基于集成化的汽車故障診斷技術(shù)的應(yīng)用研究

胡瑞海

摘 要：隨著人們經(jīng)濟水平的提高，汽車行業(yè)也發(fā)展得越來越好，不過在汽車越來越普及的情況下，汽車故障也在不斷出現(xiàn)，并影響著汽車行業(yè)的制造與營銷。因此，該文基于集成化的汽車故障診斷技術(shù)研究提供解決方案，讓汽車售后服務(wù)與維修診斷技術(shù)有新的提升和改進。

關(guān)鍵詞：集成化管理 汽車故障診斷技術(shù) 應(yīng)用技術(shù)

中圖分類號：TK05 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）02（b）-0099-02

目前，隨著汽車工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國的汽車市場潛力越來越明顯，汽車故障也越來越多，因此，汽車工業(yè)急需一個比較完善的汽車維修診斷服務(wù)的系統(tǒng)，提高汽車工業(yè)化的進程。此外，越來越多的不同型號的汽車被生產(chǎn)，私人也常常根據(jù)自己的喜好將車子進行改裝，使得汽車的電子系統(tǒng)更加復(fù)雜，一個集成化管理的診斷汽車故障的方案迫在眉睫。

1 傳統(tǒng)汽車故障診斷方法

汽車故障診斷技術(shù)指的是在汽車本身不被拆解的基礎(chǔ)上，根據(jù)外形以及使用現(xiàn)象判斷汽車出現(xiàn)故障的原因，以此解決汽車故障，修理車輛破損，使得汽車恢復(fù)正常使用。傳統(tǒng)汽車故障診斷手段一般有“儀器設(shè)備診斷法”與“人工經(jīng)驗診斷法”，就算在今天，這2種方法依然非常有效。

1.1 儀器設(shè)備診斷法

儀器設(shè)備診斷法是指通過運用現(xiàn)代汽車技術(shù)與專業(yè)的診斷設(shè)備和儀器，檢測出汽車的故障與問題。這種診斷方法能夠更加快速、有效、準(zhǔn)確地找出故障原因，然后對故障汽車進行分析，為維修工作人員提供維修依據(jù)。

雖然這個方法準(zhǔn)確性高、檢測速度快，并且能夠比較輕松地實現(xiàn)定量分析，但是同時也具有一些缺點，比如占地面積大、前期投資大，以及需要儀器設(shè)備操作的專業(yè)人員不足等。不過，整體而言，這種診斷方法在當(dāng)前還是非常具有實用價值的。

1.2 人工經(jīng)驗法

人工經(jīng)驗診斷法的靈活性非常高，不論在什么時間或者地點，不論有沒有專業(yè)的診斷設(shè)備，都可以根據(jù)自己的經(jīng)驗隨時使用。但這個診斷方法不能完全保證準(zhǔn)確度，診斷速度也比較慢，無法進行定量的數(shù)據(jù)分析。雖然速度較慢，診斷結(jié)果缺乏準(zhǔn)確性，不能進行定量分析，但人工經(jīng)驗法在今天仍具有不可替代的作用，儀器設(shè)備法的使用，還需要以人工經(jīng)驗法為前提進行判斷和分析。

2 現(xiàn)代汽車故障診斷方法

2.1 專家系統(tǒng)診斷方法

專家系統(tǒng)診斷法是一種專門負責(zé)解決某個領(lǐng)域中存在的問題的模擬人類專家的計算機軟件系統(tǒng)，主要是從人工智能進化發(fā)展產(chǎn)生。在汽車故障診斷專家系統(tǒng)中，主要包含人機接口、全局數(shù)據(jù)庫、推理機和知識庫等，與此同時，還包括了解釋機制和知識獲取機制，使得推理機構(gòu)和知識庫成為汽車故障診斷專家系統(tǒng)中的“核心”成員。

在對故障汽車進行診斷時，一般會利用計算機采集到的診斷數(shù)據(jù)，然后通過人機接口輸入到專家系統(tǒng)中，有需要的時候可以隨時調(diào)取需要的用戶信息。而推理機則可以按照知識庫中數(shù)據(jù)以及規(guī)則，以此進行推理，得出汽車故障最有可能發(fā)生的原因，最后對癥下藥，解決汽車故障。

目前為止，已經(jīng)研究出來的大家常用的汽車故障診斷專家系統(tǒng)主要包括：基于行為的診斷專家系統(tǒng)、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的診斷專家系統(tǒng)、基于規(guī)則的診斷專家系統(tǒng)（RBR）、基于模糊理論的診斷專家系統(tǒng)和基于案例的診斷專家系統(tǒng)（CBR）等。在汽車故障診斷專家系統(tǒng)的發(fā)展史中，RBR憑借直觀的、統(tǒng)一的形式、知識表述，以及易于理解等優(yōu)點作為第一代診斷專家系統(tǒng)應(yīng)運而生。但是，由于RBR的自學(xué)能力不足，難以獲取復(fù)雜的系統(tǒng)規(guī)則與數(shù)據(jù)，因此對于大型的汽車系統(tǒng)，RBR并不適用。CBR是一個以實例的推理為基礎(chǔ)的相對比較獨立的故障診斷專家系統(tǒng)，比較符合人們的認知。由于CBR具有快速推理的特點，而且不需要規(guī)則化知識，大大減輕了故障汽車數(shù)據(jù)獲取的難度。該系統(tǒng)還能實現(xiàn)實例數(shù)據(jù)的覆蓋與增加，因此會自動越來越完善和豐富。不過，CBR也存在一些缺陷，它并不能覆蓋所有的空間，在搜索的過程中可能會漏掉最好的解決方案。

