帶CAN電控汽油發動機故障診斷模擬系統的研究與試驗分析

摘 要：隨著我國經濟實力和科技實力的進步，帶CAN電控汽油發動機故障診斷模擬系統能夠為汽車技術提供新的依據。當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電控汽油發動機故障診斷模擬系統進行專業的分析，對硬件電路和軟件設計進行全面的分析，在此基礎上，推進電子控制技術的新發展。

關鍵詞：CAN電控汽油；發動機；故障診斷；模擬系統

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

0 引言

二十世紀末，汽車的節油技術逐漸受到社會和個人的廣泛關注，傳統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，半導體技術得到了廣泛的發展和運用，尤其是集成電路的優化使電子元件的功能得到了充分的發展，繼而為汽車電控技術提供了有力條件。

1 帶CAN 系統電控發動機概述

帶CAN 汽油電控發動機的基本概念。 汽油電控制發動機簡稱EFI發動機，能夠對化油器出現了問題進行控制，進一步來講，主要是對點火洞口、怠速控制、排放控制實現了全面的發展，能夠使發動機在不同負荷和轉速下將點火點提前，與此同時選擇最優的空燃比，這將有利于減少燃油的消耗，并將廢棄中的有害物質進行控制，降到最低。長期研究發現，帶CAN 電控汽油發動機可以將CAN網絡控制技術有效地和電控發動機進行結合，從而形成了一種新型的控制板技術，即加強電腦、傳感器和執行器之間的轉換，實現了多種路徑的傳輸。在具體汽油電控發動機的分類上，主要包括單點噴射系統和多點噴射系統，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 故障模擬系統原理

帶CAN電控汽油發動機故障模擬系統的故障模擬可以分為以下三種不同類型的故障，即發動機CAN信號總線故障、傳感器信號故障和執行器信號故障。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、開關信號的性質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在轉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對系統的保障功能。當信號出現中斷的情況時，電腦系統會在怠速中進行調整，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了斷路，在控制繼電器的基礎上，我們可以實現該模擬故障的操作；（2）發動機轉速信號。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，曲軸位置信號盤設有34個齒，在發動機轉動過程中，每一圈就會產生34個信號。通過對信號的統計，能夠計算出發動機的轉速，當信號消失時，發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將CAN總線或者支線進行連接，從而實現數據資源的共享。在該過程中，發動機能夠控制電腦，并和儀表單元組成了總線系統，而支線會連接在總線上。除此之外，發動機電腦一共設置了兩根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線出現的斷路，雖然不會影響到發動機整個的運轉，但是會直接影響到故障碼的分配和調用，并出現多個故障燈進行提示。

3 模擬試驗分析

（1）故障自診斷系統。在電子技術高度發展的現代社會，發動機電控系統的更新和改造能夠為汽車提供優秀的配置，但是在該過程中對汽車維修人員的技術要求也越來越高。與此同時，當電子控制系統自身出現故障的時候，會直接導致汽車出現停止運行的狀況。為保證安全性，電控系統必須具有自我診斷的功能。自診斷系統的主要功能是通過對傳感器、執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，嚴格按照相關程序執行，在關閉點火開關后拆除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動機（1ZR-FE），自動檔轎車。故障模擬系統實物圖如圖2所示。在實驗前，我們首先要檢查各現有設備是否能夠正常運轉，并對發動機的接口和連線進行格外的關注。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生，我們要做好安全保護措施。具體的操作人員應該提早了解維修手冊，在熟悉理論的基礎上，也要對線路的連接情況有一個整體的認識。

通過上述的準備工作，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，要查看系統數據情況，通過數據流的變化進行主要的判斷。當線路出現中斷時，我們要深踩油門實現加速，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，具體來說要以節氣門傳感器位置、油門位置、節氣門位置、節氣門馬達、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，對電腦故障診斷儀所顯示的油門位置故障數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 結束語

綜上所述，電控汽油機發動機汽車將成為國內外的主要發展方向。因此我們要加強集成與多通道傳輸技術、傳感器技術、微處理技術等一系列重要技術的學習和應用。帶CAN控制系統成為汽車職業院校學生學習的主要操作設備，為教學的發展提供了便利條件，有利于對CAN電控發動機故障的產生原因提供廣闊的研究渠道。

參考文獻：

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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。