CNG改裝AC300系統(tǒng)ECU原理及2例故障的排除

齊連生

（內(nèi)蒙古大學(xué)交通學(xué)院汽車工程系，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010070）

波蘭AC公司的AC300系統(tǒng)是目前CNG改裝實踐中應(yīng)用較普遍的系統(tǒng)，國內(nèi)有多家公司生產(chǎn)的CNG改裝系統(tǒng)雖然型號命名不同，但與AC300系統(tǒng)幾乎一樣，尤其是燃?xì)釫CU單元，從外觀到內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)與AC300系統(tǒng)完全一樣，調(diào)試軟件也是AC300系統(tǒng)軟件，因此我們稱這類系統(tǒng)為兼容系統(tǒng)。本文以AC300兼容系統(tǒng)的燃?xì)釫CU電路板為樣機(jī)，介紹其原理，并結(jié)合原理圖排除2例故障。

1 電路板元件功用和插接件針腳功能

AC300系統(tǒng)電路板正、背兩面如圖1所示。其中，1～56表示ECU插接件56個接線針腳的位置，而所有電線均集成在一個總成線束上。56個接線針腳的功能見表1。

表1 56個接線針腳

2 ECU原理

燃?xì)釫CU電源及控制電路如圖2所示。對電路圖的說明只針對某些可能讀者不易理解的部分，貼片元件標(biāo)示為印字標(biāo)示，真實型號請查閱相關(guān)資料（下同），已經(jīng)使用的ATMEGA64芯片引腳在旁邊做了標(biāo)注。當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)接通時，經(jīng)ECU插接件針腳15提供G1的基極電位，使G1管導(dǎo)通，ATMEGA64第PD0端口電位被拉低，單片機(jī)從休眠狀態(tài)喚醒。

燃油切斷及噴油脈寬檢測電路如圖3所示。端口PB4～PB7控制燃油切斷繼電器；端口PB0～PB3接收噴油脈寬計量信號；PD6端口控制高閥值電位，解決正極驅(qū)動 （Positive）脈寬信號識別，我們常見的是搭鐵驅(qū)動 （Grouding）。

燃?xì)鈬娷夠?qū)動電流檢測電路如圖4所示。PA0～PA3用于控制噴軌電磁閥續(xù)流；PC0～PC3用于控制噴軌電磁閥；PC4～PC7端口接收噴軌電磁閥電流信號，用于電磁閥故障檢測；PE5端口提供燃?xì)怆姶砰y加熱功能，在調(diào)試設(shè)置軟件界面上有一個燃?xì)鈬娷壖訜徇x項，當(dāng)選中這一選項后，如果噴軌溫度低，會啟動加熱程序，PE5端口輸出驅(qū)動信號，4個噴軌電磁閥會同時流過電流，起到加熱的作用。

傳感器信號輸入電路如圖5所示，輸出電路如圖6所示。針對50Ω和90Ω兩種阻值燃?xì)鈮毫Ρ?，燃?xì)鈮毫Ρ硇盘栻?qū)動電路提供兩種電源，其中由7805提供的電源受PG0端口控制。燃?xì)庀到y(tǒng)調(diào)試軟件設(shè)置選項中，轉(zhuǎn)速信號電壓閥值應(yīng)根據(jù)實際信號電壓值適當(dāng)選擇，PE4端口會根據(jù)設(shè)置選擇的電壓值輸出相應(yīng)的PWM信號，經(jīng)一階阻容濾波，在LM258反相端產(chǎn)生對應(yīng)閥值電壓。發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號經(jīng)分壓電路輸入LM258同相端，PD1端口接收轉(zhuǎn)速信號。

3 故障現(xiàn)象及排除方法

3.1 故障1

故障現(xiàn)象 某車燃?xì)飧难b后使用正常。某天，該車起動后燃?xì)忾_關(guān)無氣量和狀態(tài)指示，從動力表現(xiàn)看:發(fā)動機(jī)使用燃油而無法轉(zhuǎn)換燃?xì)?。車輛運(yùn)行一段時間后，燃?xì)忾_關(guān)突然出現(xiàn)指示，動力表現(xiàn)出燃油轉(zhuǎn)換為燃?xì)膺^程 （轉(zhuǎn)換過程伴隨發(fā)動機(jī)輕微抖動），之后一整天車輛燃?xì)馐褂枚颊?，但?天又是同樣的故障表現(xiàn)。經(jīng)觀察，車輛停駛?cè)膫€小時后能正常使用燃?xì)?，但停駛七八個小時以上燃?xì)庀到y(tǒng)就無法正常工作。