在模糊理論的基礎(chǔ)上存在的2種診斷方法是指模糊規(guī)則推理法和模糊矩陣法。這個方法的特點是快速通過利用不確定的模糊推理來診斷故障中的模糊性問題，其難以達到的就是征兆與故障的確定以及無法準(zhǔn)確實現(xiàn)語言變量與隸屬函數(shù)之間的轉(zhuǎn)換，而且很容易發(fā)生誤診。

由于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有非常強大的自適應(yīng)能力、學(xué)習(xí)能力和非線性逼近能力的特點，所以在汽車故障診斷的過程中，這種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的專家系統(tǒng)也被廣泛應(yīng)用。這種方法的不足就是只能計算數(shù)值，并不能很好地解釋推理的過程，沒有專家真正具有的知識經(jīng)驗。

2.2 基于OBD系統(tǒng)的電腦輔助診斷方法

以車載網(wǎng)絡(luò)為媒介的基礎(chǔ)上，基于OBD系統(tǒng)是目前汽車診斷的主要途徑，它主要通過電腦的輔助和專門的診斷儀器對故障汽車進行診斷?；贠BD系統(tǒng)診斷故障的一般流程為：先將診斷儀先后連接到OBD診斷口上—讀取故障碼—汽車上電—查詢維修手冊確定故障類型和部件，然后根據(jù)診斷出的相關(guān)信息和經(jīng)驗為汽車故障制定合適的維修方案，重新運行車輛，仔細檢查故障碼，反復(fù)確認故障是否被排除。

3 汽車故障診斷技術(shù)的集成化管理

通過綜合考慮各種診斷方法的優(yōu)缺點，結(jié)合未來診斷發(fā)展的趨勢，該文提出了一種集成化的汽車故障診斷管理方案，從而提升故障診斷的效率，以適應(yīng)未來汽車故障診斷技術(shù)的發(fā)展。

3.1 在線離線一體化診斷

根據(jù)OBD車載診斷系統(tǒng)所表現(xiàn)出的缺陷，該文在這里提出了離線診斷（OFBD）的概念?！半x線”的概念是指平時一般處于“休眠”狀態(tài)，只在需要的時候會被激活使用，彌補實時在線診斷的OBD診斷系統(tǒng)的缺陷。在線與離線的一體化診斷系統(tǒng)融合了很多不同診斷方法的專家系統(tǒng)，包括了和OBD集成在一起的OFBD子系統(tǒng)。

汽車故障維修人員通過使用診斷設(shè)備將OBD診斷接口連接到汽車上的ECU，從而進行通信，設(shè)備就可以通過OBD系統(tǒng)得到ODX信息（Open Diagnosis eXchange files），ODX信息包括故障代碼與汽車運行的一些關(guān)鍵參數(shù)，專家系統(tǒng)可以通過分析ODX數(shù)據(jù)，從而找到解決故障的方案。

3.2 集成化診斷方案構(gòu)想

集成化汽車故障診斷技術(shù)還可以設(shè)置一套反饋信息的機制，這能夠使得供應(yīng)商、技術(shù)中心、與故障診斷有關(guān)的汽車制造商以及售后維修站及時更新最新信息與數(shù)據(jù)，并進行有效地整合，最后產(chǎn)生一個系統(tǒng)的、完善的集成化汽車故障診斷技術(shù)管理方案。

方案采用的是客戶端/服務(wù)器結(jié)構(gòu)，主要包括2個部分：

第一是數(shù)據(jù)中心：數(shù)據(jù)中心主要是用來編輯和處理系統(tǒng)中的各種信息，比如汽車維修站在維修中所獲得的反饋信息以及汽車生產(chǎn)廠商提供的最初數(shù)據(jù)等。數(shù)據(jù)中心可以進行多個人操作以及在線同時編輯。

第二是在線離線一體化診斷系統(tǒng)：這種系統(tǒng)主要包括維修站端和汽車端。主要對遠程訪問數(shù)據(jù)中心中的信息資料以及在線離線一體化診斷進行信息共享，實現(xiàn)一體化服務(wù)。

對于一輛新車來說，在最初的設(shè)計之前必須根據(jù)豐富的維修經(jīng)驗，充分保證汽車零件質(zhì)量過關(guān)，跟上汽車配置，這樣才會減少這款車在以后的售后服務(wù)中的很多麻煩，從而提高汽車故障維修效率，保證汽車的質(zhì)量。

4 結(jié)語

我國汽車工業(yè)的發(fā)展越來越迅猛，汽車類型以及構(gòu)造也越來越復(fù)雜，如今，汽車工業(yè)是一門集多項技術(shù)領(lǐng)域于一體的綜合性工業(yè)學(xué)科。因此，在現(xiàn)實的汽車研究應(yīng)用中，要不斷拓展各個領(lǐng)域的技術(shù)知識，將有用的技術(shù)融合在汽車的集成化管理中，不斷完善與升級汽車故障診斷技術(shù)，朝系統(tǒng)化、智能化、多功能化以及集成化的方向發(fā)展。

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