關于汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)的研究

1、    關于汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)的研究    喻燕華 劉子陽 樊立軍【摘 要】在電子計算機技術的廣泛普及使用下，目前汽車發(fā)動機當中主要采用的就是電控系統(tǒng)技術，即通過使用電子計算機以及傳感器等裝置，對汽車發(fā)動機組及其工作情況進行動態(tài)識別和實時控制，進而有效提升汽車性能。在這一背景下，本文將以汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)作為主要研究對象，在對其系統(tǒng)組成和功能進行簡單闡述的基礎之上，分別從汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)的設計和故障檢測兩方面進行探究?！娟P鍵詞】汽車發(fā)動機；電控系統(tǒng)；系統(tǒng)設計；故障檢測汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)的設計應用一方面能夠有效幫助優(yōu)化汽車性能，另一方面自動化的電控系統(tǒng)能

2、夠在很大程度上降低汽車發(fā)動機組的維修成本，為汽修人員的維修檢查工作提供便利，并實現(xiàn)維修效率的有效提升。因此研究汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)，了解其容易出現(xiàn)的故障和故障檢測方法，對于進一步優(yōu)化汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)，充分發(fā)揮其應有成效具有積極的幫助作用。一、汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)的簡要概述（一）系統(tǒng)組成采用了電控系統(tǒng)技術的汽車發(fā)動機組，主要構成元素包括電控點火正時系統(tǒng)、怠速控制系統(tǒng)和發(fā)動機電控燃油噴射系統(tǒng)等在內的眾多系統(tǒng)。而整個汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)則主要是由傳感器以及執(zhí)行元件和電子控制單元共同組成。其中傳感器負責感知各項信息，如發(fā)動機工作情況信息、汽車運行信息等，隨后將此類信息直接傳輸至電子控制單元處1。當電子控制

3、單元接受到傳感器發(fā)送的感知信息之后，將對其進行相應處理并直接向執(zhí)行元件發(fā)送相應的執(zhí)行命令，由各執(zhí)行元件接受并執(zhí)行指令，從而實現(xiàn)對汽車發(fā)動機電控，確保系統(tǒng)的正常運行。（二）系統(tǒng)功能汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)最為重要的功能在于，通過對汽車發(fā)動機的運行信息、故障信息進行搜集和分析存儲，從而為維修人員提供詳細、精準的參考信息。譬如說在汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)當中，點火控制系統(tǒng)則主要是利用微機型計算機，通過依照曲軸和凸輪軸位置處的傳感器，對點火時刻基準進行統(tǒng)一明確，并結合發(fā)動機的實際運行情況確定出最佳的點火時刻。而汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)當中的自診斷控制系統(tǒng)則是通過直接對異常傳感器進行檢測，并在電子控制單元中存儲故障碼、啟

4、動故障燈，檢修人員通過使用專門的解碼器即可準確讀取故障碼并在此基礎之上完成相關檢修工作。在燃油控制系統(tǒng)當中，通過立足于汽車的實際運行情況，通過對噴油器的通電時間等進行有效控制，從而實現(xiàn)對噴油時刻以及噴油量的實時控制，其中打開進氣門前70°為開啟噴油器的時刻。而利用汽油泵繼電器，發(fā)動機電子計算機能夠對汽油泵進行有效控制，發(fā)動機和電動汽油泵的工作狀態(tài)相一致。二、汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)的設計分析（一）硬件設計為了能夠有效實現(xiàn)汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)的故障信息接收、查詢以及清除等功能，本文所設計的汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)的硬件結構，包括中央處理單元、通訊接口以及顯示模塊和存儲器。其中作為電控系統(tǒng)最為核心的部

5、分，中央處理單元將負責實現(xiàn)電控系統(tǒng)的各項功能。在通訊方面本文則選擇運用了同時支持dde、opc通訊的rslinx軟件，通過在汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)當中運用該軟件，用戶可以任選一種計算機與電控系統(tǒng)的通訊模塊，完成電子控制單元與其他相關設備的有效通訊。在啟動軟件后進行通訊參數(shù)的設置，并直接建立起連接關系。隨后將電控單元中的eds文件添加至網(wǎng)絡管理軟件當中，在線搜索和上載電控單元參數(shù)2。進而有效在汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)當中實現(xiàn)各項信息數(shù)據(jù)的實時共享和傳輸，完成電控單元的各項功能。而為了能夠實現(xiàn)用戶和汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)的實時交互，在設計這一系統(tǒng)的過程中，本文還增加了液晶顯示模塊設計。即通過利用專業(yè)的液晶顯示屏

