范常勝

（山西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 太原 030000）

汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)故障檢測與維修

范常勝

（山西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 太原 030000）

電機是一種進(jìn)行精確步進(jìn)運動的執(zhí)行元件，由于其控制方便、價格低廉等優(yōu)點，因此在現(xiàn)在的汽車等工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。文章基于單片機的汽車電機控制檢測系統(tǒng)的設(shè)計，選用STC89C52RC單片機芯片、L298步進(jìn)電機驅(qū)動芯片、共陽極數(shù)碼管和MAX232串口芯片。通過按鍵、遙控器和上位機來檢測步進(jìn)電機的運動，實現(xiàn)對電機正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、單步正轉(zhuǎn)、單步反轉(zhuǎn)、加速和減速的控制與檢測, 并將轉(zhuǎn)速在數(shù)碼管上顯示出。同時為了便于觀察和控制步進(jìn)電機的運動，把數(shù)據(jù)通過串口通信發(fā)送到上位機上實現(xiàn)上位機對其控制。這有助于對汽車發(fā)動機的電控系統(tǒng)進(jìn)行合理的檢測與高效維修。

電機；控制；檢測；維修；設(shè)計

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

引言

在現(xiàn)在的汽車工業(yè)生產(chǎn)中電動機控制檢測系統(tǒng)在各個領(lǐng)域應(yīng)用的都十分廣泛，究其原因是因為電動機控制檢測系統(tǒng)價格低廉而且使用方便易于被控制，能夠很好的被應(yīng)用到現(xiàn)在的自動化控制檢測系統(tǒng)中。既可以通過硬件也可以通過軟件對電動機控制檢測系統(tǒng)進(jìn)行控制。硬件控制電動機的運動主要是通過搭建環(huán)形分配電路來給電動機控制檢測系統(tǒng)信號，以此來控制電動機控制檢測系統(tǒng)的運動。軟件電動機控制檢測系統(tǒng)主要是通過編程給步進(jìn)電機各相的脈沖信號的次序不同來實現(xiàn)的。因此通過對脈沖信號的控制，以此來實現(xiàn)電動機控制檢測系統(tǒng)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、單步正轉(zhuǎn)、單步反轉(zhuǎn)、加速和減速的功能。

1、汽車發(fā)動機的電控檢測系統(tǒng)方案設(shè)計

電動機在當(dāng)今時代的車輛自動化進(jìn)程中發(fā)揮著重大作用，由于其自身具有易于控制、價格低廉等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用在各種汽車自動化控制檢測系統(tǒng)中。

步進(jìn)電機專門用于速度和位置的精確控制，并將傳輸進(jìn)來的脈沖信號轉(zhuǎn)換為步進(jìn)電機的線位移或角位移，廣泛應(yīng)用于儀器儀表、醫(yī)療器材、數(shù)控機床、航空航天等各種行業(yè)。

隨著車輛行業(yè)和計算機技術(shù)的發(fā)展，步進(jìn)電動機的需求量與日俱增，研制步進(jìn)電機驅(qū)動器及檢測控制檢測系統(tǒng)具有十分重要的意義。

總體方案的確定包括硬件系統(tǒng)設(shè)計方案和軟件系統(tǒng)設(shè)計方案。下面來詳細(xì)介紹下在本次課題中的硬件和軟件設(shè)計方案。

1.1 硬件系統(tǒng)設(shè)計方案

步進(jìn)電機控制檢測系統(tǒng)的硬件電路主要有以下六部分組成，它們分別是：單片機的最小系統(tǒng)、按鍵和遙控器控制電路、功率驅(qū)動電路、數(shù)碼管和1602顯示電路、串口電路和電機測速電路。整體控制框圖如下圖1所示。在做硬件系統(tǒng)設(shè)計和畫原理圖之前，首先要確定所要用的芯片型號。單片機選用的是STC89C52RC，步進(jìn)電動機驅(qū)動芯片選用的是L298、數(shù)碼管選用的是共陽極數(shù)碼管、串口芯片選用的是MAX232、測速模塊選用的是對射式光電測速傳感器。

