汽车电控发动机人工智能故障诊断系统的研究

陈晶

（兰州工业学院，甘肃　兰州　730050）

汽车电控发动机人工智能故障诊断系统的研究

陈晶

（兰州工业学院，甘肃兰州730050）

基于汽车电控发动机人工智能故障诊断系统的开发与应用，从电控发动机在汽车行业中的重要作用、存在的问题和发展趋势出发，分别从硬件和软件两个角度对故障诊断系统的传感器故障进行了剖析，并对诊断策略进行了分析和选取，从而有效实现了主控制系统的数据采集和传递，快速发现并排查电控发动机在实际运行过程中的故障。

电控发动机；人工智能；故障诊断

汽车工业在国民经济发展中起着至关重要的作用：一是国家经济总量的重要组成部分；二是与材料、机械等许多工业部分有着密切联系；三是集中着新材料、新装备、新工艺和新技术的综合高技术密集型工业。

作为决定着汽车整车的性能与品质的核心部件——发动机，其种类和品质等在近年来都得到了迅猛提升，其中，电控发动机由于具有可以提供更大的控制自由度、控制功能齐全、精度高和动态响应快等优点，而在现代汽车中得到了快速发展和应用。与化油器式发动机相比，电控发动机的燃油供给系取消了化油器，却增加了不少电子自动控制装置，其中包括许多传感器，执行元件和ECU［1］。这样就会增加智能故障诊断系统的检测难度，因此有必要将人工智能引入到故障诊断系统中。通过分析电控发动机传感器的型号特点，建立故障诊断模型，并进行相应地分析和处理。

图1　基于人工智能的传感器信号采集平台示意图

图1为基于人工智能的传感器信号采集平台示意图。在电控发动机工作状态下，传感器会将各种型号传递给控制器，而由于控制器中的传感器的特点不同，又主要分为模拟传感器和数字传感器，其中模拟传感器还需要进行A/D转换，这两部分的信息整体反馈给CPU，然后将CPU处理过的信息进行转换并输入到控制单元，然后进入CAN（控制器局域网络）收发器送发至总线上，实现传感型号的采集与输出。

在对汽车电控发动机故障诊断系统进行人工智能设计过程中，另一个重要的环节就是CAN中线通讯网络接口的设计，这种CAN可以实现多控制单元与测试仪器之间的实时数据交换。其中，需要关注和设计的核心组成部分包括：开关量输出传感器信号的预处理电路、模拟量输出的传感器信号调理电路、CAN总线通信网络接口的设计、故障诊断策略的选取等几个部分，由于在实际应用过程中电控发动机的故障是多样化的，人工智能故障诊断系统不能依靠单一的数学模型来完成系统诊断［2］，由于汽车工业的发展带来的电控发动机的种类和品质参差不齐，所带来的故障种类也不是固定的，许多问题还需要进一步解决：1）专家获取途径较窄；2）工作范围小、传统专家系统很难对新的故障进行有效诊断，控制方法不是很灵活；3）传统专家系统维护较为困难，只有专业的工程师才能进行有效输入，无法做到及时更新等。正因为如此，基于人工智能的故障诊断系统有必要及时推出，因为它具有自学习和自适应能力的神经网络系统作为核心部件，可以从电控发动机故障中进行自我推理和自我完善，并将已有的发动机故障系统进行归纳和总结后进行输入，从而有效地进行排查。

［1］王小飞.基于人工智能的电控发动机的空燃比控制［J］.汽车零部件，2009（12）:85-87.

［2］门艳忠，王福林.神经网络和专家系统在汽车发动机故障诊断中的应用研究［J］.机械科学与技术，2007，24（12）:64-65.

（编辑：苗运平）

Automotive Electronic Control Engine Fault Diagnosis System for Artificial Intelligence

Chen Jing （Lanzhou Institute of Technology，Lanzhou Gansu 730050）

development and application of automotive electronic control engine fault diagnosis system based on artificial intelligence，from the important role of electronically controlled engines in the automotive industry，the problems and the development trend of view，respectively，starting on the sensor fault diagnosis system ofhardware and software pointof view the failure analysis，diagnosis and policy analyzes and selection，which can effectively achieve the primary data collection and transmission control systems，quickly identify and troubleshootelectronically controlled engine failure during actual operation.

electronically controlled engine；faultdiagnosis；artificial intelligence

U472.4

A

2095-0748（2016）11-0100-01

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.11.42

创新

2016-04-25

陈晶（1987—），甘肃兰州人，硕士研究生，研究方向：交通运输。