淺談汽車故障診斷技術(shù)

伍清鎮(zhèn)

摘 要：本文簡(jiǎn)述了汽車故障診斷技術(shù)的發(fā)展歷程，汽車故障診斷技術(shù)的現(xiàn)狀，汽車故障診斷技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：汽車 故障診斷 發(fā)展

隨著我國(guó)科技水平的提高，現(xiàn)代汽車的技術(shù)性能越來(lái)越好。但在其結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜的同時(shí)， 故障診斷難度也越來(lái)越大，用戶對(duì)汽車故障診斷技術(shù)的要求也越來(lái)越高。

一、汽車故障診斷技術(shù)的發(fā)展歷程

汽車故障診斷技術(shù)起始于60 年代的西方發(fā)達(dá)國(guó)家，隨著汽車結(jié)構(gòu)的日益復(fù)雜，必然要求有相應(yīng)的診斷手段來(lái)滿足其維護(hù)的需求，因此，汽車診斷技術(shù)在過(guò)去的幾十年中取得了迅速的發(fā)展，其發(fā)展經(jīng)歷了四個(gè)階段。人工檢驗(yàn)階段。早期的汽車診斷，主要依靠有一定技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)的工人，憑耳聽(tīng)、手摸的方法來(lái)了解汽車的技術(shù)狀況，再根據(jù)已掌握的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行故障診斷，方法簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，但是準(zhǔn)確性差，很大程度上依賴于操作者的感覺(jué)和經(jīng)驗(yàn)。運(yùn)用簡(jiǎn)單的儀器、儀表進(jìn)行測(cè)量階段。由于汽車結(jié)構(gòu)的日趨復(fù)雜，因此一些簡(jiǎn)單的測(cè)試儀器，如萬(wàn)用表、真空儀、油壓表等應(yīng)用于故障診斷中，從而使診斷技術(shù)從耳聽(tīng)手摸的定性階段，發(fā)展到儀器、儀表的定量測(cè)量階段。該方法為汽車故障診斷提供了客觀依據(jù)，不足之處是儀器分散，對(duì)故障缺乏綜合的分析和判斷。利用專門設(shè)備進(jìn)行綜合診斷階段。在汽車總成不解體的情況下，用先進(jìn)的儀器和設(shè)備對(duì)汽車各工作系統(tǒng)進(jìn)行精密監(jiān)測(cè)，測(cè)出汽車有關(guān)數(shù)據(jù)，通過(guò)電子計(jì)算機(jī)的處理，就能顯示汽車的技術(shù)狀況或?qū)ふ页龉收系脑颉Ｈ斯ぶ悄茉\斷階段。進(jìn)入九十年代，隨著專家系統(tǒng)的發(fā)展和電子計(jì)算機(jī)智能化的提高，用計(jì)算機(jī)儲(chǔ)存專家知識(shí)，建立汽車故障診斷專家系統(tǒng)，把汽車故障診斷推向了更加智能化的階段。

二、汽車故障診斷技術(shù)的現(xiàn)狀

隨著汽車電子技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，汽車電控系統(tǒng)日趨復(fù)雜。傳統(tǒng)的診斷方法和診斷設(shè)備無(wú)論是精確度和使用方便性，還是對(duì)汽車技術(shù)發(fā)展的適應(yīng)性，均不能滿足用戶的需要。為了滿足需求，現(xiàn)代汽車電子控制系統(tǒng)加入了自診斷功能。目前自診斷的主要方法有以下幾點(diǎn)。

1、 ECU 故障自診斷

現(xiàn)代汽車中的ECU（Electronic ControlUnit）集成了故障自診斷系統(tǒng)，裝有ECU控制系統(tǒng)的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)，都具有故障自診斷系統(tǒng)。可以用它來(lái)對(duì)汽車內(nèi)傳動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)各個(gè)部分工作狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)檢查和監(jiān)測(cè)。當(dāng)汽車出現(xiàn)故障時(shí)，裝在儀表板上的故障指示燈就會(huì)自動(dòng)點(diǎn)亮以警告車主汽車可能出問(wèn)題了。同時(shí)系統(tǒng)控制單元的自診斷模塊檢測(cè)到系統(tǒng)部件故障后，將故障的信息以數(shù)字代碼的形式存儲(chǔ)在模塊內(nèi)部的專門區(qū)域如隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM中。當(dāng)汽車維修技術(shù)人員在診斷車輛故障時(shí)，可以通過(guò)人工調(diào)取或使用專用診斷儀器的方式從存儲(chǔ)器中調(diào)取出這些數(shù)字代碼。通過(guò)對(duì)這些存儲(chǔ)的代碼所對(duì)應(yīng)的故障信息而對(duì)癥下藥，可以很快解決汽車故障。

2、油液監(jiān)測(cè)及信號(hào)采集技術(shù)

對(duì)汽車潤(rùn)滑油中的磨屑進(jìn)行分析是一種不解體檢驗(yàn)方法，其作用不僅是要評(píng)定潤(rùn)滑油的理化性能，更是要通過(guò)對(duì)機(jī)械磨損碎屑及其他顆粒的定性與定量測(cè)量、分析獲得相關(guān)零部件磨損、系統(tǒng)污染程度及工作狀態(tài)等方面的重要信息，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)。

