文献综述

1．研究背景

汽车的诞生为人类社会的变革带来巨大而深远的影响，其功能多样，性能卓越，已经应用于人们活动的每个领域。100多年来汽车工业发展非常迅速，已然成为当今世界支柱产业经济体之一。随着汽车工业不断的发展，人们对汽车品质的要求也越来越高，各种先进的控制原理，控制方法都不断的被应用到汽车新品的设计和研发之中，汽车的控制系统变得越来越复杂。，其中作为汽车心脏的电控发动机，其结构越来越复杂，内部各系统之间关系变得更加微妙，产生的故障也更加繁杂，这给电控发动机故障带来了更大的难题，单一的故障诊断技术或诊断方法已无法完全满足现代电控发动机故障诊断的需要。为了能快速，准确的查找出故障原因，促使人们能将汽车发动机故障诊断的研究重心向着多种诊断技术，多种诊断方法相结合的多元化和综合化诊断方向倾斜。伴随着计算机技术的发展，发动机检测系统自动化，智能化程度越来越高，功能越来越完善，利用虚拟仪器开发发动机测控系统必将成为今后一个重要的发展方向。为此本课题基于虚拟仪器，对电控发动机的燃油喷射系统做出故障预警和诊断平台的设计。

2．国内外研究情况

围绕虚拟仪器对电控发动机的燃油喷射系统做出故障预警和诊断平台的设计，国内外学者和研究人员做了深入的研究，取得了相当多的研究成果。对于电控发动机燃油喷射系统故障和诊断平台的研发和设计，主要着手于虚拟仪器技术的运用。虚拟仪器的引入，可以利用简单的硬件设备，灵活搭建用户所需要的检测平台，并充分利用计算机数据处理的优势，实现各种信号的分析，处理，完成各种检测功能。

2.1 国外研究现状

1986年，美国国家仪器公司（NI）提出了“软件即仪器的口号”，推出了NI-LabVIEW直观的流程图编程风格的程序平台，开启了虚拟仪器的先河。其概念（Virtual Instrument，简称VI）在80年代由NI公司正式提出，其核心的思想是利用计算机的强大资源使本来需要硬件实现的技术软件化，以便最大限度地降低系统成本，增强系统功能与灵活性。美国通用汽车公司是最早将虚拟仪器应用到汽车性能测试上的公司之一，1972，其首先开发了汽车动力性和燃油经济性的通用预测程序（GPSIM），利用该程序可以模拟汽车在任何工况条件下行驶时的瞬时油耗，累计油耗，行驶时间和行驶距离，预测汽车设计参数，比如：质量，传动比，空气阻力系数等的变化对汽车性能的影响。不仅仅是这些，美国北卡大学虚拟环境试验室，开展了车辆驾驶员虚拟环境的研究，具有极强的工程应用性。

在构造产品虚拟原型的运用上，美国MDI公司开发了ADAMS软件平台，其中的CAR模块是MDI公司在宝马，奥迪，雷诺和沃尔沃等公司合作开发的整车模拟软件包，集成了多家公司在汽车设计，开发等方面的经验。利用该模块，设计人员可以快速建造高精度的整车虚拟样机，包括发动机，传动系统，转向机构，制动系统，悬架，车身等，并可以完成动态仿真实验，通过高速动画直观地显示在各种试验工况下（例如：环境状况，道路状况，驾驶经验）整车的动力学响应，输出标志操纵稳定性，制动性，舒适性和安全性的特征参数，从而减少对实际样机的依赖程度。

2.2国内研究现状

国内对于虚拟仪器技术的运用有了一系列的研究。长安大学仇世侃认为在电喷发动机故障模拟试验台的建立中，电喷发动机常见传感器信号的预处理和采集系统的开发研究是该实验台的关键技术之一，在分析电喷发动机各传感器信号性质，特点的基础上，设计开发了相应传感器信号的采集前端处理电路，利用软件（LabVIEW）和硬件（工控机，数据采集卡），对电控发动机的常见传感器信号波形进行采集，存储及显示，发现所采集的电喷发动机传感器信号波形经与TDS3014B形数字示波器所显示的波形对比基本一致，完全能够满足电喷发动机故障模拟试验台对传感器信号采集的要求。王子瑞，孙敬敬，王林基于LabVIEW设计了双通道信号采集与分析系统。该系统采用NI USB-9234数据采集卡，运用虚拟仪器及相关技术进行了信号采集与处理系统的设计，具有双通道数据同时采集，采集数据实时显示，信号时域和频域分析，FFT转换的瀑布图实现，信号模拟仿真等功能，并且通过实验证明所设计系统对振动信号的采集和分析有效可行，能够完成各种测控任务。屠晓东引入LabVIEW虚拟仪器技术，研发了一套发动机信号采集与分析系统，不仅可以实时采集，分析，监测，对比发动机电子控制系统主要传感器和执行器的信号是否正常，而且有利于帮助学生清晰地认识发动机电控系统的工作机理，加深对发动机相关理论的学习与理解，提高学生故障检测，分析与诊断技能。刘登峰，邵天章利用虚拟仪器技术，构建发动机性能参数的多路数据的实时采集分析系统，不但使测试工作更加简便，快捷，而且它的实时显示功能，使测试更加直观。瞿丽蓉基于LabVIEW的图形化编程软件和NI USB 6251 M系列数据采集卡的设计方案，使用不同的规模采样，完成了实时软件设计。在发动机电子控制系统的检测与故障诊断系统的虚拟仪器库建立虚拟仪器技术的结合，实现了电控发动机系统传感器在线检测，波形分析，数据存储，回放和故障诊断。杜爱民，楚传传，竹钟攀基于LabVVIEW的点火线圈测试平台通过数据采集卡采集，高电压探头，STM32微控制器记录点火线圈的次级电压和表面温度，可显著提高点火线圈性能参数的采集。本文将学习借鉴以上学者研究成果，通过虚拟仪器对电控燃油喷射系统做出故障预警和诊断平台的设计。

3.本人研究思路