摘要：排放控制故障是輕型汽油車常見故障，影響行車舒適性，也會加快車輛老化速度，帶來安全方面的威脅、隱患。基于此，首先分析了輕型汽油車排放控制故障以及其原因，在此基礎上，探討了相關故障的診斷方法以及離線診斷技術，并就離線診斷技術原理、作業(yè)框架、重點技術進行分析，最后結合模擬實驗論述離線診斷技術的工作優(yōu)勢，服務后續(xù)相關故障診斷工作。

關鍵詞：輕型汽油車排放控制故障診斷方法離線診斷技術

ResearchontheDiagnosticMethodandOfflineDiagnosticTechnologyoftheEmissionControlFaultofLight-DutyGasolineVehicles

YANGShun

GuizhouTechnologicalCollegeofMachineryandElectricityQiannanBuyeiandMiaoAutonomousPrefecture，GuizhouProvince，558000China

Abstract：Emissioncontrolfaultsarecommonfaultsinlight-dutygasolinevehicles，whichwillaffectdrivingcomfortandalsoacceleratetheagingspeedofvehicles，posingsafetythreatsandhiddendangers.Firstly，thisarticleanalyzestheemissioncontrolfaultsoflight-dutygasolinevehiclesandtheircauses.Basedonthis，itexploresthediagnosticmethodsandofflinediagnostictechnologiesofrelatedfaults，andanalyzestheprinciples，operationalframeworkandkeytechnologiesoftheofflinediagnostictechnology.Finally，itcombinessimulationexperimentstodiscusstheoperatingadvantagesoftheofflinediagnostictechnologytoservesubsequentrelatedfaultdiagnosis.

KeyWords：Light-dutygasolinevehicle;Emissioncontrolmalfunction;Diagnosticmethod;Offlinediagnostictechnology

排放控制故障是指機動車發(fā)動機排氣系統(tǒng)控制方面的各類異常，排放系統(tǒng)出現(xiàn)故障問題后，汽車尾氣排放量會增加，并且排放可能會超標，發(fā)動機的動力性能也可能會降低，排放系統(tǒng)出現(xiàn)故障可能是發(fā)動機供油系統(tǒng)、點火系統(tǒng)等故障引起，成因比較復雜。輕型汽油車大多服務普通民眾，作為家庭用車投入使用，這也要求做好其排放控制故障診斷，以有效服務駕駛人和交通建設。當前可以用于排放控制故障診斷的技術較成熟，但主要以在線人工診斷為主，效率上難以保證，這也客觀推動了離線診斷技術的發(fā)展和運用[1]。在此背景下，探討輕型汽油車排放控制故障以及其原因、離線診斷技術等內容，具有一定必要性。

1輕型汽油車排放控制故障及其原因

1.1怠速不穩(wěn)

怠速不穩(wěn)在輕型汽油車排放系統(tǒng)中比較常見，是指車輛發(fā)動機啟動后，怠速運轉大體正常、參數(shù)無波動，但出現(xiàn)發(fā)動機整體抖動的情況。一般認為，該問題的成因包括4個方面，即廢氣再循環(huán)系統(tǒng)（ExhaustGasRe-circulation，EGR）系統(tǒng)故障、強制式曲軸箱通風系統(tǒng)（PositiveCrankcaseVentilation，PCV）系統(tǒng)故障、發(fā)動機連接不穩(wěn)定、怠速系統(tǒng)故障。例如：發(fā)動機內各處軟管連接松動，導致管內外、發(fā)動機內外壓差不穩(wěn)定，啟動后出現(xiàn)抖動情況；EGR系統(tǒng)故障，不能準確根據(jù)駕駛人員的操作指令進行噴油等[2]。怠速不穩(wěn)影響駕駛舒適性，也會降低發(fā)動機的使用壽命。

1.2發(fā)動機暖機失速

發(fā)動機暖機失速是指發(fā)動機本身無明顯異常，但在啟動暖機后，其轉速不穩(wěn)定，可能出現(xiàn)轉速提升、下降頻繁更替的情況，有一定可能導致發(fā)動機熄火。一般認為，發(fā)動機暖機失速的問題與四個因素有關：一是EGR系統(tǒng)故障；二是燃油壓力調節(jié)器故障；三是噴油器故障；四是怠速控制閥故障。當燃油提供值過低時，可能誘發(fā)熄火問題[3]。暖機失速在影響行車舒適性的同時，也可能誘發(fā)交通事故。

