汽車(chē)電控系統(tǒng)故障自診斷技術(shù)研究

郭超+劉丹丹

摘 要 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，家用汽車(chē)的數(shù)量也在不斷地增加，同時(shí)，人們對(duì)汽車(chē)的安全性、可靠性的要求也有所提高，而在汽車(chē)行駛的實(shí)際調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，汽車(chē)電控系統(tǒng)的故障問(wèn)題屢屢發(fā)生，不僅會(huì)影響到汽車(chē)的正常運(yùn)行，甚至?xí)霈F(xiàn)人身安全事故，后果不堪設(shè)想。因此，為了避免這類(lèi)問(wèn)題的發(fā)展，需要做好汽車(chē)電控系統(tǒng)運(yùn)行的故障檢測(cè)工作，一旦發(fā)現(xiàn)汽車(chē)電控系統(tǒng)出現(xiàn)運(yùn)行故障的情況，應(yīng)結(jié)合電控系統(tǒng)的實(shí)際情況采取針對(duì)性的處理措施，及時(shí)消除汽車(chē)電控系統(tǒng)運(yùn)行的故障隱患，確保汽車(chē)運(yùn)行的安全性、可靠性。

關(guān)鍵詞 汽車(chē)；電控系統(tǒng)；故障自診斷技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào) U46 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6708（2016）160-0199-02

近些年來(lái)，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展極為迅速，尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)的發(fā)展更是有著很好的成績(jī)，而且，計(jì)算機(jī)技術(shù)以及控制技術(shù)的應(yīng)用范圍極為廣泛，尤其是在汽車(chē)電控系統(tǒng)中應(yīng)用也在不斷地深化，如，汽車(chē)電控系統(tǒng)故障自診斷技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)汽車(chē)電控系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行檢測(cè)，一旦發(fā)生故障問(wèn)題，可以根據(jù)實(shí)際的情況采取針對(duì)性的處理措施，進(jìn)一步保證汽車(chē)運(yùn)行的安全性、可靠性。

1 汽車(chē)電控系統(tǒng)故障自診斷技術(shù)的原理

電控系統(tǒng)與汽車(chē)行駛的安全性有著直接的聯(lián)系，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車(chē)系統(tǒng)故障自診斷功能，一旦汽車(chē)某個(gè)硬件或系統(tǒng)出現(xiàn)故障的情況下，通過(guò)故障自診斷技術(shù)的運(yùn)用，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)汽車(chē)的運(yùn)行故障，并對(duì)其展開(kāi)針對(duì)性的維護(hù)措施[1]。當(dāng)然，一些汽車(chē)無(wú)法及時(shí)維修的故障，在故障自診斷系統(tǒng)下，可以將這些故障信息及時(shí)發(fā)送給駕駛者，以便于駕駛者及時(shí)了解汽車(chē)的運(yùn)行故障。汽車(chē)電控系統(tǒng)故障自診斷技術(shù)主要根據(jù)冗余信息來(lái)源獲取相關(guān)的故障信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車(chē)故障的診斷，冗余信息來(lái)源又分為對(duì)汽車(chē)硬件的冗余和非硬件冗余等2種方法，其中硬件冗余主要通過(guò)裝設(shè)在汽車(chē)上的專(zhuān)用傳感器獲取汽車(chē)運(yùn)行故障信息；或者主要是通過(guò)分析以及測(cè)量各個(gè)信息實(shí)現(xiàn)對(duì)非硬件進(jìn)行故障診斷。汽車(chē)電控系統(tǒng)的故障自診斷技術(shù)應(yīng)用的主要原則：模式識(shí)別方法以及信息處理，有時(shí)序分析、譜分析、統(tǒng)計(jì)分析、非穩(wěn)態(tài)譜分析、模式匹配等，這些都是汽車(chē)電控系統(tǒng)故障自診斷技術(shù)應(yīng)用中不可缺少的重要組成部分，對(duì)提升汽車(chē)電控系統(tǒng)故障自診斷的效率有著極大地作用。另外，汽車(chē)電控系統(tǒng)故障自診斷工作，還應(yīng)建立動(dòng)力學(xué)模型。此外，汽車(chē)電控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)汽車(chē)系統(tǒng)的故障診斷，其中還應(yīng)用到了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法，這是建立在專(zhuān)家系統(tǒng)、符號(hào)推理、模糊推理等基礎(chǔ)上的，及時(shí)發(fā)現(xiàn)汽車(chē)故障并對(duì)其故障進(jìn)行準(zhǔn)確的定位，確保汽車(chē)運(yùn)行的安全性、可靠性。

