汽車故障診斷技術初探

劉志軍，王曉霞

1.呼倫貝爾職業技術學院，內蒙古 呼倫貝爾 021008

2.內蒙古自治區呼倫貝爾學院，內蒙古 呼倫貝爾 021008

隨著科學技術的發展和先進科技在現代汽車上的廣泛應用。現代汽車制造技術發生了翻天覆地的變化。今天的汽車無論從設計、制造工藝、加工設備、車輛材料上看,還是從整車性能及美學造型等方面看, 現代汽車都發生了質的飛躍。由于現代汽車的結構越來越復雜，功能越來越完善，自動化程度也越來越高，因此故障診斷的難度也有了相應的增加，人們迫切需要提高系統的可靠性、可維修性和安全性，因而有必要建立一個監控系統來監控整個系統的運行狀態，不斷檢測系統的變化和故障信息，進而采取必要的措施，防止事故的發生。汽車故障診斷技術是一門綜合性的技術，它已成為科技研究的熱點之一。下面探討一下汽車故障診斷技術的目前狀況及發展趨勢

1 傳統汽車故障診斷技術

1.1 人工經驗診斷法

這種方法是診斷人員憑豐富的經驗和一定的理論知識，在汽車不解體或局部解體情況下，借助簡單工具，用眼看、耳聽、手摸和鼻子聞等手段，邊檢查、邊試驗、邊分析，進而對汽車技術狀況做出判斷的一種方法。這種診斷方法具有不需要專用儀器設備，可隨時隨地應用和投資少、見效快等優點。但是，也有診斷速度慢、準確性差、不能進行定量分析和需要診斷人員有較高技術水平等缺點。人工經驗診斷法多適用于中、小維修企業和汽車隊的故障診斷。該法雖然有一定缺點，但在相當長的歷史時期內仍有十分重要的使用價值。即使普遍使用了現代儀器設備診斷法，也不能完全脫離人工經驗診斷法。近年來剛剛起步研制的專家診斷系統，也是把人腦的分析、判斷通過計算機語言變成了電腦的分析、判斷。所以，不能鄙薄人工經驗診斷法。

1.2 簡單儀表檢測診斷法

將—些簡單的儀表，如機油壓力表、真空表、萬用表、示波器等應用于汽車診斷工作中，從而使汽車診斷從眼看、耳聽、手摸和鼻子聞等的定性階段，逐步轉變為儀表測量的定量診斷階段。而且隨著汽車診斷技術的不斷進步和發展，一些技術性能先進的檢測儀器和設備將得到廣泛的應用。但這些測試儀器和設備常常是單項、分散地在汽車診斷中使用。

1.3 專業綜合診斷法

專業綜合診斷法以將單項、分散的檢測設備聯線建站為特征。使診斷工作成為汽車維修工作中一項新的專門任務。診斷工作是依靠儀表和設備，在不解體或不拆卸零件的情況下，得到一系列準確數據，并與規定的標準技術參數相比較。以確定汽車零部件是否需要維修或更換。由于許多相關法令或條例的制訂，促進了有關方面對汽車專業綜合診斷的深入研究和廣泛推廣。

2 現代汽車故障診斷技術

這種方法是在人工經驗診斷法的基礎上發展起來的一種診斷法。隨著汽車電子技術的應用和發展，汽車電控系統日趨復雜。傳統的診斷方法和診斷設備無論是精確度和使用方便性，還是對汽車技術發展的適應性均不能滿足用戶的需要，為了提高故障診斷技術，不斷完善診斷理論和方法。必須廣泛應用各學科的最新科研成果發展適用于故障診斷的邊緣技術。該法可在汽車不解體情況下，用專用儀器設備檢測整車、總成和機構的參數、曲線或波形，為分析、判斷汽車技術狀況提供定量依據。采用微機控制的儀器設備能自動分析、判斷、存儲并打印汽車的技術狀況。現代汽車故障診斷法的優點是檢測速度快，準確性高，能定量分析，可實現快速診斷等；缺點是投資大，占用廠房，操作人員需要培訓等。該診斷法適用于汽車檢測站和中、大型維修企業。

3 汽車故障診斷技術的發展趨勢

近幾年來，高科技的發展，信息化的網絡，使得汽車故障診斷技術必將向著智能化、集成化方向發展。如基于人工智能的神經網絡法；基于信號處理的小波分析法和基于網絡的集成汽車故障診斷專家系統等。它們的應用前景是令人鼓舞的，值得我們去進一步研究與推廣。可以預見，其用于汽車的故障診斷研究必將有很大的發展。這里僅簡要介紹以下幾種：

1）人工神經網絡在汽車診斷中的應用

人工神經網絡是由大量神經元廣泛互聯而成的復雜網絡系統。它具有較強的自學習功能、較好的容錯性、很高的自適應能力，且有大規模并行處理能力等。把人工神經網絡技術應用于診斷專家系統無論是在知識表達體系，還是在知識獲取、并行推理等方面都有明顯的優越性，解決了傳統專家系統在知識獲取上的“瓶頸”問題，很大的提高了診斷系統的智能水平，提高了診斷速度和診斷精度。所以，人工神經網絡技術在汽車行業的應用前景是廣闊而深遠的。

2）小波分析在汽車診斷中的應用

小波分析是近年來發展起來的新的數學理論和方法，在噪聲消除方面有著廣泛的應用。小波分析能同時在時頻域內對信號進行分析，所以它能有效區分信號中的突變部分和噪聲，從而實現對非平穩信號的消噪。它將替代傳統的FFT分析而廣泛地應用于汽車故障診斷中。如在汽車故障特征信號分析中，采用了小波分析技術替代傅立葉分析技術。它在時域和頻域上同時具有良好的局部化特征，彌補了傅氏變換僅能進行穩態信號分析的不足之處。

3）基于網絡的集成汽車故障診斷專家系統

由于汽車是機電液一體化的高科技產品，新車型、新功能層出不窮。故汽車故障診斷的實例多且復雜。所以研究適合汽車領域的專家系統，集成規則、案例、模糊和神經網絡理論，以網絡為框架，以多媒體技術為載體，研究多種診斷模型融合技術必將是發展方向。基于網絡的集成汽車診斷專家系統的功能與特點，概括地說就是“由計算機存儲的專家知識，按照需要可以調用，即使初學者也能近似地如專家一樣進行故障診斷”。

目前我國的汽車診斷技術和國外相比水平還較低，其診斷手段也不夠先進，診斷理論研究也不夠深入。隨著計算機、電子、汽車等高新技術的發展，必將促進汽車故障診斷技術的迅速發展。今后，我們將深入研究故障診斷新理論和方法，使現代汽車故障診斷技術朝著網絡化、多功能化、智能化和專家系統化發展的方向邁進，以計算機及其網絡為平臺組織并綜合集成各種專用分析儀器，資源共享。現代汽車故障診斷技術這門新興的學科必將在我國現代化汽車產業中發揮巨大作用。