柴油机转速传感器故障诊断及其失效_跛行_控制
柴油机故障诊断排除及案例汇总PPT课件
车下停车开关
空档开关
变速箱
4
1.1 起动机不工作
➢检查电瓶电压是否过低，以致 不能带动起动机
➢起动机继电器及接线是否完好 ➢检查起动机是否已烧坏 ➢点火开关及起动开关是否已坏
起动机
点火钥匙 开关
常见故障类型
故障一：柴油机不起动 故障二：起动困难 故障三：发动机功率不足 故障四：发动机1000 故转障五：跛行回家 故障六：运行过程中忽然熄火
1
故障一：柴油机不起动
一：不起动
柴油机是压燃式内燃机。柴油机的顺利 起动，不仅需要大量燃油充分雾化后喷入 气缸，而且要求气缸内空气压缩后具有一 定的温度和压力，这样才能使柴油自燃。 因此柴油机不能顺利起动，原因一般在起 动系统、电控燃油系统、进排气系统或柴 油机配合间隙上。客户可根据故障的伴随 特征，按步骤进行分析判断。
16
实例一：柴油机启动困难 故障现象描述：客户反应柴油机启动困难，启 动时间过长。
故障排查：轨压建立过程太慢，检查油路，发
现低压油路油管太细，内径大约为6mm左右，
远小于潍柴规定的最低12mm的要求 ，要求客
户更换油箱内油管在内的所有低压油管，更换
并放气后顺利启动。
17
实例二：柴油机启动困难 故障现象描述：上海（苏州金龙客车WP10.336） 该车在出厂前就有启动困难的问题。停放一段时 间后，启动困难。 故障排查：用手压泵泵油后启动效果很好，但再 熄火后，经过一段时间，就不能够一次启动起来， 怀疑低压油路有问题。
检查方法：松开精滤出口螺栓，用起动机 带动柴油机运转，看是否有柴油喷出或流出， 若只有少量柴油流出，则可以判定滤芯堵塞。
柴油机转速传感器故障诊断及其失效“跛行”控制
２１ ０ ０年 ８月
车
用
发
动
机
ＮＯ． Ｓｅ ｉ ｌＮ ｏ ８ ４（ ｒａ ．１ ９） Ａ ｕｇ ０１ ．２ ０
Ｖ ＥＨ Ｉ ＣＬＥ ＥＮＧ Ｉ ＮＥ
柴 油 机 转速 传 感 器 故 障诊 断及 其 失 效 “ 行 ’ 制 跛 ’ 控
安 晓辉 ，刘波 澜 ，张付 军 ，崔 涛
一
级 为 缺 省 ， 级 为 减 扭 矩 ， 级 为 跛 行 回 家 二 三
（ ｉ ｏ ） 四 级 为 停 机 ｌ 。装 配 国 Ⅲ 电 控 柴 Ｌ ｍｐｈ ｍｅ ， 】 ］ 油机 车辆 特 点 之 一 便 是 具 备 “ 行 回 家 ” 能 。 跛 功
曲轴、 凸轮 轴 转 速 传 感 器 是 电控 发 动 机 重 要 的 传
收稿 １ ：２ １ — ５１ ；修 回 日期 ：２ １ — ７ １ ３期 ０ ００—３ ０００ —０
软件 。转 速处 理模 块 电路 示 意 见 图 ２ 。图 中 曲轴 和 凸轮轴 转 速 信 号 以及 Ｐ ５ Ｐ ３为 模 块 的输 入 信 Ｆ～ Ｆ 号 。处理 后 的 曲轴 转 速 信 号 经 管 脚 Ｔ Ｃ Ｋ 输 出 ２Ｌ （ 管脚 与发动 机控 制器 ＭＣ 中 Ｔ Ｕ 模块 的时钟 该 Ｕ Ｐ
第４ ｝ 缸 二 止点
第１ 【 缸 。 止点
第６ 缸
点
第３ ｆ 缸 ． 止点
图 １ 凸 轮 轴相 位信 号 与 曲轴 转 速 信 号 对 应 关 系
２ 障断统件计 故诊系硬设
性能可靠 的柴 油机 故障诊 断 系统硬 件是实 现柴
军 鍪霎 誓
２ ２ 转 速 信号处 理模块 ．
211104797_TBD620型柴油机转速监测异常故障分析
第36卷第2期技术交流中国修船作者简介：张梓帆（1993-），男，广东汕头人，助理工程师，大学本科，主要从事船舶电气技术管理工作。
在船舶推进机组系泊试验过程中，柴油机转速是一个非常重要的测量参数。
