汽車電控發(fā)動機(jī)故障診斷策略探究

1、汽車電控發(fā)動機(jī)故障診斷策略探究摘要：本文以汽車電控發(fā)動機(jī)為研究對象，從bp神經(jīng)網(wǎng) 絡(luò)模型與訓(xùn)練分析、汽車電子控制發(fā)動機(jī)數(shù)據(jù)采集分析以及 汽車電控發(fā)動機(jī)故障診斷實(shí)例分析這三個(gè)方面入手，圍繞汽 車電控發(fā)動機(jī)故障診斷策略這一中心問題展開了較為詳細(xì) 的分析與闡述，并據(jù)此論證了做好發(fā)動機(jī)故障診斷工作在確 保汽車電控發(fā)動機(jī)正常運(yùn)行，進(jìn)一步提升發(fā)動機(jī)運(yùn)行效率的 過程中所起到的至關(guān)重要的作用與意義。關(guān)鍵詞：汽車電控發(fā)動機(jī)故障診斷神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型數(shù) 據(jù)采集分析在全球經(jīng)濟(jì)一體化建設(shè)進(jìn)程不斷加劇與城市化 建設(shè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大的推動作用下，車輛運(yùn)輸行業(yè)在整個(gè)國民 經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展中所占據(jù)的地位日益凸顯。為確保車輛在運(yùn)輸 過程當(dāng)中

2、的安全性與穩(wěn)定性，故障診斷是尤為關(guān)鍵的。相關(guān) 研究結(jié)果向我們證實(shí)了一點(diǎn)：對于車輛故障診斷這一中心而 言，隨車診斷與車外診斷在車輛故障診斷技術(shù)迅猛發(fā)展的背 景之下已逐步走向融合。汽車故障診斷系統(tǒng)下檢測儀裝置所 具備的強(qiáng)大數(shù)據(jù)通信功能能夠與專家系統(tǒng)特有的分析判斷 功能相結(jié)合，在計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件技術(shù)、模糊診斷技術(shù)以及神 經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)的支持之下，實(shí)現(xiàn)故障診斷的最優(yōu)化。這也 正是新時(shí)期汽車電控發(fā)動機(jī)故障診斷的必然選擇與發(fā)展方 向。對于電控發(fā)動機(jī)過程控制這一中心而言，我們可以將其視作夜歌非線性化的動態(tài)系統(tǒng)。在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)所特有的非線性 特征計(jì)算方式作用之下，故障診斷的精確性會得到顯著提 升。筆者現(xiàn)對這一問題做

3、詳細(xì)分析與說明。一、bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型與訓(xùn)練分析bp網(wǎng)絡(luò)作為多層前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的一種表現(xiàn)形式，其神經(jīng)元傳輸函數(shù)表現(xiàn)為s函數(shù)。這種神經(jīng)元傳輸函數(shù)形式最為顯 著的特點(diǎn)在于能夠?qū)崿F(xiàn)自輸入到輸出全過程當(dāng)中任意一點(diǎn) 的非線性映射關(guān)系。由于在整個(gè)bp網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中函數(shù)權(quán)值的調(diào) 整是通過反向傳播方式得以實(shí)現(xiàn)的，因此我們也將其定義為bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。下圖（見圖1）為一個(gè)典型的隱層多層前饋模型示意圖。對于bp網(wǎng)絡(luò)而言，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)前饋的最關(guān)鍵的目的在于 確保每一層節(jié)點(diǎn)所獲取的輸入數(shù)據(jù)信息均是來自于前一層 節(jié)點(diǎn)輸出信息的。對于整個(gè)模型系統(tǒng)當(dāng)中所涉及到的輸入信 號而言，網(wǎng)絡(luò)前饋模型能夠?qū)⑤斎胄盘柷跋騻鞑ブ岭[層階段 當(dāng)中，進(jìn)過作用

4、函數(shù)的處理，將隱層節(jié)點(diǎn)當(dāng)中的輸出信息完 整傳遞至輸出節(jié)點(diǎn)當(dāng)中，從而得到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)模型的輸出結(jié) 果。在這一過程當(dāng)中給定的訓(xùn)練樣本集如下圖（見圖2）所 示。其中，p代表樣本號，n*代表輸入向量維數(shù)，p代表樣 本數(shù)。圖1:隱層多層前饋模型示意圖 圖2： bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型訓(xùn)練樣本集二、汽車電子控制發(fā)動機(jī)數(shù)據(jù)采集分析在當(dāng)前技術(shù)條件支持下，汽車發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中所涉及到的 微機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要是由以下兩個(gè)部分所構(gòu)成的：硬件 接口電路部分；通信協(xié)議數(shù)據(jù)分析軟件部分。對于硬件接 口部分而言，其主要負(fù)責(zé)汽車發(fā)動機(jī)系統(tǒng)與pc機(jī)之間有關(guān) 信號的轉(zhuǎn)換工作；對于通信協(xié)議數(shù)據(jù)分析軟件部分而言，其 主要負(fù)責(zé)向汽車發(fā)動機(jī)系統(tǒng)發(fā)送請求