原因分析 維修人員最容易想到的是燃?xì)庀到y(tǒng)電源線束故障或燃?xì)釫CU電路板電源故障，但電源接觸不好會明顯受到車輛顛簸震動影響，不符合此故障特征。經(jīng)嘗試，當(dāng)車輛出現(xiàn)該故障時，用調(diào)試軟件也無法與燃?xì)釫CU連接。單片機(jī)是燃?xì)釫CU的核心，如果單片機(jī)沒有工作，出現(xiàn)以上故障現(xiàn)象就能解釋了。參考圖1檢查單片機(jī)ATMEGA64電源電路、晶振電路及三極管G1（真實型號2N5551）運(yùn)行控制部分連線，結(jié)果正?！，F(xiàn)在考慮故障原因就集中在2個方面:一是晶振性能不好，二是單片機(jī)性能不穩(wěn)定。如果是第2個原因，燃?xì)釫CU也就無維修價值了。觀察發(fā)現(xiàn)晶振外殼與搭鐵點(diǎn)存在錫焊，這樣做的目的是提高晶振的抗干擾能力。但晶振外殼與搭鐵焊盤是焊錫堆焊連接的，如果在焊接時溫度和速度掌握不好，晶振外殼受熱應(yīng)力大，可能造成晶振性能不穩(wěn)定。

故障排除 嘗試更換晶振或諧振電路，選16M晶振，外殼邊緣輕度打磨，用錫焊迅速將晶振管腳接在原位置。新晶振外殼打磨處與搭鐵點(diǎn)用細(xì)銅線搭接速焊，焊接過程注意采取防靜電措施。修復(fù)后裝車使用，故障排除。

3.2 故障2

故障現(xiàn)象 某改裝車使用一段時間后，出現(xiàn)燃油與燃?xì)忸l繁轉(zhuǎn)換，并伴隨發(fā)動機(jī)劇烈抖動，之后不能使用燃?xì)?，燃?xì)忾_關(guān)狀態(tài)指示燈快速閃動，表明系統(tǒng)有故障，用調(diào)試軟件與燃?xì)釫CU連接，故障界面顯示如圖7所示。

原因分析 從圖7“記錄的故障”內(nèi)容分析，燃?xì)鈬娮戾e誤連續(xù)并且各缸故障隨機(jī)出現(xiàn)，最后一條甚至還記錄燃?xì)鈬娮?。只有4缸燃?xì)鈬娮欤{(diào)試軟件為何出現(xiàn)噴嘴6，筆者也無法解釋，可能ATMEGA64的運(yùn)行程序6缸機(jī)與4缸機(jī)是共用的，由于故障出現(xiàn)時繼電器工作不穩(wěn)定，繼電器與ATMEGA64空間距離較近，電磁干擾大，出現(xiàn)錯誤記錄。根據(jù) “現(xiàn)有故障”的故障內(nèi)容會直接引導(dǎo)維修人員檢查燃?xì)鈬娮祢?qū)動電流檢測電路 （圖4）。由于故障隨機(jī)出現(xiàn)在4個噴嘴，問題一定出現(xiàn)在公共部分，比如電源或搭鐵點(diǎn)，認(rèn)真檢查芯片LM2901的電源、搭鐵及閥值電位電路，電路連接正常。接著判斷是驅(qū)動電流的電源故障，故障位置可能在K1繼電器或K1繼電器輸出到ECU針腳14之間的連接部分，對于功率驅(qū)動電路，如果存在虛接現(xiàn)象，用萬用表歐姆檔是很難發(fā)現(xiàn)故障的。因此參考圖1的針腳位置，給燃?xì)釫CU插接件的15、22、42針腳送12V電源，44針腳搭鐵，在電路板背面找到K1繼電器推動管F22，給基極加小于5V電位，或直接將繼電器K1電磁線圈控制端搭鐵，繼電器吸合，在14針腳與搭鐵之間接一個噴嘴作為負(fù)載，觀察噴嘴沒有動作，檢測繼電器輸出腳 （圖1電路板背面白圈中心焊點(diǎn)）電位12V，但14針腳電位很低，觀察電路板，繼電器K1輸出腳焊盤在電路板背面，但敷銅導(dǎo)電層在電路板正面，一定是過孔沉銅有缺陷，產(chǎn)生焊盤與導(dǎo)電層虛接。

故障排除 用電烙鐵掛錫深焊繼電器K1輸出腳，使焊錫順過孔下沉，增加導(dǎo)電能力。修復(fù)后裝車使用，故障排除。

4 總結(jié)

燃?xì)饪刂茊卧狤CU出現(xiàn)故障的可能性很小，本文中2個故障出現(xiàn)在同一個兼容AC300廠家的產(chǎn)品上，表明生產(chǎn)品質(zhì)控制環(huán)境存在問題。檢修ECU時注意采取防靜電措施，尤其接觸微處理器時。