转速监测系统对柴油机保持稳定运行动态提供重要的保证，当转速出现异常时，不仅影响船舶推进机组性能，甚至可能发生柴油机超速、飞车等严重事故。
当柴油机发生此类故障现象时，应尽快查明原因、排除故障，以确保柴油机运行处于正常状态。
1故障现象某船TBD620型柴油机推进机组进入修船厂车间修理、调试，完成台架试验后入舱回装，在系泊试验阶段，发现柴油机在低速运行时，集控室和驾控台的指针式转速表与集控室电子表显示的转速存在约100r/min 的偏差；当柴油机高速运行时，3个转速表显示转速又恢复一致。
此故障现象反复重现，将柴油机调速到650r/min 怠速时，使用频闪测速仪检测柴油机主轴实际转速，确认集控室电子表显示转速与柴油机实际转速基本一致，而集控室和驾控台的指针式转速表显示转速明显高于实际转速。
2转速监测系统工作原理TBD620型柴油机转速监测系统是由转速传感器、信号变换模块、集控式电脑（ECU ）、转速表、转速测速模块等装置组成，由转速传感器采集柴油机飞轮齿数并转换输出脉冲信号，脉冲信号经各种变换模块转换为其他制式电信号，分别接入转速表、ECU 、调速器等装置以实现转速显示、计算、控制、报警等功能。
TBD620型柴油机转速监测系统构成如图1所示。
图1中f 为频率信号，U 为电压信号。
图1TBD620型柴油机转速监测系统构成图TBD620型柴油机转速监测异常故障分析张梓帆，魏陈成（4801工厂汕头修船厂，广东汕头515000）摘要：TBD620型柴油机作为船舶推进机组的应用较为普遍，在实践中偶有发生其转速监测系统显示异常的故障。
文章以某型船在系泊试验过程中发生转速异常故障为切入点，对故障原因进行分析，查找、排除各个故障点，制定改进措施并解决故障问题。
瓦锡兰W9L32柴油机转速传感器故障分析
若此次 ，面对可以复位 ，若有若无的报警 ，我们 听之任 之 ，当 自动停 车故 障发 生 在救 助或 是 航行 避让 时 ，危 险 可想 而 知 。
其 三 ，故 障 的发生 很 多都 是无 规 律性 的 ，像 上述 的 超速停车报警 ，明明未实际发生却实际存在。面对此类 故障，当我们正常的推理打不开局面的时候 ，不如换个 思路 ，一步步排除。哪怕是有关的备件一个个更换上 去 ，毕竟作为轮机管理人员 ，我们可以不知道故障的原 因 ，但 必 须要让 机 器动起 来 。
况 。第二 ，除了进行科学合理 的选材 ，还应该将螺纹设 门的使用范围，努力提高高温 阀门的使用寿命。
计 为粗 牙螺 纹 ，在适 当的范 围 内加强 半 径 的问 隙 。第
三 ，钢 螺栓 一 旦 长期 处 于 ３００℃ ，就会 发 生 力相 对 松 弛 的情况。因此一定要保证剩余的预紧力要高出需求值 ， 要检 查联 接 的稳 固性 。 ２．５ 间隙的配合要科学
［７］ 刘 永 古．现代 信 息 管理 在 高温 阀 门 中的 应用 ［Ｊ］．中小 企 业 管理 与 科技 ， ２０１０，（０９）：８４．
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国Ⅲ共轨柴油机“跛行回家”故障的处理
后 重 新 起 动 车 辆 ， 驶 员踩 下 加 速 踏 驾 板 后 ，忽 然觉 得 发 动机 加 速性 能 不 良 ， 察 仪 表 盘 ， 现 最 高 转 速 只能 观 发
达 到 １ ０ ｒｍｉ 松 开 加 速 踏 板 后 发 ０ ／ ｎ， ６
动 机 不熄 火 ， 怠速 运 转 正 常 ， 踩 且 再
任 何 工 况 下 均 能 在 最 佳 性 能 状 态 工
