汽車故障診斷技術(shù)初探

劉志軍，王曉霞

1.呼倫貝爾職業(yè)技術(shù)學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021008

2.內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021008

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和先進(jìn)科技在現(xiàn)代汽車上的廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)代汽車制造技術(shù)發(fā)生了翻天覆地的變化。今天的汽車無論從設(shè)計(jì)、制造工藝、加工設(shè)備、車輛材料上看,還是從整車性能及美學(xué)造型等方面看, 現(xiàn)代汽車都發(fā)生了質(zhì)的飛躍。由于現(xiàn)代汽車的結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，功能越來越完善，自動(dòng)化程度也越來越高，因此故障診斷的難度也有了相應(yīng)的增加，人們迫切需要提高系統(tǒng)的可靠性、可維修性和安全性，因而有必要建立一個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)來監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，不斷檢測(cè)系統(tǒng)的變化和故障信息，進(jìn)而采取必要的措施，防止事故的發(fā)生。汽車故障診斷技術(shù)是一門綜合性的技術(shù)，它已成為科技研究的熱點(diǎn)之一。下面探討一下汽車故障診斷技術(shù)的目前狀況及發(fā)展趨勢(shì)

1 傳統(tǒng)汽車故障診斷技術(shù)

1.1 人工經(jīng)驗(yàn)診斷法

這種方法是診斷人員憑豐富的經(jīng)驗(yàn)和一定的理論知識(shí)，在汽車不解體或局部解體情況下，借助簡(jiǎn)單工具，用眼看、耳聽、手摸和鼻子聞等手段，邊檢查、邊試驗(yàn)、邊分析，進(jìn)而對(duì)汽車技術(shù)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(shè)備，可隨時(shí)隨地應(yīng)用和投資少、見效快等優(yōu)點(diǎn)。但是，也有診斷速度慢、準(zhǔn)確性差、不能進(jìn)行定量分析和需要診斷人員有較高技術(shù)水平等缺點(diǎn)。人工經(jīng)驗(yàn)診斷法多適用于中、小維修企業(yè)和汽車隊(duì)的故障診斷。該法雖然有一定缺點(diǎn)，但在相當(dāng)長(zhǎng)的歷史時(shí)期內(nèi)仍有十分重要的使用價(jià)值。即使普遍使用了現(xiàn)代儀器設(shè)備診斷法，也不能完全脫離人工經(jīng)驗(yàn)診斷法。近年來剛剛起步研制的專家診斷系統(tǒng)，也是把人腦的分析、判斷通過計(jì)算機(jī)語言變成了電腦的分析、判斷。所以，不能鄙薄人工經(jīng)驗(yàn)診斷法。

1.2 簡(jiǎn)單儀表檢測(cè)診斷法

將—些簡(jiǎn)單的儀表，如機(jī)油壓力表、真空表、萬用表、示波器等應(yīng)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(zhuǎn)變?yōu)閮x表測(cè)量的定量診斷階段。而且隨著汽車診斷技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，一些技術(shù)性能先進(jìn)的檢測(cè)儀器和設(shè)備將得到廣泛的應(yīng)用。但這些測(cè)試儀器和設(shè)備常常是單項(xiàng)、分散地在汽車診斷中使用。

1.3 專業(yè)綜合診斷法

專業(yè)綜合診斷法以將單項(xiàng)、分散的檢測(cè)設(shè)備聯(lián)線建站為特征。使診斷工作成為汽車維修工作中一項(xiàng)新的專門任務(wù)。診斷工作是依靠?jī)x表和設(shè)備，在不解體或不拆卸零件的情況下，得到一系列準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，并與規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)參數(shù)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(guān)法令或條例的制訂，促進(jìn)了有關(guān)方面對(duì)汽車專業(yè)綜合診斷的深入研究和廣泛推廣。

2 現(xiàn)代汽車故障診斷技術(shù)

這種方法是在人工經(jīng)驗(yàn)診斷法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種診斷法。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，為了提高故障診斷技術(shù)，不斷完善診斷理論和方法。必須廣泛應(yīng)用各學(xué)科的最新科研成果發(fā)展適用于故障診斷的邊緣技術(shù)。該法可在汽車不解體情況下，用專用儀器設(shè)備檢測(cè)整車、總成和機(jī)構(gòu)的參數(shù)、曲線或波形，為分析、判斷汽車技術(shù)狀況提供定量依據(jù)。采用微機(jī)控制的儀器設(shè)備能自動(dòng)分析、判斷、存儲(chǔ)并打印汽車的技術(shù)狀況?，F(xiàn)代汽車故障診斷法的優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)速度快，準(zhǔn)確性高，能定量分析，可實(shí)現(xiàn)快速診斷等；缺點(diǎn)是投資大，占用廠房，操作人員需要培訓(xùn)等。該診斷法適用于汽車檢測(cè)站和中、大型維修企業(yè)。

