1 为什么需要Debounce
故障诊断中使用debounce（去抖动）的原因是为了解决信号抖动问题。信号抖动是指在电路中接收到一个短暂的不稳定信号，可能是由于电源噪声、开关的物理特性或其他干扰因素引起的。当进行故障诊断时，通常需要监测输入信号的状态，并根据信号状态进行相应的判断和操作。如果信号存在抖动，可能会导致误判，从而产生错误的诊断结果。
为了解决这个问题，就引入了debounce算法。具体来说，故障诊断策略判断出现了潜在故障信号，那么就会启动一个计时器/计数器，在计时器/计数器运行期间，如果检测到信号的状态发生变化，计时器/计数器会被重置。只有在计时器/计数器到达设定的稳定时间/次数后，才能确认故障。这样通过debounce算法，可以消除因信号抖动而带来的误判问题，提高故障诊断的准确性和可靠性。
2 Debounce算法
故障诊断步骤是先进行故障检测，即根据前提条件和判断条件实时监控，判断是否有潜在的故障。通常采用4个状态（PREPASSED、PASSED、PREFAILED、FAILED）来表示判断的结果，对于有些故障，不需要经Debounce算法确认故障，这时判断的结果只有PASSED和FAILED,直接得到确认的故障；而对于有些故障，可能只是某些信号波动引起，不是故障，姑且称为潜在的故障，这时引入PREFAILED和PREPASSED来表示，需要采用Debounce算法才能进一步确认是否为故障。当前常用Debounce算法有基于计数器的Debounce算法和基于时间的Debounce算法两种。
2.1 基于计数器的Debounce算法
该算法使用一个Debounce计数器（计数范围取决于具体的定义）用来记录判断的结果，当根据前提条件和判断条件得到一次PREFAILED状态，那么计数器（Fault Detection Counter）会增加一个步长，以此不断累加，当累计计数达到设定的Failed限值时，故障状态就变成Failed，即潜在故障被确认，如下图t1时刻。
有些故障被确认后，是有可能被恢复的，也就是说只要根据前提条件和判断条件得到一次PREPASSED状态，那么计数器（Fault Detection Counter）会减小一个步长，以此不断减小，当达到设定的Passed限值时，故障状态就变成Passed，即故障已消除，如下图t2时刻。
对于上图中的两个值Jump down value,和Jump up value)，此处需要再解释一下，所谓Jump down value是指故障被确认处于Failed状态，如果下一次根据检测的前提条件和判断条件得到PREPASSED状态，这时计数器的数值不会从设定的FAILED限值开始减小一个步长，而是跳到Jump down value开始减小一个步长。同理去理解Jump up value，这两个值均由用户自定义。
2.2 基于时间的Debounce算法
该算法使用一个Debounce计时器（范围同样为-128到127）用来记录判断的结果，当根据前提条件和判断条件得到一次PREFAILED状态，那么计时器（Fault Detection Counter）开始计时，累计一段时间t_failed，仍然没有出现PREPASSED或PASSED状态，那么故障状态就变成Failed，如下图t1时刻；在t failed内，如果出现FAILED状态，那么故障状态就直接变成Failed，即故障被确认，如下图t4时刻。
当故障被确认了，接着当根据前提条件和判断条件得到一次PREPASSED状态，那么计数器归零，开始重新计时，同理一直PREPASSED状态，累计一段时间t_passed后，表示故障已消除。如下图t2时刻。
当故障被确认了，接着当根据前提条件和判断条件得到一次PASSED状态，那么计数器不需要累计时间，直接表明故障已消除，如下图t3时刻。
2.3 小结
通过上述两种Debounce算法可以知道其原理是：根据检测到“故障”状态（PREFAILED, FAILED, PREPASSED, PASSED）来增减计数器或定时器，只有次数或时间达到阈值，才能确认或消除故障。当报告的状态是PREFAILED时，计数器或定时器就累加一次；当累加次数或时间到Failed的域值，那么“故障”就被确认。其中的一些参数需要被定义清楚，因为这些参数将会决定故障需要多长时间确认或恢复，像上图中的步长，阈值和时间等参数。比如某个故障的确认时间为200ms，计数器每5ms计数一次，假设设定阈值为40，报告状态切换时，计数器总是从0开始计数，那么这时针对故障确认的固定步长设置为1。
总之，不同Debounce算法的细节处理会有所不同，可根据实际诊断需求来配置Debounce算法参数。另外，针对不同故障类型的确认，如何选用这两种Debounce算法。通常，对于timeout类故障，可采用基于时间的Debounce算法来完成确认；对于事件触发类故障，则可采用基于计数的Debounce算法来完成确认。
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原文始发于微信公众号（谦益行）：汽车ECU故障诊断功能解析系列6
