車用電控發(fā)動機(jī)故障遠(yuǎn)程診斷及應(yīng)用實(shí)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(fā)動機(jī)的工作原理出發(fā)，對其運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行分析。在上述基礎(chǔ)上結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)，深入挖掘電控柴油發(fā)動機(jī)故障遠(yuǎn)程診斷檢測實(shí)現(xiàn)技術(shù)，借助遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)和智能檢測技術(shù)對電控柴油發(fā)動機(jī)故障位置和故障情況進(jìn)行監(jiān)測并及時處理，以提高工作效率，減少故障。

關(guān)鍵詞：電控柴油發(fā)動機(jī)；工作原理；常見故障；遠(yuǎn)程診斷

中圖分類號：U464 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

1 電控柴油發(fā)動機(jī)的工作原理

常規(guī)柴油發(fā)動機(jī)主要由供給系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、啟動系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、機(jī)組體等構(gòu)成。電控柴油發(fā)動機(jī)就是在常規(guī)柴油發(fā)動機(jī)各個系統(tǒng)中增加傳感器和電子控制單元（ECU）電氣系統(tǒng)。其具體狀況如圖1所示。

該系統(tǒng)運(yùn)行的過程中通過ECU單元接收系統(tǒng)中的檢測數(shù)據(jù)，對溫度傳感器、油門傳感器、壓力傳感器等中的工況信息進(jìn)行匯總和處理，并結(jié)合內(nèi)部存儲的各項(xiàng)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，對工況信息和實(shí)際狀況進(jìn)行對比，確定車用電控發(fā)動機(jī)是否在正常運(yùn)行狀態(tài)。ECU單元處理完數(shù)據(jù)后依照邏輯關(guān)系及運(yùn)算結(jié)果對車用電控發(fā)動機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，借助數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化將電信號轉(zhuǎn)變?yōu)閳?zhí)行器可以接收的數(shù)字信號，發(fā)布邏輯控制指令，使精準(zhǔn)控制噴油器噴射壓力及開啟閉合，使氣缸的燃燒過程適應(yīng)柴油機(jī)各種工況變化的需要形成最佳的混合氣，實(shí)現(xiàn)理想的燃燒過程，從而達(dá)到改善柴油機(jī)的動力性和經(jīng)濟(jì)性，降低污染物和噪聲，其具體功能見表1。

2 電控柴油發(fā)動機(jī)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(fā)動機(jī)的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行全面分析，依照傳感器中的各項(xiàng)檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行ECU運(yùn)算，確定是否存在故障信號并結(jié)合故障信號判斷故障位置，形成相應(yīng)保護(hù)策略。

ECU單元控制過程中依照系統(tǒng)中的狀態(tài)數(shù)據(jù)確定故障發(fā)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(jìn)行存儲，依照信號對應(yīng)的故障碼判斷故障位置、故障等級等，自動進(jìn)入不同的故障保護(hù)策略：

輕微故障時（不影響電控柴油發(fā)動機(jī)正常運(yùn)行）僅顯示故障燈，并進(jìn)行維護(hù)。

影響運(yùn)行時采用失效策略對運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行維護(hù)，并以低功率運(yùn)行、檢修。

嚴(yán)重故障時失效策略控制發(fā)動機(jī)停止噴油或停機(jī)。

少數(shù)極其嚴(yán)重的故障，失效保護(hù)策略會使發(fā)動機(jī)停止噴油，直至停機(jī)。

在實(shí)際運(yùn)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(jìn)行全面采集，確定閃碼序列，準(zhǔn)確判斷故障信號針對的故障等級。

3 電控柴油發(fā)動機(jī)故障遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用

車用電控柴油發(fā)動機(jī)故障遠(yuǎn)程診斷基于現(xiàn)有發(fā)動機(jī)成熟的車載通信及診斷技術(shù)手段，故障遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)設(shè)計主要借助互聯(lián)網(wǎng)、車載終端系統(tǒng)、專家系統(tǒng)和面向?qū)ο蟮倪壿嫹治鰧?shí)現(xiàn)，其具體包括：

