车用电控发动机故障远程诊断及应用实践研究

学术论文 2018-06-28 11:07:43
    1 电控柴油发动机的工作原理
    常规柴油发动机主要由供给系统、冷却系统、启动系统、润滑系统、机组体等构成。电控柴油发动机就是在常规柴油发动机各个系统中增加传感器和电子控制单元(ECU)电气系统。其具体状况如图1所示。
    该系统运行的过程中通过ECU单元接收系统中的检测数据,对温度传感器、油门传感器、压力传感器等中的工况信息进行汇总和处理,并结合内部存储的各项系统运行参数,对工况信息和实际状况进行对比,确定车用电控发动机是否在正常运行状态。ECU单元处理完数据后依照逻辑关系及运算结果对车用电控发动机的运行状态进行调整,借助数据转化将电信号转变为执行器可以接收的数字信号,发布逻辑控制指令,使精准控制喷油器喷射压力及开启闭合,使气缸的燃烧过程适应柴油机各种工况变化的需要形成最佳的混合气,实现理想的燃烧过程,从而达到改善柴油机的动力性和经济性,降低污染物和噪声,其具体功能见表1。
    2 电控柴油发动机的故障诊断原理及读取方法
    故障诊断过程中需要对电控柴油发动机的运行数据进行全面分析,依照传感器中的各项检测数据进行ECU运算,确定是否存在故障信号并结合故障信号判断故障位置,形成相应保护策略。
    ECU单元控制过程中依照系统中的状态数据确定故障发生的可能性,一旦检测出存在故障,则ECU单元对传感器中的故障信号进行存储,依照信号对应的故障码判断故障位置、故障等级等,自动进入不同的故障保护策略:
    輕微故障时(不影响电控柴油发动机正常运行)仅显示故障灯,并进行维护。
    影响运行时采用失效策略对运行状态进行维护,并以低功率运行、检修。
    严重故障时失效策略控制发动机停止喷油或停机。
    少数极其严重的故障,失效保护策略会使发动机停止喷油,直至停机。
    在实际运行过程中,ECU单元故障码读取的过程中还需要对故障检测仪、故障灯等中的信号进行全面采集,确定闪码序列,准确判断故障信号针对的故障等级。
    3 电控柴油发动机故障远程诊断系统的设计和应用
    车用电控柴油发动机故障远程诊断基于现有发动机成熟的车载通信及诊断技术手段,故障远程诊断系统设计主要借助互联网、车载终端系统、专家系统和面向对象的逻辑分析实现,其具体包括:
    3.1 传感系统的构建
    3.1.1 传感电路
    依照电控柴油发动机系统结构设计远程传感电路,对关键位置线路进行调整,确保传感器能够快速、准确地监测和采集电控柴油发动机中的信号,将检测到的非电量信号转变为电量信号(或转变为ECU可以接收到的信号)后,完成运行过程中电控柴油发动机的信号采集。以凹轴轮位置为例,在传感线路设计时可以依照ECU系统的中的控制信号位和轴位置传感器形成监测系统,并对传感器线路进行信号屏蔽保护,减少传输过程中的信号干扰。
    3.1.2 信号反馈
    信号采集系统构建后需要建立完整的反馈机制,对电控柴油发动机远程监控数据和结果进行处理,以RAM为核心对数据进行存储,在处理器处理完成后对数据进行分析,对比数据库中的正常运行数据,确定电控柴油发动机的运行状态,分析发动机是否存在故障。该反馈系统构建时还需要做好功能性监测模块、控制模块等的设计,配合内部电路和ECU控制单元,形成完整的信号反馈体系。这样一旦远程诊断系统中出现反馈的故障信号后,ECU单元可以在系统中快速显示相应的DTC,以确保第一时间掌握故障位置和故障状态。
    3.2 故障预警及处理
    3.2.1 故障上报
    车载终端通过与发动机电子控制单元(ECU)之间的通信获取发动机运行状态和故障数据,车载终端检测到发动机故障码,主动将故障码及前后5分钟的故障帧数上报远程诊断系统。远程诊断系统根据预设故障采集模板立即采集发动机故障后10分钟的工况数据,采集模板可根据工程师需求定义。
    3.2.2 故障提醒
    远程诊断系统通过对故障码解析并查找匹配故障原因及处理建议信息;根据筛选逻辑和配置提醒级别,通过短信、微信、服务APP通报车主或系统提示工程师。
    3.3.3 故障处理
    工程师可根据知识库快速查询故障代码表,定位故障,结合故障帧数、工况数据,给出处理建议,车主看到信息后可根据提示排除故障就近预约厂家服务商报修。工程师同时也可根据故障情况通过系统远程诊断排除故障,严重或将导致行车安全故障直接委派服务商联系车主进行主动排除故障,避免故障进一步扩大导致更大损坏,如图2所示。
    结语
    柴油发动机故障远程诊断的过程中需要对远程监控系统进行构建,通过智能化诊断技术和智能监测技术对柴油发动机运行状态进行实时分析和监测,结合具体数据进行针对性处理,这样才能够全面提升远程诊断带来的发动机故障诊断创新性变革,发动机企业可以实时收集产品运行数据信息,为产品设计、质量改进提供更加直接和真实的数据,减少企业外出服务成本;同时也为用户提供现场与后台、线上线下专业快速高效服务,提高用户体验。
上一篇关于220KV智能变电站的在线监测研.. 下一篇车用电控燃油喷射柴油机的检测诊..
[责任编辑:1479666834]