帶CAN電控汽油發(fā)動機故障診斷模擬系統(tǒng)的研究與試驗分析

摘 要：隨著我國經(jīng)濟實力和科技實力的進步，帶CAN電控汽油發(fā)動機故障診斷模擬系統(tǒng)能夠為汽車技術(shù)提供新的依據(jù)。當(dāng)代汽車不僅要保持安全性能，在動力性和減少尾氣排放等方面都要進行改良。本文將針對帶CAN電控汽油發(fā)動機故障診斷模擬系統(tǒng)進行專業(yè)的分析，對硬件電路和軟件設(shè)計進行全面的分析，在此基礎(chǔ)上，推進電子控制技術(shù)的新發(fā)展。

關(guān)鍵詞：CAN電控汽油；發(fā)動機；故障診斷；模擬系統(tǒng)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.22.158

0 引言

二十世紀(jì)末，汽車的節(jié)油技術(shù)逐漸受到社會和個人的廣泛關(guān)注，傳統(tǒng)化油器在改進過程中并不能滿足人們的需要，進一步加重了汽車尾氣排放和耗油問題。與此同時，半導(dǎo)體技術(shù)得到了廣泛的發(fā)展和運用，尤其是集成電路的優(yōu)化使電子元件的功能得到了充分的發(fā)展，繼而為汽車電控技術(shù)提供了有力條件。

1 帶CAN 系統(tǒng)電控發(fā)動機概述

帶CAN 汽油電控發(fā)動機的基本概念。 汽油電控制發(fā)動機簡稱EFI發(fā)動機，能夠?qū)推鞒霈F(xiàn)了問題進行控制，進一步來講，主要是對點火洞口、怠速控制、排放控制實現(xiàn)了全面的發(fā)展，能夠使發(fā)動機在不同負(fù)荷和轉(zhuǎn)速下將點火點提前，與此同時選擇最優(yōu)的空燃比，這將有利于減少燃油的消耗，并將廢棄中的有害物質(zhì)進行控制，降到最低。長期研究發(fā)現(xiàn)，帶CAN 電控汽油發(fā)動機可以將CAN網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)有效地和電控發(fā)動機進行結(jié)合，從而形成了一種新型的控制板技術(shù)，即加強電腦、傳感器和執(zhí)行器之間的轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)了多種路徑的傳輸。在具體汽油電控發(fā)動機的分類上，主要包括單點噴射系統(tǒng)和多點噴射系統(tǒng)，它們是按照噴油器安裝的部位進行劃分的。除此外，還可以按照噴油方式分為連續(xù)噴射和間歇噴射。還可以按照噴射的時序分類，進一步分為同時噴射、分組噴射和次序噴射。

2 故障模擬系統(tǒng)原理

帶CAN電控汽油發(fā)動機故障模擬系統(tǒng)的故障模擬可以分為以下三種不同類型的故障，即發(fā)動機CAN信號總線故障、傳感器信號故障和執(zhí)行器信號故障。信號的中斷會使ECU失去效用，進一步造成代碼故障。接下來，我們將對各傳感器、開關(guān)信號的性質(zhì)及故障模擬方法進行簡單介紹。（1）油門踏板位置傳感器信號。該信號能夠保證讓電腦系統(tǒng)在轉(zhuǎn)換的過程中了解到駕駛員的操作意圖，通過VPA和VPA2兩種輸出信號實現(xiàn)對系統(tǒng)的保障功能。當(dāng)信號出現(xiàn)中斷的情況時，電腦系統(tǒng)會在怠速中進行調(diào)整，踩動油門踏板并不會進行減速。即該信號故障主要是傳感器出現(xiàn)了斷路，在控制繼電器的基礎(chǔ)上，我們可以實現(xiàn)該模擬故障的操作；（2）發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號。該信號將傳感器安裝在曲軸皮帶輪附近，因此也被稱為曲軸位置傳感器信號。它由曲軸位置信號盤和耦合線圈共同組成。與此同時，曲軸位置信號盤設(shè)有34個齒，在發(fā)動機轉(zhuǎn)動過程中，每一圈就會產(chǎn)生34個信號。通過對信號的統(tǒng)計，能夠計算出發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，當(dāng)信號消失時，發(fā)動機將立刻停止運行；（3）CAN控制信號。CAN控制信號通過電腦技術(shù)將CAN總線或者支線進行連接，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的共享。在該過程中，發(fā)動機能夠控制電腦，并和儀表單元組成了總線系統(tǒng)，而支線會連接在總線上。除此之外，發(fā)動機電腦一共設(shè)置了兩根CAN線，分別是CANH和CANL，即高位線和低位線。CAN 控制信號的故障主要是CAN線出現(xiàn)的斷路，雖然不會影響到發(fā)動機整個的運轉(zhuǎn)，但是會直接影響到故障碼的分配和調(diào)用，并出現(xiàn)多個故障燈進行提示。

