汽車測試與故障診斷技術研究

摘要：目前，在人們生活水平不斷提高的過程中，汽車已經成為人們在生活過程中尤為重要的角色，人們的日常生活已經和汽車緊密相連，但是如果汽車處于長時間工作狀態，就會出現多種故障，那么就要對汽車進行測試及故障診斷。基于此，分析汽車測試及故障診斷的條件，之后對汽車的測試及故障診斷技術進行全面的研究。

關鍵詞：汽車測試;故障診斷;故障診斷技術

中圖分類號：U472.9 文獻標示碼：A

在現代信息技術及網絡技術不斷發展的過程中，現代汽車故障診斷及測試的方法在逐漸朝著自動化、智能化及多樣化的方向發展，其屬于社會不斷發展及汽車產業不斷發展的主要趨勢，此方面能夠使現代汽車故障問題得到降低，基于此，本文就闡述現代汽車故障診斷的方法，全面分析現代汽車故障診斷技術的使用，以此使現代汽車故障診斷結果的可靠性及精準性能夠得到有效的提高。

1汽車測試與故障診斷的條件

1.1描述情況

技術人員要對汽車發生故障時候的情況進行仔細的詢問尤為重要，比如天氣情況、時間、加速、冷車熱車、減速及溫度等，此方面與修理過程具有密切的聯系。

1.2初步判斷

在客戶描述實際情況之后，就要對汽車進行初步的診斷，此方面使根據測試人員多年的工作經驗、知識及大腦思維實現初步判斷，比如發生故障部位和其他系統的聯系，之后通過認真的思考進行檢測及驗證。檢測初步判斷的內容，使用最合適的儀器設備得到精準的結果。由于現代科技發展較快，促進了汽車的更新速度，那么就要多多收集相應的技術資料，從而方便在技術中滿足時代發展的需求。

1.3替換實驗

在進行替換的過程中要選擇良好的元件，保證在同種車中能夠正常工作的性能良好，另外就是要求單一的進行替換，從而能夠尋找故障發生的部位。在替換之后，要保證此車輛和問題車相同，要不然就沒有意義^[1]。

1.4實現路試

試車員要熟悉路況及車況，在實現路試的過程中，要對汽車全部功能進行操作，對車輛是否完好進行確定，不管是修的那種系統，其中的全部功能都要進行實驗。

1.5后續的跟蹤觀察

在交車之后要能夠觀察汽車，保證其維修正確及完好，此方面是維修人員的基本素養。另外，作為合格且專業的技術人員，要熟練掌握汽車測試過程每個設備及儀器的使用方法，并且還要全面掌握儀器的型號、選擇及使用等。并且要求修理人員能夠了解電路圖，熟悉測量器件位置，以此能夠保證故障利用現象能夠通過電路圖中尋找，其中的測量位置也能夠利用線路圖進行分析。在測量并且記錄數據的過程中要細心，在對數據進行分析的過程中也要仔細，避免出現問題，得到錯誤結論，只要正確的對其進行分析，其中的理論才能夠被人所信服^[2]。

2汽車測試與故障診斷的技術

2.1人工直觀經驗法

一般，人工直觀經驗法是指全面掌握檢修汽車構造及工作原理，以自身實際工作經驗實現道路試驗及原地檢視，通過簡單測試觀察汽車的故障，以此在放大或者隱藏某部位狀態，判斷汽車的故障。人工直觀經驗方法的方式主要包括觸覺法、分段排查、結構分析等方法。合理使用人工直觀經驗法，不需要使用任何的專用設備及制定條件，隨時隨地診斷汽車故障，其具有一定的靈活性及適應性，能夠使汽車維修成本的得到有效的降低^[3]。

2.2儀表設備診斷法法

此種診斷方法指的是使用檢測儀器、設備及工具對汽車結構參數、技能狀態、波形及曲線進行檢測，以此實現汽車故障診斷的主要方法。其中較為典型的診斷設備主要包括示波器、萬用表及專用診斷儀器。在汽車電控系統診斷設備不斷發展的過程中，與分析及診斷設備結合的測試設備不斷發展，其不僅能夠實現分析儀并行在線測試內容，還能夠實現診斷儀串行通訊測試內容。

