃油温度传感器检测燃油的温度，用于油量修正。此传感器与冷却液温度传感器是同一种传感器，ECU内部接口电路为上拉电阻。其温度与电阻特性表如表5.8所示。高压油泵上，如图5.14所示图5.14 燃油

23、温度传感器安装位置表5.8 燃油温度传感器温度与电阻特性表5.3.6. 大气压力传感器检测外界大气压力，用于油量修正。压力特性曲线如图5.15所示集成在ECU内部图5.15 大气压力传感器压力特性曲线图5.3.7. 加速踏板位置传感器检测加速踏板的开度，加速踏板位置传感器把检测到的加速踏板角度变化，转换成线性电压输出给ECU，反映驾驶员的扭矩需求，以确定基本喷油量和喷油提前角。加速踏板位置传感器是由两路非接触式的霍尔传感器组成，没有怠速开关，ECU内部接口电路为下拉电阻。其正常特性参数如表5.9所示。ECU通过比较两路传感器输出信号的数值确定加速踏板开度，其信号特性曲线如图5.16所示。加速踏

24、板位置传感器安装在驾驶员仪表板下方的加速踏板中，如图5.17所示。表5.9 加速踏板位置传感器参数表传感器1怠速电压0.750.095伏特传感器2怠速电压0.3750.0475伏特传感器1和传感器2同步误差信号1/2-信号2=0.07伏特传感器1全负荷电压3.84传感器2全负荷电压1.920.3伏特图5.17 加速踏板位置传感器安装位置图5.16 加速踏板位置传感器两路输出信号曲线图 5.4. 继电器5.4.1. 主继电器用于向ECU提供电源，并延迟ECU断电，使ECU能够及时保存数据。保险丝盒里当主继电器不工作时，ECU主继电器线圈引脚电压为+24V，ECU主继电器开关引脚电压为0V。当主继

25、电器工作时，ECU对其进行低端ON/OFF驱动，驱动电流不大于1安培，这时ECU主继电器线圈引脚电压为0V，ECU主继电器开关引脚电压为+24V。5.4.2. 预热继电器用于控制加热器，对发动机进行冷起动加热。ECU上电后，当预热继电器不工作时，ECU预热继电器线圈引脚电压为0V；当预热继电器工作时，ECU对其进行高端ON/OFF驱动，驱动电流不大于3.5安培，这时ECU预热继电器线圈引脚电压为+24V。5.5. 电磁阀5.5.1. 排气制动阀用于控制排气制动装置，对发动机进行辅助制动。底盘上ECU上电后，当排气制动阀不工作时，ECU引脚电压为+24V；当排气制动阀工作时，ECU对其进行低端ON/OFF驱动，驱动电流不大于1安培，这时ECU引脚电压为0V。5.6. 开关5.6.1. 点火开关