基于OBD的柴油機控制策略與試驗研究.pdf

1、根據(jù)GB18352.3-2005第Ⅳ階段的排放法規(guī)要求，輕型汽車必須安裝OBD監(jiān)測排放控制裝置。OBD系統(tǒng)對整車的主要零部件故障、劣化進行診斷和預測，其主要軟件（控制策略）是OBD系統(tǒng)的核心之一。正確合理的控制策略能保證汽車滿足較低的排放、穩(wěn)定地工作。開展柴油機故障診斷的研究具有重大的學術(shù)價值和應用前景。
　　 根據(jù)國Ⅳ排放標準，開展了神經(jīng)網(wǎng)絡融合理論用于柴油機故障診斷的研究工作。運用神經(jīng)網(wǎng)絡融合理論和模糊推理理論，探討了柴油機

2、故障與失效機理，提出了柴油機零部件的劣化指標、故障隸屬度和診斷特征參數(shù)。采用理論分析與試驗相結(jié)合的方法，對柴油機的故障診斷與控制策略進行了研究。運用有限狀態(tài)機理論，深入地探討了柴油機運行工況判別與轉(zhuǎn)換的模式。依據(jù)柴油機排放物生成機理，運用ANFIS的自學習功能和模糊推理法則，結(jié)合RBF神經(jīng)網(wǎng)絡的最佳逼近、全局最優(yōu)和容易融合的特性，對柴油機HC和CO等排放物進行了預測。
　　 論文的主要研究工作如下：
　　 1、基于國內(nèi)開

3、發(fā)的柴油機電控單元HD5-D，以無錫柴油機廠生產(chǎn)的4110柴油機為研究對象，分析了柴油機傳感器和執(zhí)行器的信號特征和工作特性，設計了電子油門傳感器信號處理電路和EGR閥控制電路，構(gòu)建了電源模塊、微控制器模塊、故障診斷軟件模塊、標定匹配模塊和數(shù)據(jù)處理等。
　　 2、開展了神經(jīng)網(wǎng)絡融合理論用于柴油機故障診斷的研究工作，建立了柴油機智能診斷模型，構(gòu)建了診斷策略的仿真平臺。依據(jù)OBD技術(shù)的診斷標準和排放限值的規(guī)定，提出了應用神經(jīng)融合理論和

4、模糊推理理論的傳感器、EGR、氧化催化轉(zhuǎn)化器和噴油器等零部件的故障判別方法，并進行仿真與試驗。在此基礎上，提出了相應的故障診斷策略。
　　 (1)應用RBF-CMGA融合理論，制定了傳感器和EGR閥控制電路的在線故障診斷方法和策略。采用試驗與仿真的方法，對傳感器和EGR閥控制電路的硬故障與軟故障進行了診斷與測試。運用正交最小二乘算法和壓縮映射遺傳算法，對失效模式進行了預測分析，提高了傳感器采集信號的準確率和EGR閥的控制精度。<

5、br>　　 (2)探討了催化轉(zhuǎn)化器劣化程度對轉(zhuǎn)化效率的影響規(guī)律，建立了氧化催化轉(zhuǎn)化器化學反應模型。運用RBF-CMGA融合算法，制定了催化轉(zhuǎn)化器劣化的預測策略，提出了氧化轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn)化效率及性能指標的劣化系數(shù)。通過氧化轉(zhuǎn)化器的空燃比和起燃比等特性的劣化試驗，確定了催化轉(zhuǎn)化器劣化指標和控制限值。
　　 (3)依據(jù)噴油器開啟信號波形的變化規(guī)律，探討了柴油機噴油器故障的產(chǎn)生機理，提出了波形幅度、上升沿寬度和波形寬度等診斷指標。運用模糊神

6、經(jīng)網(wǎng)絡，建立了故障隸屬度和故障類型，提出了柴油機噴油器故障的在線診斷策略。
　　 3、以柴油機運行工況的劃分為依據(jù)，建立了柴油機運行工況的判別與轉(zhuǎn)換策略模型?；谟邢逘顟B(tài)機理論，制定了柴油機運行工況的判別與轉(zhuǎn)換策略。依據(jù)柴油機起動要求，提出了柴油機起動噴油量、軌壓和噴油正時的優(yōu)化策略。對電機的起動特性進行了理論分析，探討了起動電機與柴油機匹配的指標參數(shù)。運用神經(jīng)融合遺傳算法，對起動電機結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化。通過柴油機起動性能試驗，評估