基于集成化的汽车故障诊断技术的应用研究

胡瑞海

摘 要：随着人们经济水平的提高，汽车行业也发展得越来越好，不过在汽车越来越普及的情况下，汽车故障也在不断出现，并影响着汽车行业的制造与营销。因此，该文基于集成化的汽车故障诊断技术研究提供解决方案，让汽车售后服务与维修诊断技术有新的提升和改进。

关键词：集成化管理 汽车故障诊断技术 应用技术

中图分类号：TK05 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）02（b）-0099-02

目前，随着汽车工业技术的不断发展，我国的汽车市场潜力越来越明显，汽车故障也越来越多，因此，汽车工业急需一个比较完善的汽车维修诊断服务的系统，提高汽车工业化的进程。此外，越来越多的不同型号的汽车被生产，私人也常常根据自己的喜好将车子进行改装，使得汽车的电子系统更加复杂，一个集成化管理的诊断汽车故障的方案迫在眉睫。

1 传统汽车故障诊断方法

汽车故障诊断技术指的是在汽车本身不被拆解的基础上，根据外形以及使用现象判断汽车出现故障的原因，以此解决汽车故障，修理车辆破损，使得汽车恢复正常使用。传统汽车故障诊断手段一般有“仪器设备诊断法”与“人工经验诊断法”，就算在今天，这2种方法依然非常有效。

1.1 仪器设备诊断法

仪器设备诊断法是指通过运用现代汽车技术与专业的诊断设备和仪器，检测出汽车的故障与问题。这种诊断方法能够更加快速、有效、准确地找出故障原因，然后对故障汽车进行分析，为维修工作人员提供维修依据。

虽然这个方法准确性高、检测速度快，并且能够比较轻松地实现定量分析，但是同时也具有一些缺点，比如占地面积大、前期投资大，以及需要仪器设备操作的专业人员不足等。不过，整体而言，这种诊断方法在当前还是非常具有实用价值的。

1.2 人工经验法

人工经验诊断法的灵活性非常高，不论在什么时间或者地点，不论有没有专业的诊断设备，都可以根据自己的经验随时使用。但这个诊断方法不能完全保证准确度，诊断速度也比较慢，无法进行定量的数据分析。虽然速度较慢，诊断结果缺乏准确性，不能进行定量分析，但人工经验法在今天仍具有不可替代的作用，仪器设备法的使用，还需要以人工经验法为前提进行判断和分析。

2 现代汽车故障诊断方法

2.1 专家系统诊断方法

专家系统诊断法是一种专门负责解决某个领域中存在的问题的模拟人类专家的计算机软件系统，主要是从人工智能进化发展产生。在汽车故障诊断专家系统中，主要包含人机接口、全局数据库、推理机和知识库等，与此同时，还包括了解释机制和知识获取机制，使得推理机构和知识库成为汽车故障诊断专家系统中的“核心”成员。

在对故障汽车进行诊断时，一般会利用计算机采集到的诊断数据，然后通过人机接口输入到专家系统中，有需要的时候可以随时调取需要的用户信息。而推理机则可以按照知识库中数据以及规则，以此进行推理，得出汽车故障最有可能发生的原因，最后对症下药，解决汽车故障。

目前为止，已经研究出来的大家常用的汽车故障诊断专家系统主要包括：基于行为的诊断专家系统、基于神经网络的诊断专家系统、基于规则的诊断专家系统（RBR）、基于模糊理论的诊断专家系统和基于案例的诊断专家系统（CBR）等。在汽车故障诊断专家系统的发展史中，RBR凭借直观的、统一的形式、知识表述，以及易于理解等优点作为第一代诊断专家系统应运而生。但是，由于RBR的自学能力不足，难以获取复杂的系统规则与数据，因此对于大型的汽车系统，RBR并不适用。CBR是一个以实例的推理为基础的相对比较独立的故障诊断专家系统，比较符合人们的认知。由于CBR具有快速推理的特点，而且不需要规则化知识，大大减轻了故障汽车数据获取的难度。该系统还能实现實例数据的覆盖与增加，因此会自动越来越完善和丰富。不过，CBR也存在一些缺陷，它并不能覆盖所有的空间，在搜索的过程中可能会漏掉最好的解决方案。