有 ５ ８个 凹 槽 （ ０ ２） 缺 的 ２个 凹 槽 ６— ， 对 应 ｌ缸 上 止 点 。传 感 器 针 脚 间 的 电
阻 为 ８ ０１， 以脉 ６１ 中形 式 检 测 发 动 机 转 速 。曲 轴 位 置 传 感 器 信 号 是 发 动 机 工 作 最 重 要 的信 号 ， ＣＵ根 据 这 一 信 Ｅ
图 １所 示 。 从 图 中 可 以 看 出 ， 控 共 电
射 试 探 的 办 法 使 发 动 机 起 动 ， 起 动 但 时 间 延 长 ６ ０ ，发 动 机 功 率 下 降 ～１ ｓ
２ ％ ， 射 压 力 限 制 在 １ ０ ａ以 内 。 ０ 喷 ０ ＭＰ
在 曲轴 飞轮 壳 上 ， 飞 轮 保 持 一 定 的 与
间 隙 （ 隙 值 为 ０５ １５ 间 ．＋ ．ｍｍ ） 飞 轮 上 。
作。
该 柴 油 机 设 有 ７个 主 要 传 感器 ，
即 曲轴位 置传 感器 、 轮轴ｔ 凸 ２置 传 感 ，
器 、 速 踏板 传 感 器 、 气 压 力传 感 加 进
不 会 停 机 ， 是 进 入 降 级 模 式 ， 动 而 发
机 仍 维 持 运 转 ， 是 输 出功 率 受 到 限 只 制 。 此 时 ， 子 控 制 单 元 （ ＣＵ） 用 电 Ｅ 采 “ 行 回 家 ” 控 制 策 略 替 代 驾 驶 员 发 跛 出 的 加 速 踏 板 指 令 ， 效 的传 感 器 参 失 数 会被 Ｅ ＣＵ 用 缺 省 值 代 替 ，发 动 机 在转 速受 到限 制的情 况 下继续 运 行 ， 从 而确保 车辆 能行驶 到维 修站 检修 ，
传感器失效下的电控柴油机喷射控制分析
３ ）依靠 凸轮 轴转 速 传感 器 单独 运 转 ， 时 ， 此 曲 轴传感 器失 效 ；
４ ）依靠 曲轴 转速 传 感器 单 独运 转 ， 时 ， 轮 此 凸 轴传 感器失 效 ；
磁阀驱 动信号 。一 旦 两者 中的任 何 一个 失 效 ， 将 均 使柴油 机正 常的 喷射 程 序无 法 运转 。另外 ， 油 喷 燃 射 系统管理 程序还将 根据 柴油机本 身所带 的各 种温 度及 压力等 传感器信 号 ， 喷射控 制信号 进行修 正 ， 对
以满 足柴油 机在各 工况下 正常使用 的要 求 。为 避免
５ ）故 障停 机 ， 时 ， 此 两个转 速传感 器均 失效 ， 喷 射 系统没有 任何输 入信 号 ， 致使 其无法工 作 。 而对 于第 ２类状 态 ， 根据 传感 器状 态及 柴 油 可 机 自身运转 状态将 柴油机 状态分 为 ３ ： 种
１ ）起 动 ， 柴油 机 电控 系统上 电情况 下 ， 成 在 完 系统 自检 ， 判断各 种 温度 、 压力 信 号是 否 失效 ， 且 并 等 待起 动电机带 动柴油 机完成起 动过程 ； ２ ）正常 运转 ， 种 温度 、 力信 号没有 失效 ， 各 压 柴 油机保 持正常工 作 ； ３ ）各 种 温 度 、 压力 传 感器 信 号失 效 ， 油机 电 柴 控系统将 根据 管理 程序 中规定 的各种 温 度 、 压力 信
李宏键 ，商海 昆 ，陈立钦
（ 北 华 北 柴油 机 有 限 责 任 公 司，河 北 石 家 庄 河 ００８） ５０ １
摘 要 ： 电控 柴油 机 传 感 器 失 效 时 的状 态进 行 了分 类 ， 出 了相 应 的 状 态 转 换 算 法 ， 步 分 析 了应 急 喷 射 控 制 对 提 初
煤矿井下胶轮车柴油电喷发动机传感器故障解析
煤矿井下胶轮车柴油电喷发动机传感器故障解析摘要：煤矿无轨胶轮车发动机机故障是煤矿运输工作中常见的问题，不仅导致车辆停工或运行效率下降，增加了维修和停机时间，还对煤矿的生产和经济造成不利影响。