3.1 傳感系統(tǒng)的構(gòu)建

3.1.1 傳感電路

依照電控柴油發(fā)動機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計遠(yuǎn)程傳感電路，對關(guān)鍵位置線路進(jìn)行調(diào)整，確保傳感器能夠快速、準(zhǔn)確地監(jiān)測和采集電控柴油發(fā)動機(jī)中的信號，將檢測到的非電量信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏啃盘枺ɑ蜣D(zhuǎn)變?yōu)镋CU可以接收到的信號）后，完成運(yùn)行過程中電控柴油發(fā)動機(jī)的信號采集。以凹軸輪位置為例，在傳感線路設(shè)計時可以依照ECU系統(tǒng)的中的控制信號位和軸位置傳感器形成監(jiān)測系統(tǒng)，并對傳感器線路進(jìn)行信號屏蔽保護(hù)，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(tǒng)構(gòu)建后需要建立完整的反饋機(jī)制，對電控柴油發(fā)動機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控數(shù)據(jù)和結(jié)果進(jìn)行處理，以RAM為核心對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，在處理器處理完成后對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對比數(shù)據(jù)庫中的正常運(yùn)行數(shù)據(jù)，確定電控柴油發(fā)動機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，分析發(fā)動機(jī)是否存在故障。該反饋系統(tǒng)構(gòu)建時還需要做好功能性監(jiān)測模塊、控制模塊等的設(shè)計，配合內(nèi)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(yuǎn)程診斷系統(tǒng)中出現(xiàn)反饋的故障信號后，ECU單元可以在系統(tǒng)中快速顯示相應(yīng)的DTC，以確保第一時間掌握故障位置和故障狀態(tài)。

3.2 故障預(yù)警及處理

3.2.1 故障上報

車載終端通過與發(fā)動機(jī)電子控制單元（ECU）之間的通信獲取發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)和故障數(shù)據(jù)，車載終端檢測到發(fā)動機(jī)故障碼，主動將故障碼及前后5分鐘的故障幀數(shù)上報遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)。遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)根據(jù)預(yù)設(shè)故障采集模板立即采集發(fā)動機(jī)故障后10分鐘的工況數(shù)據(jù)，采集模板可根據(jù)工程師需求定義。

3.2.2 故障提醒

遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)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(jù)篩選邏輯和配置提醒級別，通過短信、微信、服務(wù)APP通報車主或系統(tǒng)提示工程師。

3.3.3 故障處理

工程師可根據(jù)知識庫快速查詢故障代碼表，定位故障，結(jié)合故障幀數(shù)、工況數(shù)據(jù)，給出處理建議，車主看到信息后可根據(jù)提示排除故障就近預(yù)約廠家服務(wù)商報修。工程師同時也可根據(jù)故障情況通過系統(tǒng)遠(yuǎn)程診斷排除故障，嚴(yán)重或?qū)?dǎo)致行車安全故障直接委派服務(wù)商聯(lián)系車主進(jìn)行主動排除故障，避免故障進(jìn)一步擴(kuò)大導(dǎo)致更大損壞，如圖2所示。

結(jié)語

柴油發(fā)動機(jī)故障遠(yuǎn)程診斷的過程中需要對遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行構(gòu)建，通過智能化診斷技術(shù)和智能監(jiān)測技術(shù)對柴油發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時分析和監(jiān)測，結(jié)合具體數(shù)據(jù)進(jìn)行針對性處理，這樣才能夠全面提升遠(yuǎn)程診斷帶來的發(fā)動機(jī)故障診斷創(chuàng)新性變革，發(fā)動機(jī)企業(yè)可以實(shí)時收集產(chǎn)品運(yùn)行數(shù)據(jù)信息，為產(chǎn)品設(shè)計、質(zhì)量改進(jìn)提供更加直接和真實(shí)的數(shù)據(jù)，減少企業(yè)外出服務(wù)成本；同時也為用戶提供現(xiàn)場與后臺、線上線下專業(yè)快速高效服務(wù)，提高用戶體驗(yàn)。

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