1.3發(fā)動機作業(yè)穩(wěn)定性差

發(fā)動機作業(yè)穩(wěn)定性差，是指發(fā)動機的工作參數(shù)不穩(wěn)定，可能出現(xiàn)轉速突然下降、突然恢復，或突然失效等情況[4]。這一問題的成因也比較復雜，可能與EGR系統(tǒng)故障、PCV系統(tǒng)故障相關，也可能與噴油器故障、燃油壓力調節(jié)器故障、氣缸故障等因素相關。如氣缸中的火花塞不牢固、老化，無法穩(wěn)定將高壓電引入燃燒室，出現(xiàn)混合氣體不能被點燃的情況。燃油壓力調節(jié)器故障則影響車輛的控制能力，使發(fā)動機不能常規(guī)按照駕駛人調節(jié)的參數(shù)投入作業(yè)，降低作業(yè)穩(wěn)定性。

1.4動力不足

動力不足在輕型汽油車的行駛、控制過程中比較多見，是指車輛行駛過程中不能穩(wěn)定提供動力，出現(xiàn)爬坡時動力不足、速度較慢、加速乏力等情況。該問題一般與三元催化轉換器故障、節(jié)氣門體故障、可變配氣機構故障、燃油供給系統(tǒng)故障有關，也可能受到EGR系統(tǒng)故障影響。例如：燃油供給系統(tǒng)故障，在駕駛人調整了行駛參數(shù)，要求燃油供給系統(tǒng)提供更多燃油時，后者不能按照駕駛人要求增加燃油提供量，汽車的行駛參數(shù)不能達到駕駛人要求，出現(xiàn)爬坡時動力不足、速度較慢等問題[5]。

2輕型汽油車排放控制故障診斷方法

2.1直接根據(jù)故障表現(xiàn)進行診斷

當前輕型汽油車排放控制故障診斷的最常見方法為在線診斷，即根據(jù)故障表現(xiàn)直接分析其成因、排除故障，較直接的方式為經(jīng)驗分析法，通過診斷者主觀經(jīng)驗，對一些常見問題、故障進行分析。此方式的優(yōu)勢在于效率較高，比較簡單、常見的故障可以在短時間內得到排除。例如：怠速不穩(wěn)的問題，當汽車行駛過程中出現(xiàn)發(fā)動機抖動情況時，可直觀判斷出現(xiàn)怠速系統(tǒng)故障，雖然故障成因復雜，但EGR系統(tǒng)故障、PCV系統(tǒng)故障的可能性并不高，可直接從怠速系統(tǒng)、發(fā)動機軟管連接角度進行故障診斷和處理[6]。

2.2拆卸診斷

輕型汽油車排放控制故障表現(xiàn)復雜，相同的故障表現(xiàn)可能與多個問題有關，也可能在排除了某一個因素后，依然受到故障問題困擾。此時，需要通過對故障疑似區(qū)域進行拆卸的方式進行故障診斷。一般需要在熄火情況下進行檢查，根據(jù)故障表現(xiàn)，分析其最可能的原因，逐一進行拆卸分析。例如：發(fā)動機作業(yè)穩(wěn)定性差的問題，可在打開引擎蓋后，分別對噴油器、燃油壓力調節(jié)器進行檢查，無問題再查看EGR系統(tǒng)、PCV系統(tǒng)，仍無異常再對氣缸各處進行檢查，直到問題排除[7]。

2.3智能診斷

智能診斷是一種離線診斷方法，主要依賴傳感器、統(tǒng)計學原則和方法、智能作業(yè)設備，根據(jù)故障一般表現(xiàn)以及系統(tǒng)默認程序完成分析。與在線診斷技術相比，智能診斷作為離線方法更具效率、無人化方面的優(yōu)勢，目前部分技術比較先進的大型車企已經(jīng)初步運用了智能診斷方法但收效各有不同，其主要有3個方面的不足。一是診斷的準確性有待提升，一些相似的故障，在診斷過程中可能被智能系統(tǒng)混淆。二是診斷過程尚不能實現(xiàn)可視化，駕駛人員以及修理人員不能了解診斷過程，也無法根據(jù)診斷過程排除已經(jīng)經(jīng)過智能檢查的區(qū)域、模塊，當智能診斷出現(xiàn)錯誤時，仍需人員投入較多精力完成系統(tǒng)檢查。三是數(shù)據(jù)積累功能不完善，一些經(jīng)過診斷的數(shù)據(jù)信息無法得到保留，不利于輕型汽油車排放控制故障診斷技術的全面發(fā)展。

3輕型汽油車排放控制故障離線診斷技術

3.1技術原理

輕型汽油車排放控制故障離線診斷技術形式存在一定差異，但其技術原理基本相同，主要強調對排放控制系統(tǒng)、發(fā)動機各區(qū)域進行實時信息采集，根據(jù)實時信息進行工作情況判斷，匹配數(shù)據(jù)庫內的標準信息，以評估其是否存在異常。當排放控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，也能夠及時察覺。該技術一般原理如圖1所示。