本文通过分析煤矿无轨胶轮车发动机故障，并结合故障提出处理方法，为煤矿行业提供有益的参考和指导。
关键词：煤矿；无轨胶轮车；发动机故障引言煤矿是一个高风险的工作环境，无轨胶轮车作为煤矿行业中常用的物料运输工具，其发动机的正常运行对于保障矿井的生产和安全至关重要。
然而，在恶劣的工作环境下，发动机常常会出现各种故障，尤其发动机的各种保护传感器，经常影响车辆的正常运行。
因此，对煤矿无轨胶轮车发动机传感器故障的分析和处理显得尤为重要，对于改善煤矿无轨胶轮车发动机的可靠性和安全性具有重要的意义，同时可为煤矿行业提供参考和指导，减少故障对生产效率的影响，提高矿井的安全性和经济效益[1]。
一、无轨胶轮车发动机传感器故障的特点由于无轨胶轮车发动机的控制系统由多个组成部分相互关联和相互作用而构成，，故障原因与故障现象之间存在着非常复杂关系，一种故障现象可能会由多种故障原因造成，因此无轨胶轮车发动机故障的基本特点之一是复杂性。
这种复杂性增加了对发动机故障的诊断和修复的难度，操作人员需要进行全面的故障分析和排除，以确定导致故障的准确原因。
发动机控制系统的各个层次之间存在着相互依赖和相互影响的关系，所以控制系统属于多层次系统，且故障也具备层次性。
当发动机某一层次出现故障后，其与该层次相关的元素功能和状态也会出现变化，进而造成该层次中出现其他元素的故障，使得该层次中出现多个故障。
因此，操作人员必须逐层分析和排查发动机故障，根据故障征兆和实际情况进行综合分析，从低层次开始检查和修复故障元素，并综合考虑系统中各个层次的元素和其相互关系，以找出并解决所有的故障点，确保发动机的正常运行和性柴油电喷上有很多传感器与执行器，他们起到的作用是不同，每一个部件是怎么进行工作的，以及他的作用。
汽车转速传感器故障和诊断技术分析
AUTO TIME61AUTO AFTERMARKET | 汽车后市场时代汽车 汽车转速传感器故障和诊断技术分析当代汽车控制技术整体水平的持续提升，在这一过程中导致了用来监控各个系统运动状态的转速类传感器的种类也不断增加。
随之而来的就是故障种类的增加和故障诊断难度的提升。
在这一前提下工作人员只有了解各类汽车转速传感器常见故障后，才能够在此基础上确保故障诊断整体效率的持续提升。
1 汽车转速传感器故障汽车转速传感器常见故障有很多，以下从磁感应式传感器故障、霍尔效应式传感器故障、磁阻效应式传感器故障、控制模块信息故障等方面出发，对于汽车转速传感器常见故障进行了分析。
1.1 磁感应式传感器故障磁感应式传感器故障是较为场景的故障种类之一。
通常来说磁感应式转速传感器的主要原理在于对电磁感应原理的合理利用，既在这一过程中当信号转子转动时，则会导致信号转子的凸齿与铁芯的空气隙发生变化，并且在此基础上使通过传感线圈的磁通发生变化。
其次，磁感应式传感器故障多体现在信号处理电路和A/D 转换的故障上。
与此同时，因为磁感应式传感器会在信号处理之后计算出磁感应式转速传感器无需外供电源，因此计算时的故障也会导致其整体运作效率的降低。
[1]1.2 霍尔效应式传感器故障霍尔效应式传感器故障带来的影响是全局性的。
霍尔效应式转速传感器是根据霍尔胡家冬金肯职业技术学院 江苏省南京市 210000摘 要： 在汽车运行过程中，转速传感器具有重要作用，但是在其应用中也容易出现各种故障，从而影响汽车正常使用及其行驶安全。
其中汽车转速传感器故障也均有相应的诊断技术，有助于提高汽车转速传感器故障诊断准确率，提高故障处理效果。
本文则对汽车转速传感器的常见故障及其诊断技术探讨。
关键词：汽车；转速传感器；故障；诊断技术效应原理制成的。
