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三維圖形檢測技術
（作者未知） 2009/7/31
幾年之前，我和一位技術人員試驗一輛車，以找出驅動性能方面的問題。那個技術員觀察他記錄儀上滾動的數(shù)據(jù)。他發(fā)現(xiàn)發(fā)動機（出現(xiàn)問題的位置）的過濾罐凈化參數(shù)有了指示。這是問題的原因還是效應？或者是極正常的現(xiàn)象？我們得到了如圖中所示的一些數(shù)據(jù)。
應該說，數(shù)據(jù)本身是無用的，數(shù)據(jù)必須經(jīng)過采集、再現(xiàn)和最后的分析。用圖表表示的原始數(shù)據(jù)最易于理解。圖表化直觀，可以使我們非常直接地發(fā)現(xiàn)性能參數(shù)的升高和下降。在示波器或圖形萬用表上，Y軸（垂直的刻度）總是表示變量（電壓、脈沖寬度、歐姆等），而X軸（水平刻度）表示時間。這樣是不是表達得很清楚了？一般來說，事情總是隨時間而改變。
由于車輛電子系統(tǒng)相當復雜及各種傳感器、輸出設備和機械系統(tǒng)間相互關系的復雜性，可能會給數(shù)據(jù)的表示增加一點障礙。但是沒關系，看完我的這篇文章，你就會發(fā)現(xiàn)事情變得簡單一些了。
如圖1所示，3-D圖像顯示了噴油咀脈沖寬度（Y軸），發(fā)動機轉速（X軸）和MAP（Z軸 進氣歧管絕對壓力值）間的關系，圖中所示是對一臺Bonneville 2000款車的3.8L V6增壓發(fā)動機測試得到的數(shù)據(jù)。Y軸刻度作為圖的標準，轉速和MAP的坐標都是從0到20，代表了全部繪圖柵格的大小。在這20為單元的柵格范圍內，轉速從0變化到6000r/min，而MAP傳感器的范圍是0到40inHg（135.6kPa）。你會懷疑我說的是40in Hg？沒錯，要知道這是5 Ib推力的增壓發(fā)動機。
好，讓我們來整理一下：Z軸的零點表示30in Hg高的進氣歧管壓力（主進氣管）�？潭壬系�5為20in Hg高的進氣歧管壓力（30in Hg高的大氣壓10in Hg高MAP）。按照數(shù)學計算，Z軸上10等于10in Hg高的進氣歧管壓力，而15等于0in Hg高。最后，Z軸上的20等于10in Hg高進氣歧管壓力或5 Ib的推力, 表示轉速只需將X軸上的點乘以3。
這不是火箭科學。燃油的供給與轉速和MAP（負載時）相當于呈線性關系增加。在8inHg進氣歧管壓力和3000r/min工況附近就可注意到燃油供給是如何驚人地上升，以提供輸出功率的。圖中的平點和斷點不過是由于該處未采集數(shù)據(jù)的緣故。若車開的時間再長一點的話，所有的數(shù)據(jù)點就會填充進來。
本圖顯示了30 000個數(shù)據(jù)點（未考慮時間），表示的完全是轉速、MAP（負載時）與燃油供給間的關系。另一個重要的問題是要理解每個柵格中的矩形代表的是該柵格中轉速/MAP/燃油噴射脈沖寬度的平均值，這在圖2中顯示的更清晰。
同樣顯示了轉速/MAP的關系，只不過Y軸變?yōu)轱@示1排上預設的氧傳感器電壓信號。當然，我們知道氧傳感器電壓信號的范圍是從接近0V到1V，但此圖表示了整個轉速/MAP范圍內的平均傳感器電壓信號。注意圖中右側的彩色圖例，會發(fā)現(xiàn)氧傳感器電壓信號從0.177V（淺色）變化到0.940V（深色）。要知道，在正常的轉速/MAP工作范圍內，傳感器電壓基本停留在0.500V水平上下（有良好的閉環(huán)控制）。在高速重載工況下，該電壓一般增加到0.940V(混合氣過剩)后保持不變。這表明氧傳感器和燃油控制都工作良好。
如果持續(xù)發(fā)生燃油缺乏的情況，當所需的燃油量超過了供給量，氧傳感器的電壓信號會陡降到負值。長周期的燃油3-D圖也會顯示出燃油供給的問題。
記住這點很重要：圖形的均值功能會隱藏傳感器的脈動值。我們知道，它只是個有助于確定方案和識別故障趨勢的趨向性的工具。然而，一個脈沖值會跳出小數(shù)據(jù)的集合而在3-D圖上形成一個尖峰。所以，如果想記錄大數(shù)據(jù)集并估計脈沖何時發(fā)生，可以收縮采樣范圍來觀察尖峰。
那么，那輛有凈化功能的發(fā)動機的車怎么樣呢？現(xiàn)在繼續(xù)進行正常的診斷吧。通過3-D圖像完全可以肯定的說：車上的氧傳感器壞了，凈化裝置正常，修理之后可繼續(xù)使用。通過這些你受到什么啟示？
有了強大的數(shù)據(jù)采集工具，易于操作的顯示和分析工具以及通過互聯(lián)網(wǎng)共享數(shù)據(jù)的能力，我們可以解決這個問題。看到這兩個圖就意味著我們已經(jīng)走在解決問題的路上了。
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