汽車故障診斷技術的應用及發展研究

吉興祥 楊閃輝

摘 要：隨著經濟的發展，我國的汽車業也獲得了很大的發展，汽車診斷技術也得到了一定的提升。在汽車電子控制技術中，汽車故障診斷技術是最重要的組成部分，在汽車維修中發揮著重要的作用。本文在分析傳統的汽車故障診斷技術的基礎上，對現階段的汽車故障診斷技術進行了研究，對其發展趨勢進行了探討。

關鍵詞：汽車；故障；診斷技術

隨著新材料、新技術、新工藝在汽車生產、制造中的不斷運用，現代汽車的技術性能越來越好，但在其結構越來越復雜的同時，故障診斷難度也越來越大，傳統的診斷方法和診斷設備無論是其精度和使用方便性，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，需不斷完善診斷理論和方法，必須廣泛應用各學科的最新成果，借助數學工具和計算機，發展適用于診斷的邊緣技術，因此，汽車故障診斷技術得到迅猛發展，已成為當今科技研究的熱點之一。

1 汽車故障診斷技術的發展歷程

人工檢驗階段。早期的汽車診斷，主要依靠有—定技術和經驗的工人，憑耳聽、手摸的方法來了解汽車的技術狀況，再根據已掌握的實踐經驗進行故障診斷，方法簡單、經濟，但是準確性差，很大程度上依賴于操作者的感覺和經驗。

運用簡單的儀器、儀表進行測量階段。由于汽車結構的日趨復雜，因此一些簡單的測試儀器，如萬用表、真空儀、油壓表等應用于故障診斷中，從而使診斷技術從耳聽手摸的定性階段，發展到儀器、儀表的定量測量階段。該方法為汽車故障診斷提供了客觀依據，不足之處是儀器分散，對故障缺乏綜合的分析和判斷。

利用專門設備進行綜合診斷階段。在汽車總成不解體的情況下。用先進的儀器和設備對汽車各工作系統進行精密監測，測出汽車有關數據，通過電子計算機的處理，就能顯示汽車的技術狀況或尋找出故障的原因。

人工智能診斷階段。進入九十年代，隨著專家系統的發展和電子計算機智能化的提高，用計算機儲存專家知識，建立汽車故障診斷專家系統。把汽車故障診斷推向了更加智能化的階段。

2 傳統汽車故障診斷技術

2.1 汽車示波器故障診斷

汽車示波器對于汽修人員來說是一種最為有力的工具，利用它汽修人員能夠對汽車故障進行迅速地判斷，在使用示波器對電子設備進行測試時，最大的困難就是如何設定示波器，如何對產生的波形進行分析。在示波器的作用下，汽車電子設備測試日益簡單化，只要選

擇好需要測試的內容，就可以對波形進行直接觀察，使汽車維修變得非常簡單便捷。

2.2萬用表故障診斷

一般來說，汽車故障的類型主要有2種，其一是汽車的持續性故障，其二是汽車的間歇性故障。在汽車持續性故障診斷方面，最常使用的儀器就是萬用表。一般來說，萬用表的類型有2種：一種是指針式萬用表；一種是數字式萬用表，汽車故障診斷常用最多的是數字

式萬用表，這種儀表的功能強大，能夠輸入較高的阻抗高，并且在使用的過程中對電子元件產生的影響較小，且在使用的過程中能夠抵抗瞬間高壓，防止設備被燒壞，為汽車維修提供了極大的方便。

2.3 專業綜合診斷

專業綜合診斷將單項的和分散的檢測設備聯結在一起，依靠儀表與設備，在不拆卸零件，不對汽車進行解體的情況下，得到準確數據，將其與標準數據進行對比，從而確定汽車零部件能夠繼續使用。隨著汽車技術的發展，專業綜合診斷技術需要繼續深入研究。

