汽車電控發動機人工智能故障診斷系統的研究

陳晶

（蘭州工業學院，甘肅　蘭州　730050）

汽車電控發動機人工智能故障診斷系統的研究

陳晶

（蘭州工業學院，甘肅蘭州730050）

基于汽車電控發動機人工智能故障診斷系統的開發與應用，從電控發動機在汽車行業中的重要作用、存在的問題和發展趨勢出發，分別從硬件和軟件兩個角度對故障診斷系統的傳感器故障進行了剖析，并對診斷策略進行了分析和選取，從而有效實現了主控制系統的數據采集和傳遞，快速發現并排查電控發動機在實際運行過程中的故障。

電控發動機；人工智能；故障診斷

汽車工業在國民經濟發展中起著至關重要的作用：一是國家經濟總量的重要組成部分；二是與材料、機械等許多工業部分有著密切聯系；三是集中著新材料、新裝備、新工藝和新技術的綜合高技術密集型工業。

作為決定著汽車整車的性能與品質的核心部件——發動機，其種類和品質等在近年來都得到了迅猛提升，其中，電控發動機由于具有可以提供更大的控制自由度、控制功能齊全、精度高和動態響應快等優點，而在現代汽車中得到了快速發展和應用。與化油器式發動機相比，電控發動機的燃油供給系取消了化油器，卻增加了不少電子自動控制裝置，其中包括許多傳感器，執行元件和ECU［1］。這樣就會增加智能故障診斷系統的檢測難度，因此有必要將人工智能引入到故障診斷系統中。通過分析電控發動機傳感器的型號特點，建立故障診斷模型，并進行相應地分析和處理。

圖1　基于人工智能的傳感器信號采集平臺示意圖

圖1為基于人工智能的傳感器信號采集平臺示意圖。在電控發動機工作狀態下，傳感器會將各種型號傳遞給控制器，而由于控制器中的傳感器的特點不同，又主要分為模擬傳感器和數字傳感器，其中模擬傳感器還需要進行A/D轉換，這兩部分的信息整體反饋給CPU，然后將CPU處理過的信息進行轉換并輸入到控制單元，然后進入CAN（控制器局域網絡）收發器送發至總線上，實現傳感型號的采集與輸出。

在對汽車電控發動機故障診斷系統進行人工智能設計過程中，另一個重要的環節就是CAN中線通訊網絡接口的設計，這種CAN可以實現多控制單元與測試儀器之間的實時數據交換。其中，需要關注和設計的核心組成部分包括：開關量輸出傳感器信號的預處理電路、模擬量輸出的傳感器信號調理電路、CAN總線通信網絡接口的設計、故障診斷策略的選取等幾個部分，由于在實際應用過程中電控發動機的故障是多樣化的，人工智能故障診斷系統不能依靠單一的數學模型來完成系統診斷［2］，由于汽車工業的發展帶來的電控發動機的種類和品質參差不齊，所帶來的故障種類也不是固定的，許多問題還需要進一步解決：1）專家獲取途徑較窄；2）工作范圍小、傳統專家系統很難對新的故障進行有效診斷，控制方法不是很靈活；3）傳統專家系統維護較為困難，只有專業的工程師才能進行有效輸入，無法做到及時更新等。正因為如此，基于人工智能的故障診斷系統有必要及時推出，因為它具有自學習和自適應能力的神經網絡系統作為核心部件，可以從電控發動機故障中進行自我推理和自我完善，并將已有的發動機故障系統進行歸納和總結后進行輸入，從而有效地進行排查。

［1］王小飛.基于人工智能的電控發動機的空燃比控制［J］.汽車零部件，2009（12）:85-87.

［2］門艷忠，王福林.神經網絡和專家系統在汽車發動機故障診斷中的應用研究［J］.機械科學與技術，2007，24（12）:64-65.

（編輯：苗運平）

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

創新

2016-04-25

陳晶（1987—），甘肅蘭州人，碩士研究生，研究方向：交通運輸。