6、技術，將傳感器獲取的有關汽車發(fā)動機以及汽車運行實時情況的信息數(shù)據(jù)等直接顯示在液晶屏上，搭配與之相對應的可編程功能按鍵矩陣，使得用戶可以直接在液晶顯示屏當中清晰獲取相關信息參數(shù)，并根據(jù)實際需要進行觸控操作。此外，在電控系統(tǒng)當中還將設計使用rom和ram程序存儲器以及數(shù)據(jù)存儲器，用于對電控系統(tǒng)獲取的各信號信息和代碼等進行存儲。（二）軟件設計本文在設計汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)當中采用了模塊化的思維方式，通過將電控系統(tǒng)需要完成的任務進行劃分，并利用與之相對應的各個子程序依次完成任務功能。在主程序對不同子程序的功能實現(xiàn)情況進行檢測之后，用戶通過結合實際需要對其進行相應的修改擴充即可完成后續(xù)功能任務。在主程序中

7、，首先需要對寄存器進行初始化，此時系統(tǒng)將會系統(tǒng)顯示版本信息，并在延時3ms之后顯示硬件自檢的提示畫面，進入到硬件自檢環(huán)節(jié)。如果在自檢過程中發(fā)現(xiàn)有故障問題存在，則系統(tǒng)將自動顯示故障信息并提醒相關人員盡快對故障位置進行維修處理。如果沒有發(fā)現(xiàn)故障問題，則電控系統(tǒng)將在延時3ms之后自動顯示功能選擇提示畫面，此時用戶點擊查詢等待案件，即可通過移動滾動條實現(xiàn)顯示內容的上下移動3。在查詢故障信息的過程中，如果系統(tǒng)曾經(jīng)接受過故障信息和故障代碼，則用戶在點擊查詢按鍵之后，電控系統(tǒng)將自動顯示其查詢的故障信息，此時用戶通過移動滾動條則可以實現(xiàn)查詢信息的上下翻頁。而如果用戶點擊返回按鍵，即可從當前故障信息查詢頁面中退

8、出。如果用戶先要將故障信息清除，則只需要在電控系統(tǒng)當中利用rslinx軟件，將相應的指令碼發(fā)送至系統(tǒng)當中，當接收到相應信息指令之后，電控系統(tǒng)中的執(zhí)行元件將自動執(zhí)行故障信息清除指令，并在清除結束后自動返回至主頁面中。（三）外觀設計在汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)的外觀設計上，本文選擇使用+5v和±12v電源作為計算機電源，并且出于節(jié)約電能和控制成本等角度的考量，在電源供電選擇上則采用太陽能蓄電池，以有效踐行節(jié)能減排的目標。此外，在面模設計上，本文選擇直接使用現(xiàn)有儀器殼體，并通過結合殼體本身的結構和尺寸設計安排包括電路板、液晶顯示屏等在內的相關設備，并確保設備排列整齊，使其具有良好的整體外觀。三、汽

9、車發(fā)動機電控系統(tǒng)的常見故障通過對汽車發(fā)動機電控設計系統(tǒng)進行實踐應用，發(fā)現(xiàn)其確實能夠在一定程度上對汽車的發(fā)動機及其運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控和顯示，對汽車故障率實現(xiàn)了有效控制。但隨著應用時間的逐漸延長，系統(tǒng)自身也隨之出現(xiàn)了相應的故障問題，其常見故障問題大約有以下幾種：（一）動力不足在沒有負荷的情況下，發(fā)動機基本能夠實現(xiàn)正常運轉，但隨著負荷的不斷增大，發(fā)動機加速越來越慢，并在汽車上坡時出現(xiàn)了動力不足的情況。在將加速踏板踩到底后，發(fā)動機轉速仍然存在加速遲滯的問題。而通過對其進行深入分析可知，汽車發(fā)動機存在動力不足以及加速不良故障，很有可能與噴油器無法正常噴油或是燃油壓力過高、點火高壓不足等因素有關。此外，

10、當排氣管存在堵塞或是氣缸壓縮壓力不足時，也容易引起汽車發(fā)動機出現(xiàn)動機不足的問題。（二）怠速不穩(wěn)當轉速在中等以上的情況下，發(fā)動機基本能夠實現(xiàn)正常運行，但如果轉速逼近怠速，此時發(fā)動機容易出現(xiàn)怠速不良的故障，甚至直接導致汽車熄火。而筆者通過查閱大量相關研究文獻了解到，噴油控制系統(tǒng)以及進氣系統(tǒng)與發(fā)動機怠速故障之間有著極為緊密的聯(lián)系4。有研究顯示，如果進氣量過少，則怠速轉速明顯小于規(guī)定要求值，此時發(fā)動機極有可能出現(xiàn)劇烈抖動甚至熄火問題。而如果在“暖車”之后，電控系統(tǒng)下發(fā)動機的怠速仍然較快，則過高的怠速將使其在運轉過程中失去平穩(wěn)性，從而使得發(fā)動機出現(xiàn)劇烈抖動、轉速失衡等問題。而如果混合氣濃度與規(guī)定值不符或

