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(huì)加快車輛老化速度，帶來安全方面的威脅、隱患?；诖?，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(chǔ)上，探討了相關(guān)故障的診斷方法以及離線診斷技術(shù)，并就離線診斷技術(shù)原理、作業(yè)框架、重點(diǎn)技術(shù)進(jìn)行分析，最后結(jié)合模擬實(shí)驗(yàn)論述離線診斷技術(shù)的工作優(yōu)勢(shì)，服務(wù)后續(xù)相關(guān)故障診斷工作。

關(guān)鍵詞：輕型汽油車排放控制故障診斷方法離線診斷技術(shù)

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(jī)動(dòng)車發(fā)動(dòng)機(jī)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(huì)增加，并且排放可能會(huì)超標(biāo)，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能也可能會(huì)降低，排放系統(tǒng)出現(xiàn)故障可能是發(fā)動(dòng)機(jī)供油系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)等故障引起，成因比較復(fù)雜。輕型汽油車大多服務(wù)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(wù)駕駛?cè)撕徒煌ńㄔO(shè)。當(dāng)前可以用于排放控制故障診斷的技術(shù)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(dòng)了離線診斷技術(shù)的發(fā)展和運(yùn)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(shù)等內(nèi)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(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，怠速運(yùn)轉(zhuǎn)大體正常、參數(shù)無波動(dòng)，但出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)整體抖動(dòng)的情況。一般認(rèn)為，該問題的成因包括4個(gè)方面，即廢氣再循環(huán)系統(tǒng)（ExhaustGasRe-circulation，EGR）系統(tǒng)故障、強(qiáng)制式曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)（PositiveCrankcaseVentilation，PCV）系統(tǒng)故障、發(fā)動(dòng)機(jī)連接不穩(wěn)定、怠速系統(tǒng)故障。例如：發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)各處軟管連接松動(dòng)，導(dǎo)致管內(nèi)外、發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)外壓差不穩(wěn)定，啟動(dòng)后出現(xiàn)抖動(dòng)情況；EGR系統(tǒng)故障，不能準(zhǔn)確根據(jù)駕駛?cè)藛T的操作指令進(jìn)行噴油等[2]。怠速不穩(wěn)影響駕駛舒適性，也會(huì)降低發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。

1.2發(fā)動(dòng)機(jī)暖機(jī)失速

發(fā)動(dòng)機(jī)暖機(jī)失速是指發(fā)動(dòng)機(jī)本身無明顯異常，但在啟動(dòng)暖機(jī)后，其轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定，可能出現(xiàn)轉(zhuǎn)速提升、下降頻繁更替的情況，有一定可能導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)熄火。一般認(rèn)為，發(fā)動(dòng)機(jī)暖機(jī)失速的問題與四個(gè)因素有關(guān)：一是EGR系統(tǒng)故障；二是燃油壓力調(diào)節(jié)器故障；三是噴油器故障；四是怠速控制閥故障。當(dāng)燃油提供值過低時(shí)，可能誘發(fā)熄火問題[3]。暖機(jī)失速在影響行車舒適性的同時(shí)，也可能誘發(fā)交通事故。

1.3發(fā)動(dòng)機(jī)作業(yè)穩(wěn)定性差

發(fā)動(dòng)機(jī)作業(yè)穩(wěn)定性差，是指發(fā)動(dòng)機(jī)的工作參數(shù)不穩(wěn)定，可能出現(xiàn)轉(zhuǎn)速突然下降、突然恢復(fù)，或突然失效等情況[4]。這一問題的成因也比較復(fù)雜，可能與EGR系統(tǒng)故障、PCV系統(tǒng)故障相關(guān)，也可能與噴油器故障、燃油壓力調(diào)節(jié)器故障、氣缸故障等因素相關(guān)。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(diǎn)燃的情況。燃油壓力調(diào)節(jié)器故障則影響車輛的控制能力，使發(fā)動(dòng)機(jī)不能常規(guī)按照駕駛?cè)苏{(diào)節(jié)的參數(shù)投入作業(yè)，降低作業(yè)穩(wěn)定性。

