汽車發動機電子控制系統智能診斷技術研究

張永杰

（云南交通職業技術學院 650101)

汽車發動機電子控制系統智能診斷技術研究

張永杰

（云南交通職業技術學院 650101)

上世紀60年代，中國開始走上了研究汽車檢測技術的道路，而當時研發的診斷設備都比較簡單。直到了80年代初，我國再次開始研發汽車診斷技術，經過交通部門有關人士的不懈努力，汽車檢測診斷技術得到了日新月異的發展。而到了90年代初，國內相關研究機構和部分高校也不甘落后，開始了關于汽車故障診斷專家系統的研究。雖然中國已經對此進行了很多年的研究，但是仍然和國外有很大的差距。本文從汽車發動機電子控制系統智能診斷技術的發展過程出發，介紹了該項技術的發展現狀，然后在此基礎上對該項技術的發展趨勢進行展望。

汽車；電控系統；智能診斷技術；發展趨勢

汽車發動機電子控制系統智能診斷技術是一項綜合性技術。隨著科技的不斷發展，汽車的電子設備也得到了廣大用戶的認可和肯定。該項技術的應用雖然在一定程度上提升了汽車舒適性和各項性能，但與此同時汽車控制系統也隨之變得越來越繁雜。因此，當車主發現自己的汽車發動機電子控制系統出現問題的時候，能做的就是看維修人員可不可以盡快找到出現故障的地方，以及可不可以盡快把車維修好。

在當今社會，隨著汽車市場的不斷擴展，購車者越來越關注汽車售后服務的好壞，于是各大汽車經銷商開始迎合購買者的需求，不斷挖空心思，只為了提升汽車故障檢測與維修能力。因此車輛故障診斷設備與技術也得到了飛速發展，汽車診斷也被作為一門專業技術發展起來。

1 汽車發動機電子控制系統智能診斷技術的發展過程

汽車故障診斷技術這門學科是從1960年才開始迅速發展起來的，縱觀其發展過程，主要經歷了具有代表性的四個階段[1]。

第一個階段為人工檢驗階段。在這個階段主要是依靠經驗豐富的專家或設備維修人員，通過監視汽車發動機運行情況，傾聽發動機運行聲音，感受發動機震動狀態來人為的判斷發生故障的原因，并在此基礎上提出維修的方案。雖然在這個階段也有一些簡單儀器設備的幫助，但是出錯的情況還是時有發生，人工診斷技術還是有很大的不足。

首先，這種方式只能應付一些簡單直觀的故障；其次，人工診斷技術并不能完美的解決所有可能出現的故障；最后，有經驗的維修人員數量總是處于不足的狀態，而且不同維修人員擅長維修的部位也不一樣，彼此之間在維修經驗上也有很大的差異性。所以這種判斷方式并不會有很高的準確率。

第二個階段為簡單儀器、儀表進行測量的階段。在這個階段，汽車在構造上開始使用越來越多的新材料和新技術，所以為了能正確分析出故障原因，并對其進行維修，一些簡單的儀器、儀表經過研制應運而生。維修人員經常使用萬能表或示波器等儀器、儀表來測量相關的數據，從而在汽車故障診斷中達到輔助維修的目的。但是，這個階段仍然有錯誤診斷的情況出現，故障診斷的正確性仍然不是很高，想要判斷出故障部位仍然存在很大的困難。

第三個階段為綜合診斷的階段，這個階段是隨著專業設備的使用而開始的，其標志就是OBD標準的推出。OBD又叫“車載診斷系統”，不同的汽車生產商都擁有獨特的汽車故障診斷儀器。這種專用儀器可以和車載診斷系統連接起來，在車載診斷系統診斷出故障后，可以通過專用儀器提取出故障信息，方便汽車維修人員及時進行故障診斷，提升了維修速度，同時也提高了診斷的準確性[2]。

第四個階段為人工智能診斷階段。這個階段的維修主體不再是人，而是機器，計算機可以模擬出專家的診斷思維活動，以此實現了診斷技術質的飛躍。這項技術目前不僅可以應用于汽車維修，還能應用于航天航空、核電站和電力系統等各個領域。

2 汽車發動機電子控制系統智能診斷技術的現狀

經過科學技術多年的應用與發展，汽車發動機電子控制系統已經變得越來越復雜。因此以往簡單的人工檢驗診斷方法已經不能滿足消費者的需求了，不管是從精確度、使用方便性還是適應性角度，消費者的需求都在不斷增加。而目前自診斷的主要方法有以下幾種。

