汽車故障診斷技術(shù)是以汽車及內(nèi)燃機(jī)理論、汽車故障診斷學(xué)為理論指導(dǎo)，以汽車及內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)原理、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)以及

汽車運(yùn)用性能為分析依據(jù)，以汽車檢測(cè)及試驗(yàn)技術(shù)為測(cè)試手段的綜合技術(shù)。隨著汽車電子和汽車傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)

用，不僅提高了汽車的性能和舒適性，也使整個(gè)汽車控制系統(tǒng)變得越來越復(fù)雜。所以當(dāng)用戶的汽車發(fā)生故障時(shí)，維修技師能否

快速定位故障部位以及能否快速排除故障，成為一個(gè)非常關(guān)鍵的問題。同時(shí)隨著汽車市場(chǎng)的發(fā)展，競(jìng)爭(zhēng)也越來越激烈，其中售

后服務(wù)的方便與否逐漸成為競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。

各汽車廠商在不斷提高汽車舒適型的基礎(chǔ)上，也不斷想方設(shè)法提高車輛故障檢測(cè)和維修能力。因此在市場(chǎng)需求的推動(dòng)下，汽車

故障診斷技術(shù)和故障診斷設(shè)備得到了極大的發(fā)展，汽車診斷也作為一門專門技術(shù)發(fā)展起來。

1 汽車故障診斷技術(shù)的發(fā)展歷程

汽車診斷技術(shù)在過去的幾十年中取得了迅速的發(fā)展，其發(fā)展經(jīng)歷了四個(gè)階段。

1 . 1 人工檢驗(yàn)階段

在此階段主要依靠工人的經(jīng)驗(yàn)來判斷汽車故障，進(jìn)行維修，優(yōu)點(diǎn)是方便，經(jīng)濟(jì)。缺點(diǎn)是不同維修人員間的經(jīng)驗(yàn)差異很大，故

障判斷準(zhǔn)確性不高。

1 . 2 簡(jiǎn)單的儀器、儀表進(jìn)行測(cè)量階段

隨著汽車技術(shù)的不斷發(fā)展，電子控制單元不斷增加，因此使得汽車構(gòu)造越來越復(fù)雜，為了更好的分析故障，維修故障，人

們開始采用一些儀器來測(cè)量一些相關(guān)的參數(shù)值。萬用表、示波器等被廣泛的用在汽車故障診斷中。雖然儀器的使用，使得人們對(duì)故障的判斷有了客觀依據(jù)，但是由于儀器本省的局限性，所以對(duì)故障判斷任然存在故障判斷不準(zhǔn)確性，定位故障困難等缺點(diǎn)。

1 . 3 專門設(shè)備進(jìn)行綜合診斷階段

20世紀(jì)80年代，隨著OBD標(biāo)準(zhǔn)的推出，使得汽車診斷發(fā)展進(jìn)入了新的階段，各汽車生產(chǎn)廠家陸續(xù)推出了自己的汽車故障診

斷儀器，的故障診斷儀器可以通過特定的通訊協(xié)議與車載的電子控制單元之間進(jìn)行通訊，將存儲(chǔ)在ECU中的故障讀取出

來，提供給汽車維修技師，這樣大大提高了故障診斷的準(zhǔn)確性，提升了維修速度。

1 . 4 人工智能診斷階段

20世紀(jì)90年代，人工智能技術(shù)的發(fā)展使得專家系統(tǒng)的建立成為可能，同時(shí)計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展使得大量數(shù)據(jù)處理成為可

能，因此在此基礎(chǔ)上汽車故障診斷發(fā)展出了智能診斷專家系統(tǒng)。

2 汽車故障診斷技術(shù)的現(xiàn)狀

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。為了滿足需求，現(xiàn)代汽車電子控制系統(tǒng)加入了自診斷功能。目前自診斷的主要方法有以下幾點(diǎn)。

2.1 ECU 故障自診斷

現(xiàn)代汽車中的ECU(Electronic ControlUnit)集成了故障自診斷系統(tǒng)，裝有ECU控制系統(tǒng)的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)，都具有故障自診斷系統(tǒng)?？梢杂盟鼇韺?duì)汽車內(nèi)傳動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)各個(gè)部分工作狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)檢查和監(jiān)測(cè)。當(dāng)汽車出現(xiàn)故障時(shí)，裝在儀表板上的故障指示燈就會(huì)自動(dòng)點(diǎn)亮以警告車主汽車可能出問題了。同時(shí)系統(tǒng)控制單元的自診斷模塊檢測(cè)到系統(tǒng)部件故障后，將故障的信息以數(shù)字代碼的形式存儲(chǔ)在模塊內(nèi)部的專門區(qū)域如隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM中。當(dāng)汽車維修技術(shù)人員在診斷車輛故障時(shí)，可以通過人工調(diào)取或使用診斷儀器的方式從存儲(chǔ)器中調(diào)取出這些數(shù)字代碼。通過對(duì)這些存儲(chǔ)的代碼所對(duì)應(yīng)的故障信息而對(duì)癥下藥，可以很快解決汽車故障。