其中綜合測試系統指的是使用多種現代化的檢測技術、設備儀器結合，為了完成某種特定測試任務進行創建的綜合故障測試系統，其屬于汽車故障檢測及診斷過程中實施現代化的主要標志。目前大部分車輛都是較為復雜的系統，其與電、氣、機具有密切的聯系，故障原因也各有不同，有可能是因為多種故障原因導致現象，也有可能是因為一個故障原因導致多種現象。有時候不能夠只是根據一個手段確定，要綜合使用，從不同角度進行綜合診斷分析，從而得到針對性的結論，以下就對故障判斷進行分析。

其一，故障碼分析。故障碼屬于人為設計，設計人員考慮可能會出現的影響因素與故障狀態所設置的代碼;重視故障碼相關性;重視虛假故障碼;重視故障碼在不同網絡節點中的影響。

其二，數據分析。在數據分析的過程中，數據流中的內容并不是常寬，其中故障碼屬于數據。所有數據是電腦與電腦之間的通信，數據流并不只是局限于你所看到的數據。其主要包括物理量、測量量及電腦確認值，此三者為一致性，物理量不可能出錯，要分析其他兩個值是否出錯。

其三，分析點火波形。點火形式較多，不同形式的能量也不同，在瞬間加速的時候會發生突突的聲音，點火器電壓與負荷、缸壓具有密切的聯系，在點火器缺乏足夠負荷的時候，就會出現突突的聲音。

其四，分析真空壓力。分析燃油壓力、液壓系統壓力，判斷故障^[4]。

2.3汽車自診斷法

此種方法雖然屬于現代電控汽車診斷過程中的主要故障診斷方式，但是還具有一定的局限性，比如無法對車輛排放物的具體數值進行檢測，只能夠對排放物進行檢測;工作可靠性受到車輛運行環境的影響;無法對車輛維修進行指示等。所以就要使診斷信息輸出標準化工作進行加強，以此擴大車載自診斷系統的使用范圍。此種檢測方法的主要技術包括：

（1）與汽車自診斷法相關的通訊網絡協議。網絡通訊協議主要在解決通訊數據共享、優先權、故障診斷標準及數據傳輸帶寬等問題中使用，具有汽車自診斷系統的汽車的電控系統都是在B類數據網絡通訊協議中所創建的，詳見圖1。其中應用層使網絡數據從一個節點朝著另外一個節點進行發送，數據鏈路層能夠使位及標志朝著無差錯及有效數據幀進行轉化。物理層和線路能夠創建數據鏈路層實現信息傳遞的路徑^[5]。

（2）與汽車自診斷法相關的車下診斷設備通訊。在汽車自診斷系統和車下檢測設備進行通訊的過程中，要遵守相應的約定，比如應答信號最大值、最小間隔約定等，以此能夠使通訊正常的工作，并且還不會受到系統內部通訊的干擾，圖2為系統和車下診斷設備使用的統一診斷信息接口，診斷信息通過相應故障碼形式進行初始化，故障碼含義能夠根據相關汽車故障診斷代碼手冊。其中的診斷信息可以使用故障碼的方式進行讀取，比如掃描儀讀取及故障指示燈指示。還可以使用數據流讀取，因為不同車系及廠牌的汽車數據流參數名稱及內容不同，所以要以維修手冊進行確認^[6]。

2.4基于專家系統的故障診斷

專家系統屬于基于指定領域中大量知識及經驗的智能程序系統，使用人工智能技術對人類專家求解問題思維過進行模擬，從而對汽車故障診斷中的問題進行有效解決，此主要和行為知識庫，推理機，知識獲取及解釋。

（1）基于規則。第一代汽車故障診斷專家系統是結合計算機和專家知識，利用人機接口及啟發式方法通過診斷人員回答系統的問題，使系統推理，并且最終得到專家級診斷結論。此種系統的知識表達較為直觀，并且容易理解。但是其中的癥狀及診斷復雜聯系使利用歸納專家經驗得到規則具備一定的難度，并且無法保證一致性。所以其無法在系統復雜及經驗不足的故障診斷中實現，并且速度較慢，搜索空間較大，無法滿足實時在線診斷需求^[7]。