众所周知因为霍尔效应本身产生的电压值很小，这导致了其无法直接进行应用，因此在这一前提下通过将霍尔元件与放大器电路和温度补偿电路及稳压电源电路等集成在一个芯片上，从而能够在此基础上切实的构成一个霍尔传感器。
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收稿日期:2010 05 13;修回日期:2010 07 10作者简介:安晓辉(1987 ),男,在读博士,研究方向为柴油机电子控制技术;anx iaomope@ 。
柴油机转速传感器故障诊断及其失效 跛行!控制安晓辉,刘波澜,张付军,崔 涛(北京理工大学机械与车辆学院,北京 100081)摘要:研究了时间控制式电控柴油机转速信号的特点及相位关系;设计了曲轴和凸轮轴传感器失效故障的检测方法及处理算法;开发了由M C68376微处理器和可编程复杂逻辑器件组成的柴油机故障处理系统;在T CD2015V06电控单体泵柴油机上,进行了起动和正常运行时转速传感器失效的试验研究。
结果表明,转速传感器出现故障时,系统可识别出相应故障,并进行逻辑切换,使发动机能正常起动和运行。
关键词:柴油机;转速传感器;故障诊断;故障屏蔽中图分类号:T K424 文献标志码:B 文章编号:1001 2222(2010)04 0056 05随着对柴油机性能和排放要求的提高,控制系统结构日益复杂,发动机故障诊断和排除愈加困难,车载自诊断技术成为当前研究的焦点。
目前,电控系统故障状态下的运行策略分为四级,一级为缺省,二级为减扭矩,三级为跛行回家(Limp hom e),四级为停机[1]。
装配国∀电控柴油机车辆特点之一便是具备 跛行回家!功能。
曲轴、凸轮轴转速传感器是电控发动机重要的传感器,当其中之一出现故障时,需要采用跛行回家策略,确保车辆行驶到最近维修站进行维修。
本研究将针对曲轴或凸轮轴传感器故障进行策略和试验研究。
1 转速信号分析曲轴和凸轮轴位置传感器是电控燃油喷射系统的主要传感器之一,是控制喷油提前角和确定发动机转速不可或缺的信号源。
曲轴信号用于确定发动机转速和提前角的精确控制;凸轮轴信号用于判缸,确定发火次序。
研究对象是T CD2015V06单体泵柴油机,曲轴和凸轮轴位置传感器均采用永磁式传感器,脉冲信号经调理电路处理后输送给微处理器相应模块进行采集。
处理后的脉冲信号见图1,曲轴信号盘齿数为58齿(60缺2),每个齿对应6#曲轴转角,凸轮轴为6+1齿,第1缸凸轮齿后18#为多齿。
图1 凸轮轴相位信号与曲轴转速信号对应关系2 故障诊断系统硬件设计性能可靠的柴油机故障诊断系统硬件是实现柴油机在线故障诊断和离线故障分析的基础。
完整的在线故障诊断系统除包括发动机控制器外,还包括诊断控制器硬件。
下面主要从微处理器选择和转速处理电路两方面介绍诊断控制器数字电路。
2.1 微处理器微处理器(M CU )选用32位微处理器MC 68376,该款单片机基于模块化设计,芯片内部的各个功能模块相对独立,拥有足够的运算速度和丰富的接口资源[2],可以满足故障诊断的需要。
2.2 转速信号处理模块转速处理模块主要用于转速传感器信号失效时的故障应急处理。
设计选用M AX7000S 系列的CPLD 和支持CPLD 的MAX +PLU S ∃集成开发软件。
转速处理模块电路示意见图2。
图中曲轴和凸轮轴转速信号以及PF5~PF3为模块的输入信号。
处理后的曲轴转速信号经管脚T2CLK 输出(该管脚与发动机控制器MCU 中T PU 模块的时钟第4期(总第189期)2010年8月车 用 发 动 机V EH ICL E EN GIN E N o.4(Serial N o.189)A ug.2010图2 转速处理模块原理图输入管脚相连);处理后的凸轮轴转速信号经管脚CAM 输出(该管脚与发动机控制器M CU 中CTM 定时模块的CTD4管脚相连)。
