摘要:起动控制是电控发动机ECU系统中的基本控制,同时也是重要的控制。本文介绍起动机控制及保护方式,简要说明CAN网络在起动控制中的应用,列出SPN 1675报文定义。
随着欧III和欧IV等排放法规的实施,电控发动机已经逐渐取代传统的发动机。重型载货汽车上的发动机电控系统,主要以电控高压共轨系统为主。电控系统可以通过程序来设定控制逻辑,从而可以将安全合理的控制理念加入到车辆控制中,使目前的重型载货汽车更加安全可靠。
起动控制是车辆最基本的控制,通常发动机ECU以继电器方式来控制。图1为起动控制的电气原理图。
从图1可以看出,当发动机ECU接收到起动输入信号T50时(高电平有效),ECU根据相应的控制逻辑判断控制起动继电器输出管脚StartRelay(输出低电平有效),起动继电器动作(起动继电器常开触点接通),起动机通电工作,从而发动机得以起动运行。由于有ECU的控制,所以可以根据具体的使用情况,通过设定相应的软件逻辑来合理控制起动继电器,以便保护起动机能够正常工作,同时也使车辆安全有效地运行。
1 起动机控制及保护方式
1.1起动条件的限定
主要判断传动系统的状态,包括空档状态、离合状态等。例如,如果车辆在空档状态,ECU即使接收到T50输入请求信号,也不会输出控制起动继电器。这是出于对起动机的保护,因为传动系统会造成起动阻力过大,从而可能损坏起动机。另外,出于安全的考虑,也不应起动。图2为传动系统相关的起动逻辑图。
1.2起动机持续工作引起的过热保护
如果起动机持续工作时间过长,就会因起动机的机械部件过热造成其零部件损坏。故通过对车载起动机的工作特性和实际的车辆试验,在ECU控制逻辑中加入适当的起动机持续工作的时间限定。这样,在发动机没有正常起动前(转速只维持在起动机拖动的转速附近),ECU控制起动继电器持续工作到标定限值时间后,会立即停止起动继电器动作,从而对起动机进行过热保护。图3为过热保护的起动逻辑。
1.3当发动机转速过高时的起动机保护
重型载货汽车用的起动机一般情况下拖动转速约为100 r/min,当正常起动后,发动机转速就会远高于起动机拖动转速。在发动机正常运行时,驾驶员误操作钥匙起动开关,如果起动机工作,就会造成起动机反拖而损坏。针对这种情况,ECU会首先判断当前的发动机转速,如果发动机转速高于设定值,ECU就通过起动继电器来控制起动机停止工作,从而保护起动机不致因反拖而损坏。
图4为转速过高时的起动保护逻辑,当然实际还要有上述条件成立后的时间延时判断,以防止瞬间的转速波动造成的误操作。
1.4当发动机转速过低时的起动机保护
当起动机与发动机飞轮齿圈啮合不好的时候,会造成起动机打齿从而无法带动飞轮转动。在这种情况下,如果起动机持续工作,会损坏起动机相应的结构。针对这种情况,如果在起动继电器动作后的规定时间内,检测到发动机转速没有达到规定值,即转速过低时,ECU就会通过起动继电器来控制起动机停止工作,从而保护起动机。转速过低的起动保护逻辑如图5所示。
当然,在上述的起动逻辑中,还应包含水温、系统电压、冷起动时进气预热工作状态等更多的条件,本文只列出其中的一部分。而最终的起动继电器控制将同时满足StarterRelay0n=1和StartRelayOff=0的条件才能输出使能。