3 汽車故障診斷技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

近幾年來，高科技的發(fā)展，信息化的網(wǎng)絡(luò)，使得汽車故障診斷技術(shù)必將向著智能化、集成化方向發(fā)展。如基于人工智能的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法；基于信號(hào)處理的小波分析法和基于網(wǎng)絡(luò)的集成汽車故障診斷專家系統(tǒng)等。它們的應(yīng)用前景是令人鼓舞的，值得我們?nèi)ミM(jìn)一步研究與推廣?？梢灶A(yù)見，其用于汽車的故障診斷研究必將有很大的發(fā)展。這里僅簡(jiǎn)要介紹以下幾種：

1）人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在汽車診斷中的應(yīng)用

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是由大量神經(jīng)元廣泛互聯(lián)而成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。它具有較強(qiáng)的自學(xué)習(xí)功能、較好的容錯(cuò)性、很高的自適應(yīng)能力，且有大規(guī)模并行處理能力等。把人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于診斷專家系統(tǒng)無論是在知識(shí)表達(dá)體系，還是在知識(shí)獲取、并行推理等方面都有明顯的優(yōu)越性，解決了傳統(tǒng)專家系統(tǒng)在知識(shí)獲取上的“瓶頸”問題，很大的提高了診斷系統(tǒng)的智能水平，提高了診斷速度和診斷精度。所以，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在汽車行業(yè)的應(yīng)用前景是廣闊而深遠(yuǎn)的。

2）小波分析在汽車診斷中的應(yīng)用

小波分析是近年來發(fā)展起來的新的數(shù)學(xué)理論和方法，在噪聲消除方面有著廣泛的應(yīng)用。小波分析能同時(shí)在時(shí)頻域內(nèi)對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析，所以它能有效區(qū)分信號(hào)中的突變部分和噪聲，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)非平穩(wěn)信號(hào)的消噪。它將替代傳統(tǒng)的FFT分析而廣泛地應(yīng)用于汽車故障診斷中。如在汽車故障特征信號(hào)分析中，采用了小波分析技術(shù)替代傅立葉分析技術(shù)。它在時(shí)域和頻域上同時(shí)具有良好的局部化特征，彌補(bǔ)了傅氏變換僅能進(jìn)行穩(wěn)態(tài)信號(hào)分析的不足之處。

3）基于網(wǎng)絡(luò)的集成汽車故障診斷專家系統(tǒng)

由于汽車是機(jī)電液一體化的高科技產(chǎn)品，新車型、新功能層出不窮。故汽車故障診斷的實(shí)例多且復(fù)雜。所以研究適合汽車領(lǐng)域的專家系統(tǒng)，集成規(guī)則、案例、模糊和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論，以網(wǎng)絡(luò)為框架，以多媒體技術(shù)為載體，研究多種診斷模型融合技術(shù)必將是發(fā)展方向。基于網(wǎng)絡(luò)的集成汽車診斷專家系統(tǒng)的功能與特點(diǎn)，概括地說就是“由計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)的專家知識(shí)，按照需要可以調(diào)用，即使初學(xué)者也能近似地如專家一樣進(jìn)行故障診斷”。

目前我國的汽車診斷技術(shù)和國外相比水平還較低，其診斷手段也不夠先進(jìn)，診斷理論研究也不夠深入。隨著計(jì)算機(jī)、電子、汽車等高新技術(shù)的發(fā)展，必將促進(jìn)汽車故障診斷技術(shù)的迅速發(fā)展。今后，我們將深入研究故障診斷新理論和方法，使現(xiàn)代汽車故障診斷技術(shù)朝著網(wǎng)絡(luò)化、多功能化、智能化和專家系統(tǒng)化發(fā)展的方向邁進(jìn)，以計(jì)算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)為平臺(tái)組織并綜合集成各種專用分析儀器，資源共享。現(xiàn)代汽車故障診斷技術(shù)這門新興的學(xué)科必將在我國現(xiàn)代化汽車產(chǎn)業(yè)中發(fā)揮巨大作用。