PF5~PF3上的信号状态与相应故障和故障处理方式有关,对应关系见表1。
表1 故障处理方式传感器状态PF5PF4PF3转速处理模块输出曲轴信号正常0%%T2CLK 输出原曲轴信号曲轴信号失效1%%T2CLK 输出原凸轮轴信号凸轮轴信号正常%0%C AM 输出原凸轮轴信号凸轮轴信号失效%10C AM 输出凸轮轴信号1%11C AM 输出凸轮轴信号23 转速传感器故障诊断及后处理算法3.1 曲轴位置传感器故障检测在发动机运行过程中,曲轴信号出现的故障和故障的原因见表2。
表2 曲轴故障列表故障现象故障原因故障导致的结果曲轴转速信号干扰传感器、控制器或线束被干扰供油时刻出错曲轴信号时有时无传感器插头松动或线束接触不良供油时刻出错或无法输出供油脉冲曲轴信号完全丢失传感器损坏,线束短路,传感器处理模块损坏无法输出供油脉冲这三种类型故障的共同特征是:计算出的发动机曲轴转速出现跳变,且曲轴齿号与凸轮轴齿号无法对应。
针对它们的特点分别采用曲轴信号自检、曲轴和凸轮轴信号互检来实现故障识别。
3.1.1 曲轴信号自检所用曲轴信号自检中,采取两种认定方法,它们的输出结果相与后,产生自检测结果。
一种是基于发动机瞬时转速的认定方法,故障诊断控制器每一个曲轴齿计算一次发动机转速,并与上一次的结果比较,得到发动机相邻两齿的速差,该值必定小于发动机瞬时加速度最大值,否则认定出错;另一种是基于曲轴信号盘关系的认定方法,在曲轴信号盘中,两缺齿间共有58个齿,故在曲轴缺齿处所读到的齿号(曲轴缺齿中断中读取)必定为最大齿号(第58齿),否则认定出现故障,如图1曲轴与凸轮轴信号对应关系所示。
3.1.2 曲轴与凸轮轴信号互检当曲轴信号完全丢失时,无法采用自检方式判别,且正常使用条件下检测结果并不可靠,所以更合理的检测还应利用曲轴齿号与凸轮轴齿号对应关系。
从曲轴与凸轮轴信号关系可知,在凸轮信号第CaTN 齿的上升沿中断中,读取的曲轴齿号应等于原始的曲轴齿号CrKTN _n,否则曲轴相位出错。
正常时两者对应关系见表3。
表3 凸轮齿号与曲轴齿号对应关系CaT N 1234567CrKT N_n305010305010153.2 凸轮轴位置传感器故障检测在发动机使用过程中,凸轮轴转速信号可能出现如表4所列的故障。
与曲轴信号故障诊断类似,采用凸轮轴信号自检和凸轮轴与曲轴信号互检的方法,判断凸轮轴信号是否异常。
表4 凸轮轴故障列表故障现象故障原因故障导致的结果凸轮轴转速信号干扰传感器、控制器或线束被干扰无法判缸,供油次序错乱或无法供油凸轮轴信号时有时无传感器插头松动或线束接触不良无法判缸,供油次序错乱或无法供油凸轮轴信号完全丢失传感器损坏,线束断路,传感器处理模块损坏无法判缸,供油次序错乱或无法供油3.2.1 凸轮轴信号自检所用凸轮轴信号自检中,采取两种认定方法,它们的输出结果相与后,产生自检测结果。
一种是基于发动机凸轮轴瞬时转速的认定方法,在每个凸轮轴信号上升沿中断中,诊断系统计算转速,并与上一次的结果比较,相邻两齿的速差必须小于凸轮轴瞬时加速度最大值,否则认定出错;另一种是基于凸轮轴信号盘与转速关系的认定方法,在每个凸轮轴中断中,诊断控制器更新凸轮轴齿号CaT N,因此如在规定时间内CaTN 没有被更新,则认定凸轮轴信号丢失。
3.2.2 凸轮轴与曲轴信号互检在曲轴缺齿处读取凸轮轴齿号CaT N_CrkS,并与固定的齿号CaTN _n 比较,如两者不等则认定故障出现。