5、指令并接受來自汽車 發(fā)動機(jī)的應(yīng)答數(shù)據(jù)，與此同時(shí)針對這部分應(yīng)答數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí) 分析，將應(yīng)答信號及相關(guān)信息數(shù)據(jù)顯示在軟件終端操作界面 當(dāng)中。整個(gè)汽車電子控制發(fā)動機(jī)數(shù)據(jù)釆集的結(jié)構(gòu)框架示意圖 如下圖（見圖3）所示。特別值得注意的一點(diǎn)在于：圖3當(dāng)中所涉及到的汽車發(fā) 動機(jī)系統(tǒng)與pc接頭設(shè)備之間的連接、數(shù)據(jù)采集以及分析均 在vag5051診斷作用之下得以實(shí)現(xiàn)。圖3：汽車電子控制發(fā)動機(jī)數(shù)據(jù)采集結(jié)構(gòu)框架示意圖三、汽車電控發(fā)動機(jī)故障診斷實(shí)例分析筆者選取一汽大眾所生產(chǎn)的捷達(dá)汽車電控發(fā)動機(jī)為研 究對象，基于捷達(dá)汽車發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)構(gòu)建了相應(yīng)的bp 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷系統(tǒng)，在系統(tǒng)診斷結(jié)果作用之下對這種基 于bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的

6、汽車電控發(fā)動機(jī)故障診斷全過程加以分析。在對汽車發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)基本運(yùn)作原理進(jìn)行分析 的基礎(chǔ)之上，對捷達(dá)汽車發(fā)動機(jī)常見故障進(jìn)行了分析與總 結(jié)，并結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)資料構(gòu)建診斷系統(tǒng)故障模式表，在此基 礎(chǔ)之上建立專門的bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷模型。我們將統(tǒng)計(jì)資料數(shù)據(jù)當(dāng)中所獲取的電控發(fā)動機(jī)故障特 征值帶入經(jīng)過訓(xùn)練的診斷網(wǎng)絡(luò)模型當(dāng)中，將網(wǎng)絡(luò)模型的輸出 結(jié)果視作整個(gè)電控發(fā)動機(jī)的故障診斷結(jié)果。以電控發(fā)動機(jī)空 氣流量傳感器故障診斷為例，整個(gè)故障診斷系統(tǒng)所涉及到的 原始數(shù)據(jù)包括發(fā)動機(jī)負(fù)荷、點(diǎn)火提前角度、轉(zhuǎn)速、噴油時(shí)間、 冷卻液溫度、節(jié)氣門角度、空氣質(zhì)量流量以及電源電壓指標(biāo)。 特別值得注意的一點(diǎn)在于：在對bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型

7、各神經(jīng)元 閾值以及各層間權(quán)值進(jìn)行計(jì)算的過程當(dāng)中應(yīng)當(dāng)按照梯度下 降的方式對其進(jìn)行修改與調(diào)整，確保網(wǎng)絡(luò)實(shí)際輸出能夠無限 接近于目標(biāo)向量。實(shí)踐證明，網(wǎng)絡(luò)模型輸出結(jié)果作用之下電 控發(fā)動機(jī)故障診斷的誤差率被控制在了 10%以內(nèi)，故障診斷 精確率在90%以上，診斷方法可行且有效。四、結(jié)束語相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)清醒的認(rèn)識到一個(gè)方面的問題：伴隨 著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的蓬勃發(fā)展與經(jīng)濟(jì)社會現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程日 益完善，社會大眾持續(xù)增長的物質(zhì)文化與精神文化需求同時(shí) 對新時(shí)期的車輛運(yùn)輸行業(yè)提出了更為全面與系統(tǒng)的發(fā)展要 求?？梢詴囕v運(yùn)輸行業(yè)的建設(shè)發(fā)展速度將直接關(guān)系到 整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)的建設(shè)發(fā)展速度，如何在確保車輛運(yùn)輸安全性 的基礎(chǔ)

8、之上進(jìn)一步提升車輛的運(yùn)輸效率，是相關(guān)研究工作者 最亟待解決的問題之一。故障診斷作為判定汽車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)薄 弱環(huán)境的最基本也是最有效途徑，應(yīng)當(dāng)引起相關(guān)工作人員的 廣泛關(guān)注與重視。本文針對汽車電控發(fā)動機(jī)故障診斷策略這 一中心問題做出了簡要分析與說明，希望能夠?yàn)榻窈笙嚓P(guān)研 究與實(shí)踐工作的開展提供一定的參考與幫助。參考文獻(xiàn)：1 楊文平.陳國定石博強(qiáng)等基于分形理論的斯太爾 汽車發(fā)動機(jī)故障診斷的研究.機(jī)械工程學(xué)報(bào).2002. 38.(02) .49-52.2 楊文平.陳國定.石博強(qiáng)等.基于李雅普指數(shù)的汽車 發(fā)動機(jī)故障診斷研究.j振動工程學(xué)報(bào).2002. 15.(04) .476-478.3 徐玉秀原培新楊文平等.基于柯氏炳的汽車發(fā)動 機(jī)狀