2 . 2 油液監(jiān)測(cè)及信號(hào)采集技術(shù)

對(duì)汽車潤滑油中的磨屑進(jìn)行分析是一種不解體檢驗(yàn)方法，其作用不僅是要評(píng)定潤滑油的理化性能，更是要通過對(duì)機(jī)械磨損碎屑及其他顆粒的定性與定量測(cè)量、分析獲得相關(guān)零部件磨損、系統(tǒng)污染程度及工作狀態(tài)等方面的重要信息，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)。

2 . 3 汽車故障診斷的傳統(tǒng)專家系統(tǒng)

專家系統(tǒng)是基于人類專家的專業(yè)領(lǐng)域的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，在計(jì)算機(jī)上建立以經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)的信息系統(tǒng)，它可以利用專業(yè)領(lǐng)域的專家的知識(shí)水平，完成所需的任務(wù)。專家系統(tǒng)實(shí)際上是一個(gè)智能計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)?；?/span>本結(jié)構(gòu)包括：知識(shí)庫，推理機(jī)，數(shù)據(jù)庫，解釋的過程和知識(shí)五個(gè)部分組成。專家系統(tǒng)，可分為以規(guī)則為基礎(chǔ)的系統(tǒng)和以框架為基礎(chǔ)的系統(tǒng)。前者使用，它的推理包含

正向推理，反向推理和混合控制等控制策略。專家系統(tǒng)適用于需要很多的專業(yè)知識(shí)才能解決問題的問題。由于汽車故障診斷

是一個(gè)非常復(fù)雜和艱巨的任務(wù)，需要許多專業(yè)知識(shí)，所以將專家系統(tǒng)應(yīng)用于故障診斷的研究越來越多。雖然傳統(tǒng)的診斷專家

系統(tǒng)的初步成功，但存在知識(shí)獲取困難、知識(shí)臺(tái)階窄以及控制策略不靈活等缺點(diǎn)。

對(duì)于大型的規(guī)則庫，容易發(fā)生規(guī)則沖突，如組合爆炸問題，并且缺乏自我學(xué)習(xí)能力，不適用于復(fù)雜的系統(tǒng)的故障診斷。

3 現(xiàn)代汽車故障診斷技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

近年來,一些新的科學(xué)分支的出現(xiàn)和發(fā)展及其在設(shè)備故障診斷中的成功應(yīng)用,為汽車故障診斷技術(shù)的發(fā)展開拓了新的途徑。故障診斷技術(shù)向智能化和信息化方向發(fā)展。如基于信號(hào)處理的小波分析法，基于人工智能的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等。主要有以下幾個(gè)方面。

3 . 1 檢測(cè)設(shè)備智能化

汽車故障診斷檢測(cè)設(shè)備智能化的特點(diǎn)是：虛擬儀器與信號(hào)處理技術(shù)的廣泛使用。所謂虛擬儀器[4]，就是在通用計(jì)算機(jī)平臺(tái)上

用軟件定義和設(shè)計(jì)儀器的功能，它使用戶所操作和使用的計(jì)算機(jī)成為一臺(tái)的電子儀器。虛擬儀器是以計(jì)算機(jī)為核心，充分利用計(jì)算機(jī)的圖形界面和強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，提供測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和顯示。虛擬儀器的軟件和硬件具有開放的，模塊化的，可重復(fù)使用和可互換的特點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際需要，用戶可以輕松地更改或修改的軟件，硬件模塊，以實(shí)現(xiàn)特定的功能。虛擬儀器的數(shù)據(jù)采集器和計(jì)算機(jī)，使用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集模塊，可以測(cè)量各種參數(shù)，用戶可以僅專注于信號(hào)處理和分析上。同時(shí)，分析測(cè)試結(jié)果的從人工向計(jì)算機(jī)自動(dòng)分析發(fā)展（即逐漸向智能自動(dòng)分析儀器的發(fā)展）。

3 . 2 資料數(shù)據(jù)在線化

汽車故障診斷資料數(shù)據(jù)在線化的特點(diǎn)是：交互式電子技術(shù)手冊(cè)（InteractiveElectronic Technical Manual，IETM）的使

用。它將技術(shù)資料以數(shù)字格式存儲(chǔ)，可以方便的進(jìn)行查詢，維修人員可以非常方便的查看、瀏覽其想要獲取的信息。大大提高了汽車故障維修的效率，智能化水平較高。同時(shí)解決了傳統(tǒng)紙質(zhì)手冊(cè)不易保管，查詢不便得缺點(diǎn)。用戶可以通過網(wǎng)絡(luò)在線訪問維修資料數(shù)據(jù)庫，實(shí)時(shí)查詢相關(guān)資料。測(cè)試設(shè)備從僅有測(cè)試功能向除測(cè)試外還能夠提供在線資料數(shù)據(jù)庫支持發(fā)展。即從單一測(cè)試儀器逐步向儀器資料一體化設(shè)備發(fā)展。

