为了采集神经网络训练数据样本,按设计制作了基于虚拟样机技术的采集样机,用来采集试验数据。跟元征X-431、金奔腾电脑诊断仪比较,采集的数据误差很小,达到了实验要求。整个系统包括硬件和软件两部分,如图3所示。硬件主要包括传感器、执行器、数据采集卡(NI公司M系列USB-6251卡)、笔记本个人电脑、连接线等。
1.实验发动机平台
本文研究实验平台型号为本田飞度i-DSI 1.3L发动机(如图4所示),其相关参数如下:
类型:水冷、四冲程、SOHC单顶置凸轮轴、8气门、i-DSI智能双火花塞点火,直列四缸
缸径与冲程:73×80
排量:1340mL
压缩比:10.8∶1
最大功率:83kW,5700r/min
最大转矩:119N·m,2800r/min
2.传感器信号测量分析
电子技术的发展,使汽车电子化程度不断提高,通常的机械系统已经难以解决某些与汽车功能要求有关的问题,而被电子控制系统代替。传感器的作用就是根据规定的被测量的大小,定量提供有用的电输出信号的部件,即传感器是把光、时间、温度、压力及气体等的物理、化学量转换成按一定规律的电信号的变换器。传感器作为汽车电控系统的关键部件,直接影响汽车的技术性能的发挥。
本 文 在 发 动 机 实 验 平 台 本 田 飞 度i-DSI发动机上采集的信号有点火控制模块(ICM)、节气门开度信号、进气压力信号、冷却液温度信号和喷油脉宽信号,进气温度为当时室内温度。
(1)冷却液温度(ECT)传感器
发动机冷却液温度传感器内部设有一负温度系数热敏电阻。当发动机冷却液温度升高时,热敏电阻阻值下降。热敏电阻阻值随温度的这种变化,将引起ECT电压值的变化,所以,不同的电压值对应不同的温度。其关系如表1所示。水温由X-431电脑诊断仪读取,电压信号由万用表读取,拟合曲线如图5。由回归结果,关系式可取:
编程时,操作界面的冷却液温度是由这关系式计算得出的,不同的电压值对应不同的冷却液温度。在采集时,可以直接把传感器输出的电压信号送入数据采集卡模拟输入端,不需要调理信号。把ECT传感器的输出电压信号直接通过数据采集卡读入电脑,系统会根据公式显示相应的冷却液温度。