硬件系統(tǒng)的設(shè)計主要包括六個個部分：最小系統(tǒng)、數(shù)碼管顯示電路、驅(qū)動電路、控制電路、串行通信和電機測速六部分，單片機最小系統(tǒng)是單片機控制檢測系統(tǒng)的核心，最小系統(tǒng)包括電源電路、晶振電路和復(fù)位電路三部分。其中電源部分比較簡單，就是給單片機提供電源讓單片機能夠正常工作。下面介紹下晶振電路和復(fù)位電路。

圖1 系統(tǒng)硬件設(shè)計框圖

1.2 軟件系統(tǒng)設(shè)計方案

通過軟件編程代替了環(huán)形分配器，不僅減少了搭建硬件電路的成本，也使硬件電路得到簡化。軟件編程的思路如圖2所示：

圖2 軟件編程思路

上面的通過按鍵、遙控器或是上位機給單片機信號完成對電機的控制。其中按鍵、遙控器和上位機三者對步進(jìn)電動機的控制可以是同步進(jìn)行的，三者互不影響。用按鍵控制步進(jìn)電動機運動的過程中，遙控器和上位機也能對步進(jìn)電動機進(jìn)行控制。同理，如用遙控器或是上位機對步進(jìn)電動機控制的過程中，其余兩者也能對電機進(jìn)行控制。經(jīng)單片機處理后能將轉(zhuǎn)速通過串口發(fā)送到上位機，以便于工作人員能夠通過上位機檢測電機的運行情況，并對電機進(jìn)行實時的控制或者即使得維修。

2、汽車發(fā)動機的維修概況

通過對汽車的電機建立控制檢測系統(tǒng)，可以有效的對汽車電機進(jìn)行檢測，那么在檢測中當(dāng)電動機出現(xiàn)故障時，相關(guān)技術(shù)人員就需要按照基本的工序進(jìn)行維修，首先，需要確保發(fā)動機的基本信息（包括基本轉(zhuǎn)速、點火情況等等）進(jìn)行逐一排查，一定確認(rèn)電機處于待檢狀態(tài)，對待不同型號的電機需要根據(jù)實際情況確認(rèn)最終維修工序。常見的特殊工序有如下的幾種：附加電氣設(shè)備的啟閉、冷卻液的溫度控制、水箱狀態(tài)等等。

3、總結(jié)與展望

本論文是基于單片機的汽車電機控制檢測系統(tǒng)設(shè)計，主要功能已經(jīng)實現(xiàn)，具有一定的實用價值。但考慮到實際應(yīng)用仍存在一些不足，后續(xù)可以從以下幾個方面進(jìn)行研究和改善：

（1）電機的轉(zhuǎn)速檢測在切換時有停頓，這一點在實際應(yīng)用中需要進(jìn)行完善，尤其是在電機高速運轉(zhuǎn)時應(yīng)該克服這一點。實現(xiàn)電機在原有速度的基礎(chǔ)上進(jìn)行加速和減速檢測裝置。

（2）電機的實際轉(zhuǎn)速檢測方面精度不高，在一些對電機轉(zhuǎn)速要求精度比較高的場合不能達(dá)到預(yù)期的要求，因此在以后的研究過程中應(yīng)該進(jìn)一步完善。

（3）串行通信部分需要通過串口線來與上位機進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，對于這一點可以考慮通過無線發(fā)射和接收模塊來代替串口線，如果能實現(xiàn)的話會更有實際應(yīng)用價值。

（4）在以上功能的基礎(chǔ)上考慮加上GSM模塊，把電機的額定轉(zhuǎn)速和實際轉(zhuǎn)速傳送到手機和一些其它通訊設(shè)備上，使功能更加完善，更符合實際的應(yīng)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

范常勝，就職于山西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.06.038