3、汽車故障診斷的傳統(tǒng)專家系統(tǒng)

專家系統(tǒng)是基于人類專家的專業(yè)領(lǐng)域的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，在計(jì)算機(jī)上建立以經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)的信息系統(tǒng)，它可以利用專業(yè)領(lǐng)域的專家的知識(shí)水平，完成所需的任務(wù)。專家系統(tǒng)實(shí)際上是一個(gè)智能計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)。基本結(jié)構(gòu)包括：知識(shí)庫(kù)，推理機(jī)，數(shù)據(jù)庫(kù)，解釋的過(guò)程和知識(shí)五個(gè)部分組成。專家系統(tǒng)，可分為以規(guī)則為基礎(chǔ)的系統(tǒng)和以框架為基礎(chǔ)的系統(tǒng)。前者使用最為廣泛，它的推理包含正向推理，反向推理和混合控制等控制策略。專家系統(tǒng)適用于需要很多的專業(yè)知識(shí)才能解決問(wèn)題的問(wèn)題。

三、汽車故障診斷技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

車載診斷的優(yōu)點(diǎn)是：可以減少專業(yè)儀器的使用，降低維修費(fèi)用；查找故障及時(shí)，有效地避免二次故障的產(chǎn)生，應(yīng)用廣泛；缺點(diǎn)是：診斷范圍有限，精度不高，對(duì)較復(fù)雜故障不能診斷，適應(yīng)性差，車型不同或控制系統(tǒng)改動(dòng)后需重新設(shè)計(jì)新的診斷系統(tǒng)。而車外診斷的優(yōu)點(diǎn)是：診斷功能可以及時(shí)擴(kuò)充，提高了效率和精度，擴(kuò)大了診斷范圍，增強(qiáng)了適應(yīng)性，縮短了診斷設(shè)備和車輛的開(kāi)發(fā)周期；缺點(diǎn)是：沒(méi)有車載診斷系統(tǒng)那樣及時(shí)、方便。可見(jiàn)，只有把車載診斷和車外診斷結(jié)合起來(lái)，才能達(dá)到既實(shí)用、又方便的診斷效果。

國(guó)內(nèi)外的研究表明，汽車故障的診斷方式已由車載診斷與車外診斷的相互獨(dú)立走向相互結(jié)合，將電控系統(tǒng)檢測(cè)儀完善的數(shù)據(jù)通信功能與專家系統(tǒng)強(qiáng)大的分析判斷功能相結(jié)合，并充分運(yùn)用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)在人工智能、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊診斷以及基于決策數(shù)據(jù)庫(kù)的最新成果，將是新一代汽車診斷技術(shù)的發(fā)展方向。

概括來(lái)說(shuō)，主要有以下幾個(gè)方面：車載診斷或使用故障診斷設(shè)備的診斷，主要診斷電子控制系統(tǒng)的故障，而且還有局限性，不能對(duì)ECU 存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

診斷推理方法多樣化。診斷推理是以診斷特征參數(shù)為基礎(chǔ)，采用數(shù)學(xué)方法處理信號(hào)，找出故障的內(nèi)在聯(lián)系，對(duì)系統(tǒng)故障做定量分析。基于信號(hào)的處理，由傳統(tǒng)的傅立葉變換轉(zhuǎn)換為小波分析，為故障信號(hào)的預(yù)處理提供了有效途徑；基于知識(shí)的處理，由傳統(tǒng)的基于邏輯的專家系統(tǒng)發(fā)展成為集成模糊理論和案例的專家系統(tǒng)，解決了故障癥狀不確定性，極大地提高了診斷速度和精度。

故障診斷信息網(wǎng)絡(luò)化。汽車是機(jī)電一體化的高科技產(chǎn)品，新車型和新功能層出不窮。在汽車故障診斷時(shí)，專業(yè)人員對(duì)各種車型的技術(shù)資料掌握有限。而通過(guò)汽車檢測(cè)維修專業(yè)網(wǎng)絡(luò)，可以傳遞診斷維修信息，徹底打破信息傳遞時(shí)空上的限制，實(shí)現(xiàn)資源共享，而且能在線得到診斷專家系統(tǒng)的指導(dǎo)。

四、結(jié)束語(yǔ)

總之，現(xiàn)在我國(guó)的汽車故障診斷學(xué)科已經(jīng)起步，并正處在蓄勢(shì)待發(fā)的緊要關(guān)頭。再接下來(lái)的發(fā)展過(guò)程中，只要準(zhǔn)確把握汽車故障診斷技術(shù)的發(fā)展方向，同時(shí)診斷設(shè)備研發(fā)技術(shù)人員與汽車維修技術(shù)人員的有機(jī)結(jié)合，將可能將我國(guó)的汽車故障診斷技術(shù)推進(jìn)到當(dāng)代世界汽車故障診斷技術(shù)的前沿中去。

參考文獻(xiàn)：

[1] 肖云魁.汽車故障診斷學(xué).第2 版[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2006

[2] 王秀貞.汽車故障診斷與檢測(cè)技術(shù)[M].北京：人民郵電出版社2003

[3] 陳朝陽(yáng)，張代勝，任佩紅.汽車故障診斷專家系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J]. 機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2003，（11）： 1-3