3 汽車故障診斷技術現狀

3.1 故障代碼自診斷

在現代汽車的電控系統中，ECU 具有自診斷功能。ECU 以故障代碼為途徑將故障信息提供給維修人員，維修人員只要不切斷汽車的電源，ECU 就能夠將汽車產生的持續性故障存儲在系統中，維修人員在特定方法的輔助下就能夠提取故障代碼。這種特定的方法有2種：一種是通過人工讀碼的方法提取故障代碼，首先熄滅發動機，將兩個故障檢測插座使用導線進行短接，對儀表板上的指示燈進行觀察，記錄閃爍次數和頻率，獲取故障代碼。但是，這種人工讀取代碼的方法有一個嚴重的缺陷，就是讀取的正確率不能得到有效地保證；第二種方法是專業檢測儀讀碼法。首先，以車型為依據選擇合適的軟件測試卡，將軟件測試卡插到檢測儀器上，連接插頭，讀取故障代碼。近年來，為了方便故障代碼的讀取，各汽車制造長都制作了專門的解碼儀，極大的方便了故障的代碼讀取。同時，汽車制造廠普遍使用了統一的診斷接口和模式，讀碼時只要使用通用的解碼儀即可。

3.2 專家系統進行診斷

專家系統EP是以某一領域專家的經驗和知識為基礎，在計算機內部建立的一個信息系統，以完成特定任務。一般來說，汽車系統中發生故障的位置主要有3個：一是發動機；二是電器電路；三是底盤機械傳動。而每個位置的故障又具備多層次結構的特點，因此需要針對每個位置建立一個獨立的數據庫，在數據庫中設置數據表，在數據表中存儲汽車故障發生、診斷和維修的相關信息。數據表之間、數據字段之間需要建立層次樹結構，通過樹狀結構相互關聯的特性將維修知識庫聯結成一個有機整體。目前，不僅在國內有很多利用專家系統技術診斷汽車故障的案例，在國外也有很多經典案例。比如 ESET 系統，這種專家系統的主要功能是診斷汽車的發動機故障，根據其系統操作流程可以獲得9種功能。該系統是一種實用性系統，除了能夠有效地對故障進行診斷之外，還可以用來對修理工進行培訓。再比如美國軍方開發的發動機故障診斷系統，該系統集合了諸多汽車發動機故障的相關信息，是一個集診斷和維修于一體的專家系統，它在故障樹診斷方法的支持下，對野戰軍用車輛故障進行診斷和修改，能夠將其效率提升92%。因此，就目前來說，使用專家系統進行故障診斷是最有效的汽車故障診斷途徑。

4 汽車故障診斷技術的發展趨勢

4.1 汽車診斷智能化

人工神經網絡技術有力地彌補了專家系統的診斷缺陷——由于知識的串行而使得假設選擇困難，能夠對人類的經驗和知識進行更為有效地組織和使用。特別是在汽車領域，因為高科技發展越來越迅速，在汽車結構方面使用的高科技越來越多，使得現代的汽車結構越來越復雜，使得其故障狀態越來越多樣，其故障診斷難度也越來越大。在這樣的情況下，在汽車故障診斷中應用神經網絡技術，能夠使其診斷精度和速度得以有效提升。由此可見，在汽車故障診斷技術未來的發展進程中，人工神經網絡技術有很大的應用空間。例如，在診斷汽車發動機故障的過程中，第一步：從相關廠子收集各種發動機故障的發生原因，將其作為輸入層；第二步：對發動機故障的發生原因進行分類，將其作為中間層；第三步：根據發動機的維修經驗，對引發發動機故障的原因進行推斷，將其作為輸出層。通過上述3個層次的構建形成一個層次型網絡，輸入故障，得出故障發生原因，以此構成自動檢測系統，以提升故障診斷效率。

4.2 小波分析用于汽車故障診斷

小波分析是一種信號處理的新方法，在未來的發展中，它將代替 FFT 分析在汽車故障診斷中得以廣泛應用。小波分析是一種非穩態信號時間域，無論是在時域上還是在頻域上，都具有非常好的局部化特征，能夠無限接近任意函數，廣泛應用于系統辨識中。比如利用小波技術辨識非線性對象。如果非線性對象沒有發生突變，那么兩者之間的輸出差就會比較小；如果非線性對象出現突變，那么兩者之間的輸出差就比較大，通過這種原理能夠很快的識別系統故障。

參考文獻

[1]侯軍興，盧士亮，趙大旭等.汽車故障診斷技術的現狀與發展趨勢[J].公路與汽運，2006，（2）：19-20.

[2]王維先.現階段汽車故障診斷技術的現狀與發展趨勢探討[J].科技傳播，2016，8（14）：193-194.

[3]蔣鳴雷.汽車故障診斷技術發展趨勢[J].中國新技術新產品，2010，（9）：102.

[4]王加升.汽車故障診斷技術的發展與應用現狀研究[J].科技風，2015，（9）：61.