混合动力汽车故障诊断技术研究

1、    混合动力汽车故障诊断技术研究    陈明摘 要：混合动力汽车的出现，在很大程度上降低了环境的污染。文章对混动车辆的故障诊断技术进行了深入的研究，对零部件、总成的故障特点分析，对传统的损坏检查手段和现代损坏检查手段对比研究，对发动机与电动机相结合的汽车故障诊断技术进行系统探究。关键词：混合动力汽车;故障诊断技术：u469.79  ：a  ：1671-7988（2020）16-179-03abstract： the emergence of hybrid electric vehicle， to a great extent， r

2、educes the environmental pollution. in this paper， the fault diagnosis technology of hybrid vehicles is deeply studied， the fault characteristics of parts and assemblies are analyzed， the traditional damage inspection methods and modern damage inspection methods are compared， and the automobile faul

3、t diagnosis technology combining engine and motor is systematically explored.keywords： hybrid electric vehicle; fault diagnosis technologyclc no.： u469.79  document code： a  article id： 1671-7988（2020）16-179-03前言中国人民生活水平不断提高，经济发展突飞猛进，也带动我国汽车的制造与销售的发展，我国汽车销售量每年都在增加，已经成为全世界第一的汽车制造国家和消费国家。本文从

4、混合动力汽车类别、优缺点，混合动力汽车发动机、电动机、电池的故障出发，选取合适的诊断方法，运用现代化车辆损坏检查手段与传统的车辆损坏检查手段做对比，研究混动汽车损坏检查手段的新兴手段等多个角度进行高效的的考察与分析，让我们可以更便利、更准确地研究混合动力汽车的损坏检查手段。1 混合动力汽车概述混动车辆是指有两个或者多个可以为车轮提供动能的设备构建的汽车。油-电联合驱动汽车通常指“发动机与蓄电池并存的混动车辆”。发动机和电动机都作为车辆的动力装置。各个国家对于环境的爱护以及保护的措施都变得非常好。混动车辆因为它对能源的利用率高、节省不可再生资源以及尾气释放少的特点，已经成为未来车辆研发的目标，并

5、且已经量产出售。据估计，在未来十年左右，世界上大约会有三分之一左右的混动车辆。1混动车辆主要利用发动机和电动机来提供动力，电动机会倒转产生电能供给蓄电池。运用目前领先的控制技术来操控两个系统完成工作，把能量的供给实现最大化，并且在郊区车流少的地方用发动机，在市区车流大的地方用电动机，实现能量的合理分配。2 故障诊断技术概述2.1 故障诊断技术含义首先，是指“计算机利用系统的分析冗余来分析工作条件，分析判断工作是否正常，故障的原因和故障的程度，最后得出结论”;第二种它是指“通过分辨车辆的状态和工作是否正常，并且明确损坏发生在什么位置，为什么发生，得到损坏发生的原因，并且预判损坏即将发展的方向，最

6、终得到解决这种损坏的手段。机械设备损坏检查手段的探索是混合动力汽车损坏检查手段的核心。根据信号种类的不一样，混动车辆损坏检查手段能够分为声震检查、液压分析、温度诊断、频谱分析等。近年来，人工智能突飞猛进，各领域也将工作的中心转变到这一方面，机械自检查手段自动化和智能化对故障诊断技术的要求正在变得触手可及。根据系统判断，车辆损坏检测可以看作是一门检测与识别汽车零部件和设备运行的科学。信号检测法和监测诊断法用于根据检测到的信息特征判断系统的工作状态。最终目标是提高汽车的效率、运行可靠性，分析故障原因，提前做出保护。它是保证混合动力汽车正常运行，提高汽车机电控制系统效率和可靠性的关键技术之一。2.2

7、 故障诊断技术的发展现代混动车辆损坏检查手段始于二十世纪60年代的欧洲等国家。由于车辆构造的复杂性，对相关车辆损坏检查手段的要求越来越高。因此，从过去到现在的发展过程可以分为四个阶段：2.2.1 人工检测阶段在技术水平不发达的时期，汽车故障诊断依靠经验丰富、技术熟练的工人，依靠眼看、鼻子嗅、耳听、手触等方法进行诊断。这种方法相对简单和经济性高，但诊断的准确性很低，主要依靠工人的经验。2.2.2 使用简单仪器和仪表的测量和分析阶段随着车辆结构变得复杂，开发了简单的诊断工具和仪表，如万用表、真空计和其他工具。簡单器具、表具的应用为车辆损坏检查提供了非主观的技术支撑，但器具、表具分散，无法进行综合性

8、的研究和判断。2.2.3 带专业仪器设备的综合诊断阶段不要拆卸车辆，使用专用仪器设备进行诊断，测试车辆各系统，测量相关数据，然后通过计算机设备进行处理，找出故障原因。2.2.4 人工智能诊断阶段专家诊断系统、计算机智能和网络集成的发展将诊断技术推向智能化阶段。专家知识存储在计算机专用诊断系统中，可以智能诊断汽车故障。3 传统与现代混合动力汽车故障诊断技术3.1 传统故障检查手段3.1.1 汽车示波器它是车辆维修技术工人的好帮手，可以很快的清晰判断出车辆的电子故障。一般示波器需要设置，波形的形状需要分析，但是汽车示波器可以简单的选择要测试的内容进行操作，并且可以直接观察波形，不需要任何设置和调整

