数据分析在汽车故障诊断中的应用

1、 数据分析在汽车故障诊断中的应用李雷,兰文奎(重庆工业职业技术学院,重庆400054摘要:数据参数在汽车检测中的应用极大地提高了检测的效率与准确性,综合的检测手段和故障分析也要求从业人员应有较高的综合素质。关键词:数据参数分析;诊断参数;故障诊断中图分类号:U472.9文献标识码:B 文章编号:1006-0006(201002-0091-02App li ca ti o n o f D a ta Ana l ys is i n Au t om o ti ve Fau lt D i agno s isL I L ei,LAN W en 2kui(Chongqing I ndustry Polyt

2、echnic College,Chongqing 400054,China Ab s tra c t:The data para meters in the aut o detecti on greatly i m p r ove the efficiency and accuracy of testing .I n order t omeet the require ments of the integrated testing means and fault analysis,the p ractiti oners should have higher quality .Key wo rd

3、 s:Data para meter analysis;D iagnostic para meters;Fault diagnosis近几十年来汽车电子的飞速发展,使得汽车故障检测手段发生了巨大的变化。传统的看、听、摸及经验判断方法已不能准确、快速地判断故障。面对日益复杂的故障,我们必须掌握一定的理论基础,应用相应的检测仪器和检测手段,根据详尽的技术资料,加上人的正确思维才可能正确地完成汽车故障诊断与维修。数据参数分析是诊断汽车电子控制系统故障的重要方法之一。数据参数是控制电脑对所控制的系统正运行的控制状态的数量表现形式。数据参数分析是运用各种测试手段对控制系统的各类相关数据参数进行综合分析的

4、过程。1诊断参数诊断参数是供诊断用的,它表征汽车、总成及机构技术状况的量。汽车故障诊断参数包括工作过程参数、伴随过程参数和几何尺寸参数。1工作过程参数工作过程参数是汽车、总成和机构工作过程中输出的一些可供测量的物理量和化学量。例如:发动机的功率、驱动车轮输出的功率或驱动力、汽车燃油消耗量、制动距离、滑行距离等等。这些参数往往能表征诊断对象总的技术状况,适用于总体诊断。汽车不工作时,工作过程参数无法测得。2伴随过程参数伴随过程参数是伴随工作过程输出的一些可测量。例如:振动、噪声、异响、过热等。它可提供诊断对象的局部信息,常用于复杂系统的深入诊断。汽车不工作或工作后停驶较长时间的情况下,无法检测该

5、参数。3几何尺寸参数该参数可提供总成、机构中配合零件之间或独立零件的技术状况,例如:配合间隙、自由行程、圆度、圆柱度、端面圆跳动等。虽然几何尺寸参数提供的信息量有限,但却能表征诊断对象的具体状态。数据参数分析就是根据汽车工作参数及伴随过程参数,依据汽车电子控制系统各个部件的技术参数,对汽车进行故障诊断。2诊断参数的选用原则1在汽车的使用过程中,诊断参数的变化规律与汽车技术状况变化规律之间有一定的关系。能够表征汽车技术状况的参数很多,为了保证诊断结果的可信性和准确性,应该选择具有下列特性的诊断参数。1参数的灵敏度参数灵敏度亦称为灵敏度,是指诊断对象的技术状况在从正常状态到进入故障之间的整个使用期

6、内,诊断参数相对于技术状况的参数的变化率,用式(1表示K =d Pd u(1式中,K 是诊断参数的灵敏性;d u 是汽车技术状况参数的微小增量;d P 是汽车诊断参数P 相对于d u 的增量。可以看出,K 值越大,表明诊断参数的灵敏性越好。选用灵敏性高的诊断参数诊断汽车的技术状态时,可使诊断的可靠性提高。2参数的单值性参数的单值性是指汽车状况参数从开始值到终了值的范围内,其变化不应出现极值,即d P /d u 0;否则,同一诊断参数将对应两个不同的技术状况参数,给诊断技术状况带来困难。3参数的稳定性参数的稳定性是指在相同的测试条件下,多次测得同一诊断参数的测量值,具有良好的一致性。诊断参数的稳

