基于尾气分析的汽车发动机故障智能诊断系统设计
1.前言
随着我国汽车工业的快速发展和汽车保有量的增加，汽车尾气排放对环境的污染越来越严重，也越来越受到人们的关注，特别是那些已经有故障的汽车，它们产生的尾气污染比正常汽车要严重得多，尾气分析在电控发动机故障排除中的应用可以快速地发现引起电控发动机故障的部件或系统，为排除故障提供了依据，节约了维修的时间。
2.正文
2.1研究背景
随着国民经济的高速发展，人民的生活水平不断提高，汽车作为一种交通工具开始逐步普及。由国家统计部门统计数据可知: 2016 年，我国已经成为了世界上第一的汽车销量大国。可以预测，未来十年我国的汽车年增长量将达到7.1%。然而，许多汽车因为发动机系统内部零件出现故障得不到有效的处理，而在行驶的过程中排放了大量污染气体，带来了种种环境问题。
目前通过对汽车排放尾气的分析来判断故障的方法已得到广泛的应用，尾气分析主要是对电控发动机不同工况下混合气燃烧后的产物成分进行分析，以判断故障产生的原因。电控发动机混合气燃烧后的产物主要有碳氢化 合物（HC）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）、氮氧化 合物（NOx）和少量的氧气（O2）组成。当电控发动机发生故障时，其混合气燃烧的效率就会下降，这样电控发动机所排出的尾气中某一项成分或某几项成分就会偏离正常值，我们只需将偏离正常值的数值影响因素加以分析就可以判断出故障的类型，为短时间内找到故障的部件或具体位置及原因提供了方向。
电控发动机由于结构变得复杂，除了传统组成系统以外又加装了电子控制系统，其故障的类型不再仅仅是机械故障和电子元件损坏及线路短路断路故障，上述故障可以通过经验法和故障自诊断系统等就可以锁定故障的部位及原因，但对于发动机部件长时间使用致发动机运行的物理参数发生变化或电子元件精度下降以及使用条件发生变化造成的故障，仅凭传统的诊断方法难以实现快速准确找到故障的原因。尾气分析在电控发动机故障诊断中的应用，很好地解决了这一难题，因为通过它可对电控发动机的工作状态和运行性能好坏做出分析，同样也是电控发动机经过维修后是否允许出厂的主要依据。
目前我国汽车尾气的排放标准朝着规范化，严格化方向发展，但是检测得出的结果跟实际故障相比误差大，检测工作量大，不方便。我们迫切需要改变这现状，利用MATLAB软件的GUI功能，开发一个简易的人机交互平台，该平台能够实现尾气分析数据的导入，并用BP神经网络进行训练，利用训练好的网络模型对未知故障的汽车尾气分析数据进行故障识别。从而研制一款不仅检测方便，成本低廉，同时数值采集准确，菜单功能丰富，人机交互友好，稳定可靠的故障诊断系统，去检测，去分析，去控制汽车尾气的排放，从而改变日益受污染的自然环境，最终改善我们的生活质量。
2.2国外研究现状
由于近代工业革命和社会化大生产最先诞生于西方，汽车故障检测的单项检测技术首先在西方发达国家就形成，并主要用于汽车的性能调试。上世纪60年代后，随着以信息技术革命为代表的计算机技术的发展，汽车故障检测技术也得到了较大发展，促使了简易汽车检测站的出现。伴随着汽车制造业的迅猛发展，传统的凭借人工经验进行车辆故障诊断的策略难以适应快速发展的汽车工业。汽车故障检测技术的缺乏，促进了大量设备制造商和汽车企业及维修商开始借鉴在航天、军工方面得到迅猛发展和广泛应用的故障诊断技术，从而开启了汽车故障诊断技术研究的新篇章。随着汽车故障检测技术的发展，车外诊断专用设备出现了，它能对特定车辆进行多个项目的检测，使汽车故障诊断技术朝着检测控制自动化、数据采集与处理自动化、检测结果输出自动化的方向发展，逐步成为一项综合性、专业性技术。
随着汽车发动机电控系统的发展与应用，汽车电控系统的故障诊断逐步向随车诊断方向发展。1977年，第一辆采用了发动机点火控制系统随车诊断装置的汽车在通用汽车公司下线，它具有自诊断功能，主要检测项目有发动机冷却液的温度、电路回路故障和电压下降情况。该检测是通过微处理器程序进行的，发生故障时微处理器能进行故障提示，具有数据存储功能。随后，福特、丰田和日产等公司也陆续开发了具有自诊断功能的随车诊断装置。
从上世纪80年代开始，汽车的随车诊断技术成为西方国家汽车电器故障诊断的主流，众多的汽车厂商在其产品上安装了具有故障自诊断设备，其中有的随车诊断设备还可以根据其显示的指令进行操作，来获取故障信息。由于车外设备可以大型化，车外诊断专用设备具有极强的扩展能力。车外专业设备的不断扩展，导致了汽车故障诊断专家系统的出现，使汽车故障诊断技术又有了新的发展。
随着电子技术和信息技术的发展，到上世纪90年代，汽车自诊断系统不断完善。OBD(On Board Diagnostic， 车载诊断)系统不断得到改进，相继出现了OBD- I和OBD-II。早期的OBD是不同汽车制造商独立设计的，不同车型间无法共用，必须采用不同的诊断系统;后来的OBD-I采用了标准的16孔诊断插座，但仍保留与早期OBD相同的故障码，采用不同的诊断系统，各车型间仍然无法互换;OBD-II采用了采用相同的诊断系统，以及相同的SAE或ISO格式数据传送标准，具有相同的16孔诊断插座。1994年全世界约有20%的汽车制造商采用OBD-II标准，到1995年时，这一比例上升到40%，1996年起全球所有汽车制造商全面采用OBD-II标准。
本世纪以来，国外汽车诊断技术的理论研究和装备开发也越来越快，我国汽车故障诊断技术也有了长足进步，但与发达国家相比还有很大差距，甚至差距还有扩大的趋势。由于先发优势,发达国家的汽车检测技术走在了我国之前，无论是汽车诊断的理论研究，.还是汽车诊断仪器的开发与应用，还是汽车诊断工作领域的制度研究，都要领先于我国。
2.3国内研究现状
以上是毕业论文文献综述，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