9、，非常简单方便。23.1.2 万用表诊断混动车辆损坏可分为长时间损坏和每隔一段时间损坏。万用表一般是用于检查长时间的损坏。例如，车辆电路系统的短接和开路以及电子器件的损坏等。万用表的分类有机械式和数字式。混合动力车辆的损坏检查一般采用数字万用表，它对电子零件的妨碍可以忽略不计，可以对短时间内的高压起到缓冲左右不会损坏。优点：基于现有数据和经验数据，无论车辆类型如何，都可以快速准确地诊断故障。3.1.3 专业综合诊断其特点是将分散的检测设备连接在一起建立基站，并将诊断列为汽车维修中的一项重要任务。诊断工作主要依靠仪器设备，在车辆完整一体的时候，测量得到自己需要的检查资料与数据，通过对比车辆的数据

10、与限定的准则，最终得到车辆的状态以及机器装配单元的状态。3.2 现代故障诊断技术3.2.1 利用故障码诊断故障混合动力汽车电控系统具有故障自诊断功能，能够将混合动力汽车的持续损坏以代码的状态保存到电控单元的特殊区域，并在诊断过程中提取代码，用作分析。提取代码的办法包括：手动读取代码，关闭发动机，用特定的工具将损坏检查线盒内的座孔短接，这时候车辆驾驶室内部会发出警报，告知人员车辆是否有损坏，但是再检查的时候，会被环境以及操作者干扰，正确性有待加强;专业检测仪读码，利用特定的工具进行获取，将特殊工具与车辆的专业检查口联接，按照检测仪提供的操作流程进行操作，最终得到故障代码。3.2.2 汽车故障诊断

11、专家系统专家系统依靠在混合动力车辆故障诊断技术领域具有专长的专家将他们的知识和经验存储在计算机中。依靠这些知识建立的信息系统可以用专家的知识水平诊断故障，并设计解决损坏的方案。损坏内容存储库分为3类：（1）发动机损坏检查内容存储库;（2）车辆物理设备损坏检查内容存储库;（3）车辆电力设备损坏检查内容存储库。在众多的损坏检查内容存储库内又有很多交织在一起的内容表，它们各自有各自的作用但是之间也是一个整体，不同的表单有不同的内容，但都是存储车辆损坏检查的内容。在两个有差别的损坏检查内容存储单之间和两个不同的数据域之间也建立了一个内容有一个解决方法或者一个内容有多个解决方法的构造，让损坏检查内容存储

12、库变成一个绿色整体。目前，混动车辆损坏检查专业系统例子包括五种：第一个是依据特定规矩的检查专业体系，第二个是依据行为的检查专业体系，第三个是依据现实发生的例子的检查专业体系，第四是依据不明确推理的检查专业体系，最后一种是依据多层大数据云集的检查专业体系。4 混合动力汽车故障诊断新技术4.1 基于网络的汽车远程故障诊断网络损坏检查中心根据互联网取得所需要的检查数据后，想要更好的找到损坏的位置以及设计消除方法，运用资料收集解决模块得到其他的可以帮助损坏检查的数据，例如：进气系统的数据、喷射燃油系统的数据等。将得到的资料放入损坏检查手段技术库中专家系统可以根据特定的推理策略诊断出故障的原因和位置。如

13、果故障特别复杂，可通过诊断中心的实车专家进行咨询，车主或维修技术人员可通过互联网现场指导，根据专家的提示进行故障诊断，直至故障排除。远程故障诊断中心的故障知识库是一个基于万维网的开放系统，包含了大量的混动车辆损坏检查资料，比如美国、西方国家的损坏代码，以及损坏检查手段等，例如混动车辆发动机的损坏检查手段等。还可以在运用的行为中对资料进行扩充，学习里面的资料从损坏检查的经典实例中获得大量的经验、巨大的信息资源和虚拟现实技术开展远程教学，培养专业的混合动力汽车故障维修人员。4.2 基于模糊控制的混合动力汽车故障诊断技术在模糊数学中，模糊集是指没有明确边界的集合。使用“隶属度”或“模糊性”来表示元素

14、属于模糊集的程度。隶属函数是用于计算隶属度的函数。在混合动力汽车的故障诊断中，也有一个模糊的概念，没有明确的界限。采用模糊理论的诊断方法会更有效。模糊诊断是在诊断中引入隶属函数的概念。模糊逻辑具有很强的结构知识表达能力，更适合处理故障诊断中的不确定信息和不完全信息。4.3 基于人工神经网络的混合动力汽车故障诊断技术随着人工智能的迅速发展，各种故障诊断专家系统应运而生。故障诊断专家系统是一个基于知识和规划的推理系統。然而，知识获取和知识库维护存在困难等严重问题，使得其应用有时达不到预期效果。人工神经网络的非线性映射能力、自学习能力、并行计算能力和容错能力克服了基于逻辑和符号处理的专家系统的一些局

15、限性，为专家系统的研究开辟了一条新的途径。4.4 基于小波技术混合动力汽车故障诊断技术混合动力汽车故障诊断的首要问题是从观测信号中提取故障特征，即对观测信号进行处理，得到反映故障信息的特征。由于在故障诊断中遇到的信号大多是非平稳信号，小波分析工具特别适合于非平稳信号的处理，因此小波分析在故障诊断中的应用越来越广泛。小波分析是由法国理论物理学家gross-mann和法国数学家morlet首先提出的。小波变换类似于傅立叶变换的基本思想。小波分析相对于傅立叶分析的优势在于它可以在时域和频域进行局部分析。换句话说，它可以通过缩放和移位操作对函数或信号进行多尺度的详细分析，以便关注信号的任何细节。所以小波变换被称为分析信号的显微镜。现在，小波分析技术已经应用于图像处理、信号处理、模式识别、语音分析、量子物理、计算机视觉、生物医学工程、故障诊断和许多非线性科学领域。小波分析技术