从图1信号关系可知,正常时在缺齿处&57&2010年8月安晓辉,等:柴油机转速传感器故障诊断及其失效 跛行!控制CaT N_CrkS 等于4或者3。
3.3 曲轴凸轮轴故障检测解耦由于在检测过程中引入曲轴和凸轮轴信号互检的方法,因此当曲轴或凸轮轴传感器任意一个出现故障时均会导致互检结果为真(故障出现),因此需要对曲轴和凸轮轴故障检测进行解耦,具体措施如下:(1)引入曲轴或凸轮轴自检,两自检方法相互独立,互不干涉;(2)依据故障状态标志CrkFltFlg,CaFltFlg 开启或关闭互检;(3)检测周期不同,凸轮轴检测周期长,其故障判定时间也较曲轴判定长。
最后一条措施是指,凸轮轴故障检测周期大于等于166m s;曲轴检测与发动机转速有关,转速越高检测周期越短。
因此两转速信号的故障判定结果不会同时出现,必定是先得出曲轴信号判定结果,然后再获得凸轮轴信号状态。
同时鉴于互锁机制(第2条措施)的存在,可认为两者在故障检测过程中独立。
3.4 曲轴信号故障后处理曲轴信号故障后处理措施是将凸轮轴信号替代曲轴信号引入发动机控制器中。
在图3中,曲轴信号Cr kSig 和凸轮轴信号CaSig 均被引入CPLD 。
正常状态下,曲轴故障标志CrkFltFlg =FALSE(CrkFltFlg 状态由PF5给出),只有曲轴信号被接入TPU 模块;当故障被认定后Cr kFltFlg =T RU E,曲轴信号被屏蔽,将凸轮轴信号引入TPU 模块,切图3 曲轴故障后处理示意图换逻辑见表1。
与此同时,发动机控制系统软件根据Cr kFlt Flg 状态切换不同的油量计算方法。
3.5 凸轮轴信号故障后处理无故障时原凸轮轴信号CaSig 接入发动机控制器的CTM 模块。
若故障出现后,故障标志CaChg Flg =T RU E(由PF4给出),原凸轮信号被切换为经CPLD 合成后的凸轮轴信号,然后送至CTM 模块。
凸轮轴信号的合成利用了其与曲轴信号盘的关系,即凸轮轴多齿总位于曲轴缺齿后的第15齿;但由于曲轴信号与具体缸号无对应关系,且曲轴一圈有一处缺齿,因此CPLD 合成出的凸轮轴信号有两个,即PsudCaSig1和PsudCaSig2(见图4)。
根据状态标志CaChgFlg (由PF3给出),切换CPLD 输出的凸轮轴信号(见表1)。
图5为CPLD中信号切换的逻辑路径。
图4 曲轴信号与合成的凸轮信号间关系图5 CPL D 信号切换的逻辑路径正常起动后出现凸轮轴信号故障,并不需要判断即可输出正确的凸轮轴合成信号(起动后已经判断)。
若起动前凸轮轴信号就已经出现故障,则曲轴与凸轮轴相位关系未知,需通过发动机状态判断,来选择其中一个合成信号,即确定标志CaChg Flg 状态。
默认条件下,CaChgFlg =FALSE 选择合成的凸轮轴信号PsudCaSig1。
同时监测发动机起动状态,若发动机转速超过最小设定转速,且加速度始终大于设定加速度,并持续一段时间后,则可认定所选凸轮轴信号正确,计数器Chg Cnt 加1。
当Chg Cnt 超过Chg CntM ax 后,不再进行状态判断,标志&58& 车 用 发 动 机 2010年第4期CaChgFlg 状态被锁定。
4 试验验证4.1 试验设备在TCD2015V06单体泵柴油机上进行试验验证,发动机的主要参数见表5。
表5 柴油机主要参数缸数/个缸径/mm 行程/mm 排量/L 压缩比标定功率/kW 标定转速/r &min -1613214511.8817.53002100台架试验系统由南峰电涡流测功机及其控制系统、电子控制单元、油耗仪(小野测器FM 2500)及燃烧分析仪(DEWE5000)等组成。