3 . 3 故障診斷信息的網(wǎng)絡(luò)化汽車故障診斷信息網(wǎng)絡(luò)化的特點(diǎn)如下。

3.3.1 遠(yuǎn)程支持和遠(yuǎn)程控制

遠(yuǎn)程控制是指售后支持中心可以通過網(wǎng)絡(luò)控制維修站的診斷軟件，通過遠(yuǎn)程控制實(shí)現(xiàn)對(duì)維修站現(xiàn)場(chǎng)的車輛診斷，遠(yuǎn)程診斷所用的計(jì)算機(jī)與維修站現(xiàn)場(chǎng)與車輛相連的計(jì)算機(jī)可以看到相同的信息，診斷信息通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)绞酆笾С种行牡挠?jì)算機(jī)上，使售后支持相關(guān)人員不用到現(xiàn)場(chǎng)就可以協(xié)助維修站對(duì)車輛的故障的分析及問題的解決。這樣就可以實(shí)現(xiàn)工程師在辦公室內(nèi)通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)對(duì)維修站進(jìn)行車輛故障分析援助，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程故障排除。見圖1。

圖1 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖

遠(yuǎn)程控制的另一個(gè)重要方面是實(shí)現(xiàn)診斷數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)反饋，收集維修站發(fā)生的一些診斷故障信息，通過對(duì)所獲得的售后故障的統(tǒng)計(jì)分析，為汽車廠商設(shè)計(jì)和質(zhì)檢部門不斷改進(jìn)提供相應(yīng)的依據(jù)。從而zui大程度地提高顧客對(duì)汽車廠商售后服務(wù)滿意程度，充分提升品牌的美譽(yù)度，同時(shí)也降低公司現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)的費(fèi)用。

3.3.2 現(xiàn)場(chǎng)診斷信息收集

現(xiàn)場(chǎng)診斷信息的收集系統(tǒng)主要作用為收集各個(gè)維修站在使用診斷軟件的過程中生成的后臺(tái)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)將會(huì)被收集系統(tǒng)進(jìn)行分析和整理，然后存放到數(shù)據(jù)庫中。見圖1。汽車廠商的售后服務(wù)部門、質(zhì)量部門和工程部門可以利用收集系統(tǒng)查看這些數(shù)據(jù)并生成多種數(shù)據(jù)報(bào)表。這些數(shù)據(jù)報(bào)表包括以下的種類：(1)使用診斷軟件維修zui頻繁的車型;(2)每種車型發(fā)生的DTC統(tǒng)計(jì);

(3)診斷軟件中各功能使用次數(shù)統(tǒng)計(jì);(4)每種車型出現(xiàn)故障ECU統(tǒng)計(jì)等等。

3 . 4 數(shù)據(jù)反饋實(shí)時(shí)化

傳統(tǒng)的診斷工具很難追蹤發(fā)生在維修站的具體問題，比如說哪些DTC發(fā)生的幾率高，哪些問題客戶反應(yīng)比較強(qiáng)烈等，而新一代診斷系統(tǒng)可以把診斷過程產(chǎn)生的數(shù)據(jù)文件回傳到汽車生產(chǎn)商的數(shù)據(jù)庫，汽車生產(chǎn)商的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、售后等相關(guān)部門可以從數(shù)據(jù)庫上及時(shí)清楚的了解車輛的故障率的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果，哪些故障發(fā)生的概率高，哪些供應(yīng)商的零部件可靠性差等問題，可以盡快的給出相應(yīng)的對(duì)策，方便汽車生產(chǎn)商在生產(chǎn)過程中有針對(duì)性的改善生產(chǎn)環(huán)境，控制生產(chǎn)過程，提高供應(yīng)商的零部件質(zhì)量，從而改善出廠車輛的質(zhì)量，提高客戶的滿意度。

3 . 5 專家系統(tǒng)的智能化智能故障診斷專家系統(tǒng)

汽車故障診斷專家系統(tǒng)的研究是人工智能應(yīng)用研究的一個(gè)分支,故障診斷專家系統(tǒng)的特點(diǎn)就是在必要時(shí)呼出存儲(chǔ)在計(jì)算

機(jī)中專家們的知識(shí),使初學(xué)者也能得出接近專家們的判斷。目前已研究的汽車故障診斷專家系統(tǒng)模型有基于規(guī)則的診斷專家

系統(tǒng)、基于實(shí)例的診斷專家系統(tǒng)、基于行為的診斷專家系統(tǒng)、基于模糊邏輯的診斷專家系統(tǒng)和基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的診斷專家系

統(tǒng)。其各有優(yōu)缺點(diǎn)，但發(fā)展趨勢(shì)都是智能化。