电液控制系统故障的计算机诊断分析方法

　　1 前言

　　现代自动控制技术的发展已经越来越多地体现在各类机械装置中,机械自控装置大多数都采用由电子控制液压执行的控制系统方式,随着技术进步和对控制功能多样化的需求,控制系统结构越来越复杂,相应的故障诊断难度也日益增大,利用经验往往无法准确定位故障源,从而给使用维护造成很大困难。尽管目前在计算机的帮助下已经能够对自动控制系统的部分故障做出自我诊断,但是这种自诊断技术目前大多尚只适用于对电子元件本身的检测,故障诊断的范围极其有限,常常会明显地制约产品维修服务质量的提高,过高的维修费用和过长的维修服务周期往往会严重损害企业的商业形象。

　　汽车自动变速器由液力传动元件、机械齿轮变速机构、液压换档控制系统和计算机电子控制系统等部分组成,其自动控制系统属于上述具有典型意义的电液自动控制系统,尽管现代车用电液控制型自动变速器大多数已配备了故障自诊断系统,但是它们一般对于隐蔽的液压控制系统故障均没有十分有效的检测效果,加之厂家能够提供的维修信息支持十分有限,当实际使用过程中不可避免的遇到许多疑难问题时,往往会导致维修工时的延长和维修成本的大幅度增加。文献[1]所述自动变速器功能分析方法提供了一种对控制系统故障分析的途径,但是,该方法仍然在较大的程度上需要依赖分析者的经验和专业知识,因此,研究利用计算机强大的逻辑分析能力,通过建立故障模块的方式,积累分析结论,进而逐渐减少故障分析质量对分析者素质的依赖,同时扩大自动变速器故障诊断范围和提高诊断准确性,无疑对提高自动变速器售后服务水平具有十分重要的现实意义。

　　事实上,在对自动变速器各部分结构元件的工作原理做出全面分析,充分掌握它们在整个系统中的具体作用的基础上,便有可能利用计算机的逻辑推理能力,分析得知各个结构元件失效所造成的必然后果,并将自动变速器故障现象与对应的故障源建立起逻辑的联系。

　　为了能够比较有效地分析复杂的液压系统失效状况,通常可以采用两种不同的分析方法,即失效模式、影响及后果分析(FMECA)方法和失效树分析(FTA)方法,前者可以实现控制系统由因到果地分析,即从元件失效到系统故障的分析,后者则可以完成由果到因的分析,即从系统故障现象出发,分析故障产生的局部原因。在变速器的故障分析过程中,可以利用FMECA确定失效树的顶事件,然后利用FTA深入分析各种失效组合及其传递的逻辑关系。

　　2 控制系统故障模型的建立

　　利用计算机技术对自动变速器电液控制系统的故障进行仿真模拟,可以有效地查找控制系统内部各环节之间故障的逻辑关系,也能建立故障现象与故障原因之间的联系,为此需要从元器件功能和故障类别上对控制系统各结构元件和控制系统整体结构建立各种相关的计算模型。