（2）基于案例。其是利用之前求解失敗或者成功經歷，使計算機實現推導從而對問題進行解決，利用深入挖掘歷史案例知識，得到其中的豐富知識及經驗，從而對基于產生式規則系統的缺陷進行有效解決，包括部分知識及經驗無法使用規則描述。基于案例的關鍵就是創建有效檢索機制和實例組織方式，其中的關鍵技術就是案例表示、檢索及學習。案例表示就是利用數據結構對案例、功能及結構的特征進行描述，以不同的故障及診斷的難易程度為基礎進行。案例檢索就是對全新案例及系統索引樹根節點相似程度進行計算，以相似程度的原則對相應故障索引樹進行定位，以全新案例中的其他特點信息到此節點子節點實現相似度的計算，對相似度較大的節點進行匹配和重復，最后尋找故障原因。案例學習就是在對案例進行推理的過程中，在故障索引樹中節點無法尋找匹配子節點的時候，那么此階段就會增加全新節點。在產生全新案例之后，用戶就能夠利用父節點的故障原因及排除方法診斷全新的案例，假如成功，就會在此案例節點故障原因及解決方法中保存。假如失敗，就要使用其他方法，如果找到方法，就在此節點、父節點中存儲故障原因及解決方法^[8]。

（3）基于行為。在缺少診斷知識背景下，就不要給出故障類型，利用和診斷對象系統行為的相互交互作用逐漸的學習進化，從而創建完善診斷系統。一般都是利用NN模塊化單元，此屬于獨立并且還能夠實現故障診斷單元動態創建的單元，此種方法和汽車電控單元實現數據交換，從而有效實現在線的實時監控診斷。

2.5基于數值特征識別診斷

在現代網絡技術和信息技術不斷發展的過程中，基于特征狀態識別方法不僅能夠應用到機械系統故障診斷過程中，還能夠應用到電器、電子及控制系統等診斷中，能夠使診斷結果精準性、可靠性得到有效的提高。在實際使用過程中，使用數據特征識別汽車故障診斷，要先得到汽車故障信息，也就是利用拾振器獲得機械系統振動信號，之后基于預處理、診斷信息的分析，實現系統的全面診斷及識別。目前，一般使用的狀態識別方法主要包括邏輯推理、灰色模型關聯度分析、頻域識別及距離函數分類等，屬于現代汽車故障診斷效率提高的基礎及需求，能夠使汽車故障診斷的時間得到有效的降低^[9]。

2.6基于免疫機理的故障診斷

因為汽車在被檢測的過程中運行狀態較為復雜，其中的振動信號屬于非平穩信號。使用小波分析方法能夠對非平穩振動信號進行分析。小波分析技術在信號時頻分析過程中具備尺度伸縮及移位的功能，以此能夠將分析中心及范圍定位到感興趣的地方實現分析。具體就是在對汽車振動信號進行分析的過程中，使時域信號能夠逐層的進行分解，在每層分解層中，將上一層信號實現高頻及低頻的分解。以此就能夠對汽車診斷信號實現有效分析，對非正常信號進行檢測，尋找汽車振動本質特征，對故障信號進行精準的定位^[10]。

本文將差速器故障檢測為例對此方法的正確性進行分析，在實現在線檢測之前，要求具有大量無故障差速器實現檢測，對系統實現訓練學習，以此使系統得到足夠振動信號特征量，之后實現此種特征量的編碼，從而形成自身空間S，另外還能夠產生檢測器集R。在實現差速器在線監測的過程中，實現檢測振動信號的編碼，利用檢測器實現振動信號匹配，圖3為流程圖。

本文中的被測差速器是457驅動橋中使用的差速器，在改進反面選擇算法過程中的數據編碼使用n=14位二進制編碼^[11]，表1為檢測的結果。

3結束語

目前我國汽車數量不斷提高，人們生活及汽車具有密切的聯系，汽車如果出現故障，就會對人們工作造成影響，所以對汽車測試及故障診斷尤為重要。總體來說，在汽車產業不斷發展的過程中，充分使用傳統故障診斷方法，重視先進技術及設備的合理使用，對汽車故障檢測及安全檢測進行重視，此方面為現代汽車故障診斷過程中的主要工作內容，其能夠使現代汽車故障診斷結果精準性、可靠性得到有效的提高。

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