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(jì)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(jìn)。

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(xiàn)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(gè)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(jìn)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(jìn)行改裝，使得汽車的電子系統(tǒng)更加復(fù)雜，一個(gè)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(yàn)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(yùn)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(jìn)行分析，為維修工作人員提供維修依據(jù)。

雖然這個(gè)方法準(zhǔn)確性高、檢測速度快，并且能夠比較輕松地實(shí)現(xiàn)定量分析，但是同時(shí)也具有一些缺點(diǎn)，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(shí)用價(jià)值的。

1.2 人工經(jīng)驗(yàn)法

人工經(jīng)驗(yàn)診斷法的靈活性非常高，不論在什么時(shí)間或者地點(diǎn)，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(yàn)隨時(shí)使用。但這個(gè)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(jìn)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(jìn)行定量分析，但人工經(jīng)驗(yàn)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(yàn)法為前提進(jìn)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(fù)責(zé)解決某個(gè)領(lǐng)域中存在的問題的模擬人類專家的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)，主要是從人工智能進(jìn)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(jī)接口、全局?jǐn)?shù)據(jù)庫、推理機(jī)和知識庫等，與此同時(shí)，還包括了解釋機(jī)制和知識獲取機(jī)制，使得推理機(jī)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(jìn)行診斷時(shí)，一般會(huì)利用計(jì)算機(jī)采集到的診斷數(shù)據(jù)，然后通過人機(jī)接口輸入到專家系統(tǒng)中，有需要的時(shí)候可以隨時(shí)調(diào)取需要的用戶信息。而推理機(jī)則可以按照知識庫中數(shù)據(jù)以及規(guī)則，以此進(jìn)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(diǎn)作為第一代診斷專家系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)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(gè)以實(shí)例的推理為基礎(chǔ)的相對比較獨(dú)立的故障診斷專家系統(tǒng)，比較符合人們的認(rèn)知。由于CBR具有快速推理的特點(diǎn)，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(shí)現(xiàn)實(shí)例數(shù)據(jù)的覆蓋與增加，因此會(huì)自動(dòng)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(huì)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(gè)方法的特點(diǎn)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(dá)到的就是征兆與故障的確定以及無法準(zhǔn)確實(shí)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(qiáng)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(diǎn)，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(jì)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(yàn)。

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(jìn)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(yàn)為汽車故障制定合適的維修方案，重新運(yùn)行車輛，仔細(xì)檢查故障碼，反復(fù)確認(rèn)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(diǎn)，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(shí)一般處于“休眠”狀態(tài)，只在需要的時(shí)候會(huì)被激活使用，彌補(bǔ)實(shí)時(shí)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(jìn)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(yùn)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(jī)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(shí)更新最新信息與數(shù)據(jù)，并進(jìn)行有效地整合，最后產(chǎn)生一個(gè)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(gè)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(jìn)行多個(gè)人操作以及在線同時(shí)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(yuǎn)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(jìn)行信息共享，實(shí)現(xiàn)一體化服務(wù)。

對于一輛新車來說，在最初的設(shè)計(jì)之前必須根據(jù)豐富的維修經(jīng)驗(yàn)，充分保證汽車零件質(zhì)量過關(guān)，跟上汽車配置，這樣才會(huì)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(xiàng)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(shí)的汽車研究應(yīng)用中，要不斷拓展各個(gè)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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