3 模擬試驗分析

（1）故障自診斷系統(tǒng)。在電子技術(shù)高度發(fā)展的現(xiàn)代社會，發(fā)動機電控系統(tǒng)的更新和改造能夠為汽車提供優(yōu)秀的配置，但是在該過程中對汽車維修人員的技術(shù)要求也越來越高。與此同時，當(dāng)電子控制系統(tǒng)自身出現(xiàn)故障的時候，會直接導(dǎo)致汽車出現(xiàn)停止運行的狀況。為保證安全性，電控系統(tǒng)必須具有自我診斷的功能。自診斷系統(tǒng)的主要功能是通過對傳感器、執(zhí)行器和電控單元進行故障的檢測、對故障碼的讀取，來完成清除工作。清除的方法主要有兩種形式。第一，通過電腦進行故障診斷儀清碼。第二，手動清碼。即在找到故障位置后進行修理，嚴(yán)格按照相關(guān)程序執(zhí)行，在關(guān)閉點火開關(guān)后拆除EFI保險絲，并保持10秒以上，完成對ECU故障碼的清除；（2）油門踏板位置傳感器信號實驗。本次實驗選用了豐田卡羅拉型汽車發(fā)動機（1ZR-FE），自動檔轎車。故障模擬系統(tǒng)實物圖如圖2所示。在實驗前，我們首先要檢查各現(xiàn)有設(shè)備是否能夠正常運轉(zhuǎn)，并對發(fā)動機的接口和連線進行格外的關(guān)注。在實驗過程中，我們要保證大動機中的冷卻液和潤滑油是按照系統(tǒng)要求進行充裝的，與此同時，在電池電壓值正常的情況下，還要保證線路連接的正確性。除此之外，為了防止意外情況的發(fā)生，我們要做好安全保護措施。具體的操作人員應(yīng)該提早了解維修手冊，在熟悉理論的基礎(chǔ)上，也要對線路的連接情況有一個整體的認(rèn)識。

通過上述的準(zhǔn)備工作，我們可以進行油門踏板位置傳感器信號實驗。在接收到故障代碼后，要查看系統(tǒng)數(shù)據(jù)情況，通過數(shù)據(jù)流的變化進行主要的判斷。當(dāng)線路出現(xiàn)中斷時，我們要深踩油門實現(xiàn)加速，并及時點亮故障燈作為提示。在電腦故障診斷儀的顯示中得出故障代碼，具體來說要以節(jié)氣門傳感器位置、油門位置、節(jié)氣門位置、節(jié)氣門馬達、故障指示燈亮后運行時間、故障碼清除后的時間等方面的正常值為基本依據(jù)，對電腦故障診斷儀所顯示的油門位置故障數(shù)值一一進行對比和分析，從而確定具體的故障位置和故障原因。

4 結(jié)束語

綜上所述，電控汽油機發(fā)動機汽車將成為國內(nèi)外的主要發(fā)展方向。因此我們要加強集成與多通道傳輸技術(shù)、傳感器技術(shù)、微處理技術(shù)等一系列重要技術(shù)的學(xué)習(xí)和應(yīng)用。帶CAN控制系統(tǒng)成為汽車職業(yè)院校學(xué)生學(xué)習(xí)的主要操作設(shè)備，為教學(xué)的發(fā)展提供了便利條件，有利于對CAN電控發(fā)動機故障的產(chǎn)生原因提供廣闊的研究渠道。

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作者簡介：蔣曉舟（1968-），男，江蘇洪澤人，本科，工程師，研究方向：汽車電子。