車用電控發動機故障遠程診斷及應用實踐研究

蘭升

摘 要：本次在研究的過程中主要從車用電控柴油發動機的工作原理出發，對其運行過程中可能出現的故障進行分析。在上述基礎上結合工作經驗，深入挖掘電控柴油發動機故障遠程診斷檢測實現技術，借助遠程監控技術和智能檢測技術對電控柴油發動機故障位置和故障情況進行監測并及時處理，以提高工作效率，減少故障。

關鍵詞：電控柴油發動機；工作原理；常見故障；遠程診斷

中圖分類號：U464 文獻標志碼：A

1 電控柴油發動機的工作原理

常規柴油發動機主要由供給系統、冷卻系統、啟動系統、潤滑系統、機組體等構成。電控柴油發動機就是在常規柴油發動機各個系統中增加傳感器和電子控制單元（ECU）電氣系統。其具體狀況如圖1所示。

該系統運行的過程中通過ECU單元接收系統中的檢測數據，對溫度傳感器、油門傳感器、壓力傳感器等中的工況信息進行匯總和處理，并結合內部存儲的各項系統運行參數，對工況信息和實際狀況進行對比，確定車用電控發動機是否在正常運行狀態。ECU單元處理完數據后依照邏輯關系及運算結果對車用電控發動機的運行狀態進行調整，借助數據轉化將電信號轉變為執行器可以接收的數字信號，發布邏輯控制指令，使精準控制噴油器噴射壓力及開啟閉合，使氣缸的燃燒過程適應柴油機各種工況變化的需要形成最佳的混合氣，實現理想的燃燒過程，從而達到改善柴油機的動力性和經濟性，降低污染物和噪聲，其具體功能見表1。

2 電控柴油發動機的故障診斷原理及讀取方法

故障診斷過程中需要對電控柴油發動機的運行數據進行全面分析，依照傳感器中的各項檢測數據進行ECU運算，確定是否存在故障信號并結合故障信號判斷故障位置，形成相應保護策略。

ECU單元控制過程中依照系統中的狀態數據確定故障發生的可能性，一旦檢測出存在故障，則ECU單元對傳感器中的故障信號進行存儲，依照信號對應的故障碼判斷故障位置、故障等級等，自動進入不同的故障保護策略：

輕微故障時（不影響電控柴油發動機正常運行）僅顯示故障燈，并進行維護。

影響運行時采用失效策略對運行狀態進行維護，并以低功率運行、檢修。

嚴重故障時失效策略控制發動機停止噴油或停機。

少數極其嚴重的故障，失效保護策略會使發動機停止噴油，直至停機。

在實際運行過程中，ECU單元故障碼讀取的過程中還需要對故障檢測儀、故障燈等中的信號進行全面采集，確定閃碼序列，準確判斷故障信號針對的故障等級。

3 電控柴油發動機故障遠程診斷系統的設計和應用

車用電控柴油發動機故障遠程診斷基于現有發動機成熟的車載通信及診斷技術手段，故障遠程診斷系統設計主要借助互聯網、車載終端系統、專家系統和面向對象的邏輯分析實現，其具體包括：

3.1 傳感系統的構建

3.1.1 傳感電路

依照電控柴油發動機系統結構設計遠程傳感電路，對關鍵位置線路進行調整，確保傳感器能夠快速、準確地監測和采集電控柴油發動機中的信號，將檢測到的非電量信號轉變為電量信號（或轉變為ECU可以接收到的信號）后，完成運行過程中電控柴油發動機的信號采集。以凹軸輪位置為例，在傳感線路設計時可以依照ECU系統的中的控制信號位和軸位置傳感器形成監測系統，并對傳感器線路進行信號屏蔽保護，減少傳輸過程中的信號干擾。

3.1.2 信號反饋

信號采集系統構建后需要建立完整的反饋機制，對電控柴油發動機遠程監控數據和結果進行處理，以RAM為核心對數據進行存儲，在處理器處理完成后對數據進行分析，對比數據庫中的正常運行數據，確定電控柴油發動機的運行狀態，分析發動機是否存在故障。該反饋系統構建時還需要做好功能性監測模塊、控制模塊等的設計，配合內部電路和ECU控制單元，形成完整的信號反饋體系。這樣一旦遠程診斷系統中出現反饋的故障信號后，ECU單元可以在系統中快速顯示相應的DTC，以確保第一時間掌握故障位置和故障狀態。

3.2 故障預警及處理

3.2.1 故障上報

車載終端通過與發動機電子控制單元（ECU）之間的通信獲取發動機運行狀態和故障數據，車載終端檢測到發動機故障碼，主動將故障碼及前后5分鐘的故障幀數上報遠程診斷系統。遠程診斷系統根據預設故障采集模板立即采集發動機故障后10分鐘的工況數據，采集模板可根據工程師需求定義。

3.2.2 故障提醒

遠程診斷系統通過對故障碼解析并查找匹配故障原因及處理建議信息；根據篩選邏輯和配置提醒級別，通過短信、微信、服務APP通報車主或系統提示工程師。

3.3.3 故障處理

工程師可根據知識庫快速查詢故障代碼表，定位故障，結合故障幀數、工況數據，給出處理建議，車主看到信息后可根據提示排除故障就近預約廠家服務商報修。工程師同時也可根據故障情況通過系統遠程診斷排除故障，嚴重或將導致行車安全故障直接委派服務商聯系車主進行主動排除故障，避免故障進一步擴大導致更大損壞，如圖2所示。

結語

柴油發動機故障遠程診斷的過程中需要對遠程監控系統進行構建，通過智能化診斷技術和智能監測技術對柴油發動機運行狀態進行實時分析和監測，結合具體數據進行針對性處理，這樣才能夠全面提升遠程診斷帶來的發動機故障診斷創新性變革，發動機企業可以實時收集產品運行數據信息，為產品設計、質量改進提供更加直接和真實的數據，減少企業外出服務成本；同時也為用戶提供現場與后臺、線上線下專業快速高效服務，提高用戶體驗。

參考文獻

[1]曾榮，曾銳利，梅檢民，等.基于聲信號和BP神經網絡的柴油發動機故障診斷[J].軍事交通學院學報，2017，19（12）：23-28.

[2]申亞運，楊新宇，鄭明.淺談固井橇柴油發動機常見故障產生原因及處理措施[J].科技創新與應用，2017（34）：82-83.

[3]吳平.柴油發動機的常見故障及維修解析[J].工程技術研究，2017（8）：4-7.

[4]張進杰，江志農，李培銘，等.基于PCA和SVM的柴油發動機沖擊故障診斷方法研究[J].船舶工程，2016，38（9）：62-66.