汽车发动机电控系统故障检测与维修

范常胜

（山西交通职业技术学院，山西 太原 030000）

汽车发动机电控系统故障检测与维修

范常胜

（山西交通职业技术学院，山西 太原 030000）

电机是一种进行精确步进运动的执行元件，由于其控制方便、价格低廉等优点，因此在现在的汽车等工业生产中得到了广泛的应用。文章基于单片机的汽车电机控制检测系统的设计，选用STC89C52RC单片机芯片、L298步进电机驱动芯片、共阳极数码管和MAX232串口芯片。通过按键、遥控器和上位机来检测步进电机的运动，实现对电机正转、反转、单步正转、单步反转、加速和减速的控制与检测, 并将转速在数码管上显示出。同时为了便于观察和控制步进电机的运动，把数据通过串口通信发送到上位机上实现上位机对其控制。这有助于对汽车发动机的电控系统进行合理的检测与高效维修。

电机；控制；检测；维修；设计

CLC NO.:U472.4Document Code:AArticle ID:1671-7988 (2017)06-111-02

引言

在现在的汽车工业生产中电动机控制检测系统在各个领域应用的都十分广泛，究其原因是因为电动机控制检测系统价格低廉而且使用方便易于被控制，能够很好的被应用到现在的自动化控制检测系统中。既可以通过硬件也可以通过软件对电动机控制检测系统进行控制。硬件控制电动机的运动主要是通过搭建环形分配电路来给电动机控制检测系统信号，以此来控制电动机控制检测系统的运动。软件电动机控制检测系统主要是通过编程给步进电机各相的脉冲信号的次序不同来实现的。因此通过对脉冲信号的控制，以此来实现电动机控制检测系统的正转、反转、单步正转、单步反转、加速和减速的功能。

1、汽车发动机的电控检测系统方案设计

电动机在当今时代的车辆自动化进程中发挥着重大作用，由于其自身具有易于控制、价格低廉等优点，被广泛应用在各种汽车自动化控制检测系统中。

步进电机专门用于速度和位置的精确控制，并将传输进来的脉冲信号转换为步进电机的线位移或角位移，广泛应用于仪器仪表、医疗器材、数控机床、航空航天等各种行业。

随着车辆行业和计算机技术的发展，步进电动机的需求量与日俱增，研制步进电机驱动器及检测控制检测系统具有十分重要的意义。

总体方案的确定包括硬件系统设计方案和软件系统设计方案。下面来详细介绍下在本次课题中的硬件和软件设计方案。

1.1 硬件系统设计方案

步进电机控制检测系统的硬件电路主要有以下六部分组成，它们分别是：单片机的最小系统、按键和遥控器控制电路、功率驱动电路、数码管和1602显示电路、串口电路和电机测速电路。整体控制框图如下图1所示。在做硬件系统设计和画原理图之前，首先要确定所要用的芯片型号。单片机选用的是STC89C52RC，步进电动机驱动芯片选用的是L298、数码管选用的是共阳极数码管、串口芯片选用的是MAX232、测速模块选用的是对射式光电测速传感器。

硬件系统的设计主要包括六个个部分：最小系统、数码管显示电路、驱动电路、控制电路、串行通信和电机测速六部分，单片机最小系统是单片机控制检测系统的核心，最小系统包括电源电路、晶振电路和复位电路三部分。其中电源部分比较简单，就是给单片机提供电源让单片机能够正常工作。下面介绍下晶振电路和复位电路。

图1 系统硬件设计框图

1.2 软件系统设计方案

通过软件编程代替了环形分配器，不仅减少了搭建硬件电路的成本，也使硬件电路得到简化。软件编程的思路如图2所示：

图2 软件编程思路

上面的通过按键、遥控器或是上位机给单片机信号完成对电机的控制。其中按键、遥控器和上位机三者对步进电动机的控制可以是同步进行的，三者互不影响。用按键控制步进电动机运动的过程中，遥控器和上位机也能对步进电动机进行控制。同理，如用遥控器或是上位机对步进电动机控制的过程中，其余两者也能对电机进行控制。经单片机处理后能将转速通过串口发送到上位机，以便于工作人员能够通过上位机检测电机的运行情况，并对电机进行实时的控制或者即使得维修。

2、汽车发动机的维修概况

通过对汽车的电机建立控制检测系统，可以有效的对汽车电机进行检测，那么在检测中当电动机出现故障时，相关技术人员就需要按照基本的工序进行维修，首先，需要确保发动机的基本信息（包括基本转速、点火情况等等）进行逐一排查，一定确认电机处于待检状态，对待不同型号的电机需要根据实际情况确认最终维修工序。常见的特殊工序有如下的几种：附加电气设备的启闭、冷却液的温度控制、水箱状态等等。

3、总结与展望

本论文是基于单片机的汽车电机控制检测系统设计，主要功能已经实现，具有一定的实用价值。但考虑到实际应用仍存在一些不足，后续可以从以下几个方面进行研究和改善：

（1）电机的转速检测在切换时有停顿，这一点在实际应用中需要进行完善，尤其是在电机高速运转时应该克服这一点。实现电机在原有速度的基础上进行加速和减速检测装置。

（2）电机的实际转速检测方面精度不高，在一些对电机转速要求精度比较高的场合不能达到预期的要求，因此在以后的研究过程中应该进一步完善。

（3）串行通信部分需要通过串口线来与上位机进行数据交换，对于这一点可以考虑通过无线发射和接收模块来代替串口线，如果能实现的话会更有实际应用价值。

（4）在以上功能的基础上考虑加上GSM模块，把电机的额定转速和实际转速传送到手机和一些其它通讯设备上，使功能更加完善，更符合实际的应用。

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The car engine electronic control system fault detection and maintenance

Fan Changsheng
（Shanxi traffic vocational and technical college, Shanxi Taiyuan 030000）

the movement precision stepper motor is a kind of actuators, due to its advantages of convenient control, low price, so in today's vehicles and other industrial production has been widely used. This article is based on single chip microcomputer auto motor control test system design, choose STC89C52RC MCU chip, L298 stepper motor driver chip, a total of anode digital tube and MAX232 chip serial port. Through button, remote controls and PC to detect stepper motor sport, realize the motor forward, reverse, one step forward, one step reverse, acceleration and deceleration control and detection, and rotating speed on the digital tube display. At the same time to facilitate the observation and control the movement of the stepper motor, the data sent to the upper machine PC via a serial port communication for its control. This helps to automobile engine electronic control system for reasonable detection and efficient maintenance.

motor; Control; Detection; Maintenance; design

U472.4

A

1671-7988 (2017)06-111-02

范常胜，就职于山西交通职业技术学院。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.06.038