2.1 ECU故障自診斷

ECU又叫車載電腦或行車電腦。簡單來說，ECU跟汽車的關系就相當于大腦和人體的關系。如果ECU控制系統發現汽車內部出現故障，電子控制單元就會通過故障指示燈的方式來對車主發出提示。與此同時，如果系統控制單元檢測到某個汽車零部件出現了問題，就會將故障信息存到隨機存儲器RAM中，一般故障信息是以數字代碼的形式存在。這樣當汽車維修人員在維修的時候就可以人工調取這些數字代碼，然后準確地解決汽車故障。

2.2 油液檢測及信號采集技術

汽車維修人員可以在維修的時候分析汽車潤滑油中的磨損碎屑，并對其進行定性與定量測量。這樣不僅可以知道潤滑油的理化性能，還可以分析出相關零部件的磨損程度，知道系統的污染程度，了解汽車的工作狀態，最終實現成功監測汽車運行狀態的目的。

2.3 汽車故障診斷的傳統專家系統

專家系統本質上來說就是一種智能計算機程序信息系統，是在計算機上建立的，以人類專家的專業領域知識與經驗為基礎的系統。這個系統可以使用專業領域專家的知識能力，從而完成所需的任務。

汽車故障診斷并不是一個方便而簡單的任務，在診斷的過程中也必須用到許多的專業知識，所以有很多研究者都在嘗試著把專家系統和故障診斷進行融合。雖然從某種程度上來說這項研究已經取得了一定的成果，但是這種傳統診斷專家系統卻存在許多的缺點，最大的缺點就是沒有自我學習的能力，因此只能用來進行簡單的系統故障診斷。

3 現代汽車發動機電子控制系統智能診斷技術的發展趨勢

隨著科技的不斷進步，智能化和信息化已經逐漸成為故障診斷技術發展的新趨勢。比如小波分析法就是在信號處理的基礎上研發的，神經網絡法則是在人工智能的基礎上研發的。所以目前故障診斷技術發展趨勢大概有以下幾個方面。

3.1 資料數據在線化

使用交互式電子技術手冊已成為汽車故障診斷資料數據在線化最大的特點。交互式電子技術手冊和紙質技術手冊相比，其具有如下幾個新特征。

(1)使信息的組織樣式更加優化，把計算機當作中間介質，具有許多額外的功能。比如滾動、放縮、動畫、彩色、提示音等。

(2)信息與信息之間是有聯系的，查閱者能快速便捷地閱讀所需信息，完成人與數據之間的交互，確保汽車故障維修可以達到事半功倍的效果。

(3)交互式電子手冊不僅具有較高的智能化水平，與此同時具有保管便捷、容易查閱的優點，這是傳統紙質手冊所不具備的。同時維修人員還可使用網絡登錄的方式查看維修資料數據庫。

3.2 故障診斷信息的網絡化

遠程控制是維修站與售后支持中心實時聯系的一款診斷軟件，通過互聯網實現跨空間的車輛故障診斷。售后支持中心的計算機與維修站的計算機是實時同步的，因此診斷信息可以第一時間到達售后支持中心，去除了空間的影響，讓維修人員不用到現場就能協助維修站對車輛故障的原因進行分析，并提出合理的解決方案。

遠程控制除了是一款實時聯系的軟件外，還是一款數據實時反饋的軟件。當車輛在維修站進行維修的時候，遠程控制可以把所有的故障診斷信息收集起來，并進行統計分析，為汽車改進提供了重要的幫助，同時還能提升車主對該品牌的好感和信任程度。

3.3 專家系統的智能化

故障診斷專家系統的一大亮點就是，在有需要的時候可以提取出原本存儲于計算機中專家們的知識，幫助初學者站在“巨人的肩膀上”來看待問題。目前已研究的汽車故障診斷專家系統模型有以下幾種：建立在規則的基礎上的；建立在實例的基礎上的；建立在行為的基礎上的；建立在模糊邏輯的基礎上的；建立在人工神經網絡的基礎上的。雖然不同的專家系統有各自不同的長處與不足，但都是在往智能化的方向發展。

4 結束語

診斷設備的發展帶動了汽車發動機電子控制系統智能化診斷技術的發展，但是我國汽車診斷技術還是有很多不足之處的，技術水平與國外相比仍然存在很大的差距。目前我國汽車故障診斷技術正處于發展的關鍵時期，現代化、智能化是目前發展的主要方向。我們要明確了解汽車故障診斷技術的發展趨勢，使我國的汽車故障診斷技術走在世界的最前端。

[1]弋國鵬,趙龍等.汽車故障診斷技術(新編版)[M].人民交通出版社,2011,4.

[2]蔣鳴雷.汽車故障診斷技術發展趨勢[J].中國新技術新產品,2013(9):102.

U472.2文獻標示碼A

張永杰，碩士，教授，研究方向為交通運輸工程。