2 汽車(chē)電控系統(tǒng)故障自診斷技術(shù)研究

汽車(chē)電控系統(tǒng)故障自診斷技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)汽車(chē)的運(yùn)行故障進(jìn)行分析，主要通過(guò)多種方法的結(jié)合運(yùn)用來(lái)完成的，當(dāng)然，不同的方法所能夠?qū)崿F(xiàn)的功能以及實(shí)施的步驟也有著很大的差異性，主要從以下幾方面展開(kāi)分析。

2.1 基于模型的故障診斷技術(shù)

通過(guò)以上的分析，故障自診斷技術(shù)的發(fā)展極為迅速，并被廣泛地應(yīng)用到汽車(chē)電控系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車(chē)電控系統(tǒng)的故障診斷，其中基于模型的故障診斷方法，是汽車(chē)電控系統(tǒng)故障自診斷技術(shù)的重要組成部分，主要利用模型來(lái)提供信息的輸出輸入，并對(duì)輸出輸入的信息實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)測(cè)量的冗余檢測(cè)以及故障診斷等，從而有效地對(duì)故障進(jìn)行準(zhǔn)確地定位?；谀Ｐ偷墓收显\斷方法主要從以下幾個(gè)過(guò)程進(jìn)行[2]。首先，由模型的輸出與測(cè)量值之間進(jìn)行相互地比較，并得出殘差，所產(chǎn)生的殘差為下一個(gè)環(huán)節(jié)做準(zhǔn)備；其次，應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)合前一個(gè)操作步驟所得出殘差數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析主要對(duì)這些殘差數(shù)據(jù)展開(kāi)分析，一般情況下，如果殘差值為零的情況下，則說(shuō)明汽車(chē)電控系統(tǒng)并無(wú)故障發(fā)生，如果是出現(xiàn)故障時(shí)，對(duì)殘差的分析是有著一些統(tǒng)計(jì)特性的，下一步的故障診斷也是根據(jù)這些統(tǒng)計(jì)特性來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的診斷；再次，應(yīng)做出最后的故障診斷決策，通過(guò)對(duì)統(tǒng)計(jì)分析中所得出的殘差特性，判斷汽車(chē)電控系統(tǒng)是否存在故障，如果存在故障需判斷所發(fā)生故障的程度、產(chǎn)生故障的主要原因、對(duì)故障的定位等，確保汽車(chē)運(yùn)行的安全性、可靠性。

2.2 汽車(chē)電控系統(tǒng)故障自診斷系統(tǒng)的魯棒性分析

汽車(chē)電控系統(tǒng)故障自診斷技術(shù)對(duì)傳感器運(yùn)行的安全性、可靠性等要求極為嚴(yán)格，一旦傳感器出現(xiàn)問(wèn)題的話(huà)，不能將汽車(chē)電控系統(tǒng)的各項(xiàng)運(yùn)行信息有效傳輸?shù)较到y(tǒng)分析中心，因此，要保證汽車(chē)電控系統(tǒng)故障自診斷技術(shù)應(yīng)用的有效性，則必須明確影響汽車(chē)工況的因素。例如，氣候因素的影響，主要受到溫度、濕度、氣壓等方面因素的影響，而且，這些因素的可變范圍比較大，也就是說(shuō)，這些因素對(duì)汽車(chē)電控系統(tǒng)運(yùn)行的自診斷也存在很大地影響。電磁環(huán)境也是影響因素之一，一旦受到電磁環(huán)境的干擾，會(huì)直接影響到汽車(chē)的電控系統(tǒng)。另外，由于汽車(chē)的零部件較為分散，在對(duì)汽車(chē)電控系統(tǒng)進(jìn)行故障自診斷過(guò)程中也將會(huì)存在一定的難度，這些都是影響汽車(chē)電控系統(tǒng)運(yùn)行的主要因素。