在模糊理论的基础上存在的2种诊断方法是指模糊规则推理法和模糊矩阵法。这个方法的特点是快速通过利用不确定的模糊推理来诊断故障中的模糊性问题，其难以达到的就是征兆与故障的确定以及无法准确实现语言变量与隶属函数之间的转换，而且很容易发生误诊。

由于人工神经网络具有非常强大的自适应能力、学习能力和非线性逼近能力的特点，所以在汽车故障诊断的过程中，这种基于神经网络的专家系统也被广泛应用。这种方法的不足就是只能计算数值，并不能很好地解释推理的过程，没有专家真正具有的知识经验。

2.2 基于OBD系统的电脑辅助诊断方法

以车载网络为媒介的基础上，基于OBD系统是目前汽车诊断的主要途径，它主要通过电脑的辅助和专门的诊断仪器对故障汽车进行诊断。基于OBD系统诊断故障的一般流程为：先将诊断仪先后连接到OBD诊断口上—读取故障码—汽车上电—查询维修手册确定故障类型和部件，然后根据诊断出的相关信息和经验为汽车故障制定合适的维修方案，重新运行车辆，仔细检查故障码，反复确认故障是否被排除。

3 汽车故障诊断技术的集成化管理

通过综合考虑各种诊断方法的优缺点，结合未来诊断发展的趋势，该文提出了一种集成化的汽车故障诊断管理方案，从而提升故障诊断的效率，以适应未来汽车故障诊断技术的发展。

3.1 在线离线一体化诊断

根据OBD车载诊断系统所表现出的缺陷，该文在这里提出了离线诊断（OFBD）的概念。“离线”的概念是指平时一般处于“休眠”状态，只在需要的时候会被激活使用，弥补实时在线诊断的OBD诊断系统的缺陷。在线与离线的一体化诊断系统融合了很多不同诊断方法的专家系统，包括了和OBD集成在一起的OFBD子系统。

汽车故障维修人员通过使用诊断设备将OBD诊断接口连接到汽车上的ECU，从而进行通信，设备就可以通过OBD系统得到ODX信息（Open Diagnosis eXchange files），ODX信息包括故障代码与汽车运行的一些关键参数，专家系统可以通过分析ODX数据，从而找到解决故障的方案。

3.2 集成化诊断方案构想

集成化汽车故障诊断技术还可以设置一套反馈信息的机制，这能够使得供应商、技术中心、与故障诊断有关的汽车制造商以及售后维修站及时更新最新信息与数据，并进行有效地整合，最后产生一个系统的、完善的集成化汽车故障诊断技术管理方案。

方案采用的是客户端/服务器结构，主要包括2个部分：

第一是数据中心：数据中心主要是用来编辑和处理系统中的各种信息，比如汽车维修站在维修中所获得的反馈信息以及汽车生产厂商提供的最初数据等。数据中心可以进行多个人操作以及在线同时编辑。

第二是在线离线一体化诊断系统：这种系统主要包括维修站端和汽车端。主要对远程访问数据中心中的信息资料以及在线离线一体化诊断进行信息共享，实现一体化服务。

对于一辆新车来说，在最初的设计之前必须根据丰富的维修经验，充分保证汽车零件质量过关，跟上汽车配置，这样才会减少这款车在以后的售后服务中的很多麻烦，从而提高汽车故障维修效率，保证汽车的质量。

4 结语

我国汽车工业的发展越来越迅猛，汽车类型以及构造也越来越复杂，如今，汽车工业是一门集多项技术领域于一体的综合性工业学科。因此，在现实的汽车研究应用中，要不断拓展各个领域的技术知识，将有用的技术融合在汽车的集成化管理中，不断完善与升级汽车故障诊断技术，朝系统化、智能化、多功能化以及集成化的方向发展。

参考文献

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