輕型汽油車可通過內置的傳感系統(tǒng)，對排放控制系統(tǒng)實時參數(shù)進行收集，再通過智能分析終端判斷參數(shù)的具體情況，借助默認系統(tǒng)中的參數(shù)，確定其屬于故障則做警報與應急處理；確定其無故障，則繼續(xù)進行參數(shù)收集工作，重復上述過程。簡言之，輕型汽油車排放控制故障離線診斷技術的關鍵在于對實時參數(shù)的評估和對照，只要智能分析終端內的數(shù)據(jù)科學可靠，診斷結果往往是可信的。

3.2重點技術

3.2.1智能技術

以圖1所示框架為基礎，輕型汽油車排放控制故障離線診斷技術的實現(xiàn)依賴三項核心技術：一是降維訓練技術；二是實時化的智能分析技術；三是其他可發(fā)揮輔助功能的附加技術。

降維訓練技術主要提升智能分析終端的作業(yè)能力，尤其是其準確性。通過對輕型汽油車排放控制故障進行了簡單分析，可發(fā)現(xiàn)多個因素可能導致相同故障，相同問題的具體表現(xiàn)也可能各有不同，這些因素影響離線診斷的準確性，為予以應對，需要對問題表現(xiàn)進行具體分析。以決策樹法下的訓練為例，每一個故障表現(xiàn)均可作為一個獨立的分析維度，由于可分析的維度較多且其中部分維度價值有限，只對其中具有特異性的部分維度進行收集，以大數(shù)據(jù)提升收集的全面性，再將收集所獲的若干維度投入訓練區(qū)域，對計算機決策系統(tǒng)進行智能訓練，使其充分掌握具有特異性的維度信息，完成“降維訓練”。如上文所述的動力不足問題，可分析的維度較多，可形成一個基礎維度集：

[……汽車壽命；發(fā)動機參數(shù)；發(fā)動機節(jié)氣門體性能……]

其中，汽車壽命、汽車品牌、汽車額定工作能力參數(shù)等，雖有影響，但影響較小，可以忽略。汽車三元催化轉換器、節(jié)氣門體、可變配氣機構、燃油供給系統(tǒng)、EGR系統(tǒng)的影響較突出，需要納入降維訓練范圍，默認形成訓練維度集：

[SY；JQ；KB；RY；ERG]（維度集1）

該維度集中，SY、JQ、KB、RY、ERG分別代表汽車三元催化轉換器、節(jié)氣門體、可變配氣機構、燃油供給系統(tǒng)、EGR系統(tǒng)。完成對計算機的降維訓練后，將其代入輕型汽油車中，參考圖1模式形成新的獨立離線診斷系統(tǒng)。當汽車出現(xiàn)動力不足故障時，由該系統(tǒng)進行輕型汽油車排放控制系統(tǒng)的實時參數(shù)采集，并實時傳輸至智能分析終端處，該終端以決策樹進行信息評估對照。假定收集所獲的實時參數(shù)為：

[SY；J1Q；K2B；RY；ERG]（維度集2）

該參數(shù)集信息與訓練維度集信息相似，由決策樹進行對照分析，當決策樹內大部分決策樹認為其符合訓練維度集信息時，可認定當前輕型汽油車排放控制系統(tǒng)故障屬于“動力故障”，再根據(jù)維度集2與維度集1的具體差異“J1Q”“K2B”，判定節(jié)氣門體、可變配氣機構存在故障，提醒人員進行處理。

3.2.2總線支持技術

考慮到大部分輕型汽油車的排放控制系統(tǒng)故障比較多樣，為保證傳感系統(tǒng)信息傳遞的質量，還應利用一些輔助性附加技術改善離線診斷技術的精準性。以CAN總線技術為例，該技術下，輕型汽油車排放控制系統(tǒng)的各部分結構分別以獨立工作的傳感元器件為核心，組織信息采集，采集所獲信息集中到智能分析終端處。為避免出現(xiàn)信息傳輸混亂、判斷困難的問題，可利用CAN總線技術向獨立工作的傳感元器件提供不同信道?？偩€系統(tǒng)分別向分布在各處的傳感元器件提供服務，以單獨的作業(yè)信道為中心，保證來自不同構件區(qū)域的實時信息各自得到獨立的處理，避免信息相互干擾、傳輸管理混亂的情況。

4結語

綜上所述，輕型汽油車排放控制故障比較多樣，影響車輛運行質量以及行車舒適性，甚至可能導致安全隱患，需要加以重視。目前，輕型汽油車排放控制故障包括怠速不穩(wěn)、發(fā)動機暖機失速、發(fā)動機作業(yè)穩(wěn)定性差、動力不足等。根據(jù)故障表現(xiàn)進行直接診斷，也可以拆解故障部件進行檢查，或利用智能技術進行診斷。離線技術是一種現(xiàn)代化的診斷技術，在輕型汽油車排放控制故障處理中，其主要以智能模塊提供作業(yè)支持。模擬實驗證明，離線診斷技術在準確率和效率方面較可靠，可為未來輕型汽油車排放控制故障診斷提供思路。

參考文獻

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