在確定影響因素之后，對(duì)故障自診斷技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)和完善，以此來(lái)滿(mǎn)足汽車(chē)電控系統(tǒng)運(yùn)行的故障自診斷要求，及時(shí)有效地排除汽車(chē)電控系統(tǒng)運(yùn)行的不足，為保證汽車(chē)的安全運(yùn)行付出努力。

2.3 其他診斷技術(shù)

汽車(chē)電控系統(tǒng)故障自診斷技術(shù)，還應(yīng)用到模式識(shí)別法、信號(hào)處理法、基于知識(shí)診斷法等。其中模式識(shí)別法主要運(yùn)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模式的識(shí)別方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車(chē)電控系統(tǒng)的故障診斷，該方法主要利用汽車(chē)電控系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)參數(shù)的分析，確定其故障位置、故障原因等。信號(hào)處理方法的使用，主要分析一些測(cè)量參數(shù)的基本特征，并判別汽車(chē)電控系統(tǒng)是否發(fā)生故障，以及所發(fā)生故障的屬性等，是當(dāng)前汽車(chē)電控系統(tǒng)較為常用的故障診斷方法之一，該方法應(yīng)用較早，經(jīng)過(guò)多年，該診斷方法也在進(jìn)行不斷地完善，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)以及振動(dòng)信息的譜分析，是保證汽車(chē)電控系統(tǒng)安全運(yùn)行的關(guān)鍵診斷技術(shù)之一?；谥R(shí)故障識(shí)別法的運(yùn)用，首先要觀(guān)測(cè)汽車(chē)電控系統(tǒng)的故障征兆，并根據(jù)所觀(guān)察的結(jié)果判定接下來(lái)可能發(fā)生的故障，及時(shí)采取有效的防御措施，當(dāng)然，在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的經(jīng)驗(yàn)積累下，可以利用系統(tǒng)中所存儲(chǔ)的歷史知識(shí)、推理機(jī)制、統(tǒng)計(jì)知識(shí)等來(lái)擬定相關(guān)的決策，一旦故障發(fā)生時(shí)，可以將故障帶來(lái)的損失降至最低。此外，還應(yīng)根據(jù)知識(shí)庫(kù)所提供的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，進(jìn)一步推斷所要發(fā)生故障的程度、類(lèi)型、起因等，從而保證汽車(chē)電控系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。

3 結(jié)論

綜上所述，隨著社會(huì)科技的飛速發(fā)展，汽車(chē)電控系統(tǒng)的故障自診斷技術(shù)的發(fā)展也極為迅速，而且，故障自診斷技術(shù)能夠及時(shí)有效地發(fā)現(xiàn)汽車(chē)電控系統(tǒng)的運(yùn)行故障，并對(duì)故障進(jìn)行精確的定位以及分析產(chǎn)生故障的原因等，并提出相關(guān)的改進(jìn)措施，從而有效避免或降低汽車(chē)電控系統(tǒng)故障帶來(lái)的損失，確保汽車(chē)運(yùn)行的安全性、可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1]宋紅英.基于蟻群神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)的研究[D].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)，2014（10）.

[2]耿廣武，戈秀龍.共軌式電控柴油噴射系統(tǒng)原理、結(jié)構(gòu)及故障自診斷[J].汽車(chē)維修，2014（2）：11-13.

[3]董大偉.基于曲軸角振動(dòng)診斷內(nèi)燃機(jī)各缸作功狀況的研究[D].成都：西南交通大學(xué)，2015（2）.

[4]張?jiān)讫垼蠛?，王?guó)戟，等.電控汽車(chē)故障診斷技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].汽車(chē)技術(shù)，2015（7）.

[5]袁南兒，楊東勇，林毅.多傳感器信息融合及其在工業(yè)控制中的應(yīng)用[J].浙江工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2014（4）.