1.4動(dòng)力不足

動(dòng)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(dòng)力，出現(xiàn)爬坡時(shí)動(dòng)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(zhuǎn)換器故障、節(jié)氣門體故障、可變配氣機(jī)構(gòu)故障、燃油供給系統(tǒng)故障有關(guān)，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?cè)苏{(diào)整了行駛參數(shù)，要求燃油供給系統(tǒng)提供更多燃油時(shí)，后者不能按照駕駛?cè)艘笤黾尤加吞峁┝浚嚨男旭倕?shù)不能達(dá)到駕駛?cè)艘?，出現(xiàn)爬坡時(shí)動(dòng)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(jìn)行診斷

當(dāng)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(yàn)分析法，通過診斷者主觀經(jīng)驗(yàn)，對(duì)一些常見問題、故障進(jìn)行分析。此方式的優(yōu)勢(shì)在于效率較高，比較簡(jiǎn)單、常見的故障可以在短時(shí)間內(nèi)得到排除。例如：怠速不穩(wěn)的問題，當(dāng)汽車行駛過程中出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)情況時(shí)，可直觀判斷出現(xiàn)怠速系統(tǒng)故障，雖然故障成因復(fù)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(dòng)機(jī)軟管連接角度進(jìn)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(fù)雜，相同的故障表現(xiàn)可能與多個(gè)問題有關(guān)，也可能在排除了某一個(gè)因素后，依然受到故障問題困擾。此時(shí)，需要通過對(duì)故障疑似區(qū)域進(jìn)行拆卸的方式進(jìn)行故障診斷。一般需要在熄火情況下進(jìn)行檢查，根據(jù)故障表現(xiàn)，分析其最可能的原因，逐一進(jìn)行拆卸分析。例如：發(fā)動(dòng)機(jī)作業(yè)穩(wěn)定性差的問題，可在打開引擎蓋后，分別對(duì)噴油器、燃油壓力調(diào)節(jié)器進(jìn)行檢查，無問題再查看EGR系統(tǒng)、PCV系統(tǒng)，仍無異常再對(duì)氣缸各處進(jìn)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(jì)學(xué)原則和方法、智能作業(yè)設(shè)備，根據(jù)故障一般表現(xiàn)以及系統(tǒng)默認(rèn)程序完成分析。與在線診斷技術(shù)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(shì)，目前部分技術(shù)比較先進(jìn)的大型車企已經(jīng)初步運(yùn)用了智能診斷方法但收效各有不同，其主要有3個(gè)方面的不足。一是診斷的準(zhǔn)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(shí)現(xiàn)可視化，駕駛?cè)藛T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(dāng)智能診斷出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，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(shù)的全面發(fā)展。

3輕型汽油車排放控制故障離線診斷技術(shù)

3.1技術(shù)原理

輕型汽油車排放控制故障離線診斷技術(shù)形式存在一定差異，但其技術(shù)原理基本相同，主要強(qiáng)調(diào)對(duì)排放控制系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)各區(qū)域進(jìn)行實(shí)時(shí)信息采集，根據(jù)實(shí)時(shí)信息進(jìn)行工作情況判斷，匹配數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)信息，以評(píng)估其是否存在異常。當(dāng)排放控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，也能夠及時(shí)察覺。該技術(shù)一般原理如圖1所示。

輕型汽油車可通過內(nèi)置的傳感系統(tǒng)，對(duì)排放控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)參數(shù)進(jìn)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(rèn)系統(tǒng)中的參數(shù)，確定其屬于故障則做警報(bào)與應(yīng)急處理；確定其無故障，則繼續(xù)進(jìn)行參數(shù)收集工作，重復(fù)上述過程。簡(jiǎn)言之，輕型汽油車排放控制故障離線診斷技術(shù)的關(guān)鍵在于對(duì)實(shí)時(shí)參數(shù)的評(píng)估和對(duì)照，只要智能分析終端內(nèi)的數(shù)據(jù)科學(xué)可靠，診斷結(jié)果往往是可信的。

