现代汽车状态检测和故障诊断技术及其发展

现代汽车状态检测和故障诊断技术及其发展

肖淑梅,贾民平

(东南大学,江苏南京210016)

摘 要:汽车故障诊断是汽车技术保障系统中的一个重要环节,故障诊断技术的发展必须跟上突飞猛进的汽车技术发展。本文探讨了现代汽车故障诊断技术的特征,分析了汽车维修诊断技术的现状和发展趋势。

关键词:汽车;检测;故障诊断;中图分类号:U 472.42

文献标识码:A

文章编号:1008-3693(2005)02-0053-04

On the Technology of State Monitoring and Fault Diagnosis for Modern Automobiles and Its Developing Orientation

XIAO Shum ei,JIA M inping

(Southeast U niversity ,N anjing 210016,China )

Abstract:Automobile fault diagnosis is an im portant part in automobile technological assurance system.T he development of fault diagnosis technolog y must keep abreast w ith the remarkable progress in automo bile technology.The characteristics of fault diag nosis technology for modern automobiles are ex plored in this paper.Meanw hile,the current situation of fault diagnosis technology for automobiles maintenance and its developing orientation are analy zed here.

Key words:automobile;monitoring;fault diag nosis 汽车故障诊断技术是随着汽车的发展从无到有逐渐发展起来的一门应用技术。国外一些发达国家,在进入20世纪60年代后,检测设备应用技术获得了较大发展,出现了汽车检测站。70年代出现了检测控制自动化、数据采集自动化、数据处理自动化、检测结果自动存储并打印的现代综合检测技术。并于80年代将此技术推广使用[1]。近二十年来实现了诊断功能的综合化、诊断专家系统和诊断技术软件的集成化和智能化[2]。1 汽车故障诊断的常用方法

现代汽车故障诊断技术具有三个特征:(1)故

障分析手段的多样化。现代汽车结构的复杂使故障状态呈现出多样性、模糊性和不确定性,将小波分析技术、模糊集理论、粗糙集理论、灰色关联分

析、波形分析、融合技术、神经网络技术等应用于故障诊断[2];(2)故障诊断设备的现代化。车外诊断系统和车载诊断系统仪器的发展融合了机械、电子、流体、声学、光学等技术,还具有自动分析、判断、打印结果的功能,并不断向着集成化和智能化方向发展[1];(3)故障诊断方式的网络化。现代网络技术的发展可使在汽车故障诊断方面运用现代通信技术,集各种组件如维修企业的管理软件、诊断维修技术信息系统、专家系统为一体,

收稿日期:2005-03-12

作者简介:肖淑梅(1975-),女,扬州职业大学机械工程系助教,东南大学机械工程系硕士研究生;贾民平(1959-),男,东南大学机

械工程系教授,博导。

基金项目:国家自然科学基金资助项目(50475078),东南大学预研项目。

第9卷第2期2005年6月

扬州职业大学学报

Journal of Yangzhou Poly technic College V ol.9 No.2Jun.2005

实现各维修企业的软硬件共享。1.1 人工经验诊断法

诊断人员凭借丰富的实践经验和理论知识,在

汽车不解体或局部解体情况下,借助简单工具,用眼看、耳听、手摸、鼻闻等手段,边检查、边试验、边分析,进而对汽车技术状况作出判断。有直接检测法、换件法、条件改变法、顺序检查法、分段排除法等。1.2 仪器设备诊断法

可在不解体情况下,用现代仪器检测汽车、总成和机构的诊断参数,为分析、判断汽车技术状况提供定量依据。甚至可以自动分析、判断、存储并打印汽车的技术状况。适用于汽车检测站、大型维修企业和特约维修服务站[1]。1.2.1 发动机故障诊断设备

常用的有万用表、内窥镜、解码器、示波器、发动机综合性能分析仪、测功器、气缸压力表、气缸压力检测仪、曲轴箱漏气检测仪、气缸漏气量检测仪、进气管真空度检测计、汽油机点火示波器、闪光正时检测仪、缸压正时检测仪、汽油泵试验计、机油清净性分析仪、润滑油质量检测仪、光谱分析

仪、铁谱分析仪、磁性探测器等。[1]

1.2.2 底盘故障诊断设备

有游动角度检测仪、前轮定位仪、四轮定位仪、转向参数测量仪、车轮平衡机、悬架装置检测

台、悬架装置和转向系间隙检测仪等。[1]

1.2.3 整车故障诊断设备

有底盘测功试验台、车用油耗计、滑板式车轮侧滑试验台、五轮仪、制动减速度仪、制动试验台、车速表试验台、不分光红外线分析仪、纸式烟度计、前照

灯检测仪、声级计、淋雨室、侧倾试验台等。

[1]1.2.4 专业综合诊断技术

汽车检测站是综合运用现代检测技术,对汽车实施不解体检测、诊断的机构。国内交通系统建成的检测站大多是综合检测站,一般由一条安全环保检测线和一条综合检测站组成,见图1

。

图1 双线综合检测站平面布置示意图

1-外观检查工位;2-Q 滑制动车速表工位;3-灯光尾气工位;4-外观检查及车轮定位工位;5-制动工位;6底盘测功工位。

汽车进入检测站后,在站内、线内只有按照规定的检测工艺路线和检测工艺程序流动,才能完成整个检测过程。

[1]

2 专家系统在汽车故障诊断中的应用

专家系统是一种基于特定领域内大量知识与经验的智能程序系统,应用人工智能技术模拟人

类专家求解问题的思维过程解决汽车故障诊断领

域内的各种问题。[2]

其核心主要包括以下几个部

分:知识库、知识获取部分、推理机、解释部分[3]

。

根据故障诊断推理模式的不同,可分为以下几种。

2.1 基于规则的专家系统

第一代汽车故障诊断专家系统是将汽车诊断的专家知识与计算机结合在一起,通过人机接口的形式和启发式的方法由诊断者回答系统提出的问题,系统进行推理,并最终给出专家级的诊断结论[4]

。其知识表述直观、形式统一、易理解、解释方便,但症状与诊断之间的复杂联系使得通过归纳专家经验来获取规则有相当的难度,且一致性难以保证。基于规则的汽车故障诊断专家系统由四大部分组成:人机界面、知识库、知识处理模块和诊断推理模块[5]。

由于存在知识获取困难、知识台阶窄以及控制策略不灵活等缺点,对于大型规则库来说,容易产生规则匹配冲突、组合爆炸等问题,缺乏自学习能力,不适用于复杂系统或经验不足系统的故障诊断[6]。搜索空间大,速度慢,难以实现实时在线诊断要求。

2.2 基于案例的故障诊断专家系统

基本思想是用过去求解成功或失败的经历来通过计算机推导解决问题,通过对历史案例知识的挖掘,获得蕴涵于过去中的丰富经验和知识,可以解决基于产生式规则的系统在某些方面的缺陷,尤其在某些知识和经验难以用规则描述的情况下[7],其功能结构模型见图2。

基于CBR 技术的车辆故障诊断软件系统是将汽车维修专家有关的故障诊断知识(包括使用测试仪表的经验知识)收集起来,加以分析整理,以案例和案例解决方法的形式存于计算机中,在实际进行故障诊断时,系统检索类似案例的解决方法来解决新的故障,若不存在类似案例,可以尝

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扬州职业大学学报第9卷