11、是無法完全點火，同樣也會直接導致發(fā)動機出現(xiàn)怠速不良的故障問題。（三）發(fā)動機故障在打開汽車點火開關，并將開關調至啟動位置之后，發(fā)動機無反應，無法正常啟動，此時發(fā)動機出現(xiàn)了無法正常發(fā)動的故障。而汽車的起動系統(tǒng)和點火系統(tǒng)，以及進氣系統(tǒng)等如果出現(xiàn)故障或異常情況，均有可能導致發(fā)動機出現(xiàn)此類故障。因此為了確保汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)能夠實現(xiàn)安全穩(wěn)定運行，工作人員有必要加強對電控系統(tǒng)的故障檢驗，及時鎖定故障原因和故障位置，進而采取行之有效的方法予以解決。四、汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)故障檢驗要點（一）ecu檢驗要點在檢查汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)的電子控制單元過程中，工作人員首先需要保障點火開關處于關閉狀態(tài)，并使用包括萬用表在內

12、的相關專業(yè)檢測儀器進行電路故障檢測，在自動檢測和獲取發(fā)動機電阻值、電壓信號以及其他故障信息之后，通過直接將其傳輸至電腦故障診斷儀當中，進行相應判斷和分析，即可準確掌握具體的故障位置和故障原因信息。工作人員在使用專用檢測儀器和儀表之前，需要對其質量水平和精確性進行校準檢驗，并嚴格按照相關標準要求進行規(guī)范操作，避免影響對后續(xù)故障信息的判斷結果及其準確性造成干擾影響。（二）自診斷檢驗要點在檢查和判斷汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)故障的過程中，自診斷系統(tǒng)診斷法是其中使用比較頻繁的一種診斷方法，其主要是通過立足于汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)從傳感器中獲取的各項故障信息數(shù)據(jù)，利用系統(tǒng)自帶的自檢和自診功能，對發(fā)動機以及底盤等部件

13、中的故障情況進行準確判定。而工作人員在使用自診斷系統(tǒng)診斷法檢驗和排查汽車發(fā)動機故障時，首先需要充分了解具體車輛和車型的相關故障檢修資料，以此為參考和維修基礎。譬如說在檢修汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)之前，工作人員需要對系統(tǒng)的基本結構、系統(tǒng)具體功能以及故障代碼的讀取和具體含義等進行充分了解，在此基礎之上更有針對性地完成汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)的故障檢驗，并有效提升故障檢驗的準確性和效率。（三）電控燃油噴射系統(tǒng)檢驗在整個汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)當中，電控燃油噴射系統(tǒng)其作為電路系統(tǒng)之一，本身比較完整，因此在對汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)中的電控燃油噴射系統(tǒng)進行檢修路和故障排除時，可以通過采用其他相關電子系統(tǒng)的檢測技術。即立足于電路

14、系統(tǒng)的具體屬性和工作性質，包括電壓值、電阻特性等，隨后通過使用萬用表以及相關專用檢測儀器儀表對各項與電路系統(tǒng)有關的工作參數(shù)進行準確測定，并在將其逐一準確傳輸至電子計算機控制系統(tǒng)之后，利用系統(tǒng)自帶的對比分析功能，將檢測獲取的各項信息參數(shù)與其標準值進行比較分析，與標準值不相符的參數(shù)信息及其對應位置即為故障位置，在對其進行深入分析后即可準確了解具體的故障原因5。利用此種檢驗方法能夠對汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)當中零部件松動、接觸不良以及磨損、破裂等故障問題進行有效檢驗，且檢測結果的精確性相對較高。（四）發(fā)動機及怠速檢驗汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)中如果出現(xiàn)發(fā)動機無法正常啟動的故障，則工作人員首先需要對故障和發(fā)動機電控

15、系統(tǒng)之間的關聯(lián)性進行準確判斷，如果導致汽車發(fā)動機出現(xiàn)無法正常啟動的原因為普通機械故障，如接觸不良等，則采用一般性故障檢驗方式對其進行故障排除即可。而在對汽車發(fā)動機怠速不穩(wěn)故障進行檢查和排除時，則可以通過調取故障碼，通過利用電控系統(tǒng)對其進行解碼和解讀之后，準確了解具體的故障位置以及故障原因。譬如說當汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)檢測得到的故障代碼為0100時，表示出現(xiàn)了短路故障，此時水溫傳感器與地出現(xiàn)了短路問題，而如果故障代碼顯示為0101，則代表此時電控系統(tǒng)出現(xiàn)了斷路故障，即水溫傳感器因存在斷路問題而影響了發(fā)動機的正常工作?？紤]到汽車型號大相徑庭，但發(fā)動機電控系統(tǒng)基本一致，因此在檢測汽車發(fā)動機怠速故障時可以參考和借鑒其他故障檢測方法，而針對部分特殊零部件或是有特殊檢測要求的位置，則需要在檢修過程中充分參考汽車出廠維修資料。在實際進入到檢測汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)環(huán)節(jié)中時，工作人員應當確保發(fā)動機此時正處于等待檢修的狀態(tài)，當完成發(fā)動機怠速檢測，以及完成調整點火正時操作之后，才能讀取故障代碼。五、結束語本文通過分別對汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)的設計和故障檢修進行分析研究，對當前汽車發(fā)動機電控技術進行探究，在證明電控系統(tǒng)重要作用的同時指出目前發(fā)動機及