7、定性越好,其测量值的离散度越小。因此,诊断参数的稳定性可用式(2表示P (u =ni =1P i (u -P (u 2n -1(2式中P (u 汽车技术状况为u 状态下诊断参数测量值的均方差P i (u 汽车技术状况为u 状态下诊断参数的测量值P (u 上述状态下诊断参数测量值的平均值n 测量次数收稿日期:2009-04-1619第37卷第2期拖拉机与农用运输车Vol .37No .22010年4月Tract or &Far m Trans porter Ap r .,2010 可以看出,均方差越小,诊断参数的稳定性越好。稳定性不好的诊断参数,其灵敏度也降低。因此,在汽车电子控制系统的

8、故障诊断中,所选用的故障参数需是灵敏性较高、稳定较高的参数。4经济性参数的经济性是指在能否经济便捷的获取参数。3数据参数分析方法常用的数值分析方法有以下几种2,包括数值分析法、因果分析法、时间分析法、关联分析法、比较分析法。1数值分析法数值分析是对数据的数值变化规律和数值变化范围的分析,即数值的变化,如转速、车速、电脑的读值与实际值之间的差异等。2因果分析法因果分析是对相互关联的数据间响应情况和相应速度的分析。在各个系统的控制中,许多参数之间存在相互因果关系,电脑得到一个输入信号,肯定要根据这个信号作出一个输出。在认为某个过程有问题,可以将这些参数连贯起来观察,以判断故障点。3时间分析法时间分

9、析是对数据变化的频率和变化周期的分析。电脑在分析某些数值时,不但要检测传感器的数值,而且要判断其变化的频率,以获得最佳的控制效果。4关联分析法关联分析是对互为关联的数据间存在比例关系和对应关系的分析,即几个参数之间的逻辑关系。5比较分析法比较分析是对相同车种及系统在相条件下的相同数据组进行的比较。4数据参数的获取数据参数的获取可采用万用表、示波器、汽车解码器。1数字式万用表数字式万用表集几种测试仪器功能于一身,并具有独立和便携的特点,在汽车故障诊断中可作为电压表、欧姆表和安培表使用。此外,某些型号的万用表还可检测频率、占空比、发动机转速及温度等信号。但是,万用表响应速度较慢,无法及时反映发动机

10、的一段时间内的工作情况,这为对发动机电脑进行诊断时带来了困难。2示波器示波器是一个二维电压表,它将测得的电压和时间的关系以曲线的形式表示出来,在汽车故障诊断中常常被用于检测初级和次级点火线路及充电系统的元件。随着示波器功能的完善,汽车电控系统中的传感器信号均可采用示波器进行检测,且检测精度较高。由于汽车电子技术的发展,越来越多的电子元件将被用于改善汽车的性能,示波器的使用亦将越来越频繁。3解码器解码器是基本检测设备,是可与随车电脑进行交流的手提电脑。它是唯一可以显示随车电脑内部信息的诊断工具。解码器可读取和消除随车电脑中存储的故障码,可读取随车电脑中实时动态数据流,通过故障码和数据流可方便的对

11、汽车故障进行诊断。但是大多数汽车在与随车电脑进行通讯时,都只能使用专用的解码器,这大大限值了解码器的使用范围。5故障实例桑塔纳2000车出现加速不良的故障,当加速到1800r/m in 时,发动机转速无法继续提升,停顿一下后发动机转速突然升高,当使用万用表检测节气门信号没有发生异常,使用示波器进行检测,如图1所示,此信号在中间位置出现信号中断的现象,更换节气门位置传感 器后故障解决。图1节气门位置传感器信号F i g .1TPS S en so r S i gna l故障分析:节气门位置传感器为接触性的滑动变阻器,当使用一段时间后会出项某处接触不良的问题,由于万用表检测的是瞬时的电压信号,不容

12、易检测到接触不良的问题。示波器可检测到发动机一段时间内,工作连续变化的信号,所以间歇性的故障示波器的测量比较准确。参考文献:1张建俊.汽车检测与故障诊断技术M .北京:机械工业出版社,2004.2王凯明.现代汽车故障综合诊断技术数据分析M .北京:北京理工大学出版社,2002.(编辑郭聚臣(上接第90页缺乏统一的评价体系和相关标准、规范,致使许多研究工作的量化结论有所差异;3在材料成本评价中,受地区、材料价格浮动等因素影响,其具体参数会与其它相关研究得出的数据略有差异。参考文献:1刘江龙.绿色制造过程的定量评价方法研究J .机械工程学报.2007,38(7:5861.2熊吉林,昌茂宏.轮式拖拉机前置动力输出的结构及设计J .拖拉机与农用运输车,2008,35(3:97.3朱伟,张质良,董湘怀,等.