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汽车故障诊断技术的发展趋势 北京交通大学 蒋鸣雷 摘要：汽车故障诊断技术不断发展。20世纪60年代出现了车外诊断设备、70年代出现了车载诊断系统，80年代末诊断技术向信息化和智能化方向不断前进，专家系统开始应用于汽车故障诊断。90年代末，具有诊断复杂故障能力的专家系统和汽车自身诊断功能密切相连，构成新的车外诊断系统。目前，汽车故障的诊断技术的发展趋势主要体现在故障诊断系统智能化、诊断推理方法多样化、故障诊断信息网络化等方面。 关键字：汽车 故障诊断 趋势 中图分类号: U279　　　文献标识码: 　A 1.前言 自20世纪70年代以来，由于传感器技术、微机技术、数据通信技术在汽车中的大量应用，使得汽车结构日益复杂，功能日趋先进，但诊断、维修难度也大大增加，诊断中需获取的信息量迅速膨胀。有资料表明，现代汽车维修需要40%的精力查阅资料、30%的精力分析故障，拆装零件的时间由过去的70%降到30%以下。面对如此错综复杂的信息种类和庞大的信息量，如何迅速做出分析并加以综合利用，是当前及今后汽车故障诊断中急待解决的问题，同时也对汽车的故障诊断维修技术提出了更高的要求。 2.汽车故障诊断技术的发展历程 现代汽车故障诊断技术起始于60年代的西方发达国家，随着汽车结构的日益复杂，必然要求有相应的诊断手段来满足其维护的需求，因此，汽车诊断技术在过去的几十年中取得了迅速的发展。综合来看，汽车诊断技术的发展经历了四个阶段。 2.1 人工检验阶段 早期的汽车诊断，主要依靠有一定技术和经验的工人，凭耳听、手摸的方法来了解汽车的技术状况，再根据已掌握的实践经验进行汽车故障的诊断。该诊断方式完全靠检查者的感觉和经验进行。这种诊断方法总结起来主要是:问、看、嗅、听、摸、试、断。这种方法简单、经济，但是准确性差，很大程度上依赖于操作者的经验。 2.2 运用简单的仪器、仪表进行测量阶段 由于汽车结构的日趋复杂，因此一些简单的测试仪器，如万用表、真空仪、油压表等应用于汽车的故障诊断中，从而使诊断技术从耳听手摸的定性阶段，逐渐发展到仪器、仪表的定量测量阶段。这种方法为汽车故障诊断提供了客观依据，不足之处是仪器分散，对故障缺乏综合的分析和判断。 2.3 利用专门设备进行综合诊断阶段 在汽车总成不解体的情况下，用先进的仪器和设备对汽车各工作系统进行精密监测，测出汽车有关数据，通过电子计算机的处理，就能显示汽车的技术状况或寻找出故障的原因。 2.4 人工智能诊断阶段 进入九十年代，随着专家系统的发展和电子计算机智能化的提高，用计算机储存专家知识，建立汽车故障诊断专家系统，把汽车故障诊断推向了更加智能化的阶段。 3.国内外汽车故障诊断技术研究现状 20世纪60年代发达国家就相继研制开发了各种独立于车辆的车外诊断设备。1972年德国大众汽车公司率先推出了他们研制的国民牌车外诊断装置。随后，美国和日本也开发出了类似装置，但因为当时技术水平有限，这些车外诊断装置的诊断效果并不理想。为了克服车外诊断装置的局限性，1979年，美国通用公司在其所生产汽车的电控汽油喷射系统中，正式采用了车载诊断系统，也称随车诊断系统。在随后的几年中，欧、美、日等国的汽车生产厂商陆续在各自生产的汽车上配备了车载诊断系统。到了20世纪80年代末期，随着人工智能技术的迅速发展，特别是专家系统、人工神经网络在故障诊断领域的进一步应用，故障诊断技术向信息化和智能化方向不断前进。1989年美国Venkat等首次将神经网络用于故障诊断中，并与基于知识的专家系统进行了比较，克服了传统诊断推理速度慢、不适应在线诊断的缺陷，获得了理想的结果。此后，Marko等把神经网络引入到柴油发动机的故障诊断中，利用神经网络的学习功能和强大的非线性映射特性和很强的容错性能，实现故障的快速分类。Sharky等在对柴油发动机的故障推理进一步研究的基础上，提出了多神经网络的诊断策略，与单一策略专家诊断系统相比，多神经网络诊断系统体现出了强大的诊断功能。 到了20世纪90年代末期，具有诊断复杂故障能力的专家系统和汽车自身诊断功能密切相连，构成新的车外诊断系统。这些车外诊断系统采用了微电子技术、计算机技术、先进的传感器技术并结合人工智能技术，将汽车自身的诊断结果，汽车的运行状态参数输出到车外诊断系统中进而综合分析做出相应的判断和处理。维修中心的主机通过串行通讯与在维修点的终端机相连，相互之间可以交换信息，维修人员在专家故障诊断系统上，可以方便地查询所需的资料，得到检测故障的步骤和排除故障的方法。 我国的汽车故障诊断技术的研究起始于70年代后期，1977年国家为了改变汽车维修技术落后的局面，下达了“汽车不解体检验研究”的课题，它标志着我国汽车故障诊断技术研究的开始。80年代初，一汽奥迪与北京切诺基汽车率先在其电喷发动机中采用了随车诊断系统