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随着世界经济和科学技术的快速发展,当今世界汽车工业也步入了高速发展的阶段。自动变速器作为汽车的核心零部件,其功能性和可靠性将直接影响整车的动力性、安全性。因此,对自动变速器故障诊断技术的研究,不仅可以客观全面地评价自动变速器的工作状况,更能够对其本身潜在的故障进行预判,对于减少自动变速器故障,提高整车安全性和可靠性具有非常重要的理论意义与应用价值。本文依托于中美清洁能源研究中心项目——“汽车故障诊断和智能预测技术研究”,主要对一款6速自动变速器进行故障诊断研究,采用结构分析法(SA)对自动变速器的液力变矩器和换挡执行机构故障进行可检测性和可隔离性分析,并设计出鲁棒性较好的残差用以验证基于结构分析法故障诊断理论的有效性。具体的研究工作包括:(1)系统介绍丰田A760E 6档液力自动变速器基本结构及功能;使用失效模式以及影响分析(FMEA)方法,分析系统各部件的故障模式、故障引起的影响以及故障产生的原因,并借助风险优先级顺序值(RPN)评估各故障的危险程度,从而获得对各系统影响最为严重的关键故障;运用故障树分析(FTA)方法,建立故障树,更清晰地表征系统故障、子系统故障以及各部件故障之间的逻辑关系。(2)分析关键故障的特征和性质,介绍故障的主要种类和表征形式,并引入故障变量参数;建立液力变矩器和换挡执行器的数学模型,并在数学模型的基础上融入故障变量参数,获得各自的故障模型;通过DM分解进行故障的可检测性和可隔离性分析;根据获取的结构最小型超定方程集(MSO sets)进行基于解析冗余关系式(ARR)的序列残差设计。(3)建立序列残差的仿真模型,并结合设置的人为故障信号,利用Simulink仿真软件建立FDI故障诊断系统的仿真模型;通过FDI故障诊断系统对关键故障进行检测,选择固定值作为残差的阈值,并判断残差的值是否超过对应的阈值,作为故障是否发生的判断条件,将诊断结果与预先设置的故障对比,验证基于结构分析法的故障诊断方法的可行性和有效性。