3.2重點(diǎn)技術(shù)

3.2.1智能技術(shù)

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

降維訓(xùn)練技術(shù)主要提升智能分析終端的作業(yè)能力，尤其是其準(zhǔn)確性。通過對(duì)輕型汽油車排放控制故障進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析，可發(fā)現(xiàn)多個(gè)因素可能導(dǎo)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(zhǔn)確性，為予以應(yīng)對(duì)，需要對(duì)問題表現(xiàn)進(jìn)行具體分析。以決策樹法下的訓(xùn)練為例，每一個(gè)故障表現(xiàn)均可作為一個(gè)獨(dú)立的分析維度，由于可分析的維度較多且其中部分維度價(jià)值有限，只對(duì)其中具有特異性的部分維度進(jìn)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(xùn)練區(qū)域，對(duì)計(jì)算機(jī)決策系統(tǒng)進(jìn)行智能訓(xùn)練，使其充分掌握具有特異性的維度信息，完成“降維訓(xùn)練”。如上文所述的動(dòng)力不足問題，可分析的維度較多，可形成一個(gè)基礎(chǔ)維度集：

[……汽車壽命；發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)；發(fā)動(dòng)機(jī)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(zhuǎn)換器、節(jié)氣門體、可變配氣機(jī)構(gòu)、燃油供給系統(tǒng)、EGR系統(tǒng)的影響較突出，需要納入降維訓(xùn)練范圍，默認(rèn)形成訓(xùn)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(zhuǎn)換器、節(jié)氣門體、可變配氣機(jī)構(gòu)、燃油供給系統(tǒng)、EGR系統(tǒng)。完成對(duì)計(jì)算機(jī)的降維訓(xùn)練后，將其代入輕型汽油車中，參考圖1模式形成新的獨(dú)立離線診斷系統(tǒng)。當(dāng)汽車出現(xiàn)動(dòng)力不足故障時(shí)，由該系統(tǒng)進(jìn)行輕型汽油車排放控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)參數(shù)采集，并實(shí)時(shí)傳輸至智能分析終端處，該終端以決策樹進(jìn)行信息評(píng)估對(duì)照。假定收集所獲的實(shí)時(shí)參數(shù)為：

[SY；J1Q；K2B；RY；ERG]（維度集2）

該參數(shù)集信息與訓(xùn)練維度集信息相似，由決策樹進(jìn)行對(duì)照分析，當(dāng)決策樹內(nèi)大部分決策樹認(rèn)為其符合訓(xùn)練維度集信息時(shí)，可認(rèn)定當(dāng)前輕型汽油車排放控制系統(tǒng)故障屬于“動(dòng)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(jī)構(gòu)存在故障，提醒人員進(jìn)行處理。

3.2.2總線支持技術(shù)

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(zhì)量，還應(yīng)利用一些輔助性附加技術(shù)改善離線診斷技術(shù)的精準(zhǔn)性。以CAN總線技術(shù)為例，該技術(shù)下，輕型汽油車排放控制系統(tǒng)的各部分結(jié)構(gòu)分別以獨(dú)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(shù)向獨(dú)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(wù)，以單獨(dú)的作業(yè)信道為中心，保證來自不同構(gòu)件區(qū)域的實(shí)時(shí)信息各自得到獨(dú)立的處理，避免信息相互干擾、傳輸管理混亂的情況。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，輕型汽油車排放控制故障比較多樣，影響車輛運(yùn)行質(zhì)量以及行車舒適性，甚至可能導(dǎo)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(dòng)機(jī)暖機(jī)失速、發(fā)動(dòng)機(jī)作業(yè)穩(wěn)定性差、動(dòng)力不足等。根據(jù)故障表現(xiàn)進(jìn)行直接診斷，也可以拆解故障部件進(jìn)行檢查，或利用智能技術(shù)進(jìn)行診斷。離線技術(shù)是一種現(xiàn)代化的診斷技術(shù)，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(shí)驗(yàn)證明，離線診斷技術(shù)在準(zhǔn)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。

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